Как варить угловые швы электродом: что из себя представляет, какова технология, как варить, полезная приспособа
что из себя представляет, какова технология, как варить, полезная приспособа
Угловое соединение получается в том случае, если край одной детали соединяется сваркой с краем другой детали образуя между собой угол (чаще 90 градусов, но угол может быть под любым углом не менее 30°, если менее, то это уже торцевое).
с односторонней разделкой кромки
Электрод должен быть расположен так, что бы сварочная дуга расплавляла кромки обеих деталей.
Сварщик должен выполнять любое сварное соединение качественно с первого раза, так как любые дефекты полученные в процессе сварки влияют на прочность сварного шва.
без скоса кромок
с двумя скосами одной кромки
односторонний шов с отбортовкой одной кромки
Где применяется
Широкое применение в строительстве, монтаж от небольших до огромных конструкций, в машиностроении, металлическая мебель, каркасы, фермы, емкости, резервуары, строительство мостов и многое другое.
без разделки кромок
Преимущества и недостатки
Угловое соединение является прочным и распространенным, однако важно учесть, что угловой шов в то же время сложный и требует определенных навыков и опыта.
- прожегов ( сквозное отверстие в шве, причина высокий ток, задержка электродом на одном месте, большой зазор),
- свищей ( это трубчатая полость в сварном шве. Образуется за счет коротких замыканий электрода или резком прерывании дуги, так же причиной может стать отсутствие хорошей технологической подготовки свариваемых деталей),
- подрезов ( углубления, образующиеся из-за неправильной техники сварки, неправильное положение электрода, что приводит к ослаблению сечения),
- непроваров ( возникающих из-за силы тока, высокой скорости перемещения электрода, некачественная зачистка, смещение электрода и т.д.),
- наплывов ( стекший металл, так же образованный из-за не правильной техники сварки) и т.д.
Соблюдая технологию, все дефекты можно предотвратить и получить надежное, прочное соединение. Плюсом так же будет экономичность, получение конструкций сложной формы и разной толщины. Минусом так же является опасность процесса и деформация.
Как варить, технология
Важно правильно расположить электрод, в одной плоскости он наклоняется в сторону его перемещения, а в другой плоскости по биссектрисе относительно угла между деталями.
Настраивается ток в зависимости от толщины металла и диаметра электрода по формуле, важно знать, что если ток будет низкий, то произойдет залипание электрода, если ток будет высокий, то соответственно будут прожеги.
Выбирается сам электрод, соблюдается техника безопасности. Выполняется технологическая подготовка свариваемых деталей, делается зазор примерно 2 мм, выполняются прихватки.
Видео
Если одна свариваемая деталь тоньше второй, то нужно избегать непровара и прожега путем захватывания и переноса металла более толстой детали на тонкую. Движение электрода так же может быть слева направо, справа налево, верхнее положение и нижнее. Так же следует выбрать колебательное движение электродом наиболее удобное и подходящее для высокого качества сварки.
Отбивается шлак и зачищается поверхность металлической щеткой. Если в ходе работы закончился электрод, следует отбить шлак во избежании непровара, зачистить и продолжить сварку с конечной точки.
Что бы избежать наплыва, подреза, непровара и прочих дефектов, выдерживайте правильный угол и следите за сварочной ванной. Скорость сварки должна быть такой, что бы формировался сварной шов с заданными размерами.
Совет! Так же как и в тавровом соединении, угловой шов удобно делать “лодочкой”, если такое положение возможно.
Приспособа: видео
Сварка углового шва — как сделать правильный сварочный шов ВИДЕО
Техника выполнения сварочных швов (их еще называют валиковые) предполагает выбор режима и приема манипуляции электродом. Как правильно сделать сварочный шов, видео на нашем сайте все подробно и доступно покажет.
Существуют два вида сварки угловых швов: тавровые (при Т-образных соединениях) и нахлесточные, оба вида очень распространены в сварочном деле. Рассмотрим каждый по отдельности.
Техника сварки Т-образных соединений
Чтобы получился правильный сварочный шов, нужно одну плоскость поставить горизонтально, а другую — вертикально. Сварка углового шва должна производиться строго под прямым углом. Если вертикальное свариваемое изделие не толще 12 мм, то дополнительной обработки оно не требует. Единственно, нужно смотреть, чтобы нижняя кромка вертикального изделия была обрезана максимально ровно, и зазор стыка не имел больше 2 мм.
В сварочной конструкции тавровых соединениях все детали имеют важное значение, точнее их толщина. Так, например, если вертикальное изделие имеет толщину от 12 до 25 мм, то нужно сделать подготовку в V-образной форме. Если вертикальный лист от 25 до 40 мм толщиной, то скосы кромок нужно обрезать U- образной формы только с одной стороны. А если толщина — больше 40 мм, то делается обрез по обе стороны V- образной формы.
Опасно, когда шов имеет не проваренную одну из сторон или не проваренный угол. Поэтому в процессе сварки углового шва электрод нужно расположить так, чтобы он оказался в плоскости, которая делит угол пополам. А концом электрода выполняются колебательные движения, чтобы расплавились кромки металла. Нужно обязательно заранее определить, чтобы длина сварочного шва была соразмерной углу между изделиями.
Как правильно наложить угловой шов
Сварка углового шва зависит, прежде всего, от правильного зажигания электрической дуги. Зажигание электрической дуги является очень важным и основным моментом в сварочной работе. Зажечь дугу нужно непосредственно перед тем, как начать процесс сварки, и повторно зажигать только при ее обрыве в процессе.
Дуга возбуждается на нижнем горизонтальном листе на расстоянии 3-4 мм от вершины угла, затем дугу нужно подвести к вершине угла и задержать ее там для того, чтобы лучше приплавились углы. Дальше дугу нужно поднять на высоту катета шва по вертикальному изделию и плавно передвигать назад. Затем немного быстрее дугу нужно опустить вниз на горизонтальное изделие и довести на нем толщину шва на размер катета.
Грубейшая ошибка — начинать сварку шва с вертикального свариваемого изделия, так как расплавленный металл с электрода наплывет на нижний нерасплавленный и перекроет вершину угла. В этом случае провар не получится, а обнаружить его можно, только поломав металл.
Когда идет процесс сварки толстопокрытыми электродами или с повышенным током, формируется большая площадь топленого металла, из-за чего наложение угловых швов невозможно, потому что расплавленный металл стекает на горизонтальное изделие, и шов просто получится неправильный.
Чтобы этого избежать, свариваемые изделия нужно расположить наклоном к горизонту под 45 градусным углом, а сварку произвести лодочкой. Посмотрите наглядно, как сделать сварочный шов — видео на нашем сайте, где показана вся техника, а также практически, как правильно делается зачистка швов после сварки.
Техника сварки нахлесточных соединений
Такой вид сварки применяется, в основном, в листовых конструкциях. Концы листов, которые будут свариваться, накладываются друг на друга на определенную величину, равную примерно 3-5 толщин листов. Проваривать их нужно по периметру или по кромке углового шва, который образовался накрытием листов. Положительным моментом в этом виде сварки является то, что нет необходимости обрабатывать кромки.
Поделитесь со своими друзьями в соцсетях ссылкой на этот материал (нажмите на иконки):
Как правильно варить шов электросваркой начинающим: технология и правила
Самым надежным и прочным способом соединения деталей остается сварочный шов. Без сварки сегодня не может обойтись ни одно производство, применяется она и в быту. Практически каждый домашний умелец обязательно использует сварку.
Конечно, не все умеют правильно сваривать детали, им приходится пользоваться услугами профессиональных сварщиков. Но при большом желании, можно научиться сваривать детали своими руками.
Самой простой считается электросварка. Именно с нее начинается изучение сварочного процесса. Только после приобретения определенного опыта в получении хорошего шва, можно приступать к выполнению сложной работы. Давайте познакомимся с основами сварочного технологического процесса и его нюансами.
Подготовительные работы
Прежде чем начать сварку, детали сначала выправляют и затем хорошо чистят. Причем очищать детали необходимо до начала сборки узла. Появление дефектов сварочного шва обычно связано с различными видами загрязнений:
- Ржавчины;
- Масла;
- Окалины.
Очень важно хорошо зачистить металл там, где будут проводиться сварочные работы. Это касается кромок каждой детали. Любое загрязнение в щели между свариваемыми деталями, должно быть обязательно удалено. Можно выжечь грязь сильным пламенем горелки, продуть мощной струей сжатого воздуха.
Очищать поверхность можно самыми разными способами:
- Щеткой с металлическим ворсом;
- Иглофрезами;
- Гидропескострйными системами;
- Дробью;
- Горелкой;
- Шлифовальным кругом;
- Травлением;
- Растворителем.
После подготовки инструментов и материала, давайте разберемся по шагам как правильно варить электросваркой.
Возбуждение сварочной дуги
Чтобы возбудить дугу, существует несколько способов.
Вариант 1. Сварщик кончиком электрода должен прикоснуться к металлической поверхности, затем быстро отвести его назад на несколько миллиметров (2 – 4). Как результат появится дуга. Её длина поддерживается медленным опусканием электрода. Все зависит от величины расплавления. Перед тем как образуется дуга, лицо работника обязательно должно быть закрыто защитным щитком.
Вариант 2. Возбудить сварочную дугу можно и другим способом. Кончиком электрода сварщик быстро проводит по металлической поверхности, затем также быстро поднимает его на пару миллиметров. Между электродом и поверхностью металлом появится дуга. Во время сварки необходимо стремиться поддерживать очень короткую дугу. Возле шва будут образовываться небольшие капли металла. Плавление электрода будет плавным и спокойным. Шов получается глубоким и прочным.
Если размер дуги будет слишком длинным, основной металл недостаточно хорошо проплавится. Металл электрода при сварке начнет окисляться, появятся сильные брызги. Шов после такой сварки будет неровным, с многочисленными окисными вкраплениями.
Длину дуги можно легко определить по звуку её горения. Если длина имеет стандартные значения, звук будет однотонным и равномерным. Очень длинная дуга начнет издавать резкие звуки, которые будут постоянно сопровождаться сильными хлопками.
Если дуга оборвалась, ее возбуждают снова. Кратер, на котором оборвалась дуга, тщательно заваривают. Если необходимо сварить очень важный узел, который будет эксплуатироваться при знакопеременной нагрузке, а также возможно появление «усталости», категорически запрещается возбуждать дугу прямо на поверхности основного металла. Если возбуждение будет происходить не по шву, возможно появление «ожога» металла. В этом месте шов может просто разрушиться при эксплуатации детали.
Первые шаги
Чтобы научиться, хорошо сваривать детали, сначала практикуются на ненужных металлических валиках. Не требуется создавать соединительные швы, необходимо просто научиться правильно расплавлять материал. Поверхность металла не должна иметь следов ржавчины и быть хорошо очищенной.
Как делаются валики
Электрод вставляется в держатель. Чтобы вызвать появление тока в области плавления, достаточно чиркнуть по поверхности металла кончиком электрода, или просто постучать несколько раз по заготовке.
Когда появится электрическая дуга, электрод направляется на заготовку, с выдержкой постоянного зазора между поверхностью металла и электрической дугой. Зазор должен иметь постоянное значение, и лежать в диапазоне 3–5 миллиметров.
Важно! Чтобы получить качественный шов, необходимо все время поддерживать одинаковую длину дуги. Если изменить эту величину, дуга может прерваться, шов будет иметь много дефектов.
Направление электрода делается под определенным углом относительно плоскости заготовки. Самым оптимальным считается угол в 70 градусов, Наклон не имеет определенного значения, главное чтобы сварщику было удобно. В процессе работы сварщик сам находит для себя оптимальное положение, в зависимости от специфичности выполняемой работы.
Во время таких практических занятий нужно научиться правильно, подбирать силу тока, чтобы подача все время оставалась стабильной. Если тока будет недостаточно, дуга будет постоянно гаснуть. При очень мощном потоке, начнется проплавление металла. Только экспериментальным путем можно научиться, правильно устанавливать режим сварки.
Техника получения хорошего сварного соединения
Когда валики начнут получаться ровными, можно попытаться начать изготавливать соединительные швы. Такую операцию сможет выполнить достаточно опытный практикант, который умеет варить электросваркой.
Зажигание электрода выполняется согласно описанной выше технологии. Единственным отличием будет движение руки сварщика. Она будет выполнять колебательные движения. Расплав будет как бы переходить с одной поверхности детали на другую. Движение может происходить по нескольким траекториям:
- Зигзагообразная;
- Петлевидная;
- Елочкой;
- Серпом.
Для тренировки можно взять небольшую металлическую заготовку. По поверхности мелом провести линию, чтобы ее можно было увидеть через темное стекло маски. Именно по ней нужно двигаться электродом, чтобы получить своеобразный шов, в виде любой вышеуказанной траектории.
После того, как шов остыл нужно молотком отбить шлак и рассмотреть проделанную работу.
Когда появился небольшой опыт можно начинать изготавливать соединительные швы, которые имеют несколько видов:
- Тавровые;
- Стыковые;
- Угловые;
- Внахлест.
Кроме того, такие швы могут быть горизонтальными и вертикальными, могут свариваться в разных направлениях.
Только после многочисленных тренировок можно добиться равномерного движения руки. После этого можно получить красивые детали.
Как продолжить сварку после её остановки?
Так как варить электросваркой длинный шов без остановки невозможно, приходится менять электрод или были другие причины прерывания, то на месте остановки получается небольшое углубление, получившее название: кратер. Для возобновления работы, необходимо выполнить следующие действия:
1.Дуга должна зажигаться не на самом кратере. Необходимо отступить от него 12 мм. Затем ее медленно пододвигают к кратеру.
2.Колебательными движениями тщательно заваривается сам кратер.
3.После этого можно продолжать сварку, выдерживая установленный режим. Для получения надежного соединения, сварка должна иметь несколько слоев:
- Заготовка, толщиной 6 мм – 2 слоя;
- При толщине 6–12 мм – 3 слоя;
- Если толщина металла превышает 12 мм – 4 слоя.
Движение электрода в каждом слое должно быть одинаковым. Сварочный шов, после завершения операции обрабатывают, снимая все излишки.
Как получаются вертикальные швы
На рисунке 69а, показана вертикальная сварка. Так как варить вертикальный шов электросваркой достаточно проблемно из-за того, что капли расплава стремятся упасть, то нужно варить такие швы используют короткую дугу. Поверхностное натяжение не дает каплям сразу скатиться вниз. Они быстрее попадают в кратер.
Кончик электрода убирают от капли, чтобы она стала твердой. Вертикальную сварку нужно начинать снизу, постепенно двигаясь наверх. Нижележащий кратер не даст упасть каплям металла. Смотри рисунок 69в. При работе можно наклонять электрод. Когда его наклоняют вниз, сварщик видит, как распределяются капли в месте разделки шва.
Когда нужно выполнить вертикальную сварку, начинаются с верхней точки, электрод необходимо установить в положение I. Смотри рисунок 69г.
Когда капли начинают опускаться, электрод устанавливается в положение II. Капля не будет стекать, ей не позволит короткая дуга.
Наиболее подходящим диаметром электродов для вертикальной сварки, считаются 3 – 4 мм. Величина тока не должна быть очень высокой, примерно 160 ампер.
Чтобы добиться минимального стекания расплава, когда свариваются горизонтальные швы (смотри рисунок. 70, а), кромки скашиваются у одной верхней детали.
Возбуждение дуги должно происходить на нижнем торце (положение I). Затем дуга переводится на торец верхней детали (положение II). Стекающая капля начинает подниматься.
Как должен двигаться конец электрода, когда выполняется однослойная горизонтальная сварка, можно посмотреть на рисунке 70а, в правой стороне.
Горизонтальные швы разрешается варить в виде продольных валиков. Самый первый должен вариться 4 миллиметровым электродом, а все остальные, диаметром 5 миллиметров.
Это основные нюансы, которые позволят правильно варить вертикальный шов электросваркой.
Как электросваркой сварить потолочный шов
Частый вопрос: как варить потолочный шов электросваркой, ведь он стекает? Ответ прост: такие швы варятся короткой дугой. Сварочный электрод должен иметь тугоплавкое покрытие. Когда происходит сварочный процесс, на торце возникает чехольчик, который не позволяет каплям металла, скатиться вниз. (Смотри рисунок. 70, б). Во время работы конец электрода равномерно удаляют, а потом приближают к свариваемой детали. Когда удаляется, дуга сразу гаснет, шов начинает твердеть. Чтобы выполнить потолочную сварку, независимо от направления, пользуются только электродами малых диаметров. Сила тока уменьшается (10-12%), если сравнивать сварку металла аналогичной толщины, производимой внизу.
Когда свариваются потолочные швы, начинают всплывать пузырьки газа. Они оказываются в самом корне шва. От этого страдает прочность и качество сварного соединения.
Применение потолочной сварки имеет ограниченный характер. О ней вспоминают, когда невозможно получить шов из нижнего положения.
Как варятся угловые швы
Расплавленный металл при этой сварке, будет стекать вниз. Оптимальным способом сварки подобных швов из нижнего положения, считается «в лодочку». Деталь устанавливается таким образом, чтобы не происходила течь шлака прямо перед дугой. (Смотри рисунок. 68, а).
Когда сваривается угловой шов, при горизонтальном расположении нижней плоскости, иногда плохо провариваются вершины угла.
Причиной образования такого непровара может стать начало сварочного процесса с листа, стоящего вертикально. Расплавленный металл начинает стекать вниз, на лист, не успевший хорошо прогреться. Именно поэтому варить такие швы нужно с нижней плоскости. Причем дуга должна зажигаться в определенной точке (А). Движение должно осуществляться согласно схеме рисунка 68 б.
Электрод наклоняется под 45 градусов, по отношению к свариваемым деталям. Во время сварки нужно электрод немного наклонять в разные стороны. (Смотри рисунок 68 в).
Если угловые швы варятся не «в лодочку», сварка делается однослойной, с катетом шва менее 8 мм. Если величина катета превышает это значение, выполняют несколько слоев.
Для сварки нескольких слоев углового шва, нужно сначала создать узкий валик. Для этого пользуются 3-4 мм электродом. Такой диаметр позволяет полностью проварить корень.
Чтобы определить количество проходов, учитывают размер площади поперечного сечения, имеющегося шва. Обычно эта величина равна 30—40 кв. миллиметров. Рисунок 68 г наглядно показывает, как должны выглядеть угловые швы с разным количеством слоев, имеющие разделку кромок, полностью проваренные.
Как варятся стыковые швы
Если кромки не имеют скосов, накладываемый валик должен иметь небольшое расширение с каждой стороны стыка. Чтобы не допустить непровара, требуется создать равномерное распределение расплавленного металла.
Только правильная установка тока и грамотный подбор электродов, позволит хорошо проварить 6 миллиметровый металл, если детали не имеют скоса кромок. Величина тока подбирается опытным путем. Для чего сваривается несколько пробных планок.
Если детали имеют V-образные скосы, стыковая сварка может быть однослойной или иметь несколько слоев. Главную роль в этом вопросе играет толщина металла.
Когда варится один слой, возбуждение дуги должно происходить в пункте «А», на границе скоса, согласно рисунку 67а. После чего электрод опускают вниз. Полностью проваривается корень шва, затем дугу отправляют на следующую кромку.
Когда электрод движется по скосам, его движение специально замедляют, чтобы обеспечить хороший провар. На корне шва, наоборот ускоряют движение, чтобы не допустить сквозного прожога.
На обратной стороне сварочного соединения, профессионалы советуют накладывать дополнительный подварочный шов.
В некоторых случаях на противоположную сторону шва монтируют стальную 2-3 миллиметровую подкладку. Для этого повышают сварочный ток, примерно на 20–30% относительно стандартной величины. Сквозное проплавление в данном случае полностью исключается.
Когда создается валик шва, стальная подкладка также приваривается. Если она не мешает конструкции изделия, ее оставляют. При сварке очень важных конструкций, делается проварка противоположной стороны корня шва.
Если нужно сварить стыковой многослойный шов, вначале проваривается корень шва. С этой целью используют электроды, диаметром 4–5 миллиметров. Затем выполняется наплавка следующих слоев расширенными валиками, для чего используются электроды больших размеров (Смотри рисунки 67, б, в).
Подбор сварочных электродов
Чтобы правильно выбрать подходящий электрод, необходимо учесть несколько важных параметров:
- Толщину заготовки;
- Марку стали.
В зависимости от вида электрода подбирается значение силы тока. Сварка может выполняться в самых разных положениях. Нижняя подразделяется на группы:
- Горизонтальная;
- Тавровая.
Сварка вертикального типа может быть:
- Снизу вверх;
- Потолочная;
- Тавровая,
Каждый производитель в инструкции к электродам, обязательно сообщает значение сварочного тока, при котором они будут нормально работать. В таблице показаны классические параметры, применяемые опытными сварщиками.
На величину силы тока оказывает влияние пространственное положение, а также величина зазора. К примеру, чтобы работать с 3 миллиметровым электродом, сила тока должна достигать 70–80 ампер. Таким током можно пользоваться для выполнения потолочной сварки. Этого будет достаточно для сварки деталей, когда величина зазора намного превосходит диаметра электрода.
Чтобы варить снизу, при отсутствии зазора и соответствующей толщине металла, разрешается для обыкновенного электрода установить силу тока в 120 ампер.
Сварщики с большим опытом рекомендуют для расчета использовать определенную формулу.
Для определения силы тока берется 30–40 ампер, которые должны соответствовать одному миллиметру диаметра электрода. Другими словами, для 3 мм электрода нужно установить ток 90-120 ампер. Если диаметр равен 4 мм, сила тока будет равна 120–160 амперам. Если выполняется вертикальная сварка, сила тока уменьшается на 15 %.
Для 2 мм устанавливается примерно 40 – 80 ампер. Такую «двойку» всегда считают очень капризным.
Существует мнение, что если диаметр электрода имеет малые значения, значит с ним очень легко работать. Однако это мнение ошибочно. К примеру, чтобы работать с «двойкой» нужна определенная сноровка. Электрод быстро горит, он начинает сильно греться при установке большого тока. Такой «двойкой» можно варить тонкие металлы при малом токе, но необходим опыт и большое терпение.
Электрод 3 — 3.2 мм. Сила тока 70–80 Ампер. Сварка должна проводиться только на постоянном токе. Опытные сварщики считают, что выше 80 ампер, невозможно выполнить нормальную сварку. Это значение годится для резки металла.
Сварку нужно начинать с 70 Ампер. Если увидите, что невозможно проварить деталь, добавьте еще 5-10 Ампер. При непроваре в 80 ампер, можно установить 120 ампер.
Для сварки на переменном токе можно установить силу тока 110-130 ампер. В некоторых случаях устанавливают даже 150 Ампер. Такие значения характерны для трансформаторного аппарата. При сварке инвертором, эти значения намного ниже.
Электрод 4 мм. Сила тока 110-160 Ампер. В данном случае разброс, равный 50 амперам зависит от толщины металла, а также вашего опыта работы. «Четверка» также требует особого мастерства. Профессионалы советуют начинать со 110 ампер, постепенно увеличивая силу тока.
Электрод 5 миллиметров и больше. Такие изделия считаются профессиональными, их используют только профи. В основном их применяют для наплавки металла. В сварочном процессе они практически не участвуют.
Зачем прокаливают электроды
Это делается только с одной целью, удалить влагу. При сварке сырым электродом, возможно появление дефектов сварочного шва. Такой электрод будет все время липнуть к детали.
В каждой строительной компании обязательно установлено оборудование, которое прокалывает электроды. Такая операция недоступна сварщикам-любителям.
Если вы начали работать с новой пачкой, но не смогли израсходовать ее до конца, оставшееся количество электродов нужно спрятать в сухое и теплое место. Никогда не храните электроды в подвале и на чердаке. Они быстро отсыреют и придут в негодность.
Заключение
Правила сварки достаточно просты, стоит лишь несколько раз потренироваться на ненужном куске железа. Главное следуйте всем приведенным инструкциям и у вас точно все получится. Сможете варить дуговой сваркой и на потолке и на стене.
Похожие статьи:
Как варить красивые швы электродом
В современном мире сварной шов встречается практически везде, в любой отрасли. Но многие хозяева прибегают к услугам специалистов. Но данный навык можно с легкостью получить самому, тем более сварочный процесс очень увлекателен, от сварки обычного гаража вас может потянуть к изготовлению ажурной изгороди. Научиться варить несложно, достаточно разобраться с нюансами и можно смело переходить к сварочному процессу.
ПодготовкаПрежде чем начать любое обучение и понять, как правильно варить электросваркой, необходимо запастись определенными принадлежностями. Для сварки необходимо приобрести:
- Сварочный аппарат – электросварка.
- Набор электродов. Их диаметры бывают разные и их необходимо подбирать в зависимости от плотности и толщины металлического участка. Необходимы для подвода тока к сварочному шву. Для начинающих можно приобрести стержни, с нагревающимся и легко плавящимся составом.
- Резиновые перчатки с длинным рукавом. Рекомендуется надевать замшевые.
- Маска с затемненным светофильтром.
- Плотная одежда.
- Молоток, необходимый для сбивания шлака (стекловидный материал).
- Щетка для зачистки швов.
- Трансформатор – используется для преобразования постоянного тока в переменный. Его применяют, как правило, когда нет необходимости в сварном шве высокого качества.
- Выпрямитель.
Вместо трансформатора и выпрямителя, можно для новичка использовать более простой механизм – инвертор. Он очень удобен и универсален. Им можно варить как алюминиевые сплавы, так и прочные сплавы из стали. С ним в комплекте идет также пара проводов с закрепленными с ними зажимами. На один конец вставляется электрод, а на вторую крепят детали, необходимые для сварки.
При сварке не стоит забывать о мерах безопасности.
Перед началом сварочных работ необходимо подготовить рабочую поверхность. Для этого нужно убрать с поверхностей ржавчину путем обработки ее шкуркой, болгаркой или наждачной бумагой. Если проигнорировать эту процедуру, то могут возникнуть проблемы при розжиге дуги.
Технология процесса электросваркиСварка – процесс, возделываемый под действием высоких температур. Под ее воздействием обрабатываемые поверхности расплавляются, образуя так называемую ванну, в которой смешивается основной металл с металлической сердцевиной электрода.
Величина образовывающейся ванны может быть разной, в зависимости от исходного типа сварки, положения к поверхности, быстроты перемещения дуги и так далее. В среднем ширина сварки может быть 0,8 – 1,5 см, высота 1 – 3 см, а глубина около 0,6 см.
Кислород при соединении с металлом может оказать нежелательное влияние на стыковку шва, именно поэтому электрод покрыт специальной обмазкой, которая при плавлении образует такую зону из газа в области дуги и над расплавленной ванной, в какую не попадает воздух. Именно поэтому металл не взаимодействует с кислородом. Кроме того, поверх шва образуется шлак, который тоже препятствует взаимодействию сплава и кислорода. На завершающем этапе он счищается щеткой.
Тренировка с зажиганием дугиПеред любым видом деятельности необходимо набраться опыта. Так и в сварочном процессе, прежде чем приступить к сплаву нескольких металлов, необходимо потренироваться, делая на ненужном листе металла валики. Для этого необходимо очистить ржавую поверхность и грязь на нем.
Затем электрод зажимается в держателе аппарата для сварки (инверторе). Далее, для того чтобы доставить ток в зону плавки, нужно просто почиркать. Или также можно это делать движениями постукивания.
После того как будет создана выполненная электрическая дуга, электрод направляется на заготовку. Стоит отметить, что зазор между электрической дугой и металлической поверхностью должен быть на всем промежутке одинаковым, но не меньше 0,3 см и не больше 0,5 см.
Важно! Если зазор между дугой и металлом менять, то электрическая дуга порвется, а сварочный шов получится с недостатками, некрасивый.
Электрический стержень держат, как правило, под углом 71 градус. Его можно отклонять вперед или назад, как будет мастеру удобнее. В дальнейшем наклон можно изменять в зависимости от удобства мастера или от специфики сварки.
И также на данном тренировочном этапе необходимо прочувствовать необходимую силу тока электросварки, для того, чтобы подача осуществлялась стабильно. Если сила тока будет маленькой, то электрическая дуга будет гаснуть, а если, наоборот, большая, то металл начнет плавиться. Навык в работе сварки можно получить, прибегая к методу проб и ошибок.
После тренировки валиками, которые после усердных тренировок должны получаться примерно ровные и красивые, можно приступать к тренировке сварочных швов. Именно на этом этапе можно понять, как правильно класть идеальные швы электросваркой. Этот этап уже посилен начинающим, которые хорошо набили руку на валиках, прочувствовали необходимую силу тока, расстояние между зазорами и т. д.
Для свариваемого шва необходимо сначала подготовить оборудование, как это описывалось выше (зажечь электрическую дугу). Отличительной чертой от предыдущего этапа является то, что рука мастера в этот раз движется не по прямой, а по косой траектории, совершая легкие колебательные движения с небольшой амплитудой. Выглядит это, как будто мастер перемещает раскаленный, плавящийся металл от одного края сварного элемента к другому.
Движение может отличаться и быть образом зигзага, петлевой или напоминать повторяющиеся изгибы похоже на елки и серпы.
Различают траекторию, производимую по трем направлениям:
- Поступательное. Перемещение электрода происходит вдоль его оси. Для этого достаточным будет поддержка стабильной длины электрической дуги.
- Продольное. Это один из самых тонких видов швов. Он похож на нитку. Для того чтобы его накладывать, необходимо придерживать высоту, зависимую от скорости, с которой перемещается электрический стержень. Для того чтобы закрепить полученный шов, необходимо проделать и поперечные направления движения.
- Колебательное. Данная траектория помогает получить необходимую ширину шва. Сделать их можно, совершая колебательные движения руки. Высота колебательной волны подбирается исходя из размера желаемого стыка.
Тренировку также необходимо проделывать на ненужном металлическом листе. Для начала начертите мелом линию так, чтобы ее было видно сквозь затемненное стекло сварочной маски Далее, вдоль этой линии необходимо прочерчивать электродом шов по одной из перечисленных выше траекторий. После того как стык остынет, от него молоточком отбивается шлак, и получается красивый шов.
После получения этих первоначальных навыков можно смело приступать к сварке соединительных швов. Они бывают абсолютно разной формы: горизонтальные, вертикальные, углообразные, стыковые, внахлест и другие. После того как прочувствуете, что ваша рука движется более или менее уверенно, много тренировались, можете только после этого попробовать сваривать красивые и ажурные швы.
Для визуального восприятия процесса сварки рекомендуем просмотреть данное видео
Таким образом, можно самостоятельно обучиться очень нужному навыку работе с электросваркой. Для этого необходимо запастись определенными принадлежностями и инструментами. А также стоит помнить, что сварка очень опасное занятие, поэтому при работе с ней необходима специальная оснастка и меры защиты (шлем, перчатки, одежда). Чтобы освоить этот тип работы, необходимо предварительно потренироваться на ненужном листе металла.
Сварочный шов – один из самых надежных способов соединения деталей. Он используется в промышленности и в обычной повседневной жизни. Каждый домашний мастер время от времени пользуется сваркой. Хорошо, если он умеет варить сам, однако зачастую приходится обращаться к специалистам. А ведь сварке вполне можно научиться. Начинать следует с самого простого: электросварка для начинающих это, прежде всего, обучение выполнению различных швов. Более сложные работы можно будет выполнять, только набравшись опыта. Давайте разберем основы технологии и некоторые хитрости сварочного процесса, а также используемое оборудование и материалы.
Типы сварочных аппаратов
Для правильного выбора сварочного аппарата необходимо учесть все плюсы и минусы различных типов и моделей сварочников.
Трансформаторы – самые простые и традиционные аппараты, довольно тяжелые по весу, сделанные на основе понижающего трансформатора, который доводит значение напряжения до необходимого для работы. Особенность трансформаторов состоит в работе на переменном токе, что создает нестабильную дугу. В сочетании с увеличенным количеством шлаков и газовых примесей такая дуга способствует разбрызгиванию металла и портит вид шва. Качественный шов таким аппаратом может сделать опытный сварщик с навыками работы на трансформаторе.
Простой аппарат, работающий на переменном токе
Выпрямители – сварочники, которые могут преобразовывать переменный ток в постоянный и понижать напряжение сети с помощью полупроводниковых диодов. Постоянный ток дает стабильную дугу и позволяет сделать сварочный шов однородным и герметичным, крепким и красивым. Выпрямитель универсален, к нему подходят все виды электродов, варить таким аппаратом можно все виды металлов: нержавеющую сталь, алюминий, медь, титан, разные сплавы.
Универсальный сварочный аппарат, к которому подходят все типы электродов
Инверторы – очень популярны, так как имеют небольшой вес, отличную функциональность, автоматизированные настройки. Такие технические характеристики позволяют работать на нем новичкам. В конструкцию аппарата входит ряд блоков, преобразующих переменный ток сети в постоянный ток высокой мощности. Достоинством этого вида сварочников является:
- возможность точных настроек;
- выполнение широкого спектра задач;
- стабильная дуга;
- устойчивость к скачкам напряжения;
- высокое качество сварки, ровный шов;
- работа всеми видами электродов;
- соединение всех видов металлов любой толщины и положения в пространстве.
- обладает дополнительными функциями, предотвращающими залипание электрода и капли отрыва;
- возможность поджигания электрода при максимальной подаче тока;
Из минусов можно отметить:
- необходимость частой очистки от пыли;
- ограниченная длина кабеля, равная 2,5 м;
- невозможность работы при температуре воздуха ниже – 15 градусов.
Инвертор подходит для работы сварщикам-новичкам
Полуавтоматы – бывают двух типов. Первые повышают производительность сварочных работ за счет непрерывной подачи проволоки. В этом случае не нужно постоянно менять электроды. Шов получается ровный, сплошной и без дефектов. Вторые работают в газовой среде, для этого используют кислород, азот и углекислый газ, а также аргон и гелий. У газовой сварки есть следующие преимущества:
- один аппарат сконструирован для работы и с газом и с проволокой;
- прекрасное качество и эстетичность шва;
- стабильная ровная дуга;
- высокая функциональность;
- возможность сварки сложных соединений.
С помощью этого аппарата можно сделать качественный сварной шов
Что потребуется для работы начинающему сварщику
Прежде всего нужно подготовить оборудование и спецодежду.
Инструменты и средства защиты
Обязательно понадобится сварочный аппарат, комплект электродов, молоток и зубило для сбивания шлака, металлическая щётка для очистки швов. Электродержатель служит для зажима, удержания электрода и подведения к нему тока. Нужен и набор шаблонов для проверки размеров шва. Диаметр электрода подбирается в зависимости от толщины листа металла. Не нужно забывать о защите. Готовим сварочную маску со специальным светофильтром, который не пропускает инфракрасные лучи и защищает глаза. Эту же функцию выполняют экраны и щитки. Брезентовый костюм, состоящий из куртки с длинным рукавом и гладких брюк без отворотов, кожаную или валяную обувь для защиты от брызг металла и перчатки или рукавицы, брезентовые или замшевые с напуском на рукава. Такая прямая закрытая одежда предохраняет сварщика от попадания расплавленного металла на тело.
Существуют средства специальной защиты, которые применяются для работы на высоте и внутри металлических объектов, при работе в положении лежа. В таких случаях понадобятся диэлектрические сапоги, шлем, перчатки, коврик, наколенники, подлокотники, а для высотной сварки нужен предохранительный пояс с лямками.
Какие электроды выбирать
Электроды бывают различных видов и марок. Это обусловлено необходимостью подбора металла соединяемых деталей и такого же металла электрода.
На каждом электроде размещена маркировка, которая дает сварщику всю необходимую информацию. Научиться читать маркировку несложно.
На электродах указана специальная маркировка
Часто сверху они покрыты различной обмазкой, придающей электродам свойства, необходимые для сварки разных металлов и условий работы. Вот таблица классификации электродов по видам покрытий и особенностям применения.
Специальная обмазка придаёт электродам особые свойства, необходимые для сварки разных металлов
Классификация электродов по типам и назначению отражается в маркировке изделий.
Электроды различаются по типам и назначению
Виды сварных швов
Соединительные сварные швы подразделяются по расположению, прочности, технологии, конструктивным особенностям. Виды расположения швов:
- Нижний. Самый простой и удобный, благодаря силе тяжести металл заполняет промежуток между деталями.
Это самый прочный и экономичный шов.
- Горизонтальный. Заготовки расположены перпендикулярно электроду и шов идет по горизонтали. Часть металла уходит из сварочной зоны и электрод расходуется быстрее.
- Вертикальный. В этом случае заготовки расположены также перпендикулярно электроду, но формирование шва идет по вертикали. Расплавленный металл стремится вниз, расход электрода значителен.
- Наклонный. Движение руки сварщика происходит по наклонной. Применяется для угловых и тавровых соединений.
- Потолочный шов расположен над мастером.
Разделение по конструктивному признаку:
- Встык. Стыковое соединение довольно прочное и экономичное, оно не искажает поверхность соединения. Это универсальное соединение.
- Внахлест сваривают детали, когда не хватает пространства для стыкового шва. Толщина заготовок не должна быть более 8-10 мм.
- Угловой шов рекомендуется обваривать с обеих сторон, заготовки при этом располагаются под углом друг к другу.
Этот шов непрост в исполнении из-за увеличения зоны термического влияния и большого расхода электрода.
- Тавровый шов представляет собой угловой шов, где плоскости деталей привариваются перпендикулярно. Шов формируется с двух сторон, он довольно сложен.
- Шов под электрозаклепки используется, когда нет необходимости в герметичном шве, он самый экономичный и незаметный.
Сварку можно вести как в один слой, так и в несколько слоев для толстых заготовок.
Как научиться варить сваркой — руководство для начинающих
Сварка – высокотемпературный процесс. Для его осуществления образуется и удерживается электрическая дуга от электрода к свариваемому изделию. Под ее воздействием происходит расплавление материала основы и металлического стержня электрода. Образуется, как говорят специалисты, сварочная ванна, в ней перемешивается основной и электродный металл. Величина образующейся ванны напрямую зависит от выбранного режима сварки, пространственного положения, скорости перемещения дуги, формы и размеров кромки и т. д. В среднем ее ширина составляет 8-15 мм, длина 10-30 мм и глубина – порядка 6 мм.
Покрытие электрода, так называемая обмазка, при расплавлении образует особую газовую зону в районе дуги и над ванной. Она вытесняет весь воздух из области сварки и препятствует взаимодействию расплавленного металла с кислородом. Кроме того в ней находятся пары как основного, так и электродного металлов. Поверх шва образуется шлак, который так же препятствует взаимодействию расплава с воздухом, что отрицательно сказывается на качестве сварки. После постепенного удаления электрической дуги металл начинает кристаллизоваться и образуется шов, объединяющий свариваемые детали. Поверх него расположен защитный слой шлака, который впоследствии убирается.
В процессе выполнения сварочного шва обмазка электрода расплавляется, образуя особую газовую зону. Внутри нее происходит смешивание металла основания и электрода
Начинающим сварщикам лучше всего получать первый опыт под руководством специалиста, который сможет исправить возможные ошибки и дать полезный совет. Приступать к работе следует, надежно закрепив деталь. В целях пожарной безопасности около себя нужно поставить ведро с водой. По этой же причине нельзя выполнять сварочные работы на деревянном основании и небрежно относиться даже к очень небольшим остаткам использованного электрода.
Подключение сварочного аппарата
Чтобы сварка работала безопасно, нужно подключить аппарат к сети, соблюдая следующие правила:
- Сначала необходимо проверить напряжение и частоту тока. Эти данные должны быть одинаковыми в сети и на корпусе аппарата.
- Выставляем на сварочном аппарате расчетное значение мощности тока, которое должно соответствовать выбранному диаметру электрода. Если блок настроек сварочника позволяет выбирать напряжение – нужно выставить его сразу. Подключение делается через специальную вилку и наконечник с заземлением.
- Надежно крепим зажим «заземление». Проверяем, чтобы кабель был изолирован и аккуратно заправлен в специальный держатель.
- Обязательно проверяем все соединения, кабели, штепсели.
- Можно использовать специальный удлинитель, который подключается без промежуточных соединений.
- В старых домах со слабой проводкой возможно падение напряжения. Оно останавливает процесс работы и может вывести из строя сварочное оборудование. В этом случае нужен электрогенератор, который обеспечит напряжение на рабочем уровне.
Сварочный аппарат устроен просто
Как выбрать нужный ток
Сварочный ток является важным показателем сварки и определяет вид и характер шва и производительность работы. Чем выше ток – тем стабильнее дуга и больше глубина проплава. Сила тока зависит от расположения заготовок в пространстве и от размера электрода. Наибольшее значение выставляется для сварки горизонтальных заготовок. Для вертикальных швов значение силы тока применяется меньше на 15%, а при потолочных – на 20%.
Сила тока зависит от расположения заготовок и от размера электрода
Как зажечь дугу
Первый способ — касание. Для этого устанавливаем электрод под углом порядка 60° относительно изделия. Медленно проводим им по поверхности. Должны появиться искры, теперь прикасаемся электродом к металлу и приподнимаем его на высоту не более 5 мм.
Если операция была выполнена верно, зажжется дуга. Пятимиллиметровый зазор необходимо удерживать на протяжении всей сварки. Нужно учитывать, что при правильном сваривании металла электросваркой электрод будет постепенно выгорать, поэтому его постоянно слегка приближаем к металлу. Перемещать электрод следует медленно, если он вдруг залипнет, придется слегка качнуть им в сторону. В случае если дуга не зажигается, возможно, нужно увеличить силу тока.
Второй способ – чирканье. Нужно поднести электрод к поверхности заготовки и чиркнуть им по детали, как будто зажигаешь спичку. Облегчить розжиг электрода можно, обстукав с его края обмазку.
Наклон и движение электрода
После того, как без проблем получается зажечь и поддержать дугу, пора переходить к наплавлению валика. Зажигаем дугу, медленно и плавно перемещаем по горизонтали электрод, выполняя им легкие колебательные движения. Расплавленный металл при этом как будто «подгребается» к самому центру дуги. В результате должен получиться крепкий шов с небольшими волнами, образованными наплавленным металлом.
Угол наклона электрода для начинающего сварщика лучше соблюсти около 70 градусов, то есть с небольшим отклонением от вертикали. Ниже показана схема дуговой сварки.
Угол наклона электрода около 70 градусов
Если в процессе сваривания деталей электрод выгорел практически полностью, а шов еще не завершен, работу временно прекращаем. Меняем использованный элемент на новый, удаляем шлак и продолжаем работу. На расстоянии порядка 12 мм от образовавшегося в конце шва углубления, которое еще называют кратером, зажигаем дугу. Электрод подносим к углублению так, чтобы образовывался сплав из металла старого и вновь установленного электрода, после чего сварка шва продолжается.
В процессе сварки электрод совершает определенные движения, в основном поступательные, продольные и поперечные. Из их комбинаций составляются различные виды швов, самые распространенные приведены на схеме
Траектория движения дуги в процессе сваривания деталей может производиться по трем направлениям:
- Поступательное. Предполагает перемещение дуги вдоль оси электрода. Таким образом достаточно легко поддерживать стабильную длину дуги.
- Продольное. Формирует ниточный сварочный ролик, высота которого зависит от скорости, с которой перемещается электрод, и его толщины. Это обычный шов, но очень тонкий. Чтобы его закрепить, в процессе движения электрода вдоль свариваемого шва выполняют еще и поперечные перемещения.
- Поперечные. Позволяют получать нужную ширину шва. Выполняется путем колебательных движений. Их ширина подбирается исходя из размеров и положения шва, формы его разделки и т. п.
На практике используются все три основных движения, которые накладываются один на другой и образуют определенную траекторию. Существуют классические варианты, однако у каждого мастера обычно «просматривается» собственный почерк. Главное, чтобы в ходе работы хорошо проплавлялись кромки соединяемых элементов, и получался шов заданной формы.
Как правило, применяются все три направления, они могут накладываться друг на друга и образовывать траекторию
Выполнение сварных швов
Потолочный сварочный шов
Этот шов считается самым сложным, так как ванна сварки перевернута вверх дном и расположена над сварщиком. Электрод выбирают не более 4 мм и отводят его немного в сторону, чтобы металл не растекался. Используют короткую дугу и полностью сухие электроды, шов при потолочной сварке должен быть тонким. Движение происходит на себя, так сварщику легче контролировать качество шва. Существует несколько способов его выполнения:
- лесенкой;
- полумесяцем;
- обратнопоступательно.
Потолочный шов считается самым сложным
Видео: выполнение потолочного шва
Вертикальный
При выполнении такого шва можно вести электрод сверху вниз или снизу вверх. Чтобы металл не стекал, электрод следует располагать под наклоном 45-50 градусов вниз от перпендикулярного положения. Опытные сварщики рекомендуют делать этот шов одним проходом.
При выполнении вертикального шва электрод располагается по углом 45-50 градусов
Видео: вертикальный шов
Выполнение горизонтального шва
При выполнении такого шва основная сложность заключается в стекании металла вниз. Чтобы решить эту проблему, сварщик должен подобрать угол наклона электрода и скорость прохода. Сварка ведется слева направо или справа налево.
Угловой
При формировании угловых или тавровых швов детали располагаются под разными углами лодочкой так, чтобы расплавленный металл стекал в угол. Затем прихватываются сваркой с обеих сторон, один край конструкции должен быть немного выше другого. Движение электрода начинается из нижней точки.
При угловой сварке движение электрода начинается из нижней точки
Особенности сваривания трубопровода
Дуговой электросваркой можно выполнить вертикальный шов, который располагается сбоку трубы, горизонтальный – по ее окружности. А так же потолочный и нижний, расположенные, соответственно сверху и снизу. Причем последний считается наиболее удобным в выполнении. Стальные трубы обычно свариваются встык с обязательным проваром всех кромок по высоте стенок. Чтобы уменьшить наплывы внутри трубы выбирается угол наклона электрода величиной не более 45°относительно горизонтали. Высота шва – 2-3 мм, ширина – 6-8 мм. При сварке внахлест высота шва составляет порядка 3 мм, а ширины – 6-8 мм.
Прежде, чем начать варить трубу электросваркой, выполняем подготовительные работы:
- тщательно очищаем деталь;
- если торцы трубы деформированы, обрезаем или выправляем их;
- очищаем кромки. Минимум 10 мм прилегающей к кромкам трубы наружной и внутренней плоскости зачищаем до металлического блеска.
Теперь можно приступать к сварке. Все стыки обрабатываются непрерывно, вплоть до полного приваривания. Поворотные, а так же неповоротные стыки труб с шириной стенок до 6 мм производятся минимум в 2 слоя. При ширине стенок 6-12 мм – выполняется три слоя, более 19 мм – четыре. Особенность сваривания труб в том, что каждый шов, который накладывается на стык, должен очищаться от шлака, после этого выполняется следующий. Первый шов – наиболее ответственный. Он должен полностью расплавить все кромки и притупления. Его особенно внимательно рассматривают на предмет обнаружения трещин. Если они присутствуют, их выплавляют или же вырубают и снова заваривают фрагмент.
Завершающий слой выполняется по возможности максимально ровным с плавным переходом на основной металл
Второй и все последующие слои выполняются при медленном проворачивании трубы. Конец и начало всех слоев обязательно смещают относительно предыдущего слоя на 15-30 мм. Завершающий слой выполняется с плавным переходом на основной металл и с ровной поверхностью. Чтобы улучшить качество заваривания труб электросваркой каждый последующий слой ведется в обратную сторону относительно предыдущего, а их замыкающие точки обязательно располагают вразбежку.
Самостоятельная сварка – достаточно сложное мероприятие. Однако при желании освоить его все-таки можно. Нужно усвоить основные правила процесса и постепенно научиться выполнять самые простые упражнения. Не нужно жалеть силы и время на освоение азов, которые станут основой мастерства. Впоследствии можно будет смело переходить к более сложным приемам, оттачивая свои умения.
Материал актуализирован 23.03.2018
Самым надежным и прочным способом соединения деталей остается сварочный шов. Без сварки сегодня не может обойтись ни одно производство, применяется она и в быту. Практически каждый домашний умелец обязательно использует сварку.
Конечно, не все умеют правильно сваривать детали, им приходится пользоваться услугами профессиональных сварщиков. Но при большом желании, можно научиться сваривать детали своими руками.
Самой простой считается электросварка. Именно с нее начинается изучение сварочного процесса. Только после приобретения определенного опыта в получении хорошего шва, можно приступать к выполнению сложной работы. Давайте познакомимся с основами сварочного технологического процесса и его нюансами.
Подготовительные работы
Прежде чем начать сварку, детали сначала выправляют и затем хорошо чистят. Причем очищать детали необходимо до начала сборки узла. Появление дефектов сварочного шва обычно связано с различными видами загрязнений:
Очень важно хорошо зачистить металл там, где будут проводиться сварочные работы. Это касается кромок каждой детали. Любое загрязнение в щели между свариваемыми деталями, должно быть обязательно удалено. Можно выжечь грязь сильным пламенем горелки, продуть мощной струей сжатого воздуха.
Очищать поверхность можно самыми разными способами:
- Щеткой с металлическим ворсом;
- Иглофрезами;
- Гидропескострйными системами;
- Дробью;
- Горелкой;
- Шлифовальным кругом;
- Травлением;
- Растворителем.
После подготовки инструментов и материала, давайте разберемся по шагам как правильно варить электросваркой.
Возбуждение сварочной дуги
Чтобы возбудить дугу, существует несколько способов.
Вариант 1. Сварщик кончиком электрода должен прикоснуться к металлической поверхности, затем быстро отвести его назад на несколько миллиметров (2 – 4). Как результат появится дуга. Её длина поддерживается медленным опусканием электрода. Все зависит от величины расплавления. Перед тем как образуется дуга, лицо работника обязательно должно быть закрыто защитным щитком.
Вариант 2. Возбудить сварочную дугу можно и другим способом. Кончиком электрода сварщик быстро проводит по металлической поверхности, затем также быстро поднимает его на пару миллиметров. Между электродом и поверхностью металлом появится дуга. Во время сварки необходимо стремиться поддерживать очень короткую дугу. Возле шва будут образовываться небольшие капли металла. Плавление электрода будет плавным и спокойным. Шов получается глубоким и прочным.
Если размер дуги будет слишком длинным, основной металл недостаточно хорошо проплавится. Металл электрода при сварке начнет окисляться, появятся сильные брызги. Шов после такой сварки будет неровным, с многочисленными окисными вкраплениями.
Длину дуги можно легко определить по звуку её горения. Если длина имеет стандартные значения, звук будет однотонным и равномерным. Очень длинная дуга начнет издавать резкие звуки, которые будут постоянно сопровождаться сильными хлопками.
Если дуга оборвалась, ее возбуждают снова. Кратер, на котором оборвалась дуга, тщательно заваривают. Если необходимо сварить очень важный узел, который будет эксплуатироваться при знакопеременной нагрузке, а также возможно появление «усталости», категорически запрещается возбуждать дугу прямо на поверхности основного металла. Если возбуждение будет происходить не по шву, возможно появление «ожога» металла. В этом месте шов может просто разрушиться при эксплуатации детали.
Первые шаги
Чтобы научиться, хорошо сваривать детали, сначала практикуются на ненужных металлических валиках. Не требуется создавать соединительные швы, необходимо просто научиться правильно расплавлять материал. Поверхность металла не должна иметь следов ржавчины и быть хорошо очищенной.
Как делаются валики
Электрод вставляется в держатель. Чтобы вызвать появление тока в области плавления, достаточно чиркнуть по поверхности металла кончиком электрода, или просто постучать несколько раз по заготовке.
Когда появится электрическая дуга, электрод направляется на заготовку, с выдержкой постоянного зазора между поверхностью металла и электрической дугой. Зазор должен иметь постоянное значение, и лежать в диапазоне 3–5 миллиметров.
Направление электрода делается под определенным углом относительно плоскости заготовки. Самым оптимальным считается угол в 70 градусов, Наклон не имеет определенного значения, главное чтобы сварщику было удобно. В процессе работы сварщик сам находит для себя оптимальное положение, в зависимости от специфичности выполняемой работы.
Во время таких практических занятий нужно научиться правильно, подбирать силу тока, чтобы подача все время оставалась стабильной. Если тока будет недостаточно, дуга будет постоянно гаснуть. При очень мощном потоке, начнется проплавление металла. Только экспериментальным путем можно научиться, правильно устанавливать режим сварки.
Техника получения хорошего сварного соединения
Когда валики начнут получаться ровными, можно попытаться начать изготавливать соединительные швы. Такую операцию сможет выполнить достаточно опытный практикант, который умеет варить электросваркой.
Зажигание электрода выполняется согласно описанной выше технологии. Единственным отличием будет движение руки сварщика. Она будет выполнять колебательные движения. Расплав будет как бы переходить с одной поверхности детали на другую. Движение может происходить по нескольким траекториям:
Для тренировки можно взять небольшую металлическую заготовку. По поверхности мелом провести линию, чтобы ее можно было увидеть через темное стекло маски. Именно по ней нужно двигаться электродом, чтобы получить своеобразный шов, в виде любой вышеуказанной траектории.
После того, как шов остыл нужно молотком отбить шлак и рассмотреть проделанную работу.
Когда появился небольшой опыт можно начинать изготавливать соединительные швы, которые имеют несколько видов:
Кроме того, такие швы могут быть горизонтальными и вертикальными, могут свариваться в разных направлениях.
Только после многочисленных тренировок можно добиться равномерного движения руки. После этого можно получить красивые детали.
Как продолжить сварку после её остановки?
Так как варить электросваркой длинный шов без остановки невозможно, приходится менять электрод или были другие причины прерывания, то на месте остановки получается небольшое углубление, получившее название: кратер. Для возобновления работы, необходимо выполнить следующие действия:
1.Дуга должна зажигаться не на самом кратере. Необходимо отступить от него 12 мм. Затем ее медленно пододвигают к кратеру.
2.Колебательными движениями тщательно заваривается сам кратер.
3.После этого можно продолжать сварку, выдерживая установленный режим. Для получения надежного соединения, сварка должна иметь несколько слоев:
- Заготовка, толщиной 6 мм – 2 слоя;
- При толщине 6–12 мм – 3 слоя;
- Если толщина металла превышает 12 мм – 4 слоя.
Движение электрода в каждом слое должно быть одинаковым. Сварочный шов, после завершения операции обрабатывают, снимая все излишки.
Как получаются вертикальные швы
На рисунке 69а, показана вертикальная сварка. Так как варить вертикальный шов электросваркой достаточно проблемно из-за того, что капли расплава стремятся упасть, то нужно варить такие швы используют короткую дугу. Поверхностное натяжение не дает каплям сразу скатиться вниз. Они быстрее попадают в кратер.
Кончик электрода убирают от капли, чтобы она стала твердой. Вертикальную сварку нужно начинать снизу, постепенно двигаясь наверх. Нижележащий кратер не даст упасть каплям металла. Смотри рисунок 69в. При работе можно наклонять электрод. Когда его наклоняют вниз, сварщик видит, как распределяются капли в месте разделки шва.
Когда нужно выполнить вертикальную сварку, начинаются с верхней точки, электрод необходимо установить в положение I. Смотри рисунок 69г.
Когда капли начинают опускаться, электрод устанавливается в положение II. Капля не будет стекать, ей не позволит короткая дуга.
Наиболее подходящим диаметром электродов для вертикальной сварки, считаются 3 – 4 мм. Величина тока не должна быть очень высокой, примерно 160 ампер.
Чтобы добиться минимального стекания расплава, когда свариваются горизонтальные швы (смотри рисунок. 70, а), кромки скашиваются у одной верхней детали.
Возбуждение дуги должно происходить на нижнем торце (положение I). Затем дуга переводится на торец верхней детали (положение II). Стекающая капля начинает подниматься.
Как должен двигаться конец электрода, когда выполняется однослойная горизонтальная сварка, можно посмотреть на рисунке 70а, в правой стороне.
Горизонтальные швы разрешается варить в виде продольных валиков. Самый первый должен вариться 4 миллиметровым электродом, а все остальные, диаметром 5 миллиметров.
Это основные нюансы, которые позволят правильно варить вертикальный шов электросваркой.
Как электросваркой сварить потолочный шов
Частый вопрос: как варить потолочный шов электросваркой, ведь он стекает? Ответ прост: такие швы варятся короткой дугой. Сварочный электрод должен иметь тугоплавкое покрытие. Когда происходит сварочный процесс, на торце возникает чехольчик, который не позволяет каплям металла, скатиться вниз. (Смотри рисунок. 70, б). Во время работы конец электрода равномерно удаляют, а потом приближают к свариваемой детали. Когда удаляется, дуга сразу гаснет, шов начинает твердеть. Чтобы выполнить потолочную сварку, независимо от направления, пользуются только электродами малых диаметров. Сила тока уменьшается (10-12%), если сравнивать сварку металла аналогичной толщины, производимой внизу.
Когда свариваются потолочные швы, начинают всплывать пузырьки газа. Они оказываются в самом корне шва. От этого страдает прочность и качество сварного соединения.
Применение потолочной сварки имеет ограниченный характер. О ней вспоминают, когда невозможно получить шов из нижнего положения.
Как варятся угловые швы
Расплавленный металл при этой сварке, будет стекать вниз. Оптимальным способом сварки подобных швов из нижнего положения, считается «в лодочку». Деталь устанавливается таким образом, чтобы не происходила течь шлака прямо перед дугой. (Смотри рисунок. 68, а).
Когда сваривается угловой шов, при горизонтальном расположении нижней плоскости, иногда плохо провариваются вершины угла.
Причиной образования такого непровара может стать начало сварочного процесса с листа, стоящего вертикально. Расплавленный металл начинает стекать вниз, на лист, не успевший хорошо прогреться. Именно поэтому варить такие швы нужно с нижней плоскости. Причем дуга должна зажигаться в определенной точке (А). Движение должно осуществляться согласно схеме рисунка 68 б.
Электрод наклоняется под 45 градусов, по отношению к свариваемым деталям. Во время сварки нужно электрод немного наклонять в разные стороны. (Смотри рисунок 68 в).
Если угловые швы варятся не «в лодочку», сварка делается однослойной, с катетом шва менее 8 мм. Если величина катета превышает это значение, выполняют несколько слоев.
Для сварки нескольких слоев углового шва, нужно сначала создать узкий валик. Для этого пользуются 3-4 мм электродом. Такой диаметр позволяет полностью проварить корень.
Чтобы определить количество проходов, учитывают размер площади поперечного сечения, имеющегося шва. Обычно эта величина равна 30—40 кв. миллиметров. Рисунок 68 г наглядно показывает, как должны выглядеть угловые швы с разным количеством слоев, имеющие разделку кромок, полностью проваренные.
Как варятся стыковые швы
Если кромки не имеют скосов, накладываемый валик должен иметь небольшое расширение с каждой стороны стыка. Чтобы не допустить непровара, требуется создать равномерное распределение расплавленного металла.
Только правильная установка тока и грамотный подбор электродов, позволит хорошо проварить 6 миллиметровый металл, если детали не имеют скоса кромок. Величина тока подбирается опытным путем. Для чего сваривается несколько пробных планок.
Если детали имеют V-образные скосы, стыковая сварка может быть однослойной или иметь несколько слоев. Главную роль в этом вопросе играет толщина металла.
Когда варится один слой, возбуждение дуги должно происходить в пункте «А», на границе скоса, согласно рисунку 67а. После чего электрод опускают вниз. Полностью проваривается корень шва, затем дугу отправляют на следующую кромку.
Когда электрод движется по скосам, его движение специально замедляют, чтобы обеспечить хороший провар. На корне шва, наоборот ускоряют движение, чтобы не допустить сквозного прожога.
На обратной стороне сварочного соединения, профессионалы советуют накладывать дополнительный подварочный шов.
В некоторых случаях на противоположную сторону шва монтируют стальную 2-3 миллиметровую подкладку. Для этого повышают сварочный ток, примерно на 20–30% относительно стандартной величины. Сквозное проплавление в данном случае полностью исключается.
Когда создается валик шва, стальная подкладка также приваривается. Если она не мешает конструкции изделия, ее оставляют. При сварке очень важных конструкций, делается проварка противоположной стороны корня шва.
Если нужно сварить стыковой многослойный шов, вначале проваривается корень шва. С этой целью используют электроды, диаметром 4–5 миллиметров. Затем выполняется наплавка следующих слоев расширенными валиками, для чего используются электроды больших размеров (Смотри рисунки 67, б, в).
Подбор сварочных электродов
Чтобы правильно выбрать подходящий электрод, необходимо учесть несколько важных параметров:
В зависимости от вида электрода подбирается значение силы тока. Сварка может выполняться в самых разных положениях. Нижняя подразделяется на группы:
Сварка вертикального типа может быть:
Каждый производитель в инструкции к электродам, обязательно сообщает значение сварочного тока, при котором они будут нормально работать. В таблице показаны классические параметры, применяемые опытными сварщиками.
На величину силы тока оказывает влияние пространственное положение, а также величина зазора. К примеру, чтобы работать с 3 миллиметровым электродом, сила тока должна достигать 70–80 ампер. Таким током можно пользоваться для выполнения потолочной сварки. Этого будет достаточно для сварки деталей, когда величина зазора намного превосходит диаметра электрода.
Чтобы варить снизу, при отсутствии зазора и соответствующей толщине металла, разрешается для обыкновенного электрода установить силу тока в 120 ампер.
Сварщики с большим опытом рекомендуют для расчета использовать определенную формулу.
Для определения силы тока берется 30–40 ампер, которые должны соответствовать одному миллиметру диаметра электрода. Другими словами, для 3 мм электрода нужно установить ток 90-120 ампер. Если диаметр равен 4 мм, сила тока будет равна 120–160 амперам. Если выполняется вертикальная сварка, сила тока уменьшается на 15 %.
Для 2 мм устанавливается примерно 40 – 80 ампер. Такую «двойку» всегда считают очень капризным.
Существует мнение, что если диаметр электрода имеет малые значения, значит с ним очень легко работать. Однако это мнение ошибочно. К примеру, чтобы работать с «двойкой» нужна определенная сноровка. Электрод быстро горит, он начинает сильно греться при установке большого тока. Такой «двойкой» можно варить тонкие металлы при малом токе, но необходим опыт и большое терпение.
Электрод 3 — 3.2 мм. Сила тока 70–80 Ампер. Сварка должна проводиться только на постоянном токе. Опытные сварщики считают, что выше 80 ампер, невозможно выполнить нормальную сварку. Это значение годится для резки металла.
Сварку нужно начинать с 70 Ампер. Если увидите, что невозможно проварить деталь, добавьте еще 5-10 Ампер. При непроваре в 80 ампер, можно установить 120 ампер.
Для сварки на переменном токе можно установить силу тока 110-130 ампер. В некоторых случаях устанавливают даже 150 Ампер. Такие значения характерны для трансформаторного аппарата. При сварке инвертором, эти значения намного ниже.
Электрод 4 мм. Сила тока 110-160 Ампер. В данном случае разброс, равный 50 амперам зависит от толщины металла, а также вашего опыта работы. «Четверка» также требует особого мастерства. Профессионалы советуют начинать со 110 ампер, постепенно увеличивая силу тока.
Электрод 5 миллиметров и больше. Такие изделия считаются профессиональными, их используют только профи. В основном их применяют для наплавки металла. В сварочном процессе они практически не участвуют.
Зачем прокаливают электроды
Это делается только с одной целью, удалить влагу. При сварке сырым электродом, возможно появление дефектов сварочного шва. Такой электрод будет все время липнуть к детали.
В каждой строительной компании обязательно установлено оборудование, которое прокалывает электроды. Такая операция недоступна сварщикам-любителям.
Если вы начали работать с новой пачкой, но не смогли израсходовать ее до конца, оставшееся количество электродов нужно спрятать в сухое и теплое место. Никогда не храните электроды в подвале и на чердаке. Они быстро отсыреют и придут в негодность.
Заключение
Правила сварки достаточно просты, стоит лишь несколько раз потренироваться на ненужном куске железа. Главное следуйте всем приведенным инструкциям и у вас точно все получится. Сможете варить дуговой сваркой и на потолке и на стене.
Как варить угловой шов электродом если металл разной толщины | Ручная дуговая сварка
Статья будет хорошей подсказкой для самоучек в сварке. Подписчики просили показать как варить угловые швы электродом. Эти швы одни из самых сложных для новичка.
Часто бывает вот такая картина после сварки металла в угловом положении. Покажу ситуацию, когда нужно соединить металл разной толщины. Как выставить ток и по какой толщине заготовки (по тонкому или толстому). Правильное положение электрода при сварке-чтобы не прожечь тонкий и хорошо проварить толстый. И другие важные мелочи.
Взял две полоски металла разной толщины. Одна 2 мм, другая 8 мм. Сделаем угловое соединение, толстый металл оставим в горизонтальном положении, а тонкий приварим к нему под прямым углом-примерно, по угольнику не выставлял, это просто пример.
Сварочный ток будем подбирать по толстой пластине. Держак с электродом подключаем к плюсу сварочного инвертора. Это обратная полярность-плюс на электрод, минус на массу.
Электрод возьму с рутил целлюлозным покрытием марки ОК-46. Диаметр у него 3 мм, хотя для такой толщины лучше 4 мм, но таких у меня просто нет-не работаю четвёркой. И вот как просто настроить сварочный ток буквально за 10 секунд.
Достаточный ток для электродов с рутиловым покрытием выставляем так. Зажигаем электрод и медленно ведём углом на себя. Дожидаемся когда ширина шва будет максимальной. Эта огненная дорожка за электродом сделает своё максимально широкое русло.
Резко прерываем сварку и самим электродом измеряем ширину огненного русла-шва. Над ещё красным швом, его хорошо видно через маску, прикидываем сколько электродов с обмазкой здесь поместятся. Достаточный ток будет если поместились 2.5 диаметра электрода с обмазкой.
Всё, этой энергии вполне хватит. Но есть электроды монолит, у них толстенная обмазка, тогда хватит 2 диаметров электродов. Это будет максимальный ток для конкретной толщины металла, при желании его можно чуть убавить, но никак не прибавлять.
Сварной шов в разрезе имеет вот такую грибовидную форму. Максимальная глубина проплавления в металле по центру, а по краям уменьшается. На краях шва энергии много меньше, поэтому и проплавление мельче.
Макет сварочного процесса! Вставил грибок в кругляк, электрод горит, по центру электрода дуга проплавляет на максимум. Чем дальше от центра, тем проплав металла меньше. Как в городе-в центре самые высокие здания, а на окраинах много низких-частный сектор!
Как держим электрод. Если бы толщина деталей была одинакова, то электрод держали бы посредине между этих плоскостей. А в нашем случае направляем ось электрода в более толстый металл, провар больше нужен там.
На тонкий металл достаточно небольшой энергии. Мы его цепляем при сварке краем сварочного шва. Как-бы немного смачиваем краешком огненного русла за электродом. Варим углом назад. Наклоняем электрод на себя и тянем также на себя. Делаем совсем маленькие колебательные движения кончиком электрода-так перемешиваем сварочную ванну и шов будет лучше.
Зажигать электрод нужно на тостом металле подальше от тонкого, миллиметрах в 10-15. Формируем сварочную ванну, когда ванна нормально расплывётся, можно направить её в угол соединения. Основную часть ванны держим на толстом металле, и чуть смачиваем тонкий. Вот так варим.
На фото видно что я поспешил сначала, не до конца разогрел ванну и рано направил ванну в сам угол, поэтому несколько миллиметров был непровар. Исправлять не стал, с этим косячком получился хороший наглядный пример, как делать не надо!
Дальше всё пошло хорошо. Тонкий и толстый металл полностью сварились , прожогов на тонком не было. Толстый с хорошим проваром.
Сварку углового соединения с металлом одинаковой толщины сделаю в ближайшее время и поделюсь всеми тонкостями с подписчиками. Там свои мелочи и хитрости. Всем пока, с наступающим!
Угловой шов не срастается — Технологии сварки
Если можно и я скажу своё ИМХО, может в чём-то повторю других авторов:
В описанном автором топика случае обычно говорят шлак опережает металл. Ток мал, ведёте быстро/неравномерно/не с тем наклоном электрода.
На мой взгляд самое главное для новичка научиться следить за процессом переноса металла в шов, а не только шлак видеть:
-чтобы удавалось следить за процессом необходима сварочная маска со стеклом такой «прозрачности», чтоб чрез неё расплавленный шлак был ЯРКОКРАСНЫЙ/ЖЁЛТЫЙ, а наплавленный металл (и около него) ТЁМНЫЙ/ТЕМНОКРАСНЫЙ, тогда вы будете видеть перенос металла и корректировать процесс. Т.е шлак светлее, а металл темнее, но виден.
В большинстве маскок стоят слишком тёмные стёкла для малых токов сварки, для новичка это сварка вслепую.
Профи может быть пофигу, они и отвернувшись сварят «наощупь» и по звуку дуги. Многие так прихватывают угол, когда руки заняты.
И ещё:
— если положение углового шва таково, что место сварки заливает шлаком, то надо или изменить положение, чтоб шлак стекал не в направлении сварки, и/или сильно увеличить ток, чтобы большая часть шлака выгорала/выдувалась дугой, соответственно в вашем случае и электрод потолще, в особо тяжких случаях можно выкидавать жидкий шлак из ванны в сторону концом электрода (осторожно, брызгается),
-начинать сварку на одной, обычно нижней детали, держа электрод почти перпендикуларно ей, дальше переходить в угол, держа электрод по бессектрисе угла, потом на другую держа почти перпендикулярно ей. Дальше тоже самое но с ещё наклоном держака вдоль шва в сторону несваренного (всё равно электрод перпендикулярно ванне получается).
-вести вдоль и поперёк шва змейкой с перехлёстом наплавленного и достаточно медленно, следя за переносом металла в сварную ванну.
-при одном и том-же токе одни электроды дают мало шлака, другие много, одни горят ровно, давая перенос металла по оси электрода, другие козыряют, т.е. дуга гуляет в сторону от оси электрода, давая перенос не там, где нужно.
Ну Вы поняли, что первыми варить внутренний угол гораздо удобней.
Для примера, профи, не ругайтесь (очень грубо, условно, относительно, ЕСТЬ И ДРУГИЕ МАРКИ электродов):
первое — МР-3Т(в большинстве случаев горят ровно, шлака мало),
второе — МР-3У(сильней козыряют), ОЗС-12(козыряют и заливают всё напрочь).
Вобщем предпочтительней «светлая» маска, большой ток, короткая дуга с применением электродов «первого типа» — и место наплавления не гуляет.
Ещё раз повторюсь, что «первый тип» — это не обязательно приведённая марка, а то, что даёт отсутствие «козыряния» и не заливает шлаком в конкретных условиях.
Как варить новичкам швы в нижнем положении и угловые соединения
Как варить новичкам швы в нижнем положении и угловые соединенияДля начинающих сварщиков лучше всего учиться варить швы в нижнем положении. В таком случае расплавленный металл сам, под своим весом, стремится заполнить сварочную ванну. При этом свариваемые кромки изделия удерживают расплавленный металл, не давая ему вытекать за пределы.
Кроме того, при сварке в нижнем положении газ стремиться вверх, выталкивая за собой шлак, что очень важно, поскольку в самом начале обучения нужно научиться отделять металл от шлака. Всё это способствует не только лёгкому обучению, но и даёт возможность, на самом начальном этапе пути, получить чистый и качественный сварочный шов.
Исходя из всего вышесказанного, учиться варить ручной дуговой сваркой нужно именно в нижнем положении. Какие нюансы при этом следует соблюдать, и что необходимо учитывать?
Сварка швов в нижнем положении
При выполнении сварки в нижнем положении, швы рекомендуется наплавлять на себя или слева направо. Такой подход даст возможность лучше контролировать сварочное соединение, следить за состоянием дуги, и правильно осуществлять движение электродом во время сварки.
Варить швы в нижнем положении необходимо с небольшой наплавкой валика в обе стороны. При этом кромки металла плавятся и расширяются, а расплавленные металлы заготовок образуют прочное и надежное соединение. После сварки с одной стороны, для усиления шва, заготовку переворачивают, очищают, и сваривают с противоположной стороны.
Необходимо знать, что металл, толщина которого менее 8 мм, можно варить за один проход, то есть, одним слоем. Когда толщина металла более 8 мм, сварка осуществляется минимум в два слоя. При этом высота первого сварочного шва должна быть не менее 3 мм. Первый слой, как правило, выполняют электродами 3 мм, а последующие слои, электродами 4-5 мм.
Как варить угловые швы в нижнем положении
Для наложения угловых швов, изделие рекомендуется выставить «в лодочку». Когда такой возможности нет, то следует особое внимание уделить провариванию корневого шва. Для этого сначала сваривается поверхность нижней кромки, и лишь после этого переходят на сварку вертикальной.
Сварку угловых швов в нижнем положении рекомендуется осуществлять электродами, диаметр которых составляет 3 мм. Если производится накладывание многослойного сварного шва, то первый слой особенно хорошо проваривают, чтобы не допустить появление дефектов. При накладывании последующих слоев, обязательно необходимо очистить соединение от шлака.
Для начинающих сварщиков наверняка будет интересно знать, что толстый металл хорошо варить на прямой полярности. Для этого к металлу подсоединяется плюсовая клемма инвертора. В таком случае металл будет хорошо нагреваться, что приведёт к его большему проплавлению.
Тонкий металл, наоборот, варят на обратной полярности. При этом нужно учесть тот факт, что такая техника ручной дуговой сварки подходит лишь при работе с инверторами, которые выдают постоянный ток. При сварке переменным током, прямая и обратная полярность не работает.
Поделиться в соцсетях
угловых сварных швов с использованием дуговых электродов из нержавеющей стали
Чуть более года назад заказчик попросил меня помочь с разработкой процедур дуговой сварки в экранированном металле (SMAW) для выполнения горизонтальных угловых швов (положение 2F) в тройниках на листе из нержавеющей стали в диапазоне от ½ дюйма до 1 дюйма. в густой. Их жалоба была связана с их неспособностью достичь проплавления через основание тройника при последовательном использовании электродов SMAW из нержавеющей стали, даже с учетом подготовки пластины (оксиды и / или поверхностное загрязнение), пути сварочного тока (дуга дуги), способности сварщика, а также все другие факторы, которые можно определить в ходе проверки процесса.
Хотя простым решением было бы открыть корень и оставить небольшой зазор между вертикальной и горизонтальной пластиной, в данных обстоятельствах это было невозможно, и пластины устанавливались «заподлицо». Независимо от используемой процедуры сварки, он просто не мог наплавить шов желаемого размера, в то же время достигнув полного проплавления. Теперь я предложу свое объяснение того, почему это произошло, и обсуду успешный результат моего тренинга с заказчиком.
В этот момент можно задаться вопросом, как клиент на самом деле смог сделать вывод о том, что полного проникновения не было. В конце концов, сварщику или инспектору будет очень сложно просто «наблюдать» за нанесением сварного шва и заявить, что полное проплавление корня не было достигнуто. Кроме того, тройниковые соединения не очень легко поддаются оценке проникновения с помощью стандартных методов неразрушающего контроля из-за их геометрии. Эти методы неразрушающего контроля включают MT (магнитные частицы), PT (пенетрант), UT (ультразвуковые) и RT (радиографические или рентгеновские).
Так он определил глубину проплавления, разрезав тавровые соединения поперек сварного шва и сделав макроснимок? Возможно, но это позволит получить только снимок профиля сварного шва в определенный момент времени и даст только одну точку данных, касающуюся глубины проплавления по всей длине соединения.
В конечном итоге заказчик смог проверить степень проплавления корня, вызванного сварочной процедурой, путем проведения разрушающего исследования, называемого испытанием на разрыв углового шва.В этом испытании основание сварного шва подвергается растяжению с целью обнажить нижнюю сторону сварного шва для оценки. Чтобы визуализировать испытание на разрыв углового сварного шва, представьте, что вертикальная пластина складывается на горизонтальную пластину, как показано на , рис. 1, .
Результат анализа, проведенного заказчиком, заключался в том, что во всех угловых швах, выполненных им с помощью стержневых электродов из нержавеющей стали, исходный край вертикальной пластины почти всегда оставался целым. Однако заказчик надеялся увидеть, что на этой кромке не будет абсолютно никаких участков прямолинейности и что она будет казаться волнистой по всей длине.Этот открытый край должен напоминать «пору», как показано на Рис. 2 , что указывает на то, что электрическая дуга прошла полное проникновение. Однако это не тот результат, о котором сообщил наш клиент.
Вплоть до этого момента подход клиента к решению этой проблемы заключался в том, чтобы вспомнить старую пословицу в сварочной отрасли, которая все еще часто (и ошибочно) используется сегодня: «Если мне понадобится проплавление, я просто сожгу его. . »
Другими словами, сварщик будет пытаться наплавить больший сварной шов за один проход , полагая, что этот метод увеличит уровень проплавления корня шва.Я уже говорил ранее в контексте сварки электродами из низкоуглеродистой стали («Сосредоточьтесь на правильном размере сварного шва при разработке диапазонов параметров WPS», Сварочные советы , февраль 2011 г.), что этот подход может иметь неприятные последствия, но он может быть еще более проблематичным, когда сварка нержавеющей сталью.
Меня также несколько раз спрашивали: «Почему я не могу рассчитывать на лучшее проникновение в корень за счет нанесения более крупного и толстого сварного шва?» Причина в том, что существует максимальный размер сварного шва, который может быть нанесен за один проход, что приведет к сварному шву, свободному от отсутствия плавления, захваченного шлака, поднутрения на пальцах ног или вышеупомянутого отсутствия проплавления корня в Т- суставы.
Хотя фактический максимальный размер углового сварного шва зависит от процесса сварки, т. Е. SMAW, FCAW, SAW и т. Д., И количества электродов (поскольку тандемная сварка SAW является возможным выбором процесса), концепция остается той же. Чем больше сварной шов, тем больше вероятность того, что сварочная дуга будет скользить по луже. И проблемы, о которых я только что упомянул, усугубляются при использовании электродов из нержавеющей стали.
Но что вызывает особую осторожность со стержневыми электродами из нержавеющей стали? Обратите внимание на фундаментальное различие между мягкой сталью и нержавеющей сталью.Нержавеющая сталь имеет значительно более высокую скорость плавления при том же выходном токе по сравнению с мягкой сталью. Такая более высокая скорость плавления обусловлена в первую очередь более высоким удельным сопротивлением нержавеющей стали по сравнению с мягкой сталью. В двух словах, это означает, что электрический ток встречает большее внутреннее сопротивление, когда проходит от электрододержателя (также известного как «жало») к заготовке. Это сопротивление заставляет электрод быстрее нагреваться и достигать точки плавления быстрее, чем электроды из мягкой стали.
Таким образом, при одинаковой настройке выходной силы тока сварочного аппарата значительно выше скорость плавления при использовании стержневых электродов из нержавеющей стали — на 40–50 процентов больше. Или, другими словами, в почти эквивалентных диапазонах скорости плавления рабочее окно для 5/32 в Excalibur 7018 MR (электрод из мягкой стали) составляет от 130 до 210 ампер, а для 5/32 в Excalibur® 308 / 308L- 17 (электрод из нержавеющей стали) он составляет от 95 до 150 ампер.
Советы и методы для сварки Stick / SMAW
Для дуговой сварки экранированного металла (SMAW) требуется настройка, а затем сварка.
В целом фактор оператора или процент времени, затрачиваемого оператором на укладку сварного шва, составляет примерно 25%. Остальное уходит на подготовку и удаление шлака.
Фактическая используемая технология сварки зависит от электрода, состава заготовки и положения свариваемого соединения.
Выбор электрода и положения сварки также определяет скорость сварки.
Плоские сварные швы требуют минимум навыков оператора и могут выполняться электродами, которые быстро плавятся, но медленно затвердевают.Это позволяет увеличить скорость сварки.
Сварка под наклоном, вертикальная или перевернутая сварка требует большего мастерства оператора и часто требует использования электрода, который быстро затвердевает, чтобы предотвратить вытекание расплавленного металла из сварочной ванны.
Однако обычно это означает, что электрод плавится медленнее, что увеличивает время, необходимое для наложения сварного шва.
Настройка работы SMAW
Перед запуском убедитесь, что вы используете хороший шлем для сварки SMAW, а также защитную одежду.
- Очистить заготовку
- Зажать деталь вплотную к сварному шву
- Вставьте электрод в изолированный держатель держателя. Установите силу тока на уровне, рекомендованном производителем электродов.
- Определите оптимальную длину дуги. Ориентировочно дуга для электрода диаметром от 1/16 ″ до 3/32 ″ составляет 1/16 ″ (1,6 мм). Длина дуги для электрода 1/8 ″ и 5/32 ″ составляет 1/8 ″ (3 мм).
- Перед выполнением второго прохода сварного шва приготовьте отбойный молоток для удаления шлака.
Примеры сварки палкой
Плохие характеристики сварного шва включают большое количество брызг, использование неправильной дуги, более высокие / более низкие уровни силы тока, чем рекомендовано, и плохое проплавление.Эксплуатация
Запуск дуги
Технология старта с нуля:
Чтобы зажигать электрическую дугу при запуске SMAW, электрод вводят в контакт с заготовкой, тянут, как зажигающую спичку, а затем слегка отводят.Если дуга загорается, а затем гаснет, это означает, что электрод был отведен слишком далеко от основного металла. Если электрод прилипает к металлу, поверните его, и он освободится.
Техника нарезания резьбы:
Переместите электрод прямо вниз к основному металлу. Затем слегка приподнимите. Дуга должна начаться. Если дуга гаснет, значит, она слишком высоко поднята над заготовкой.
Работа с держателем электрода
Это инициирует плавление заготовки и расходуемого электрода и вызывает переход капель электрода от электрода к сварочной ванне.
По мере плавления электрода покрытие из флюса распадается, выделяя пары, которые защищают зону сварки от кислорода и других атмосферных газов.
Кроме того, флюс образует расплавленный шлак, который покрывает присадочный металл при его перемещении от электрода к сварочной ванне.
Попав в сварочную ванну, шлак всплывает на поверхность и защищает сварной шов от загрязнения по мере его затвердевания.
Сварка стыковых швов
Прихваточные швы
Прихваточный шовПрихваточный сварочный шов сваривает два металлических куска, чтобы удерживать их на месте.Это уменьшит деформацию соединения, которая вызвана расширением и сжатием металла при его нагревании и охлаждении.
Сварные швы с двойной V-образной канавкой, одиночной V-образной канавкой и квадратной канавкой
При выполнении шва с разделкой кромок держите электрод перпендикулярно сварному шву. Наклоните электрод в направлении сварного шва.
Однорядный валик — это все, что нужно для сварного шва с узкой канавкой. Для шва с более широкими бороздками лучшим вариантом будет переплетенный валик или много бусин стрингера.
Сварной шов с квадратной канавкой
Сварной шов с квадратной канавкойЕсли толщина материала составляет 3/16 ″ (5 мм), их обычно можно сваривать сварным швом с квадратной канавкой без предварительной подготовки.
Сварные швы с одинарной и двойной V-образной канавкой
Сварные швы с одинарной и двойной V-образной канавкойV-образные пазы
Для сварных швов SMAW, требующих более толстых металлов, может потребоваться подготовка кромок (V-образная канавка) стыковых соединений для получения хороших сварных швов.
V-образная канавка рекомендуется для металла толщиной от 3/16 ″ до 3/4 ″ (от 5 до 19 мм).Он также используется для любой толщины, когда сварка может выполняться только с одной стороны.
Фаску можно создать (под углом 30 градусов) с помощью шлифовального станка, оборудования для плазменной или кислородно-ацетиленовой резки. После создания фаски удалите окалину.
Связанная сварка стержнем Читать: Лучшие аппараты для сварки стержнем
Сварка тройников
Угловой шов
Электрод (1) следует держать под углом 45 градусов или меньше при выполнении углового шва.Для углового шва держите электрод под углом 45 градусов или меньше к сварному шву.Наклоните электрод на 10–30 градусов в направлении сварного шва.
Используйте короткую дугу и двигайтесь с постоянной скоростью. Для вертикальных секций сваривайте с обеих сторон.
При необходимости для прочности добавьте второй слой (удалите шлак перед добавлением следующего слоя).
Перемещайте электрод круговыми движениями.
Однослойный угловой сварной шов
При нанесении однослойного или многослойного сварочного прохода перемещайте электрод круговым движениемПри сварке внахлестку электрод следует держать под углом 30 градусов или меньше.При необходимости используйте один или два сварочных прохода. Перед вторым проходом удалите шлак.
Сварочные позиции
Каждое положение при сварке описано ниже. Обратите внимание, что не каждый электрод подходит для каждой позиции . Перед тем, как приступить к любой операции SMAW, ознакомьтесь с инструкциями производителя.
горизонтальный
Однопроходный сварной шов
При выполнении горизонтального шва сварщику необходимо учитывать деформацию, вызванную гравитациейПроблема горизонтальной сварки заключается в искажающем влиянии силы тяжести на сварочную ванну.При необходимости или если это поможет, приварите подкладочную ленту прихваточным швом. Также могут помочь скошенные края.
При сварке в режиме SMAW держите электрод под углом 90 градусов к сварному шву. Наклонитесь к направлению сварки на 15 градусов.
Материалы со скосом для горизонтального сварного шва
Расположение многопроходных сварных швов
Каждый номер указывает расположение каждого сварного шва. Примечание Использование опорной пластины. Шлепки необходимо убирать после каждой сварки.Вертикальное сварочное положение
Схема многопроходного вертикального сварного шва
Иллюстрация направления сварки и расположения каждого прохода при выполнении вертикального сварного шваНаправление сварки может изменяться сверху вниз или снизу вверх.Сваривать легче снизу вверх.
При необходимости используйте прихваточную опорную пластину, а для более толстых материалов скосите края.
Держите электрод под углом 90 градусов к свариваемому материалу.
Схема сварки вертикальных тройников Помните об искажающем эффекте гравитации. Сварите соединение с обеих сторон, чтобы добиться максимальной прочности. Двигаясь вдоль сварного шва с электродом, используйте движение плетения.Схема сварного шва внахлест
Позиция потолочной сварки
При сварке над головой дугу следует располагать немного дальше от кратера.Приварите опорную пластину прихваточным швом и при необходимости используйте скошенные кромки.
Схема соединения с пазом под потолком
Тройник накладной
Проверка сварного шва
Схема испытания прочности сварного шва
Проверьте сварные швы с помощью молотка в указанном выше направлении. Слабость может быть вызвана пористостью (отверстия в сварном шве), неправильным нагревом или высокой скоростью перемещения.Ударьте молотком по материалу, приваренному к основанию. Сварной шов должен немного гнуться и не ломаться.
Поломка может быть из-за слишком большого количества отверстий (пористых) в сварном шве или из-за того, что сварной шов содержит шлак.
Также обратите внимание, видна ли какая-либо из скошенных областей.
Если это так, это может указывать на то, что присадочный материал не был полностью расплавлен из-за слишком быстрого перемещения электрода или из-за недостаточного использования тепла.
Удаление шлака
После затвердевания его необходимо удалить, чтобы обнажить готовый сварной шов.
По мере того, как сварка продолжается и электрод плавится, сварщик должен периодически останавливать сварку, чтобы удалить оставшуюся часть электрода и вставить новый электрод в электрододержатель.
Эта деятельность в сочетании с измельчением шлака сокращает время, которое сварщик может тратить на укладку сварного шва, что делает SMAW одним из наименее эффективных сварочных процессов.
Наконечники для стержневой сварки
Всегда читайте и соблюдайте правила техники безопасности и инструкции по эксплуатации, приведенные в руководстве пользователя.
1. При измельчении шлака соблюдайте меры предосторожности с летящими материалами.
2. Держите электроды чистыми и сухими — следуйте рекомендациям производителя.
3. Обычные стальные электроды: (См. Диаграмму 8. Рекомендуемые стержневые электроды)
4. Проникновение: DCEN — наименьшее проникновение, AC — среднее (также может быть больше брызг), DCEP — наибольшее проникновение.
5. При сварке углового шва сторона сварного шва должна быть равна толщине свариваемых деталей. (См. Диаграмму 10. Рекомендуемая толщина углового сварного шва)
Рекомендуемые стержневые электроды
6. Чтобы настроить контроль силы тока, сначала определите рекомендуемый диапазон ампер для вашего типа и диаметра электрода.Затем выберите силу тока в пределах диапазона, основанного на толщине вашего металла (более тонкий металл, меньше ампер). (См. Диаграмму 7. Пример хороших и плохих сварных швов)
Технология старта с нуля Проведите электродом по заготовке, как при зажигании спички; после работы слегка приподнимите электрод. Если дуга гаснет, электрод был поднят слишком высоко. Если электрод прилипает к заготовке, быстро поверните его, чтобы освободить.
|
Техника нарезания резьбы Поднесите электрод прямо к заготовке; затем слегка приподнимите, чтобы зажечь дугу. Если дуга гаснет, электрод был поднят слишком высоко. Если электрод прилипает к заготовке, быстро поверните его, чтобы освободить электрод.
|
— Расчеты Справочник
— Расчеты 4 электрода или расход сварочной проволоки по горизонтали Угловые швы Фунты на фут (килограммы на метр) электрода или проводФиле Размер
Сварной шов Металл
Требуется на фут или (метр) сварного швадюйма(мм)
Требуется
SMAW-Stick GMAW-Solid FCAW-Газ Металлический порошковыйл
фунтов / фут (кг / м)
Электроды Провода Экранированные провода1/8
(3,2)
0,027
(0,040)
.043
(0,064)
0,028
(0,042)
0,032
(.048)
0,029
(0,043)
3/16
(4,7)
.060
(.089)
.097
(.144)
.063
(.094)
.070
(.104)
.065
(.097)
1/4
(6.3)
.106
(.158)
.171
(0,254)
.112
(.167)
.125
(0,186)
.115
(.171)
5/16
(7,9)
.166
(.247)
,268
(.399)
.175
(.260)
.195
(.290)
.180
(.268)
3/8
(9,5)
. 239
(0,356)
,385
(.573)
0,252
(0,375)
. 282
(.420)
. 260
(0,387)
1/2 (12,7)
.425
(.632)
0,686 (1,020)
. 447
(0,665)
,50
(.744)
. 462
(.688)
5/8 (15,8)
. 664
(.988) 1.071 (1,594)
0,699 (1,040)
0,781 (1,162)
0,722 (1,074)
3/4 (19,1)
.956 (1,423) 1,542 (2,295)
1 (25,4)
2,0 (2,976) 1,846 (2,747)
L L Электрод Потребление (продолжение) Площадь Стыковое соединение Сварочная металлическая палка Электроды Совместные Размеры — дюймы (м м) Требуются Требуется T Б А фунт / фут (кг / м) фунт / фут (кг / м) 3/16 (4.7) 1/16 (1,6) 3/8 (9,5) 0,093 (.138) .150 (.223) 1/16 (1,6) .115 (.171) .185 (0,275) 1/4 (6,3) 7/16 (11,1) 3/32 (2,4) .142 (.211) .229 (.341) 1/16 (1,6) .137 (.204) .220 (.327) 5/16 (7,9) 1/2 (12,7) 3/32 (2,4) 0,165 (.245) .266 (.396) 1/16 «А B T1.039 (1,546)
(1,674)
1,125
(1,503)
1.010
(2,659)
1,787
(4,076)
2,739
(2,527)
1,698
Сварка стержнем — создание высококачественных сварных швов
Ручная сварка
Сварка палкой — наиболее распространенный вид дуговой сварки, но создание хорошего сварного шва может оказаться непростой задачей для новичка.В отличие от сварки проволокой, при которой вы в основном «наводите и снимаете», сварка штангой требует более высокого уровня навыков и требует владения определенными методами.
В этой статье представлены советы, которым вы можете следовать, чтобы с самого начала повысить свои шансы на создание высококачественного сварного шва. Также будет обсуждаться, как искать и устранять проблемы.
1. Выберите сталь в нормальном диапазоне.
По возможности, выбирайте сталь в «нормальном диапазоне», к ним относятся стали AISI-SAE от 1015 до 1025 с 0.Максимальное содержание кремния и серы 1 процент ниже 0,035 процента. Выбор этих сталей упростит процесс сварки штангой, поскольку их можно сваривать на высоких скоростях с минимальной тенденцией к растрескиванию.
При сварке низколегированных сталей и углеродистых сталей с химическим составом выше «нормального диапазона» они будут иметь тенденцию к растрескиванию, особенно при сварке толстых листов и жестких конструкций. Из-за этого следует соблюдать особые меры предосторожности. Кроме того, для производственной сварки не рекомендуются стали с высоким содержанием серы и фосфора.Если их необходимо сваривать, используйте электроды малого диаметра с низким содержанием водорода. Сварка с низкой скоростью движения будет способствовать дальнейшему сохранению лужи в расплавленном состоянии, позволяя пузырькам газа выкипать, создавая более качественный сварной шов.
2. Выберите положение соединения и электрод, который подходит к металлу.
Положение соединения может иметь большое влияние на качество готовой сварки. При сварке листовой стали толщиной от 10 до 18 самые высокие скорости движения достигаются при расположении заготовки под углом вниз от 45 до 75 градусов.Кроме того, не выполняйте чрезмерную сварку и не делайте сварных швов большего размера, чем необходимо для прочности соединения — это может привести к прожогу.
Для сварки листа из низкоуглеродистой стали толщиной более или равной 3/16 дюйма лучше всего располагать рабочую поверхность в горизонтальном положении, так как это упростит оператору манипулирование электродом. Наконец, высокоуглеродистая и низколегированная сталь плита лучше всего сваривается, когда работа находится в горизонтальном положении.
3. Соблюдайте простые принципы геометрии и подгонки стыков.
Размеры стыков выбираются для обеспечения высоких скоростей сварки и хорошего качества сварки.Правильная геометрия соединения основана на нескольких простых принципах:
- Посадка должна быть одинаковой для всего соединения. Поскольку листовой металл и большинство угловых и нахлесточных соединений плотно зажимаются по всей своей длине, необходимо точно контролировать зазоры или фаски по всему стыку. Любые изменения в данном соединении вынуждают оператора снизить скорость сварки, чтобы избежать прожога, и манипулировать электродом, чтобы отрегулировать изменение подгонки.
- Необходима достаточная фаска для хорошей формы валика и проплавления; недостаточный скос предотвращает попадание электрода в стык.Например, глубокий узкий валик может не проникать внутрь и иметь сильную тенденцию к растрескиванию.
- Для полного проплавления требуется достаточное отверстие корня, в то время как чрезмерное раскрытие корня приводит к расточительству сварочного металла и снижению скорости сварки. Важно отметить, что отверстие в корне должно соответствовать диаметру используемого электрода.
- Для быстрой и качественной сварки требуется нижняя грань или опорная планка. Подготовка кромки перьев требует медленного дорогостоящего уплотняющего валика.Однако двойные V-образные стыковые соединения без фаски практичны, когда стоимость уплотняющего валика компенсируется более простой подготовкой кромки, а отверстие в корне может быть ограничено примерно 3/32 дюйма.
- Обычно приваривайте валики уплотнения на плоской поверхности с помощью 3/16 «AWS E6010 при приблизительно 150 А постоянного тока +. Используйте 1/8» при приблизительно 90 А постоянного тока + для вертикальных, потолочных и горизонтальных стыковых швов. При низком содержании водорода и сварных швах сваривайте электродом AWS EXX18 при токе приблизительно 170 ампер.
4.Избегайте налипания и переваривания.
Скругления должны иметь равные ножки и почти плоскую поверхность валика. Наращивание редко должно превышать 1/16 дюйма. Дополнительное нарастание требует больших затрат материала и времени, мало увеличивает прочность сварного шва и увеличивает деформацию. Например, для увеличения размера углового шва вдвое требуется в четыре раза больше сварочного металла. Кроме того, это стоит 2 / Еще 3 для стыковой сварки одинарного V-образного сечения с фаской 1/8 дюйма и корневым отверстием 1/32 дюйма, когда избыточный нарост приближается к 1/8 дюйма.
Чтобы избежать пористости и достичь идеальной скорости движения сварного шва, важно удалить излишки окалины, ржавчины, влаги, краски, масла и смазки с поверхности стыков. Если такие элементы невозможно удалить, используйте электроды AWS E6010 (Fleetweld® 5P +) или AWS E6011 (Fleetweld® 35 или Fleetweld® 180), чтобы проникнуть сквозь загрязнения и глубоко в основной металл. Уменьшите скорость перемещения, чтобы пузырьки газа выкипели из расплавленного сварного шва, прежде чем он замерзнет.
6. Выберите подходящий размер электрода
Большие электроды сваривают при высоких токах, обеспечивая высокую скорость наплавки. Поэтому используйте электрод самого большого размера, чтобы обеспечить хорошее качество сварки. Но размер электрода может быть ограничен, особенно на листовом металле и корневых проходах, где может произойти прожог. Как правило, 3/16 дюйма — это максимальный размер электрода, применимый для вертикальной и потолочной сварки, а 5/32 дюйма — это максимальный размер, который можно использовать для сварки с низким содержанием водорода. Кроме того, размеры стыка иногда ограничивают диаметр электрода, который может поместиться в стык.
Устранение неисправностей дефектов сварных швов
Вот некоторые из наиболее распространенных проблем при сварке штучной сваркой и способы их устранения:
Брызги
Хотя брызги не влияют на прочность сварного шва, они создают плохой внешний вид и увеличивают затраты на очистку. Есть несколько способов контролировать чрезмерное разбрызгивание. Сначала попробуйте снизить силу тока. Убедитесь, что он находится в пределах диапазона, соответствующего типу и размеру электрода, которым вы свариваете, и что полярность правильная.Другой способ уменьшить разбрызгивание — использовать дугу меньшей длины. Если расплавленный металл течет перед дугой, измените угол наклона электрода. Наконец, обратите внимание на условия возникновения дуги (обычно называемой блуждающей дугой) и убедитесь, что электрод не влажный.
Подрезы
Подрезы часто возникают только из-за внешнего вида, но они могут ухудшить прочность сварного шва, когда сварной шов подвергается напряжению или усталости.Чтобы устранить поднутрение, уменьшите ток и медленную скорость движения или просто уменьшите размер до тех пор, пока не получите лужу, с которой вы сможете справиться. Затем измените угол наклона электрода, чтобы сила дуги удерживала металл в углах. Используйте одинаковую скорость движения и избегайте чрезмерного переплетения.
Влажные электроды
Если полярность и сила тока находятся в пределах рекомендаций производителя электродов, но дуговое действие является грубым и неустойчивым, электроды могут быть влажными. Попробуйте высушить электроды из свежей емкости.Если проблема повторяется часто, храните открытые емкости с электродами в обогреваемом шкафу.
Блуждающая дуга
При сварке постоянным током паразитные магнитные поля заставляют дугу отклоняться от заданного курса. Это большая проблема при высоких токах и сложных соединениях. Чтобы контролировать блуждающую дугу, лучше всего перейти на сварку на переменном токе. Если это не сработает, попробуйте использовать меньшие токи и меньшие электроды или уменьшите длину дуги. Кроме того, вы можете изменить электрический путь, переместив рабочее соединение на другой конец детали или сделав соединения в нескольких местах.Вы также можете сделать это, приварив к тяжелым прихваткам или готовым сварным швам, используя выступы биения; добавление стальных блоков для изменения пути рабочего тока или прихватывание небольших пластин поперек шва на концах сварного шва.
Пористость
Большая часть пористости не видна. Однако, поскольку сильная пористость может ослабить сварной шов, вы должны знать, когда она обычно возникает и как с этим бороться. Начните с удаления окалины, ржавчины, краски, влаги и грязи со стыка. Обязательно держите лужу в расплавленном состоянии в течение более длительного времени, чтобы газы выкипели до того, как она замерзнет.Если сталь имеет низкое содержание углерода или марганца, или высокое содержание серы (сталь без механической обработки) или фосфора, ее следует сваривать электродом с низким содержанием водорода. Иногда содержание серы в стали, не подвергающейся механической обработке, может быть достаточно высоким, чтобы помешать успешной сварке. Сведение к минимуму примеси основного металла в металл сварного шва за счет использования низкого тока и высоких скоростей перемещения для меньшего проплавления. Или попробуйте использовать дугу меньшей длины. Для электродов с низким содержанием водорода рекомендуется метод легкого сопротивления. Для поверхностных отверстий используйте те же растворы, что и для определения пористости.Если вы используете электроды AWS E6010 или 11, убедитесь, что они не слишком сухие.
Плохая сварка
Правильная сварка означает, что сварной шов должен физически прочно сцепляться с обеими стенками стыка и образовывать сплошной валик поперек стыка. Недостаток плавления часто виден и должен быть устранен для получения прочного шва. Чтобы исправить плохую сварку, попробуйте более сильный ток и технику бусинок с нитями. Убедитесь, что края стыка чистые, или используйте электрод AWS E6010 или 11, чтобы выкопать грязь.Если зазор слишком велик, лучше подогнать его или восполнить его плетением.
Мелкое проникновение
Проникновение — это глубина проникновения сварного шва в основной металл и обычно не видимая. Для сварных швов полной прочности требуется проплавление до дна стыка. Чтобы преодолеть неглубокое проникновение, попробуйте более высокие токи или более медленное перемещение. Используйте маленькие электроды, чтобы проникнуть в глубокие узкие канавки. Не забудьте оставить зазор внизу стыка.
Растрескивание
Растрескивание — сложная проблема, поскольку существует множество различных типов трещин, которые возникают в разных местах сварного шва. Все трещины потенциально серьезны, так как могут привести к полному разрушению сварного шва. В большинстве случаев растрескивание связано с высоким содержанием углерода или сплава или высоким содержанием серы в основном металле.
Чтобы контролировать это растрескивание, попробуйте следующие советы:
- Сварка электродами с низким содержанием водорода
- Используйте предварительный подогрев для более тяжелых листов и жестких соединений
- Уменьшите проникновение, используя малые токи и малые электроды.Это снижает количество сплава, добавляемого к сварному шву из расплавленного основного металла .
- Заполнить каждый кратер до разрыва дуги
- При многопроходных или угловых сварных швах убедитесь, что первый валик имеет достаточный размер и плоскую или выпуклую форму, чтобы противостоять растрескиванию, пока не будут добавлены последующие валики для поддержки. Чтобы увеличить размер валика, используйте более низкую скорость движения и технику короткой дуги или сваривайте под углом 5 градусов вверх. Всегда продолжайте сварку, пока плита горячая
- Жесткие детали более склонны к растрескиванию.Если возможно, приваривайте к свободному концу. Оставьте зазор 1/32 дюйма между пластинами для свободного движения усадки по мере остывания сварного шва. Выплавляйте каждый валик, пока он еще горячий, чтобы снять напряжение.
Заключение
Следуя предлагаемым здесь советам, даже новичок может создать высокое качество сварки. А если у вас возникли проблемы, то возможность их устранения и внесения исправлений в кратчайшие сроки превратит начинающего сварщика штангой в профессионала.
Наконечники для прихваточной сварки | Сделай сам
Сварочный процесс был разработан в начале 1940-х годов для авиационной промышленности.Сварочный аппарат TIG (TIG означает инертный газ вольфрам) генерирует тепло от электрической дуги между электродом на кончике горелки, присадочным стержнем и свариваемой металлической частью. Электрод изготовлен из вольфрама. Вольфрам — тот же материал, что и лампочки, но вместо того, чтобы создавать свет, он создает тепло — достаточно тепла, чтобы расплавить металл.
Сварка — это процесс плавления металла. Также имеется заземляющий кабель, который крепится к самой заготовке или к сварочному столу.Он действует как громоотвод на крыше здания. Он забирает лишнее электричество, проводит его по кабелю к корпусу сварочного аппарата и нейтрализует его.
Чтобы получить прочный сварной шов, не допускайте попадания загрязняющих веществ в металл, пока он находится в жидкой форме, потому что это ослабит сварной шов и со временем вызовет растрескивание. Инертные газы — это газы, которые нелегко соединяются с другими элементами, такими как металл. Инертный газ аргон в резервуаре прокачивается через сварочный аппарат к наконечнику горелки, где выделяется небольшое количество.Это создает газовый экран вокруг сварного шва, предотвращающий любые загрязнения, пока металл не затвердеет.
Стоимость аппаратовTIG варьируется от 1000 до 3500 долларов. Вы можете арендовать его в промышленной аренде примерно за 60 долларов в день, включая оборудование для обеспечения безопасности.
Сварка имеет свои собственные опасности. Вы имеете дело с электрическим током, который мгновенно генерирует 1600 градусов тепла, и вспышкой света, настолько ярким, что он может ослепить вас.Сварочная маска не только защищает глаза от вспышки света, но и закрывает все лицо и часть шеи. Это важно, потому что яркий свет может обжечь вас, как солнечный ожог. Защитите свои руки и руки кожаными сварочными перчатками и кожаной сварочной курткой с длинными рукавами.
Некоторые сварочные аппараты имеют дистанционное управление силой тока, которое позволяет регулировать количество тепла при сварке с помощью ножной педали.
Процесс сварки включает прихваточную сварку металлических частей вместе, заполнение сварного шва и, наконец, очистку сварного шва.
Назначение прихваточного шва — временно удерживать части сборки в надлежащем выравнивании до тех пор, пока не будут выполнены окончательные сварные швы. Хотя размеры прихваточных швов не указаны, обычно они составляют от 1/2 до 3/4 дюйма в длину, но не более 1 дюйма в длину. При определении размера и количества прихваточных швов для конкретной работы вы следует учитывать толщину соединяемых металлов и сложность собираемого объекта.
Сделайте небольшие прихваточные швы на одной стороне стыка с помощью присадочного стержня.Когда сварной шов остынет, сварите другую сторону шва. Прихваточная сварка включает сварку двух или более металлических деталей вместе путем простого приложения давления и тепла к свариваемой области. Сварка прихваточным швом соединяет два куска металла с помощью электродов, пропускающих электрический ток через детали. Детали локально нагреваются. Эти небольшие сварные швы предохраняют заготовку от перегрева и деформации до тех пор, пока не будет сделан прочный шов.
Расплавленный металл заполняет пространство между стыками, создавая прочный сварной шов — отсюда и название присадочный стержень.Используемые здесь сварные швы технически называются угловыми сварными швами — металл, сплавленный в угол, образованный двумя кусками металла, сваренные поверхности которых расположены под углом примерно 90 градусов друг к другу. Угловой шов очень распространен в сварной мебели. Он также является одним из самых сложных для стабильной сварки. Угловые швы требуют большого количества тепла. У начинающих сварщиков это может привести к отсутствию дефектов проплавления и / или сварки, которые невозможно обнаружить визуально.
После каждого сварного шва возьмите проволочную щетку и счистите синюю отметку ожога со сварного шва.Это сокращает количество полировок, необходимых для последующего удаления обесцвечивания.
Welding — SteelConstruction.info
Сварка — это основной вид деятельности на заводе-изготовителе, которым занимаются квалифицированные специалисты, работающие в системе управления качеством сварки под контролем ответственного координатора сварки. Он используется для подготовки стыков к подключению в магазине и на месте, а также для крепления других приспособлений и фурнитуры. На заводе-изготовителе для различных видов деятельности используются разные методы сварки.
По сути, в процессе сварки используется электрическая дуга для выработки тепла для плавления основного материала в соединении. Отдельный присадочный материал, поставляемый в качестве расходуемого электрода, также плавится и соединяется с основным материалом, образуя расплавленную сварочную ванну. По мере того, как сварка продолжается вдоль соединения, сварочная ванна затвердевает, сплавляя основной металл и металл сварного шва. Для заполнения стыка или нарастания сварного шва до проектного размера может потребоваться несколько проходов или проходов.
Сварка
(Изображение любезно предоставлено William Haley Engineering Ltd.)
[вверх] Принципы дуговой сварки металлом
Терминология области сварного шва
Сварка — это сложное взаимодействие физических и химических наук. Правильное определение металлургических требований и разумное практическое применение являются предпосылкой для успешной сварки плавлением.
В процессе дуговой сварки металлическим электродом используется электрическая дуга для выработки тепла для плавления основного материала в соединении.Отдельный присадочный материал, поставляемый в качестве расходуемого электрода, также плавится и соединяется с основным материалом, образуя расплавленную сварочную ванну. Сварочная ванна подвержена атмосферному загрязнению и, следовательно, нуждается в защите во время критической фазы замерзания жидкости и твердого тела. Защита достигается либо за счет использования защитного газа, за счет покрытия бассейна инертным шлаком, либо за счет комбинации обоих действий.
В процессах с защитным газом от удаленного источника поступает газ, который подается на сварочную дугу через горелку или горелку.Газ окружает дугу и эффективно исключает атмосферу. Точный контроль необходим для поддержания подачи газа с соответствующей скоростью потока, так как слишком большое количество может вызвать турбулентность и засасывать воздух, а также может быть настолько же вредным, насколько и слишком маленьким.
В некоторых процессах используется флюс, который плавится в дуге для образования шлакового покрытия, которое, в свою очередь, покрывает сварочную ванну и защищает ее во время замерзания. Шлак также затвердевает и самораспускается или легко удаляется легким скалыванием. Действие плавления флюса также создает газовый экран для защиты.
По мере того, как сварка продолжается вдоль стыка, сварочная ванна затвердевает, сплавляя основной металл и металл сварного шва. Для заполнения стыка или нарастания сварного шва до проектного размера может потребоваться несколько проходов или проходов.
Тепло от сварки вызывает металлургические изменения в основном материале, непосредственно примыкающем к границе или линии плавления. Эта область изменения известна как зона термического влияния (HAZ). Общая терминология, используемая в области сварного шва, проиллюстрирована справа вверху.
Сварочные операции требуют надлежащего технологического контроля со стороны компетентных сварщиков, чтобы гарантировать достижение проектных характеристик, минимизировать риск дефектных соединений, вызванных низким качеством сварки, и предотвратить образование склонных к образованию трещин микроструктур в ЗТВ.
[вверх] Типы сварных соединений
Большинство конструкционных сварных соединений выполняется на заводе-изготовителе и описывается как стыковые или угловые швы. Сварка на месте также возможна, и руководство по вопросам сварки на месте доступно в GN 7.01.
[вверху] Стыковые сварные швы
Макрос клиновидного стыкового шва
(Изображение любезно предоставлено Mabey Bridge Ltd.)
Стыковые сварные швы обычно представляют собой стыковые соединения катаных профилей или стыковые соединения листов на стенках и фланцах, чтобы приспособиться к изменению толщины или восполнить доступный материал по длине. Положения этих стыковых швов допускаются при проектировании, хотя ограничения доступности материалов или схемы монтажа могут потребовать согласования различных или дополнительных сварных швов.Тройники, приваренные встык, могут потребоваться, если при поперечных соединениях возникают значительные нагрузки или усталость.
Стыковые швы — это сварные швы с полным или частичным проплавлением, выполняемые между материалами со скошенными или скошенными кромками. Стыковые швы с полным проплавлением предназначены для передачи всей прочности сечения. Как правило, эти соединения можно сваривать с одной стороны, но по мере увеличения толщины материала желательна сварка с обеих сторон, чтобы уравновесить эффекты деформации, с операцией обратной строжки и / или задней шлифовки в процессе для обеспечения целостности корень шва.Односторонние стыковые сварные швы с подкладными полосами из керамической или прочной стали обычно используются для соединения больших площадей пластин (например, стальных пластин настила) и там, где есть закрытые коробчатые секции, трубы или элементы жесткости, к которым можно получить доступ для сварки только с одного сторона. Расчетная толщина горловины определяет глубину проплавления, необходимую для швов с частичным проплавлением. Обратите внимание, что соображения усталости могут ограничивать использование сварных швов с частичным проплавлением, особенно на мостах. Руководство по подготовке к сварке доступно в GN 5.01.
Следует приложить все усилия, чтобы избежать стыковой сварки приспособлений из-за затрат, связанных с подготовкой, временем сварки, более высоким уровнем квалификации сварщика и более строгими и трудоемкими требованиями к испытаниям. Кроме того, стыковые швы имеют тенденцию иметь большие объемы наплавленного металла шва; это увеличивает эффект усадки сварного шва и приводит к более высокому уровню остаточных напряжений в соединении. Чтобы уравновесить усадку и распределить остаточное напряжение, минимизируя таким образом деформацию, необходима тщательная последовательность операций сварки.
Иногда бывает необходимо обработать стыковые сварные швы заподлицо по причинам усталости, или для улучшения дренажа стальных балок, устойчивых к атмосферным воздействиям, или для улучшения режима испытаний. Следует избегать зачистки заподлицо только по эстетическим соображениям, потому что трудно обработать поверхность так, чтобы она соответствовала смежной поверхности после прокатки, и результат часто более визуально заметен, чем исходный сварной шов. Кроме того, шлифование представляет собой дополнительную опасность для здоровья и безопасности, которую лучше избегать по мере возможности.Правка стыковых сварных швов до заподлицо обычно не требуется для строительных стальных конструкций, поскольку обычно они не подвержены усталости.
- Пример обработанного стыкового шва с гладкой поверхностью и сливными пластинами
(изображения любезно предоставлены Mabey Bridge Ltd.)
[вверх] Угловые швы
Макрос однопроходного углового сварного шва
(Изображение любезно предоставлено Mabey Bridge Ltd.)
В большинстве сварных соединений в зданиях и мостах используются угловые швы, обычно в форме тройника. Обычно они включают концевую пластину, ребра жесткости, опорные и распорные соединения с катаными профилями или плоскими балками, а также соединения стенки с фланцем на самих пластинчатых балках. Их относительно просто подготовить, сварить и испытать в обычных конфигурациях, при этом главным соображением является сборка стыков.
В S275 полная прочность сталей также развивается в угловых сварных швах и сварных швах с частичным проплавлением с вышележащими угловыми швами при условии, что такие сварные швы симметричны, выполнены с использованием правильных расходных материалов и сумма сварных швов равна толщине элемента, который сварные швы стыкуются.
Размеры сварных швов должны быть указаны на чертежах проекта вместе с любыми специальными требованиями классификации усталости. BS EN ISO 22553 [1] предписывает правила использования символов для детализации сварных соединений на чертежах.
Обращается внимание на тот факт, что в традиционной британской практике для определения размера углового сварного шва обычно используется длина ветви, но это не универсально: в европейской практике используется толщина горловины и BS EN 1993-1-8 [2] дает требования относительно размера горла, а не длины ноги.Проектировщик должен следить за тем, чтобы было ясно, какой размер указан, и чтобы все стороны были осведомлены о том, что было указано.
[вверх] Процессы
Важными факторами, которые подрядчик по изготовлению металлоконструкций следует учитывать при выборе процесса сварки, являются способность выполнять проектные требования и, с точки зрения производительности, скорость наплавки, которая может быть достигнута, а также рабочий цикл или эффективность процесса. (Эффективность — это отношение фактического времени сварки или дуги к общему времени, в течение которого сварщик или оператор занят выполнением сварочного задания.Общее время включает настройку оборудования, очистку и проверку выполненного шва.)
Ниже описаны четыре основных процесса сварки, которые регулярно используются при производстве стальных конструкций в Великобритании. Номера процессов определены в BS EN ISO 4063 [3] . Различные варианты этих процессов были разработаны для соответствия методикам и возможностям отдельных производителей, и другие процессы также имеют место для конкретных приложений, но выходят за рамки данной статьи.
[вверх] Металлоактивная газовая сварка (MAG), процесс 135
Сварка MAG
(Изображение любезно предоставлено Kiernan Structural Steel Ltd.)
MAG-сварка сплошным проволочным электродом — это наиболее широко используемый процесс с ручным управлением для заводских производственных работ; иногда это называют полуавтоматической сваркой или сваркой CO 2 . Сплошной проволочный электрод из сплошной проволоки пропускается через устройство подачи проволоки к «пистолету», который обычно удерживает и управляет оператором. Питание подается от источника выпрямителя или инвертора по соединительным кабелям к устройству подачи проволоки и кабелю горелки; электрическое подключение к проводу осуществляется через контактный наконечник на конце пистолета.Дуга защищена защитным газом, который направляется в зону сварки через кожух или сопло, окружающее контактный наконечник. Защитные газы обычно представляют собой смесь аргона, диоксида углерода и, возможно, кислорода или гелия.
Хорошая производительность наплавки и рабочий цикл можно ожидать от процесса, который также можно механизировать с помощью простых моторизованных тележек. Газовая защита может быть сдувана сквозняками, что может вызвать пористость и возможные вредные металлургические изменения в металле сварного шва.Таким образом, этот процесс лучше подходит для заводского производства, хотя он используется на месте, где могут быть предусмотрены эффективные укрытия. Также он более эффективен в плоском и горизонтальном положениях; Сварные швы в других положениях наплавляются с более низкими параметрами напряжения и силы тока и более подвержены дефектам плавления.
Металлоактивная газовая сварка (МАГ), процесс 135
Металлоактивная газовая сварка (MAG), процесс 135
MAG-сварка электродом с флюсовой сердцевиной, процесс 136 представляет собой разновидность, в которой используется то же оборудование, что и MAG-сварка, за исключением того, что плавящийся проволочный электрод имеет форму трубки малого диаметра, заполненной флюсом.Преимущество использования этих проволок состоит в том, что можно использовать более высокие скорости наплавки, особенно при сварке в вертикальном положении (между двумя вертикальными поверхностями) или в верхнем положении. Наличие тонкого шлака помогает преодолевать силу тяжести и позволяет наносить сварные швы в местах с относительно высокими током и напряжением, тем самым снижая вероятность дефектов плавления. Добавки флюса также влияют на химию сварного шва и, таким образом, улучшают механические свойства соединения.
[вверху] Ручная дуговая сварка металлом (MMA), процесс 111
Этот процесс остается наиболее универсальным из всех сварочных процессов, но его использование в современной мастерской ограничено.Трансформаторы переменного тока, выпрямители постоянного тока или инверторы подают электроэнергию по кабелю на электрододержатель или клещи. Проволочный электрод с флюсовым покрытием (или «стержень») вставляется в держатель, и сварочная дуга возникает на кончике электрода, когда он ударяется о заготовку. На острие электрода плавится, образуя ванну расплава, которая сплавляется с основным материалом, образуя сварной шов. Флюс также плавится, образуя защитный шлак и создавая газовый экран, предотвращающий загрязнение сварочной ванны по мере ее затвердевания.Добавки флюса и сердечник электрода используются для влияния на химический состав и механические свойства сварного шва.
Обычно используются электроды с основным покрытием, контролируемым водородом. Эти электроды необходимо хранить и обращаться с ними в соответствии с рекомендациями производителя расходных материалов, чтобы сохранить их низкие водородные характеристики. Это достигается либо путем использования сушильных шкафов и подогреваемых колчанов для хранения и обработки продукта, либо путем приобретения электродов в герметичных упаковках, специально разработанных для поддержания низкого уровня водорода.
Недостатками процесса являются относительно низкая скорость осаждения и высокий уровень отходов, связанных с непригодными для использования концевыми штырями электродов. Тем не менее, он остается основным процессом для сварки на стройплощадке и для труднодоступных мест, где громоздкое оборудование не подходит.
Ручная дуговая сварка металлом (MMA), процесс 111
Ручная дуговая сварка металлом (MMA), процесс 111
[вверх] Дуговая сварка под флюсом (SAW), процесс 121
Оперативная сварка под флюсом
(Изображение любезно предоставлено Mabey Bridge Ltd.)
Это, вероятно, наиболее широко используемый процесс для сварки угловых швов перемычки между стенкой и фланцем и стыковых сварных швов на линии толстой пластины для получения отрезков фланца и стенки. В процессе процесса непрерывный провод подается через контактный наконечник, где он устанавливает электрический контакт с мощностью от выпрямителя, в зону сварки, где он изгибается и образует ванну расплава. Сварочная ванна заполняется флюсом, подаваемым из бункера. Флюс, непосредственно покрывающий расплавленную сварочную ванну, плавится, образуя шлак и защищая сварной шов во время затвердевания; излишки флюса собираются и повторно используются.По мере остывания шва шлак замерзает и отслаивается, оставляя высококачественные профильные швы.
Этот процесс по своей природе более безопасен, чем другие процессы, так как дуга полностью покрывается во время сварки, отсюда и термин дуга под флюсом. Это также означает, что требования к личной защите меньше. Высокая производительность наплавки — особенность процесса, поскольку он обычно механизируется на портальных установках, тракторах или другом специализированном оборудовании. Это позволяет контролировать параметры и дает рекомендации по точному размещению сварных швов.
Сварка под флюсом (SAW), процесс 121
Дуговая сварка под флюсом (SAW), процесс 121
[вверх] Приварка шпилек методом вытяжной дуги 783
Композитные мосты требуют приваривания соединителей со срезными шпильками к верхнему фланцу пластинчатых или коробчатых балок и в других местах, где требуется композитное воздействие стали на бетон, например.грамм. на интегральных абатментах. В зданиях композитные балки требуют приваривания соединителей срезных шпилек к элементам либо непосредственно к верхнему фланцу, либо чаще через постоянный настил из оцинкованной стали на композитных полах, где верхний фланец балки остается неокрашенным.
Сварной шов на балке моста
(Изображение любезно предоставлено Mabey Bridge Ltd.)Приварка сквозных шпилек
(Изображение любезно предоставлено Structural Metal Decks Ltd.)
Метод приварки шпилек известен как процесс с натянутой дугой, и требуется специальное оборудование в виде мощного выпрямителя и специального пистолета. Шпильки загружаются в пистолет, и при электрическом контакте с изделием концы с наконечниками изгибаются и плавятся. Продолжительность дуги рассчитана так, чтобы между концом стержня и основным материалом установилось расплавленное состояние. В нужный момент пистолет погружает шпильку в сварочную ванну.Керамическая манжета окружает шпильку для защиты и поддержки сварочной ванны, стабилизации дуги и формовки смещенной сварочной ванны для формирования сварной манжеты. Когда сварной шов затвердевает, обойма отслаивается. У удовлетворительных сварных швов обычно есть ровная, яркая и чистая буртика, полностью охватывающая шпильку.
Приварка шпилек методом вытяжной дуги 783
[вверху] Спецификации процедуры сварки
Чертежи детализируют конструктивную форму, выбор материала и указывают сварные соединения.Подрядчик по изготовлению металлоконструкций выбирает методы сварки каждой конфигурации стыка, обеспечивающие требуемые характеристики. Прочность, вязкость разрушения, пластичность и усталость являются важными металлургическими и механическими свойствами, которые необходимо учитывать. Тип соединения, положение сварки, производительность и требования к ресурсам влияют на выбор подходящего процесса сварки.
Выбранный метод представлен в спецификации процедуры сварки (WPS), в которой подробно описывается информация, необходимая для инструктирования и руководства сварщиками, чтобы обеспечить повторяемость характеристик для каждой конфигурации соединения.Пример формата WPS показан в Приложении A стандарта BS EN ISO 15609-1 [4] . Подрядчики по изготовлению металлоконструкций могут иметь свой собственный корпоративный шаблон, но все они включают важную информацию, позволяющую передать сварщику надлежащие инструкции.
Необходимо подкрепить WPS свидетельством удовлетворительных испытаний процедуры в виде протокола аттестации процедуры сварки (WPQR), подготовленного в соответствии с BS EN ISO 15614-1 [5] . Введение этого стандарта гласит, что испытания процедуры сварки, проведенные в соответствии с прежними национальными стандартами и спецификациями, не аннулируются при условии их технической эквивалентности; Для этого могут потребоваться дополнительные тесты.Основные подрядчики по изготовлению металлоконструкций в Великобритании прошли предварительную квалификацию сварочных работ, позволяющих производить удовлетворительные сварные швы в большинстве конфигураций стыков, которые могут встретиться в сталелитейном строительстве и в мостовой промышленности.
В случаях, когда данные предыдущих испытаний не имеют отношения к делу, необходимо провести испытание процедуры сварки, чтобы установить и подтвердить пригодность предлагаемого WPS.
Руководство по стандартным спецификациям процедуры сварки для стальных конструкций доступно в публикации BCSA No.58/18.
[вверх] Процедура испытаний
BS EN ISO 15614-1 [5] описывает условия для проведения испытаний процедуры сварки и пределы действия в пределах квалификационных диапазонов, указанных в стандарте. Координатор сварки подготавливает предварительную спецификацию процедуры сварки (pWPS), которая является первоначальным предложением для проведения испытания процедуры. Для каждой конфигурации стыка, будь то стыковой или угловой шов, учитывается марка и толщина материала, а также ожидаемые допуски посадки, которые могут быть достигнуты на практике.Выбор процесса определяется методом сборки, положением сварки и тем, является ли механизация жизнеспособным предложением для повышения производительности и обеспечения постоянного качества сварки. Размеры подготовки швов зависят от выбора процесса, любых ограничений доступа и толщины материала.
Расходные материалы выбираются из соображений совместимости с марками материалов и достижения указанных механических свойств, в первую очередь с точки зрения прочности и ударной вязкости. Для сталей марки S355 и выше используются продукты с водородным контролем.
Риск водородного растрескивания, пластинчатого разрыва, растрескивания при затвердевании или любой другой потенциальной проблемы оценивается не только с целью проведения испытания, но и для предполагаемого применения процедуры сварки в проекте. Соответствующие меры, такие как введение предварительного или последующего нагрева, включены в pWPS.
Контроль искажений обеспечивается правильной последовательностью сварки. При необходимости вводятся обратная строжка и / или обратное шлифование для достижения целостности корневого шва.
Приведены диапазоны сварочного напряжения, тока и скорости для определения оптимальных условий сварки.
Допустимые диапазоны групп материалов, толщины и типа соединения в пределах спецификации тщательно рассматриваются, чтобы максимально использовать pWPS. Подготавливаются испытательные пластины достаточного размера для извлечения образцов для механических испытаний, включая образцы для любых дополнительных испытаний, указанных или необходимых для повышения применимости процедуры.
Пластины и pWPS предъявляются сварщику; испытание проводится в присутствии эксперта (обычно из независимого проверяющего органа), и ведется запись фактических параметров сварки вместе с любыми необходимыми изменениями процедуры.
Завершенные испытания передаются независимому эксперту для визуального осмотра и неразрушающего контроля в соответствии с таблицей 1 Стандарта. Удовлетворительные испытательные пластины затем отправляются на разрушающий контроль, опять же в соответствии с таблицей 1. Неразрушающие методы контроля, как правило, включают ультразвуковой контроль для объемного контроля и контроль магнитных частиц для выявления дефектов поверхности.
Пример испытательного образца процедуры сварки
(Изображение любезно предоставлено Mabey Bridge Ltd.)
Существует ряд дополнительных стандартов, детализирующих подготовку, обработку и испытания всех типов образцов для разрушающих испытаний. Обычно специализированные лаборатории организуют подготовку образцов для испытаний и проводят фактические механические испытания и составление отчетов. Типичные образцы для стыкового сварного шва пластины включают испытания на поперечное растяжение, испытания на поперечный изгиб, испытания на удар и образец для макроэкспертизы, на котором проводится испытание на твердость.Для испытаний на удар минимальные требования к поглощению энергии и температура испытания обычно такие же, как и для основного материала в соединении. Целесообразно проверить все сварочные процедуры до предела возможного применения, чтобы избежать повторения подобных испытаний в будущем.
Завершенные результаты испытаний заносятся в протокол аттестации процедуры сварки (WPQR), утверждаемый экспертом. Типичный формат показан в Приложении B стандарта BS EN ISO 15614-1 [5] .
Существует дополнительное общее требование, касающееся испытаний процедуры сварки, согласно которому, если грунтовки для краски должны быть нанесены на работу до изготовления, они должны наноситься на образец материала, используемого для испытаний. На практике требуется тщательный контроль толщины краски, чтобы избежать дефектов сварки.
BS EN ISO 14555 [6] описывает метод испытаний для соединителей шпилек, приваренных дуговой сваркой. Стандарт включает требования к испытаниям, необходимым для подтверждения целостности сварных швов шпилек, а также устанавливает требования к производственным испытаниям для контроля приваривания шпилек в процессе.Допускается также квалификация, основанная на предыдущем опыте, и большинство подрядчиков по изготовлению стальных конструкций могут предоставить доказательства, подтверждающие это.
Дополнительное руководство по испытаниям процедуры сварки доступно в GN 4.02.
[вверх] Водородный крекинг
Растрескивание может привести к хрупкому разрушению соединения с потенциально катастрофическими последствиями. Водородное (или холодное) растрескивание может происходить в области основного металла, прилегающей к границе плавления сварного шва, известной как зона термического влияния (HAZ).Разрушение металла сварного шва также может быть вызвано определенными условиями. Механизмы, вызывающие отказ, сложны и подробно описаны в специальных текстах.
Рекомендуемые методы предотвращения растрескивания водородом / HAZ описаны в BS EN 1011-2 [7] , приложение C. Эти методы определяют уровень предварительного нагрева для изменения скорости охлаждения, что дает время водороду для миграции на поверхность. и ускользнуть (особенно если поддерживается в виде пост-нагревания после завершения соединения) вместо того, чтобы застревать в жестких, напряженных зонах.Предварительный нагрев не препятствует образованию микроструктур, подверженных образованию трещин; он просто снижает один из факторов, водород, так что растрескивания не происходит. Предварительный нагрев также снижает термический шок.
Подкладки предварительного нагрева
(Изображение любезно предоставлено Mabey Bridge Ltd.)
Одним из параметров, необходимых для расчета предварительного нагрева, является погонная энергия. Заметным изменением в стандарте является отказ от термина «энергия дуги» в пользу тепловложения для описания энергии, вводимой в сварной шов на единицу длины прогона.Расчет подводимого тепла основан на сварочном напряжении, токе и скорости движения и включает коэффициент теплового КПД; формула подробно описана в BS EN 1011-1 [8] .
Высокая устойчивость и повышенные значения углеродного эквивалента, связанные с более толстыми листами и более высокими марками стали, могут потребовать более строгого контроля процедур. Опытные подрядчики по изготовлению металлоконструкций могут выполнить эту дополнительную операцию и соответственно учесть ее.
BS EN 1011-2 [7] подтверждает, что наиболее эффективной гарантией предотвращения водородного растрескивания является снижение поступления водорода в металл шва из сварочных материалов.Процессы с изначально низким водородным потенциалом эффективны как часть стратегии, так же как и принятие строгих процедур хранения и обращения с электродами с водородным контролем. Данные и рекомендации поставщиков расходных материалов служат руководством для обеспечения минимально возможных уровней водорода для типа продукта, выбранного в процедуре.
Дополнительные информативные приложения к BS EN 1011-2 [7] описывают влияние условий сварки на ударную вязкость и твердость в ЗТВ и дают полезные советы по предотвращению растрескивания при затвердевании и разрыва пластин.
Дополнительное руководство по крекингу водородом / HAZ доступно в GN 6.04.
[вверх] Квалификация сварщика
Квалифицированный сварщик
(Изображение предоставлено Mabey Bridge Ltd.)
BS EN 1090-2 [9] требует, чтобы сварщики имели квалификацию в соответствии с BS EN ISO 9606-1 [10] . Этот стандарт предписывает испытания для аттестации сварщиков в зависимости от процесса, расходных материалов, типа соединения, положения сварки и материала.Сварщики, успешно прошедшие испытания процедуры, получают автоматическое одобрение в пределах квалификационных диапазонов, указанных в стандарте. Сварщики должны быть аттестованы в соответствии с BS EN ISO 14732 [11] , когда сварка полностью механизирована или автоматизирована. В этом стандарте особое внимание уделяется проверке способности оператора настраивать и регулировать оборудование до и во время сварки.
Квалификация сварщика ограничена по времени и требует подтверждения действительности в зависимости от продолжительности работы, участия в работе соответствующего технического характера и удовлетворительной работы.Продление квалификации сварщика зависит от записанных подтверждающих свидетельств, демонстрирующих продолжающуюся удовлетворительную работу в пределах исходного диапазона испытаний, и доказательства должны включать либо объемные разрушающие испытания, либо разрушающие испытания. Успех всех сварочных операций зависит от персонала, имеющего соответствующую подготовку и регулярного контроля компетентности посредством инспекций и испытаний.
[вверх] Инспекция и испытания
BS EN 1090-2 [9] устанавливает объем проверки до, во время и после сварки и дает критерии приемки, связанные с классом исполнения.Большинство испытаний являются неразрушающими; Разрушающие испытания проводятся только на отводных плитах.
[вверх] Неразрушающий контроль
Контроль сварных швов с помощью магнитных частиц (MPI)
(Изображение любезно предоставлено Mabey Bridge Ltd.)
Неразрушающий контроль проводится в соответствии с принципами BS EN ISO 17635 [12] . Для стальных конструкций основными методами являются визуальный контроль после сварки (см. GN 6.06), магнитопорошковый контроль (обычно сокращенно MPI или MT) для поверхностного контроля сварных швов (см. GN 6.02) и ультразвуковой контроль (UT) для подповерхностного контроля сварных швов (см. GN 6.03). Радиографические испытания также упоминаются в BS EN 1090-2 [9] . Радиография требует строгого контроля за здоровьем и безопасностью; это относительно медленно и требует специального оборудования. Использование этого метода в стальных конструкциях снизилось по сравнению с более безопасным и портативным оборудованием, связанным с UT.Безопасные запретные зоны требуются на работах и на месте во время проведения рентгенографии. Однако рентгенографию можно использовать для уточнения природы, размеров или степени множественных внутренних дефектов, обнаруженных ультразвуком.
Технические специалисты с признанной подготовкой и квалификацией в соответствии с BS EN ISO 9712 [13] требуются для всех методов неразрушающего контроля.
BS EN 1090-2 [9] требует, чтобы все сварные швы подвергались визуальному контролю по всей их длине.С практической точки зрения сварные швы следует визуально осматривать сразу после сварки, чтобы гарантировать своевременное устранение очевидных дефектов поверхности.
Дальнейшие требования к неразрушающему контролю основаны на эксплуатационных методах и требуют более строгого исследования первых пяти соединений новых технических требований к процедуре сварки, чтобы установить, что процедура способна производить сварные швы соответствующего качества при внедрении в производство. Затем указываются дополнительные неразрушающие испытания, основанные на типах соединений, а не на конкретных критических соединениях.Цель состоит в том, чтобы опробовать различные сварные швы в зависимости от типа соединения, марки материала, сварочного оборудования и работы сварщиков и, таким образом, поддерживать общий мониторинг производительности.
Если указано частичное или процентное обследование, руководство по выбору продолжительности испытания дано в BS EN ISO 17635 [12] ; при обнаружении недопустимых разрывов площадь исследования соответственно увеличивается.
BS EN 1090-2 [9] также включает в таблицу минимальное время выдержки перед дополнительным неразрушающим контролем в зависимости от размера сварного шва, подводимой теплоты и марки материала.
Признавая, что там, где требования к усталостной прочности более обременительны и требуется более строгая проверка, BS EN 1090-2 [9] действительно предусматривает спецификацию выполнения проекта для определения конкретных соединений для более высокого уровня проверки вместе с объемом и метод тестирования.
Для класса EXC3 критерием приемлемости дефектов сварного шва является уровень качества B стандарта BS EN ISO 5817 [14] . Там, где необходимо достичь повышенного уровня качества для удовлетворения конкретных требований к усталостной прочности, BS EN 1090-2 [9] дает дополнительные критерии приемлемости с точки зрения категории деталей в BS EN 1993-1-9 [15] для расположения сварного шва.
Как правило, дополнительные критерии приемки практически не достижимы при обычном производстве. Стандартные испытания процедуры сварки и квалификационные испытания сварщиков не оцениваются по требованиям этого уровня. Там, где необходимо достичь такого уровня качества, требования должны быть сосредоточены на соответствующих деталях соединения, чтобы подрядчик имел возможность подготовить спецификации процедуры сварки, квалифицировать сварщиков и разработать соответствующие методы контроля и испытаний.
Неразрушающий контроль
[вверх] Разрушающее испытание
В стандарте BS EN 1090-2 [9] нет требований о проведении разрушающих испытаний поперечных соединений на растянутых фланцах. Тем не менее, объем для определения конкретных соединений для проверки позволит в спецификации проекта испытать, например, образцы от «стекающих» пластин, прикрепленных к встроенным стыковым сварным швам. Дополнительно производственные испытания могут быть указаны для: марок стали выше S460; угловые швы, в которых используются характеристики глубокого проплавления сварочного процесса; для мостовидных ортотропных настилов, где требуется макросъемка для проверки проплавления сварного шва; и на соединениях ребер жесткости с соединительными пластинами.
[вверх] Производственные испытания приварки шпилек
Испытание на изгиб приварной шпильки
(Изображение любезно предоставлено Mabey Bridge Ltd.)
Сварные шпильки для соединителей, работающих на сдвиг, исследуются и испытываются в соответствии с BS EN ISO 14555 [6] . В стандарте подчеркивается необходимость контроля процесса до, во время и после сварки. Предпроизводственные испытания используются для подтверждения процедуры сварки и, в зависимости от области применения, включают испытания на изгиб, испытания на растяжение, испытания на крутящий момент, макросъемку и радиографическое обследование.
Производственные испытания сварных швов также требуются для швов, приваренных дугой. Они должны выполняться производителем до начала сварочных работ на конструкции или группе аналогичных конструкций и / или после определенного количества сварных швов. Каждое испытание должно состоять как минимум из 10 сварных шпилек и быть испытано / оценено в соответствии с требованиями BS EN ISO 14555 [6] . Количество необходимых тестов должно быть указано в спецификации контракта.
[вверх] Качество сварки
Влияние дефектов на характеристики сварных соединений зависит от приложенной нагрузки и свойств материала.Эффект также может зависеть от точного расположения и ориентации дефекта, а также от таких факторов, как рабочая среда и температура. Основное влияние дефектов сварного шва на эксплуатационные характеристики стальных конструкций заключается в повышении риска разрушения из-за усталости или хрупкого разрушения.
Типы дефектов сварки можно разделить на одну из нескольких общих рубрик:
- Трещины.
- Плоские дефекты, кроме трещин, например непробиваемость, отсутствие плавления.
- Включения шлака.
- Пористость, поры.
- Поднутрения или дефекты профиля.
Трещины или плоские дефекты, проникающие через поверхность, потенциально являются наиболее серьезными. Включения вкрапленного шлака и пористость вряд ли станут причиной разрушения, если только они не будут чрезмерными. Подрезание обычно не является серьезной проблемой, если не существует значительных растягивающих напряжений поперек стыка.
При выборе класса исполнения в BS EN 1090-2 [9] устанавливаются критерии приемки, при превышении которых дефект считается дефектом.
Если дефекты обнаружены в результате осмотра и испытаний во время производства, вероятно, потребуется обработка после сварки (см. GN 5.02) или другие меры по исправлению положения, хотя во многих случаях конкретный дефект может быть оценен по концепции « пригодность для цели ». Такое принятие зависит от фактических уровней напряжения и значимости усталости на месте. Это вопрос быстрой консультации между подрядчиком по изготовлению металлоконструкций и проектировщиком, поскольку, если это приемлемо, можно избежать дорогостоящего ремонта (и возможности появления дополнительных дефектов или деформации).
Руководство по контролю качества сварных швов и контролю сварных швов доступно в BCSA № 54/12 и GN 6.01.
[вверх] Список литературы
- ↑ BS EN ISO 22553: 2019, Сварка и родственные процессы. Символическое изображение на чертежах. Сварные соединения. BSI.
- ↑ BS EN 1993-1-8: 2005, Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Дизайн стыков, BSI
- ↑ BS EN ISO 4063: 2010, Сварка и родственные процессы. Номенклатура процессов и ссылочные номера, BSI
- ↑ BS EN ISO 15609-1: 2019, Технические требования и квалификация процедур сварки металлических материалов.Спецификация процедуры сварки. Дуговая сварка, BSI
- ↑ 5,0 5,1 5,2 BS EN ISO 15614-1: 2017 + A1: 2019, Технические требования и аттестация процедур сварки металлических материалов. Проверка процедуры сварки. Дуговая и газовая сварка сталей и дуговая сварка никеля и никелевых сплавов, BSI
- ↑ 6,0 6,1 6,2 BS EN ISO 14555: 2017, Сварка. Дуговая сварка металлических материалов, BSI
- ↑ 7.0 7,1 7,2 BS EN 1011-2: 2001, Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Дуговая сварка ферритных сталей, BSI
- ↑ BS EN 1011-1: 2009, Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Общее руководство по дуговой сварке, BSI
- ↑ 9,0 9,1 9,2 9,3 9,4 9,5 9,6 9,7 9,8 BS EN 1090-2: 2018, Изготовление металлоконструкций и алюминиевых конструкций.Технические требования к стальным конструкциям, BSI
- ↑ BS EN ISO 9606-1: 2017 Квалификационные испытания сварщиков. Сварка плавлением. Стали, BSI
- ↑ BS EN ISO 14732: 2013. Сварочный персонал. Квалификационные испытания сварщиков и наладчиков механизированной и автоматической сварки металлических материалов BSI
- ↑ 12,0 12,1 BS EN ISO 17635: 2016, Неразрушающий контроль сварных швов. Общие правила для металлических материалов, BSI
- ↑ BS EN ISO 9712: 2012.Неразрушающий контроль. Квалификация и аттестация персонала по неразрушающему контролю, BSI
- ↑ BS EN ISO 5817: 2014, Сварка. Соединения, сваренные плавлением стали, никеля, титана и их сплавов (за исключением лучевой сварки). Уровни качества для выявления недостатков, BSI
- ↑ BS EN 1993-1-9: 2005, Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Усталость, BSI
[вверх] Ресурсы
- Стальные здания, 2003 г. (Публикация № 35/03), BCSA
- Стальные мосты: практический подход к проектированию для эффективного изготовления и строительства, 2010 г. (Публикация №51/10), BCSA
- Национальные технические условия на стальные конструкции (7-е издание), 2020 г. (Публикация № 62/20), BCSA
- Типовые спецификации процедуры сварки металлоконструкций — Второе издание, 2018 г. (Публикация № 58/18), BCSA
- Высокопрочные стали для применения в конструкциях: Руководство по изготовлению и сварке, 2020 г. (Публикация № 62/20), BCSA
- Руководство по контролю сварных швов для металлоконструкций, 2012 г. (Публикация № 54/12), BCSA
- Хенди, К.Р.; Ильес, округ Колумбия (2015) Steel Bridge Group: Рекомендации по передовой практике в строительстве стальных мостов (6-й выпуск). (P185). SCI
[вверх] Дополнительная литература
- Руководство проектировщика металлоконструкций (7-е издание), 2011 г., глава 26 — Сварные швы и проектирование для сварки, Институт стальных конструкций.