Как научиться варить вертикальные швы

Сварка вертикальных швов

Содержание:

Одним из признаков при классификации сварных швов является их положение в пространстве. Нередко в конструкциях необходимо выполнение вертикальных швов, что не является самым простым вариантом. При его выполнении не так легко, как при сварке горизонтально расположенных швов, осуществлять контроль состояния сварной ванны, что оказывает влияние на качество соединения.

Особенность сварки вертикальных швов заключается в стекании вниз расплавленного металла под действием силы тяжести собственного веса во время сварочного процесса. Это создает трудность продолжения шва, поскольку при застывании образуется преграда, содержащая шлаки от электрода. Чтобы разобраться, как правильно варить вертикальный шов сваркой, необходимы теоретические знания и практический навык.

Способы сварки

Сварку в вертикальном положении можно осуществлять различными методами. Наиболее популярны электрошлаковый и электродуговой.

Электрошлаковый способ

Электрошлаковый метод позволяет сваривать детали любой толщины. Независимо от размера поперечного сечения шва он осуществляется за один проход. Благодаря этому происходит экономия затрат на электроэнергию и уменьшение потребности в расходных материалах. Значительно увеличивается производительность работ.

Между кромками и металлом образуется ванна, в которой находится жидкий шлак. Электрод погружают в шлаковую ванну. Проходящий через ванну ток нагревает ее до такой высокой температуры, что кромки и кончик электрода начинают плавиться. Результатом расплава является появление сварочной ванны и начала образования сварного соединения.

По мере того, как шов будет остывать, сварная ванна с электродом будет подниматься вверх. За проход можно осуществить сварку вертикального шва различной толщины. Шлак, находящийся в жидком состоянии, обладает более легким весом. Поскольку его местоположение сверху, происходит защита шва от неблагоприятного влияния на него кислорода в воздухе. При окончании сварки ставший твердым шлак удаляют постукиванием. Вертикальный шов, сварка которого произошла электрошлаковым методом, получается качественным.

Полуавтомат

Более удобным способом создать вертикальный шов можно полуавтоматом сваркой. Основой работы аппарата полуавтомата является подача тока на горелку вместе с защитным газом. Роль электрода при этом способе исполняет проволочка, которая подается на место сварки в автоматическом режиме. Образование электрической дуги происходит между ней и свариваемыми деталями. Расплавление металла осуществляется под защитой газа, что предупреждает появление окислов.

Большое значение для получения высококачественного вертикального шва с помощью полуавтомата имеет величина силы тока. При правильном выборе шов получится ровный и без обрывов. Выбор оптимальной силы тока зависит от поперечного размера деталей. Скорость процесса сварки пропорциональна скорости подачи проволоки, регулировка которой осуществляется с помощью специального механизма. Оптимальным диаметром электрода для этого вида сварки является 0,8 мм.

При сваривании тонких листов возможно его уменьшение, чтобы избежать затухания дуги. Защитный газ продается в специальных баллонах, оснащенных редуктором с манометром для контроля давления. Для качественной сварки вертикального шва должно быть установлено давление 0,2 атмосферы.

Перед тем, как начать сварку, устанавливается значение расстояния, с которого проволока выступает из сопла. Эта величина должна быть не свыше 5 мм. Прежде, чем начать сваривание, следует позаботиться о неподвижности деталей друг относительно друга. Это обеспечивает сварка полуавтоматом точками.

Скрепление деталей производится не менее, чем в двух местах. Когда сваривание производится нахлестом, то детали скрепляются струбцинами. Если в начале сварки не будет зажигаться дуга, то силу тока увеличивают. Сварка вертикальных швов полуавтоматом является удобным и надежным способом.

Инвертор

При намерении выполнить вертикальный шов более современным методом имеет смысл выбрать инвертор. Он пришел на смену устаревшим трансформаторам, тяжелым и сложным при эксплуатации. Инвертор обладает небольшим весом. Преимуществом является и то, что при использовании инвертора брызг металла получается гораздо меньше. Сварка вертикальных швов инвертором происходит при помощи электрического разряда. К достоинствам прибора относится малая чувствительность к перепадам напряжения.

Удобство при работе обеспечивают ручки и индикаторы на его корпусе. Включение и выключение инвертора производится тумблером. Ручками на панели выставляются величины напряжения и тока. Имеются индикаторы, на которых появляется информация о питании и перегреве оборудования. Один кабель имеет на конце держатель для электрода, а на втором находится прищепка-зажим для крепления изделия. Питание инвертор получает от электрической сети. Бесперебойную работу обеспечивают аккумуляторные конденсаторы. Потребление электроэнергии находится в зависимости от диаметра электрода.

Принцип работы состоит в том, что металлические части и электрод начинают плавиться под воздействием дуги, что приводит к образованию сварочной ванны. Образовавшийся шлак после охлаждения удаляют постукиванием. Существуют рекомендации, как правильно варить инверторной сваркой вертикальный шов.

Варианты движения

При формировании вертикального шва из положения снизу без отрыва дуги электроды перемещают, не меняя направления и без горизонтальных смещений. Наклон электрода находится в пределах 80-90 градусов. Это обеспечит возможность получения плоского шва. Скорость, с которой перемещается электрод, должна быть достаточно большой. Необходим постоянный контроль, как сваривают вертикальные швы. Тогда при вытекании металла с одного края ванны можно перейти к другому края, не прекращая движения наверх.

Также возможно вертикальный сварочный шов делать с отрывом дуги. Это могут взять на вооружение начинающие сварщики. За то время, пока происходит отрыв, температура деталей понижается. Для опоры электрода так же, как и в предыдущем случае, можно использовать полочку кратера.

Еще один способ, как варить вертикальный шов электродом, заключается в перемещении сверху вниз. При этом варианте электрод также располагают концом наверх. Сварочную ванну поддерживают электрод и электрическая дуга.

Различные технологии

Техника сварки вертикальных швов имеет три варианта. Их выбор зависит от величины зазора, толщины свариваемых металлов, размера притупления кромок.

Треугольник

Технология основана на наиболее популярном способе ведения процесса снизу наверх. Расплавленный металл находится поверх слоя, который еще только начал застывать. Стекая вниз, он закрывает валик шва. Это не позволяет новым каплям стекать по дорожке.

Способ применяется, когда предстоит соединить детали, имеющие толщину не более 2 мм. Сварка этим методом может обеспечить хороший результат при маленьком зазоре. Также необходимо обеспечить максимальное притупление кромок. Оно должно находиться в диапазоне от 1-2 мм. При сварке расположение ванны должно быть под углом.

Необходимо выполнять рекомендации по выбору характеристик, как правильно сваривать вертикальный шов способом «треугольника». Диаметр электрода по этому методу должен быть равен 3 мм. Среднее значение электрического тока 90-100 А. До окончания заполнения стыка электрод следует перемещать по указанной траектории. Хорошо подходит для углового вертикального шва.

Елочка

Конец электрода совершает сложные движения. Суть метода состоит в том, что электрод двигается из глубины, по ходу проплавляя поверхность кромки. При возвращении внутрь он начинает проплавление второй кромки. Затем операции повторяют на небольшой высоте.

Такой вид сварочного шва подойдет, когда зазоры между свариваемыми изделиями составляют 2-3 мм. Необходимо притупление кромок. Сечение валика меньше, чем при предыдущем способе. Процесс начинают по выбранной кромке. Электрод подают из глубины зазора «на себя».

Технология проведения сварочного процесса состоит в следующем:

Сварку ведут короткой дугой. Метод обеспечивает равномерность нанесения сварочного материала на всем пространстве зазора. Необходимо следить за тем, чтобы не было образования на кромке шва подрезов, а также подтеков металла. Желательна непрерывность процесса, исключая моменты, когда необходимо заменить электрод. Не должно быть чрезмерного наплавления кромок. Полученный шов по форме напоминает конфигурацию елки.

Лестница

Находит применение, когда между свариваемыми деталями существует большой зазор. Его значение может превышать 2 мм. Также метод возможен при отсутствии или небольшом притуплении кромок.

Советы

Сварка швов, расположенных вертикально, считается достаточно трудной для грамотного исполнения. Помочь могут теоретические знания особенности технологии сварки, позволяющие получить качественный вертикальный сварочный шов и как правильно его варить.

Следует соблюдать следующие условия:

Вертикальные сварочные швы получатся качественными при учете толщины деталей и выбора подходящей методики. Поскольку вертикальное положение шва вносит дополнительные трудности, большую роль играет надежная фиксация свариваемых деталей.

Интересное видео

Источник

Все что нужно знать, чтобы варить вертикальные швы ручной и полуавтоматической сваркой даже без опыта

Хотите научится сваривать вертикальные швы и узнать, как правильно это делать. В нашей статье Вы найдете подробное описание и простой способ сварки вертикальных швов, которым получится заварить даже новичку.

Особенности

Вертикальные швы выполняют сварщики имеющий разряд не ниже 3 так как сварка этого вида шва процесс непростой. Он имеет ряд следующих особенностей:

Принципы сварки и основные требования

Основным принципом при сварке вертикальных швов ручной дуговой (РД) сваркой является то, что процесс нужно вести снизу вверх непрерывно или с отрывом электрода.

Варить «на спуск» сверху вниз всегда сложнее, потому что металл будет активнее стекать и придется вести процесс на низких значениях тока, что зачастую не дает нужного проплавления.

При сварке же «на подъем» снизу вверх, металл сварочной ванны будет поддерживаться от вытекания ранее наплавленным и уже кристаллизовавшимся металлом. Вытекание металла будет особенно заметно после того, как он нагреется и станет более текучим.

Также важным принципом при сварке вертикальных швов является совершение колебательных движений электродом. О способах выполнения движений поговорим ниже.

Основные требования к подготовке и к сварке, следующие:

Ниже приведены допустимые значения контролируемых параметров на примере стыкового соединения С17 с V-образной односторонней разделкой по ГОСТ 5264-80.

Условия получения качественного шва

Чтобы получать качественные соединения при выполнении вертикальных швов электросваркой необходимо соблюдать несколько важных условий:

Подрез — это сварочный дефект в виде небольшого углубления между сварочным швом и основным металлом.

Как варить вертикал – способы

Как уже говорилось ранее существует 3 техники снизу вверх, сверху вниз и сварка с отрывом электрода.

Опытный сварщики чаще всего используется техника снизу вверх он обозначается – В2. Процесс выполняется «на подъем» из нижней точки к верхней.

Реже используется способ сверху вниз – В1. Тут ситуация обратная сварка выполняется «на спуск» из верхней точки к низу.

Начинающие сварщики и любители используют такой метод как сварка с отрывом электрода. Процесс идет снизу вверх «на подъем» при этом сварочная дуга зажигается и проваривают небольшой участок «сварочную точку», и дуга обрывается. После процесс повторяется до полного заполнения разделки.

Для первых двух способов лучше всего использовать электроды с основным покрытием, а для сварки с отрывом с рутиловым. Потому как рутиловые электроды обеспечивают более легкий поджиг дуги, но варить ими протяженные швы сложнее из-за большого количества шлака. В процессе сварки шлак сильно растекается и начинающему сварщику сложно понять, где в сварочной ванне метал, а где расплавленный шлак. Из-за чего часто получается такой дефект как зашлаковка шва.

Подробно рассмотрим каждый из этих способов ниже.

Снизу вверх

Применяя данный способ легче всего контролировать сварочную ванну и проваривать большие толщины. Сварочный шов начинают в нижней точке и постепенно заполняя разделку поднимаются до верха.

Сам процесс сварки вертикального шва выполняется в несколько этапов: первоначально разжигается друга, длина которой немного больше 2–3 диаметра электрода. Это делается для того, чтобы прогреть металл и электрод не прилип. Прогрев происходит 2–3 секунды после чего длина другие уменьшается до 0,5–1 диаметра электрода.

Далее можно начинать процесс сварки, а именно наплавки в нижней точке небольшого валика (полки). Если толщина металла более 3 мм, то сварку нужно выполнять в несколько проходов. Первый – корневой проход нужно варить без колебательных движений, просто медленно ведя электрод снизу вверх или совершая возвратно поступательные движения вдоль разделки кромок.

При следующих проходах (заполнении и облицовке) электрод медленно перемещают от одной кромки к другой.

В процессе сварки нужно уделить особое внимание скорости ведения процесса, так как если вести сварку слишком медленно, металл начнёт стекать, образуя наплывы. В то же время если сварку вести слишком быстро, то есть риск не проварить стык. Начинающие сварщики здесь могут использовать такой прием. Нужно вести сварку так, чтобы верхний край сварочной ванны был примерно на одной линии с верхней кромкой электрода.

Сварочный электрод при выполнении вертикальных швов снизу вверх держит как правило под углом около 45–50 градусов.

В тех случаях, когда нужно обеспечить более глубокий провар угол электрода выбирают ближе к 90 градусам. А когда металл начинает течь то электрод наклоняют на встречу сварочной ванне, удерживая расплавленный металл в сварочной ванне за счёт давления дуги.

Чтобы заполнить разделку, сварщику необходимо совершать колебательные движения электродом. Основные виды движении имеют форму: треугольника, полумесяца, буквы Z и другие. О них подробно будет написано ниже.

Сверху вниз

Метод сварки сверху вниз используется реже, так как техника его выполнения сложнее и требуется определённые сварочные электроды, которые позволяют варить «на спуск». При данном методе сварочный шов будет иметь меньшую глубину проплавления, но большую ширину. Это хорошо в тех случаях, когда нужно сварить тонкий металл, чтобы не прожигать его.

Процесс возбуждения дуги происходит при расположении электрода под углом 90 градусов к поверхности детали. После того как дуга загорелась электрод располагают углом на сварочную ванну, чтобы за счёт давления дуги не давать расплавленному металлу вытекать.

Процесс также выполняется с колебательными движениями. В данном случае чаще всего используются Z-образные перемещение или в виде полумесяца.

Этот способ (В1) часто применяется при полуавтоматической сварке, а при ручной дуговой достаточно редко.

Как варить вертикальный шов дуговой сваркой с отрывом

Несомненным плюсом способа сварки с отрывом является то, что им может варить вертикал даже новичок. Так как при использовании его металл будет успевать остыть и не будет течь. Это сильно облегчает процесс, но есть и минус в виде того, что скорость выполнения сварки сильно снижается.

Процесс выполнения, следующий:

Как варить вертикальный шов – движения электрода

Для вертикальных стыков применяют чаще всего 3 вида перемещения электрода:

Колебательные перемещения электрода позволяют получать швы большой ширины (до 3–4 диаметров электрода за один проход). Это серьезно увеличивает производительность, особенно в тех случаях, где толщины металла 20 мм и более.

Возвратно-поступательное и прямолинейное движения используются при сварке корневого прохода, также для деталей с небольшими толщинами и на нержавеющих сталях. Шов будет получаться более аккуратным и прочным, а в процессе выполнения можно отчетливо видеть, где шлак, а где металл. На данном способе легче удерживать одинаковую скорость и длину дуги, а следовательно, начинающим будет легче.

Хотите узнать что такое MIG MAG сварка и в чем отличие. Переходите по ссылке.

Возвратно-поступательные (для рутиловых электродов)

Возвратно-поступательное движение при сварке вертикальных швов чаще всего используются когда толщина соединяемых деталей небольшая (до 5 мм) сварка выполняется рутиловыми электродами. Также данный метод можно использовать при сварке корневого шва (корневой – это шов, который выполняется самым первым, при многослойной сварке).

Техника выполнения несложной и заключается в следующем:

В результате получается сварной валик шириной 1,3-1,5 диаметр электрода.

Елочка

Для вертикальных соединений данный способ перемещения выполняют следующим образом:

Треугольник

Этот способ перемещения чаще всего используют, когда нужно сваривать большие толщины, так как он позволяет за один проход получать максимально широкий шов до 4 диаметров электрода. Его очень удобно использовать для тавровых соединений. Техника выполнения, следующая:

Задерживаться нужно в точках для того чтобы шов имел плавный переход к основному металлу (не был чрезвычайно выпуклый), а также чтобы не образовывался подрез.

Полумесяцем и Z-образные перемещения

Z- образные перемещения, а также их усложнённая версия полумесяцем выполняются в следующей последовательности:

Если использовать данные способы для облицовки лучше применить угол близких к 90° чтобы шов не был чрезмерно выпуклый. При заполнении угол можно делать более острым.

Как правильно варить вертикальный шов полуавтоматической электросваркой

Сварка вертикальных швов полуавтоматом чаще всего выполняется с использованием проволоки диаметром от 0,8 до 1,2 мм. Для данного способа сварки очень часто применяется метод сверху вниз при толщинах до 4 мм без колебательных движений. Угол между горелкой и изделием должен быть около 20-35°.

Если толщина больше, то применяется сварка снизу вверх. Горелкой так же, как и при ручной сварке совершаются колебательные движения. Чаще всего это движение типа “треугольник” с задержкой в середине. Угол наклона горелки к изделию в районе 75–85 градусов.

Сварочную дугу ориентируют на передний край ванны. Это делается для того, чтобы за счёт давления дуги снизить стекания жидкого металла и обеспечить глубокое проплавления корня.

Виды соединений

Вертикальные швы выполняются на таких видах соединений как:

Встык

Вертикальная сварка стыковых соединений чаще всего применятся для труб, конструкциях из листов и профильных изделий. Процесс бывает однопроходные и многопроходной, односторонний и двухсторонний на подкладке и без таковой. Самый распространённое стыковое соединение это с17 двухсторонней V-образные разделкой выполняемые без подкладки.

Сварка встык при толщине до 3,5-4 мм чаще всего выполняется без колебательный движений и без разделки кромок за один проход. В тех случаях, когда толщина более 4 мм производится разделка кромок и процесс выполняется с колебательными движениями электрода.

Внахлест

Нахлёсточное соединение используется при сварке листовых конструкций, а также приварки фасонных и профильных изделий. Самым распространенным является соединение Н1 по ГОСТ 5264. Нахлёсточные соединения могут быть толщиной до 60 мм согласно данного ГОСТа. Процесс сварки ведут, снизу вверх выполняя Z – образные колебательные движения.

Как сваривать вертикальный шов при тавровом или угловом соединении

Вертикальные угловые и тавровые соединения свариваются снизу вверх с колебательными движениями электрода в виде треугольника с задержкой на каждый из кромок и по центру.

Контроль длины электрической дуги

В процессе сварки вертикального шва чрезвычайно важным является контроль длины сварочной дуги. Увеличенная длина дуги ведёт к образованию множество дефектов таких как:

Начинающим сварщикам необходимо тренироваться удерживать одинаковую длину дуги особенно при выполнении движений электродом.

Различают следующие длины дуги:

Для ручной дуговой сварке рекомендуется использовать именно короткую дугу. Использование нормальной длины дуги также допустимо.

Таблицы режимов сварки

Для наиболее часто применяемых электродов группы Э50 (для группы материалов М01 – углеродистые и низколегированные «черные» стали) ниже приведены режимы сварки вертикальных соединений.

Зачистка сварных швов

По окончанию всех сварочных операций сварочный шов зачищается минимум на 50 мм в обе стороны.

Зачистку производят абразивным инструментом, металлическими щётками или наждачной бумагой. В процессе зачистки с поверхности шва убирают шлаковую корку и брызги металла.

Если сварочный шов будет подвергаться УЗК или рентген контролю то шероховатость поверхности должна быть не более Rz40.

Источник