Сварка угловых швов

Сварка угловых швов

Содержание:

  1. Виды швов
  2. Подготовительные работы
  3. Технология сварки
  4. Возбуждение дуги
  5. Возможные дефекты
  6. Интересное видео

Угловое сварочное соединение — вид соединения двух металлических деталей, которые расположены между собой под углом. Наиболее часто этот угол является прямым. Дополнительную прочность при сварке под прямым углом обеспечивает одинаковая нагрузка на обе стороны. Сварка углового шва определяет его форму. Она может быть плоской, а также иметь сферичность — выпуклую или вогнутою.

Сфера применения угловых швов — строительство, машиностроение, мостостроение, инфраструктура, соединение деталей в металлической мебели. Сварочный метод обеспечивает надежность и долговечность конструкций.

Особенности сварки

Шов угловой встречается достаточно часто. С его помощью можно соединить две металлические пластины или профильных трубы. Главное, чтобы расстояние между этими двумя изделиями было не больше 180 градусов.

В некоторых случаях необходимо соединить несколько изделий в одну большую металлическую конструкцию, где соединения будут иметь угол 90 градусов. Все это нужно для того, чтобы конструкция была надежной, прочной и могла выдержать большую нагрузку.

Угловые швы встречаются достаточно часто, особенно когда нужно произвести большую и прочную конструкцию. Обычно в них присутствуют углы, которые необходимо тщательно обработать и соединить. Для этого можно использовать множество других методик, но именно сварка является самым надежным способом соединения двух стальных изделий.

К работам данного типа предъявляются особые требования, так как от качества шва зависит прочность всей конструкции. Такой тип соединения считается неразъемным. Проводиться он может при помощи газового оборудования, либо других, более современных установок. Самое главное – строго соблюдать технологию.

Сложности в процессе образования углового соединения

Для того, чтобы шов при сварке получился максимально прочным и качественным, нужно быть готовым к тому, что в процессе выполнения работы можно столкнуться с рядом дефектов. Рассмотрим основные из них:

  • Подрезы. В процессе создания углового соединения, под воздействием электрической дуги, на поверхности металлических изделий образуются углубления. Если речь идет о сварочной работе, осуществляемой в нижнем положении, то задерживая электрод можно наплавлять присадочный материал на поврежденный участок. Но угловое соединение выполняется намного сложнее и придется потрудиться, чтобы «загнать» частицы раскаленного металла на боковую стенку. В связи с этим, обычно сварной угловой шов имеет выемки только с одного бока.
  • Образование непроваренных отрезков шва. Из-за недостаточного опыта, многие сварщики, выполняющие технику углового шва, для того чтобы заполнить место соединения, начинают слишком сильно двигать концом электрода по сторонам. Подобные манипуляции приводят к тому, что металл оседает по бокам и корень шва не проваривается.
  • Выбран неверный катет углового шва. Чтобы сварка углового шва получилась качественной, важно научиться выбирать правильные параметры напряжения и вести электрод с нужной скоростью, не превышая ее. Если ток будет недостаточным, а электроды будут проходить с маленькой скоростью, то катет будет слишком выпуклым, а значит основной металл плохо проплавится. Чрезмерная сила тока и высокая скорость ведения электрода приведут к образованию вогнутой формы катета.
  • Неправильный угол. Сварочные соединения обычно имеют определенную форму относительно градуса угла. Нюанс состоит в том, чтобы выдержать точные размеры. Если приставная пластина будет проходить, наклонившись к одному боку, то она попросту испортит качество конструкции.
  • Еще одним негативный момент может возникнуть в случае неравномерного распределения наплавляемого металла по сторонам соединения. В связи с тем, что под воздействием высоких температур и силой тяжести от электрода и кромок, расплавленное железо направляется вниз, то основная часть шва оказывается на нижней пластине. Верхняя кромка может только слегка проплавиться и в итоге такой шов может сразу деформироваться, а то и вовсе распасться при нагрузке.

Помимо вышеописанных дефектов выделяются еще и некоторые недочеты, которые могут возникнуть в процессе выполнения работы: лунки, пустоты, кратеры, трещины, свищи, образование твердых посторонних включений.

Особенности потолочного шва

Сварка потолочных швов возможна лишь при условии максимально быстрого затвердевания металла по завершении его расплавления. Это же требование предъявляется и к уже рассмотренному ранее вертикальному свариванию.

Для быстрого затвердевания металла необходимо применять электроды со специальным тугоплавким покрытием, а при сварке сочетать их круговые движения с вертикальными перемещениями.

К этому виду сварочных процедур следует прибегать только в крайнем случае, при невозможности сваривать детали в более удобной позиции.

Потолочный вид сварки характеризуется тем, что даже при незначительном отдалении электрода от ванны дуга мгновенно гасится, так как энергия к ней перестает поступать.

Вследствие этого металл остывает и сварочная ванна уменьшается в своих размерах, что может привести к короткому замыканию. Кроме того, сложность угловых работ в этом случае состоит в том, что прогрев зоны сварки осуществляется снизу.

В таком положении пузырьки расплавленного металла, поднимаясь из сварочной ванны, проникают в корень шва и заметно ослабляют его.

Виды сварочных швов

Расположение сварочных заготовок определяет вид соединения.

  • Встык. Соединяются торцевые части элементов, которые находятся в одной плоскости. Существует несколько вариантов выполнения операции: со скосом или без, с отбортовкой.
  • Внахлест. Чаще всего используется для труб и профильных соединений. Детали располагаются параллельно и одна из них частично погружается в другую.
  • Угол. Сварные швы укладываются с двух сторон. Может выполняться без скосов или же только с одним.
  • Тавровое. Визуально место стыка напоминает букву «Т». Иногда две заготовки располагаются под острым углом. В любом случае торец одной из них соединяется с боковой частью другой. Сварочный шов укладывается с обеих сторон со скосами или без таковых.

Сварка угловых швов

Техника дуговой сварки‌

Способы выполнения сварочных стыковых, тавровых, угловых и нахлесточных соединений

Техника дуговой сварки включает в себя различные способы выполнения стыковых, тавровых, угловых и нахлесточных соединений.

Стыковые соединения могут вариться только с одной или же с обеих сторон. Для предотвращения прожогов используют остающиеся или съемные подкладки. Материалом для первых служат стальные полосы толщиной 2–4 мм и шириной 30–40

мм, для вторых – медь, графит или керамика, поскольку они не плавятся во время сварки (дополнительно их охлаждают водой).

Сварка на подкладках позволяет сварщику работать, не боясь прожогов и натеков, дает возможность повышать величину сварочного тока на 20–30 % и не требует обратной подварки корневого шва.

При сварке стыковых соединений (рис. 66, 67) выполняют два и более слоев, что определяется такими факторами, как толщина листов (3-26 мм), диаметр электрода, наличие или отсутствие разделки кромок.

Рис. 66. Техника сварки стыкового соединения без разделки кромок при различном положении электрода: а – вертикальном; б – углом назад; в – углом вперед

Рис. 67. Техника сварки стыкового соединения с разделкой кромок: 1 – пластина; 2 – подкладка; 3 – электрод, расположенный углом вперед; 4 – электрод, расположенный вертикально; 5 – электрод, расположенный углом назад; 6 – корневой шов

Читайте также  Правильная зарядка аккумулятора

Наиболее удобными в исполнении и

поэтому более предпочтительными являются нижние швы, поскольку вследствие гравитации расплавленный металл электрода стекает в кратер и удерживается в пределах сварочной ванны, а газы и шлаки поднимаются к поверхности.

Стыковые швы без скоса кромок производят наплавлением валика вдоль шва, при этом имеет место небольшое уширение, чтобы обеспечить достаточное проплавление кромок. У шва предусматривают усиление до 2 мм. Проварив шов с одной стороны, изделие переворачивают, удаляют шлак и подтеки, а затем выполняют шов с обратной стороны.

Стыковые швы с V-образной разделкой кромок варят в один слой, если толщина металла составляет менее 8 мм, а при увеличении толщины свариваемых листов накладывают два и более слоев. Первый слой высотой 3–5 мм выполняют электродом диаметром 3–4 мм, для остальных слоев его диаметр увеличивают до 4–5 мм. Перед тем как наварить очередной слой, предыдущий

следует очистить от шлака и застывших капель металла. Это легко сделать металлической щеткой.

Когда вся разделка будет заполнена, изделие переворачивают, выбирают (например, пневматическим зубилом) неглубокую канавку (шириной 8-10 мм и глубиной 3–4 мм) в корневом шве и тщательно заваривают ее за один проход, придав шву небольшое усиление. Если нет возможности изменить положение изделия, то необходимо особенно тщательно выполнить корневой шов. Сварка стыковых швов с X-образной разделкой кромок аналогична наложению

многослойных швов с обеих сторон разделки.

Ориентировочные режимы ручной дуговой сварки стыковых швов с различной разделкой кромок представлены в табл. 19.

Таблица 19. РЕЖИМЫ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ СТЫКОВЫХ ШВОВ, ВЫБИРАЕМЫЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ

РАЗДЕЛКИ КРОМОК

При сварке угловых, тавровых и нахлесточных соединений (рис. 68) накладывают угловые швы.

б

Рис. 68. Техника выполнения уrловых, тавровых и нахлесточных соединений: а — в

симметричную «лодочку»; б – в несимметричную «лодочку»; в – наклонным электродом; г – с оплавлением кромки

Поскольку при угловых швах расплавленный металл стекает в горизонтальную плоскость, рекомендуется выполнять их в нижнем положении «в лодочку», при выборе режима которой можно воспользоваться табл. 20.

Таблица 20. РЕЖИМЫ СВАРКИ ПРИ

НАЛОЖЕНИИ УГЛОВОГО ШВА «В ЛОДОЧКУ»

Но не всегда есть возможность

зафиксировать деталь в соответствующем положении. По этой причине сварку ведут

наклонным электродом. Однако если нижняя плоскость углового шва занимает горизонтальное положение, в этом случае не исключается непровар корня шва или какой- либо из кромок. Такой же дефект возникает на нижней поверхности, если возбуждать дугу и начинать работу на вертикальной плоскости. Для недопущения этого при сварке углового шва необходимо возбуждать дугу на нижней кромке в точке А и, миновав разделку, переходить на вертикальную кромку, совершая электродом такие движения, как показано на рис. 69.

Рис. 69. Движения электрода при сварке

Угловые швы могут быть однослойными, если длина катета не превышает 8 мм, и многослойными многопроходными при его длине более 8 мм. Во втором случае сперва выполняют узкий ниточный валик, используя электрод диаметром 3–4 мм, благодаря чему достигается оптимальный провар корня.

При определении количества проходов в процессе сварки ориентируются на объем площади поперечного сечения металла шва, заполненный за один проход. Эта величина должна равняться 30–40 мм 2 , наплавленным за один проход.

При выборе режима ручной дуговой сварки угловых швов исходят из наличия одно– или двусторонних скосов либо из их отсутствия (табл. 21 и 22).

Таблица 21. РЕЖИМЫ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ

СВАРКИ ПРИ НАЛОЖЕНИИ УГЛОВЫХ ШВОВ СО СКОСОМ КРОМОК

Таблица 22. РЕЖИМЫ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ

СВАРКИ ПРИ НАЛОЖЕНИИ УГЛОВЫХ ШВОВ БЕЗ СКОСА КРОМОК

Сварка вертикальных швов является

непростой задачей, так как под действием гравитации расплавленный металл старается покинуть сварочную ванну. Величина тока, поддерживаемого при выполнении таких швов, должна быть на 1015 % меньше, чем при сварке нижних швов. Кроме того, дуга должна быть короткой. Наплавленные валики могут быть как узкими, так и широкими. Движения электрода при этом наглядно представлены на рис. 70 и 71.

Рис. 70. Траектория перемещения наклонного электрода при наплавке узких валиков (цифры означают последовательность движений): а – под острым углом; б – лесенкой (с приближением и отведением электрода от поверхности металла); в – с обратноступенчатым перемещением электрода сначала на 3–4 его диаметра вверх и вдоль поверхности металла, а потом назад к сварочной ванне

Рис. 71. Траектория перемещения электрода при наплавке широких валиков: а – прямоугольная; б – криволинейная

Вертикальные швы накладывают двумя способами:

– снизу вверх (на подъем) (рис. 72). При этом дугу возбуждают в нижней точке соединения, а когда образуется сварочная ванна, перемещают слегка вверх и потом в сторону.

Рис. 72. Техника выполнения

вертикального шва снизу вверх: а – возбуждение дуги; б – возникновение сварочной ванны; в – движение электрода на подъем

Дуга должна ориентироваться на основной металл. Благодаря такой методике расплавленный металл при отведенном электроде успевает затвердеть и образовать своеобразную полочку (площадку), которая при движении электрода вверх станет опорой для последующих капель расплавленного металла и не позволит им стекать вниз. Рекомендуемый угол, под которым следует наклонять электрод кверху, составляет 20–25°;

– сверху вниз (на спуск) (рис. 73). В отличие от предыдущего способа в данном случае возбуждают в верхней точке шва, придавая электроду первоначально перпендикулярное положение, а после образования кратера – наклонное. Этот способ чаще всего применяют при сварке тонколистового металла и для выполнения первых слоев в тех случаях, когда имеется разделка кромок.

Рис. 73. Техника выполнения вертикального шва сверху вниз: а —

возбуждение дуги; б — возникновение сварочной ванны; в — движение электрода на спуск

Для стыковых горизонтальных соединений требуется подготовка лишь верхней кромки, что значительно сокращает стекание жидкого металла. Возбужденную на нижней горизонтальной кромке сварочную дугу перемещают на кромку со скосом.

При этом электрод держат вертикально или углом назад либо вперед. Движения совершают в определенной последовательности, показанной на рис. 74.

Рис. 74. Порядок наплавки слоев при

сварке горизонтального шва

Самыми трудными являются потолочные швы (рис. 75), при которых расплавленный металл стремится вытечь из сварочной ванны. В связи с этим ее объем должен быть минимальным, дуга – максимально короткой, покрытие электрода – тугоплавким, дающим

незначительное количество шлака, а величина сварочного тока должна быть на 15–20 % меньше по сравнению с током при выполнении нижних швов.

Рис. 75. Техника выполнения потолочного шва (стрелкой указана схема перемещения электрода)

Категории и особенности соединений

Согласно общей терминологии, можно найти достаточное объяснение и обозначение углового сварного шва на чертеже, который является обязательным атрибутом серьёзной работы сварщика. Принципиального значение углового сварного шва, это соединение двух пластин или двух профильных труб, угол которых меньше чем 180 градусов, то есть не развёрнутый вид профиля. Очень часть в работе сварщика можно увидеть, что угловое сварное соединение выполнено под углом 90 градусов, как это принято во многих чертежах. Данные требования позволяют обеспечить необходимый уровень устойчивости конструкции и соблюдать минимальные требования прочности и жёсткости конструкционных деталей. Сами угловые швы используются в сварных соединениях, и согласно регламентным положениям, такие углы бывают следующих видов:

  • С примыкающими краями в местах одного соединения.
  • С прикладкой для одного края в местах тавровой ровной плоскости.
  • Нахлёстанное исполнение.
  • С режимом разделки кромок или без таковых.
Читайте также  Вентилятор улитка своими руками

Схема сварки угловых соединений

Примечательно, что ГОСТ сварки угловых швов предусматривает выполнение работ в различной плоскости и в любом положении, как горизонтальное, так и вертикальное. В качестве примера приведём тавровые конструкции, которые иногда имеют расположение кверху ногами. В данном случае необходимо виртуозно проводить сварку вертикального углового шва. Сам процесс сварки предусматривает вариант прерывистости и сплошной подход обеспечения высокого качества работы. Есть различие по длине проведения сварочных работ, при длине до 250 мм, такой метод называют коротким, при длине до 1000 мм – средний, а свыше – высокий метод проведения сварки угловых швов в нижнем положении.

Как вести сваривание

На производство угловой сварки влияет расположение плоскости. Охарактеризуем основные приемы ведения процесса.

Нижний. Здесь рациональней использовать прием, известный как «лодочка». Она придаст нужное качество шву, заметим, что с ним справляются даже дебютанты на ниве сварки.

Конфигурации придается V-образная форма. Она становится похожей на лодку. Потому способ так и нарекли.

«Лодочка » почти исключает появление изъянов в виде непроваров или подрезов кромок. Надо сильно постараться, чтобы они вдруг образовались. На практике сварка углового шва порой проходит в условиях, не столь комфортных, как описано выше.

Например, когда «лодочкой» в месте стыковки деталей варят тавровые швы, у которых есть и вертикальная поверхность и горизонтальная.

Тут качество может оказаться уже под угрозой. Даже в горизонтальной плоскости верх самого угла рискует остаться плохо проваренным. Вертикальная плоскость уязвима в отношении подрезов.

Этому поспособствует расплавленное железо, которое, не исключено, будет пытаться «сбежать» вниз. Предотвратит нежелательные последствия нехитрая уловка в управлении, на которую электрод чутко реагирует.

Линию сварки нужно осуществлять, производя несильные колебательные движения.

Рекомендация. Тут для подходящим для электрода будет одинарный шов, а катет при этом – 8 мм.

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

В данном ролике наглядно показано, как важно сделать прихватки перед свариванием.

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.

Приспособа: видео