Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
При електрозварюванні для розігріву металу використовують електричну дугу. Вона виникає між деталлю та електродом - стрижнем із струмопровідного металу (іноді з неметалу). Від температури дуги плавиться метал. Зона сплавлення в місці з'єднання деталей називається зварним (зварювальним) швом. Для різних металів і різних видів сполук може змінюватися техніка зварювання, положення електрода, швидкість його руху, амплітуда. Як правильно варити шов, щоб з'єднання вийшло не тільки надійним, але й красивим, поговоримо далі.
Шви мають досить велику класифікацію. Насамперед їх поділяють за типом з'єднання робітників. Залежно від вимог до надійності шов може накладатися з однієї або з двох сторін. При двосторонньому зварюванні конструкція виходить більш надійною і краще тримає форму. Якщо шов один, часто виходить так, що виріб перекошується: шов тягне. Якщо їх дві, ці сили компенсуються.
Непрохідно відзначити, що для отримання якісного зварного шва метал не повинен бути іржавим. Тому місця зварювання попередньо зашкурюють або обробляють напилком - до зникнення іржі. Далі, залежно від вимог, сточують чи ні крайку.
Стикове з'єднання (шов встик)
Шов встик у зварюванні використовується при з'єднанні листового металу або торців труб. Деталі укладають так, щоб між ними був зазор 1-2 мм, по можливості жорстко фіксують струбцинами. У процесі зварювання зазор заповнюється розплавленим металом.
Тонкий листовий метал - до 4 мм завтовшки - зварюється без попередньої підготовки (зачищення іржі не береться до уваги, вона обов'язкова). У цьому випадку варять лише з одного боку. При товщині деталей від 4 мм, шов може бути одинарним або подвійним, але потрібно загортання кромок одним з представлених на фото способом.
- При товщині деталі від 4 мм до 12 мм, шов може бути одинарним. Тоді краї зачищають будь-яким із способів. Зручніше при товщині до 10 мм робити односторонню підготовку, а товстіші деталі зачищають частіше у вигляді літери V. U-подібне зачищення складніше у виконанні, тому використовується рідше. Якщо вимоги до якості зварювання підвищені, при товщині понад 6 мм необхідне зачищення з двох сторін та подвійний шов - з одного та з іншого боку.
- При зварюванні металу товщиною від 12 мм встик, необхідний подвійний шов, прогріти такий шар з одного боку неможливо. Обрізка кромок двостороння у вигляді літери Х.Використовувати при такій товщині V або U образні зачистки кромок невигідно: їх заповнення потрібно у кілька разів більше металу. Через що збільшується витрата електродів і значно знижується швидкість зварювання.
Якщо все-таки вирішено метал великої товщини варити з одностороннім обробленням, заповнювати шов потрібно буде в кілька проходів. Такі шви називають багатошаровими. Як у цьому випадку варити шов показано на малюнку нижче (цифрами позначено порядок укладання шарів металу при зварюванні).
Про зварювання тонкого металу інверторним зварювальним апаратом читайте тут.
Сполука внахлест
Цей тип з'єднання використовується при зварюванні листового металу товщиною до 8 мм. Проварюють його з двох сторін, щоб між листами не потрапила волога і не було корозії.
При виконанні шва внахлест, необхідно правильно вибрати кут нахилу електрода.Він має бути близько 15-45 °. Тоді виходить надійне з'єднання. При відхиленні в ту чи іншу сторону основна маса розплавленого металу знаходиться не на стику, а осторонь, міцність з'єднання значно знижується або деталі залишаються зовсім не з'єднаними.
Таврове та кутове з'єднання
Таврове з'єднання у зварюванні є буквою «T», кутове - буквою «Г». Таврове з'єднання може бути з одним швом або двома. Кромки також можуть обробляти чи ні. Необхідність оброблення кромки залежить від товщини деталей, що зварюються, і кількості швів:
- товщина металу до 4 мм, шов одинарний - без обробки кромок;
- товщина від 4 мм до 8 мм - без обробки кромок шов подвійний;
- від 4 мм до 12 мм - одинарний шов з обробкою з одного боку;
- від 12 мм кромку спилюють з двох сторін, і шва роблять теж два.
Кутовий шов можна розглядати як частину таврового. Рекомендації тут такі самі: тонкий метал можна зварювати без оброблення кромок, для більшої товщини доводиться знімати частину з однієї або двох сторін.
Кутові та таврові стики іноді доводиться варити з обох боків (два шви). Щоб правильно варити такий шов деталі повертають так, щоб металеві площини знаходилися під однаковим кутом. На фото цей спосіб підписано «в човник». Так простіше розраховувати рухи електрода, особливо новачкові зі зварюванням.
При з'єднанні тонкого і товстого металу кут нахилу електрода повинен бути іншим - близько 60° до більш товстої деталі. При такому положенні більша частина прогріву припаде на нього, тонкий метал не прогорає, що може статися, якщо кут нахилу буде 45°.
Зварювання кутових швів
При зварюванні кутових швів необхідно стежити за положенням та рухом електрода. У вас має виходити шов із рівномірним заповненням. Простіше це реалізувати, якщо виставити деталі для зварювання «в човник», але таке виходить не завжди.
Якщо нижня площина розташована горизонтально, часто виходить так, що на вертикальній площині, а також у самому куті металу мало: він стек вниз. Це відбувається, якщо у вершині кута електрод знаходиться менше часу, ніж біля його бічних поверхонь. Рух кінчика електрода має бути рівномірним. Друга причина - занадто великий діаметр електрода, який не дозволяє опуститися нижче і нормально прогріти місце стику.
Щоб уникнути появи цього дефекту дугу розпалюють на горизонтальній поверхні (у точці «А»), рухаючи електрод до вертикальної поверхні, потім круговим рухом повертають його на місце. Коли електрод знаходиться над стиком, він має нахил 45 °, у міру його просування вгору кут трохи зменшується (малюнок на картинці зліва), при переході на горизонтальну поверхню, кут збільшується.За такої техніки шов буде заповненим рівномірно.
При зварюванні кутових з'єднань слідкуйте ще й за тим, щоб час знаходження електрода у всіх трьох точках (на сторонах і в центрі) був однаковим.
Про вибір електродів для інверторних зварювальних апаратів читайте тут.
Положення в просторі
Крім різних типів з'єднань шви можуть по-різному розташовуватися у просторі. Бувають вони у нижньому положенні. Для зварювальника це найкомфортніший. Так найпростіше контролювати зварену ванну. Всі інші положення – горизонтальний, вертикальний та стельовий шов – вимагають певних знань техніки зварювання (про те, як варити такі шви читайте нижче).
Як варити шов
При зварюванні в нижньому положенні жодних складнощів не виникає навіть у зварювальника-початківця. А ось решта положень вимагають знання технології. До кожного становища є свої рекомендації. Техніка виконання зварних швів кожного типу розглянута нижче.
Зварювання вертикальних швів
Під час зварювання деталей, що знаходяться у вертикальному положенні, розплавлений метал під дією сили тяжіння сповзає вниз. Щоб краплі не відривалися, використовують коротшу дугу (кінчик електрода знаходиться ближче до зварної ванни). Деякі майстри, якщо дозволяють електроди (не залипають), взагалі їх спирають на деталь.
Підготовка металу (обробка кромок) проводиться відповідно до типу з'єднання і товщини деталей, що зварюються. Потім їх фіксують у заданому положенні, з'єднують з кроком кілька сантиметрів короткими поперечними швами - «прихватками». Ці шви не дають деталям зміщуватися.
Вертикальний шов можна варити зверху-вниз або знизу-вгору. Зручніше працювати знизу вгору: так дуга штовхає зварену ванну вгору, перешкоджаючи її опусканню вниз. Так простіше зробити якісний шов.
У цьому відео показано, як правильно варити вертикальний шов електрозварюванням з рухом електрода знизу вгору без відриву.Продемонстровано також техніку короткого валика. У цьому випадку рухи електрода відбуваються тільки вгору-вниз, без горизонтального зміщення, шов виходить майже плоским.
Виконувати з'єднання деталей у вертикальному положенні можна з відривом дуги. Для початківців зварювальників це може бути зручнішим: за час відриву метал встигає охолонути. При такому способі можна спирати електрод на поличку зварного кратера. Так простіше. Схема рухів практично така сама, як без відриву: з боку в бік, петельками або «коротким валиком» - вгору-вниз.
Як варити вертикальний шов з відривом дивіться у наступному відео. У цьому відеоуроці показується вплив сили струму на форму шва. Загалом струм повинен бути на 5-10 А менше рекомендованого для даного типу електрода та товщини металу. Але, як показано у відео, це не завжди справедливо і визначається експериментально.
Іноді варять вертикальний шов зверху-вниз. У цьому випадку при розпалюванні дуги тримайте електрод перпендикулярно до поверхонь, що зварюються. Після розпалу в такому положенні прогрійте метал, потім опустіть електрод і варіть у такому положенні. Зварювання вертикального шва зверху-вниз не дуже зручне, вимагає хорошого контролю звареної ванни, але і в такий спосіб можна досягти непоганих результатів.
Як варити горизонтальний шов
Горизонтальний шов на вертикальній площині можна вести як праворуч-ліворуч, так і ліворуч-праворуч. Різниці немає ніякої, кому як зручніше, той так варить. Як при зварюванні вертикального шва, ванна прагнутиме вниз. Тому кут нахилу електрода досить великий. Його підбирають залежно від швидкості руху та параметрів струму. Головне, щоб ванна залишалася на місці.
Якщо метал стікає вниз, збільшуйте швидкість руху, менше прогріваючи метал.Ще один спосіб – робити відриви дуги. За ці короткі проміжки метал трохи остигає і не стікає. Також можна трохи знизити силу струму. Тільки всі ці заходи застосовуйте поетапно, а не всі одразу.
У відео нижче показано, як правильно зварювати метал у вертикальному положенні горизонтальним швом.
Стельовий шов
Цей вид зварного з'єднання - найскладніший. Вимагає високої майстерності та хорошого контролю звареної ванни. Для виконання цього шва електрод тримають під прямим кутом до стелі. Дуга коротка, швидкість руху – постійна. Виконують в основному кругові рухи, що розширюють шов.
Зачистка зварних швів
Після зварювання на поверхні металу залишаються бризки окалини, краплі металу та шлаку. Сам шов зазвичай опуклий, виступає над поверхнею. Всі ці недоліки можна усунути: зачистити.
Зачищення швів після зварювання роблять поетапно. На першому етапі за допомогою зубила та молотка збивають окалину та шлак з поверхні. На другому, за потреби, порівнюють шов. Тут знадобиться інструмент: болгарка, обладнана шліфувальним диском по металу. Залежно від того, наскільки гладкою повинна бути поверхня використовують різну зернистість абразиву.
Дефекти зварних швів
У зварювальників-початківців часто при виконанні швів зустрічаються помилки, які призводять до появи дефектів. Деякі з них критичні, деякі – ні. У будь-якому випадку важливо вміти визначити помилку, щоб потім виправити її. Найпоширеніші серед новачків дефекти – неоднакова ширина шва та його нерівномірне заповнення. Відбувається це через нерівномірні рухи кінчика електрода, зміну швидкості та амплітуди рухів. У міру накопичення досвіду ці недоліки стають все менш помітними, через деякий час взагалі зникають.
Інші помилки - при виборі сили струму та величини дуги - можна визначити за формою шва. На словах описати їх складно, простіше зобразити. На фото нижче показані основні дефекти форми - підрізи та нерівномірне заповнення, прописані причини, що їх викликали.
Непровар
Цей дефект полягає у неповному заповненні стику деталей. Цей недолік необхідно коригувати, оскільки він впливає на міцність з'єднання. Основні причини:
- недостатній зварювальний струм;
- висока швидкість руху;
- недостатня підготовка кромок (при зварюванні товстих металів).
Усувається коригуванням струму та зменшенням довжини дуги. Підібравши правильно всі параметри, такого явища позбавляються.
Про вибір інверторного зварювального апарату для дому та дачі читайте тут.
Підріз
Цей дефект - канавка вздовж шва на металі. Зазвичай виникають при надто довгій дузі. Шов стає широким, температури дуги для прогріву не вистачає. Метал по краях швидко застигає, утворюючи ці канавки.«Лікується» більш короткою дугою або коригуванням сили струму у велику сторону.
При кутовому або тавровому з'єднанні підріз утворюється через те, що електрод більше спрямований на вертикальну площину. Тоді метал стікає донизу, знову утворюється канавка, але вже з іншої причини: занадто сильному нагріванні вертикальної частини шва. Усувається зниженням сили струму та/або укороченням дуги.
Прожог
Це наскрізний отвір у зварному шві. Основні причини:
- занадто великий струм зварювання;
- недостатня швидкість руху;
- занадто великий зазор між кромками.
Способи виправлення зрозумілі - пробуємо підібрати оптимальний зварний режим та швидкість руху електрода.
Пори та напливи
Пори виглядають як невеликі отвори, які можуть групуватися в ланцюжок або бути розкидані по всій поверхні шва. Є неприпустимим дефектом, оскільки значно знижують міцність з'єднання.
Пори з'являються:
- при недостатньому захисті звареної ванни надмірній кількості захисних газів (електроди низької якості);
- протяг у зоні зварювання, який відхиляє захисні гази і кисень потрапляє до розплавленого металу;
- за наявності забруднень та іржі на металі;
- недостатній обробці кромок.
Напливи з'являються при зварюванні з дротом присадочних при неправильно підібраних режимах і параметрах зварювання. Є затеклий метал, який не з'єднався з основною деталлю.
Холодні та гарячі тріщини
Гарячі тріщини з'являються в процесі остигання металу. Можуть бути спрямовані вздовж або впоперек шва. Холодні з'являються вже на холодному шві в тих випадках, коли навантаження для цього шва занадто великі. Холодні тріщини ведуть до руйнування зварної сполуки.Ці недоліки лікуються лише повторним зварюванням. Якщо недоліків занадто багато, шов зрізають і повторно накладають.
Техніка зварювання інверторним апаратом описана тут.