Одна из частых ошибок, допускаемых новичками в сварочном деле, называется «прожог», и зачастую она возникает при попытке увеличить подачу тока в процессе формирования вертикального шва с использованием дуговой сварки. Эта ошибка может привести к образованию полости в шве, что ухудшает его прочность. Чтобы избежать подобных ситуаций, необходимо обеспечить плавное и равномерное движение электрода, избегая длительных остановок на одном месте, которые могут привести к перегреву и расплавлению металла.
Как варить вертикальный и горизонтальный швы электросваркой: пошаговые инструкции
Электросварка представляет собой технологию соединения металлических структур путем их нагрева и расплавления с использованием электрической дуги. Эта технология стала широко востребованной в различных отраслях народного хозяйства и даже в частном секторе.
С помощью электросварки можно объединять практически любые металлы, так как температура электрической дуги может достигать 7000-8000 градусов Цельсия. Однако для успешного применения этой технологии важно предварительно освоить технику выполнения как вертикального, так и горизонтального шва, а также ознакомиться с основами сварочного процесса.
Сварные швы: общие определения
Технология сварки металлов тесно связана с понятием «сварной шов», который образуется в процессе охлаждения и застывания металла, расплавленного при помощи дуговой электросварки.
В зависимости от местоположения шва, его можно укладывать горизонтально или вертикально. Также существуют различные варианты расположения шва в пространстве, например, нижний, боковой или верхний.
Виды сварных швов: 1 – горизонтальный шов, уложенный в нижней плоскости; 2 – горизонтальный шов, расположен в верхней плоскости (потолочный); 3 – горизонтальный боковой шов; 4 – вертикальный шов в боковой плоскости.
Наиболее простой и удобный для выполнения является горизонтальный сварной шов, расположенный в нижней плоскости. В таких условиях сварщик легче контролирует расплавленный металл, так как он не имеет тенденции стекать.
Простой сварочный шов, выполненный в нижней горизонтальной плоскости. Данный тип шва является наиболее простым в практике сварочной технологии.
Остальные варианты расположения швов, включая боковое и верхнее, считаются более сложными с технологической точки зрения и требуют от сварщика более глубокого понимания техники сварки и накопленного опыта.
Сварной шов формируется в результате кристаллизации расплавленного металла и считается одним из самых прочных видов соединений, используемым при создании металлоконструкций различного назначения и размеров.
Сварные соединения относятся к категории неразъемных, обладая высокой прочностью, поскольку их создавать на молекулярном уровне. Однако стоит помнить, что в зонах соединения может произойти разрушение кристаллической решётки и изменение структуры металла.
С точки зрения формы относительно оси, сварные швы делятся на выпуклые, плоские и вогнутые. Выпуклые швы, как правило, самые прочные, но их изготовление требует от сварщика значительного опыта и аккуратности.
Вертикальные и горизонтальные сварные швы осуществляются по технологии стыковой сварки, и они отличаются по глубине проплавления и толщине.
Для конструкций, подверженных статическим нагрузкам, предпочтителен выбор выпуклых сварных швов. Вогнутые швы в большинстве случаев расцениваются как брак, в то время как плоские швы могут использоваться в конструкциях, несущих динамические нагрузки.
При сварке труб и закруглённых конструкций используются стыковые швы, технологии выполнения которых напоминают те, что применяются при создании горизонтальных и вертикальных швов.
Согласно нормам, выпуклость горизонтальных и вертикальных швов не должна превышать 1 мм для соединений с толщиной до 26 мм. Если толщина материала превышает 26 мм, допустимая выпуклость шва может достигать 2 мм, а угол – 3 мм.
На качество выполняемого шва также существенно влияет скорость его формирования. Ни в коем случае нельзя спешить или, наоборот, слишком медленно вести электрод, чтобы гарантировать прочный и непрерывный сварной шов.
Особенности
Сварка вертикальных швов обладает несколькими уникальными особенностями. При нагревании сплава образуются металлические капли, которые по физическим законам стремятся скатиться вниз. Этот процесс совершенно естественен, но в то же время создает определенные трудности, так как эти капли могут мешать качественному воздействию на обрабатываемую зону. Опытные специалисты отмечают, что для вертикальных швов лучше использовать более короткую электрическую дугу, так как это облегчает переход металла с электрода в шов благодаря действиям сил поверхностного натяжения. Для того чтобы капля сразу же затвердела во время сварки, необходимо слегка отклонять электрод вбок. Как только тепло отходит, металл моментально затвердевает.
Следует также учитывать, что верхняя зона способствует ускорению процесса расплавления металла. Быстрее застывает металл в районе стыков и различных соединений. К числу важных параметров, влияющих на качество шва, следует отнести силу тока, которая обычно выбирается ниже, чем при сварке горизонтальных швов.
Не следует забывать о точечной технологии, которая предоставляет возможность надёжно соединить два элемента.
На срок службы металлических конструкций оказывает влияние качество и надёжность шва. Каждый сварной шов в конструкции может стать одним из самых уязвимых мест. Именно по состоянию шва можно судить о качестве сварки. Вертикальная сварка, особенно для мастеров с небольшим опытом, представляет собой достаточно сложную задачу. Тем не менее, это умение крайне необходимо, так как вертикальная сварка часто применяется в практике. Необходимо придерживаться определённых правил, иначе можно столкнуться с некачественным результатом. При формировании вертикальных швов рекомендуется использовать короткую дугу. В противном случае расплавленный металл может стекать.
При возникновении прожога сварщик должен стараться держать рабочую часть сосредоточенно перпендикулярно к обрабатываемым поверхностям. Это позволяет достигнуть высокого качества соединения. В процессе работы следует немного наклонять электрод вниз. Поддержание острого угла между электродом и металлом позволяет удерживать расплавленный металл от стекания вниз. Следует отметить, что предотвратить стекание металлических капель может быть сложно, но есть возможность увеличить силу тока и ускорить движение электрода по обрабатываемой поверхности.
Тем не менее, данный подход требует осторожности, чтобы не увеличивать длину дуги слишком сильно. Также можно перемещать электрод горизонтально, чтобы расширить ширину шва.
Способы
Существует множество методов сварки, но перед тем как приступить к практике, желательно узнать о наиболее распространённых.
Электрошлаковый
Электрошлаковый способ сварки позволяет соединять элементы практически любой толщины и тотчас, за один проход. Эта особенность является уникальной для данного способа. Он отлично подходит для выполнения швов в вертикальной плоскости. Один проход обеспечивает значительную экономию энергетических ресурсов и расходных материалов, одновременно повышая производительность. В результате получаются высококачественные швы. При этом в процессе сварки между кромками стыка и плитами из меди формируется ванна с жидким шлаком.
Когда электрод погружается в эту ванну, пропускается ток, который нагревает металл до температуры плавления кромок рабочей зоны и электрода. В процессе плавления формируется сварочная ванна, которая затем остывает и после этого металл начинает кристаллизоваться, образуя качественный шов.
По мере охлаждения соединения, электрод и пластины постепенно поднимаются. Таким образом, для качественного соединения толщина любых деталей достаточно одного прохода. Легкий шлак, находящийся на поверхности, защищает шов от связи с кислородом. По окончании сварочного процесса шлак удаляется с помощью лёгкого удара молотком после его остывания.
Электродуговой
Электродуговой способ сварки подразумевает тщательную предварительную подготовку соединяемых элементов, которая может варьироваться в зависимости от используемой толщины и типа шва. Ознакомление со схемами соединения – критически важный этап. Все детали необходимо надежно закрепить, применяя специальные крепежи или подручные средства. Чтобы избежать термических искажений, рекомендуется приваривать детали через определённые промежутки с применением поперечных швов или прихваток, что создаёт надёжное соединение.
При сварке вертикальных швов с использованием электродной дуги, расплавленные металлические капли движутся вниз к сварочной канавке, образующейся в процессе работы. Переход сплава электрода в шов осуществляется через капельный путь. Для более плавного перетекания рекомендуется использовать укороченную дугу.
Также можно точечно прикасаться концом электрода к свариваемой зоне, чтобы избежать его прилипания к заготовке.
Для выполнения вертикального соединения хорошего качества применяются различные способы:
- Снизу вверх – этот метод подразумевает расположение сварочной канавки снизу, при этом расплавленные капли поступают в неё сверху. Чтобы предотвратить вытекание жидкого металла, электрод следует держать не строго вертикально, а под углом к соединяемой области. При этом конец электрода должен находиться выше крепления в держателе. Это способствует поддержанию канавки и предотвращает выплескивание металла. С такой наплавки происходит кристаллизация нижних слоёв, которые выполняют функцию поддержки для сварочной ванны. Эта техника называется ручной дуговой сваркой. Важно также установить ток на уровне, который обеспечивает более быструю кристаллизацию, чем плавление электрода и кромок. Для достижения этого эффекта рекомендуется использовать короткую дугу, что способствует образованию мелких металлических капель.
- Сварка сверху вниз – это фактически обратная техника, при которой электрод направляется вверх, а поддержка сварочной ванны осуществляется за счёт электрической дуги и самого электрода. В этом случае нижний край ванны должен плавиться быстро, в то время как верхний край должен успевать кристаллизоваться.
2 метода создания вертикального шва дуговой сваркой
Основная сложность, с которой сталкивается любой начинающий сварщик при выполнении вертикального шва дуговой сваркой, связана с вертикально расположенным соединением. Поскольку расплавленный металл, как правило, стремится стекать под воздействием гравитации, задачей сварщика остается не только создание шва, но и удержание расплавленного металла на месте. Это требует стабильности, то есть необходимо поддерживать постоянную электрическую дугу на минимальном расстоянии между ванночкой и электроды, что поможет удержать расплавленный металл в нужной области.
1. Сварка снизу вверх.
Данный метод является наиболее распространённым и подразумевает, что работа начинается с нижней части стыка и движется к верхней. Благодаря этому сварщик имеет возможность контролировать расплавленный металл, который легче удерживать в сварочной ванне, что обеспечивает создание качественного и прочного шва.
Перед началом сварки стоит уделить время подготовке кромок соединяемых элементов, обработав их абразивом. Затем следует произвести настройку оборудования и задать необходимые параметры, такие как сопротивление и сила тока, а также подобрать подходящий электрод.
После этого по всему стыку делают прихваты длиной 1-2 см. Такое равномерное расположение помогает избежать деформации изделия, вызванной резким повышением температуры. В процессе создания вертикального шва дуговой сваркой необходимо поддерживать угол между электродом и рабочей поверхностью равным 45-90°.
Сварщик должен последовательно выполнять такие действия:
- Подсоединить электрод к металлу для формирования электрической дуги.
- Создать прихватки, начиная с центра и двигаясь к краям. Расстояние между ними должно быть равным, их артикуляция зависит от размеров будущего шва.
- Сформировать шов, двигаясь снизу вверх.
- Следить за тем, чтобы расплавленный металл не вытекал за пределы рабочей ванны.
Перемещение электрода не должно быть слишком быстрым, так как это приведет к недостаточному прогреву заготовок. Однако слишком медленная работа может создать избыточный объем расплава, который просто стечёт по металлу. Важно подобрать такую скорость, которая обеспечит оптимальное количество расплавленного металла в ванне.
Кроме вертикального движения электрода снизу вверх, можно производить также поперечные движения. Для этого подходит любой прием, например, полумесяц или «елочка». Применять поперечные движения разрешается только при толщине заготовок более 4 мм.
Ещё одно важное правило: проходить стык необходимо без остановок, что представляет собой большую сложность для начинающих. Со временем, обладая навыками, сварщики начинают выполнять такой вид сварки без затруднений.
2. Сварка сверху вниз.
Этот метод создания вертикального шва дуговой сваркой также активно применяется, однако для его успешного осуществления важно учитывать один ключевой момент. При поджиге дуги электрод должен находиться под прямым углом к рабочей поверхности. После начала работы держатель нужно слегка опустить, так чтобы угол между электродом и металлом составлял 15-20°.
3 приема по созданию вертикального шва дуговой сваркой
Как варить вертикальный шов дуговой сваркой? Существует три метода, выбор из которых зависит от ширины зазора, толщины металла и характера притупления кромок.
Наиболее распространённая методика заключается в сварке снизу вверх. При этом жидкий металл спадает на засохший слой, чтобы закрыть валик и предотвратить стекание других капель на дорожку.
Этот метод можно применять при наложении вертикального шва между элементами с толщиной до 2 мм и с небольшим зазором. Для надёжного соединения притупление кромок должно иметь размеры в диапазоне 1-2 мм.
Важно, чтобы ванна во время работы оставалась под углом, что определяет суть данного метода. Необходимый угол создаётся с помощью следующих действий:
- Сначала выполняется формирование полочки;
- Затем используют сварочную дугу, поднимая её по стенке к зазору, обеспечивая плавление кромок;
- Спускаются по правой стенке;
- Перемещаются к левой – шов будет формироваться именно здесь.
Кроме того, существуют дополнительные рекомендации по созданию вертикального шва дуговой сваркой методом «Треугольник». Практика показывает, что диаметр электрода должен составлять 3 мм, а сила тока – 90-100 А. На протяжении всего процесса электрод следует двигать по указанной траектории.
Этот способ очень удобен для выполнения вертикального шва в углу.
С помощью конца электрода выполняются сложные движения: сначала он направляется внутрь, плавит поверхность кромки, затем перемещается к другой кромке, плавит её, а потом процедура повторяется на небольшой высоте.
Сварка методом «елочка» может использоваться, когда зазор между заготовками составляет 2-3 мм и присутствует притупление кромок. Этот способ обеспечит малое сечение валика.
- Движение происходит от зазора по кромке. К последней нужно прижать электрод и подавать его к себе во время прохождения всей толщины изделия.
- После поднятия электрод возвращается к зазору, движением от себя.
- Когда расплавка будет выполнена, переходят на другую кромку, повторяя описанные действия.
- Таким образом, операции повторяются до тех пор, пока не будет сформирован готовый вертикальный шов.
При этом используется короткая дуга. Эта технология отличается тем, что обеспечивает равномерное нанесение сварочного материала на всем зазоре.
Сварщик должен следить за тем, чтобы на краях шва не образовывались подрезы или подтеки металла. Необходимо избегать избыточного наплавления кромок. Рекомендуется проводить работы без остановок, единственный допустимый перерыв – это замена электрода. Таким образом, получается вертикальный шов, напоминающий форму елки.
Данная методика сварки обеспечивает возможность работы со значительным зазором (более 2 мм) между свариваемыми заготовками. Метод подходит при отсутствии или минимальном притуплении кромок.
Метод «Лестница» является достаточно простым для выполнения вертикального шва. Этой техникой электрод перемещается по зигзагообразной траектории между кромками, при этом соблюдается постоянный малый подъем. Шов формируется с использованием короткой дуги. При диаметре электрода 3 мм и силе тока в пределах 80-100 А, работа также должна производиться без остановок, как и в случае с методом «Елочка».
Согласие посетителя сайта https://smk124.ru на обработку персональных данных
Настоящим добровольно, осознанно и в своем интересе даю согласие на обработку моих персональных данных ООО «СтройМК», находящемуся по адресу: https://smk124.ru, на автоматизированную и неавтоматизированную обработку моих персональных данных, включая использование интернет-сервисов на сайте, в соответствии со следующим перечнем:
- персональные данные – номер телефона, адрес электронной почты, фамилия, имя, отчество;
- источник перехода на сайт, а также данные о поисковом или рекламном запросе;
- информация о пользовательском устройстве (разрешение экрана, версия и другие характеристики, описывающие устройство);
- пользовательские действия, включая клики, просмотры страниц, заполнение полей, показы и просмотры рекламных баннеров и видео;
- данные, относящиеся к аудитории;
- параметры сессии;
- данные о времени посещения сайта;
- идентификатор пользователя, сохраняемый в cookie, с целью увеличения информированности посетителей о продуктах и услугах, предоставления актуальной рекламной информации, оптимизации рекламы, выполнения обязательств по договорам, проведения рекламных кампаний и исследований.
Также я даю согласие на передачу своих персональных данных ООО «СтройМК», с которыми он сотрудничает. ООО «СтройМК» вправе обрабатывать мои персональные данные следующими способами: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, обновление, изменение, использование, передача (распространение, предоставление, доступ).
Данное соглашение начинает действовать с момента моего посещения сайта https://smk124.ru и будет действовать на протяжении времени, установленного действующим законодательством Российской Федерации.
Обоснованием для обработки персональных данных являются: ст. 24 Конституции Российской Федерации; ст. 6 Федерального закона №152-ФЗ «О персональных данных».
Персональные данные обрабатываются до завершения обработки. Также обработка персональных данных может быть прекращена по запросу субъекта данных.
Хранение физической документации осуществляет согласно Федеральному закону №125-ФЗ «Об архивном деле в Российской Федерации» и другим нормативным актам, касающимся архивирования и хранения архивов. Срок или условия прекращения обработки персональных данных: окончание деятельности ООО «СтройМК».
Сварка полуавтоматом
Рекомендации по выполнению вертикальных швов с использованием полуавтомата несколько отличаются от методов, применяемых для ручной сварки.
Если толщина металла составляет до 3 мм, рекомендуется производить сварку сверху вниз. Для деталей с толщиной от 3 мм и выше шов следует формировать снизу вверх. Горелку полуавтомата необходимо держать под углом 45 градусов по отношению к поверхности. Также следует снизить ток и скорость подачи проволоки, поскольку плавление происходит быстрее, чем в случае ручной сварки.
Важно помнить три основных правила при сварке вертикальных швов полуавтоматом: соблюдать нужную длину дуги (короче); обеспечивать равномерное движение устройства; устанавливать правильный угол к свариваемым поверхностям.
Безопасность при вертикальной сварке
Сварочное оборудование может представлять собой источник повышенной опасности, и, помимо общих правил личной безопасности, нужно учитывать специфические требования для выполнения различных видов швов. Техника безопасности при сварке вертикальных швов требует особого внимания к мерам защиты от расплавленного материала, который может стекать и разбрызгиваться.
Чтобы избежать попадания горячего металла на одежду, рекомендуется выбрать правильное положение – лучше находиться слегка в стороне от потенциальной опасной зоны. Кроме того, не стоит выполнять работу в положении лежа под местом сварки. К выбору снаряжения нужно подойти особенно тщательно: для сварки используются огнестойкие перчатки, защищающие руки, а также обеспечивают полную защиту тела от воздействия расплава.
Часто вертикальные швы требуют сварки в ограниченных пространствах (например, под автомобилем), поэтому нужно уделять внимание надежной вентиляции и притоку свежего воздуха, особенно при использовании защитных газов, таких как аргон или углекислый газ.
Необходимо также помнить об электробезопасности в процессе работы.
