4 фактора влияния на качество сварочных швов дуговой сварки
Наложение правильного шва – это основа практики для новичков в сварке. В сегодняшней статье будет рассказано, как лично я делаю красивые швы ручной дуговой сварки + какие разновидности соединений существуют вообще.
Оглавление
Особенности наложения сварочных швов ручной дуговой сваркой по типам соединения
Должен отметить, что сварочные швы имеют весьма обширную квалификацию. Первостепенный параметр – типаж соединения элементов. В зависимости от числа сторон накладки, швы могут быть односторонние и двухсторонние. В 70% случаев моей практики сварщика, я пользовался односторонними, а вот остальные 30% составляют двухсторонние.
Если сварщику по силам освоить односторонний шов, то и с двухсторонним у него проблем возникнуть также не должно. Перед изучением хитростей ручной дуговой сварки, требуется детально рассмотреть разновидности шовных соединений. Этим я и предлагаю заняться далее.
1) Стык в стык
Стыковые соединения я использую для листового металла и труб торцового типа. Детали требуется укладывать с небольшим зазором в пару миллиметров. Если элементы неустойчивы, используйте для фиксации струбцины.
Важно: если толщина элемента более 4 мм, советую производить заделку кромок. Для листового металла менее 4 мм наложение сварного соединения можно производить без предварительной зачистки области.
Метод зачистки выбирайте самостоятельно. Мне обычно хватает зашкуривания и доработки напильником. В методической литературе 90-х годов нашел полезную схему, и хочу поделиться ею с вами. На рисунке ниже подана глубина и градус скоса при разделке кромки для различных толщин металла.
При сваривании толстых слоев металла только с одной стороны, помимо разделки кромок, мне приходится накладывать швы в несколько слоев. Подобная техника именуются многослойной и выполняются в 2-8 заходов вдоль одной кромки.
2) Внахлест
Соединение внахлест использую для металлических элементов с толщиной не более 8 миллиметров. Залог успеха кроется в угле наклона электрода к плоскости сварочного соединения. Здесь ничего не нужно выдумывать, а достаточно следовать рекомендациям в технической литературе – от 15 до 40 градусов.
Важно: во избежание коррозии металла в месте сварки, советую проваривать элементы с двух сторон.
Отклонения электрода в процессе работы могут привести к неправильному распределению наплавки металла, а это уже приведет к ухудшению качества сварного шва. Как итог, можно потратить весь электрод и получить нулевой результат.
3) Тавровое + угловое
В данном случае название отображает форму соединения – буква «Т» и буква «Г» соответственно. Тавровое обычно делаю двухсторонним – это помогает лучше проварить соединение и избавиться от риска слома. Кромки же разделываю больше для угловых, а для тавровых данный этап подготовки использую лишь на деталях с толщиной стенки от 8 мм.
Угловые швы являются упрощенной версией таврового, потому рекомендации по разделке и сварке от меня будут почти такие же. Единственный нюанс состоит в нижнем пороге толщины для разделки. Так как обеспечить качество соединения «Г» — образного шва сложнее, подготовку кромок стоит проводить для металлов с толщиной от 4 мм. Базовые варианты скосов я предоставил на схеме выше.
При сварке угловых стыков с разными толщинами металлов, оптимальным углом считаю от 50 до 60 градусов. В процессе соединения деталей одинаковой толщины новичкам советую располагать элементы в положении «лодочка».
4) Пространственные положения
В пространственном аспекте стоит выделить 3 типажа сварки – вертикальная, потолочная и в нижнем положении. Для формирования красивых сварочных швов дуговой сваркой при вертикальном и потолочных положениях нужна наработка практического опыта + следование канонам, описанным в технической литературе по направлению. Далее я опишу базовые требования, следование которым приведет новичка к успеху.
А) Как я свариваю в верхнем положении?
Основной проблемой такой сварки я считаю сползание металла под силой тяжести вниз. Чтобы капли не отрывались от шва, советую использовать дугу с минимальной длиной. Видел в продаже электроды, которые не залипают. Хороший вариант для новичков, но для настоящих сварщиков как-то не солидно.
Как можно вести вертикальный шов:
- снизу-вверх. Более ходовой вариант, позволяющий снизить вероятность дефектов сварного шва. Выполняя подобные швы, я обычно прерываюсь каждые 10 см. таким образом металл застывает, и упрощает дальнейшее ведение вдоль вертикали вверх;
- сверху-вниз. Сам таким методом почти не пользуюсь, но для общего понимания картины изучить его стоит все равно. Электрод нужно держать под углом в 90 градусов по отношению к поверхностям в момент розжига дуги, а сам процесс наложения делать без остановки.
Наложение шва сверху-вниз априори сложнее, потому новичкам советую не париться, и накладывать швы снизу-вверх. Только после идеальной отработки техники первого метода, можно будет задуматься об освоении второго.
Б) Как накладывать горизонтальные швы по вертикали?
В данном пространственном положении особой разницы в направлении движения не имеется. Каждый сварщик ориентируется на собственные предпочтения и удобства. Законы физики в процессе работы сварщика будут тянуть ванну вниз, потому для получения красивого шва советую электрод держать под углом. Точное значение не скажу, ибо здесь следует опираться на скорость перемещения и параметры тока. Придется подбирать практическим методом.
Что можно предпринять при стекании ванны:
- увеличить скорость движения вдоль шва;
- сделать отрыв дуги для застывания уже наложенной области шва и начать с верхней точки.
На практике, и первый и второй лайфхаки имеют свои недостатки, но со своей целью справляются на отлично. Единственное, не стоит применять ускорение и отрыв дуги одновременно, ибо полученный шов будет иметь минимальный запас прочности.
В) Как делать потолочные швы?
Потолочные швы делать сложнее всего. У меня куча знакомых с «боевыми шрамами» от падающих капель с потолка. Конечно же, придерживались бы они техники безопасности, риск был бы сведен к минимуму, но вы знаете наш менталитет.
При наложении потолочного шва могу дать 3 совета:
- держите электрод строго под углом в 90 градусов;
- используйте только короткую дугу;
- не меняйте скорость движения.
Неторопливость в данном процессе является залогом успеха работы сварщика. В отношении движений самим электродом, то здесь хорошо себя показывают круговые, расширяющие шов.
Отдельно рассматривать нижнее положение не вижу смысла, ибо практика сварщика начинается именно в данном направлении деятельности. Проблемы могут возникнуть только с формированием «красоты» шва, но следуя рекомендациям данной статьи, риск попасть в просак сведется к минимуму.
Как лично я делаю красивые швы ручной дуговой сварки?
Разобраться в особенностях работы с разными типами сварных швов – это 60% успеха. Остальные 40% являются совокупностью из вспомогательных факторов, таких как траектория движения электрода, его протяженность, число слоев и так далее. По основным вопросам в этом ключе я расскажу детальнее далее.
1) Как влияет угол наклона изделия и электрода?
В технической литературе не имеется четкого значения комфортного угла наклона электрода при формировании сварочных швов ручной дуговой сваркой. Каждый мастер вырабатывает его самостоятельно. Для меня, например, оптимальным значением считается 55 градусов.
Можно менять не только положение самого прутка, но и деталей. Так при сваривании на подъем, я получаю большую глубину проплавки + сам валик выше. Если работаю «на спуск», то оговоренные параметры идут в обратную сторону, на убывание.
Еще одна особенность наблюдается при смене положения электрода. Так, накладывая шов углом вперед, проплавка глубже, нежели при работе углом назад. Аналогичные изменения касаются и высоты получаемого валика.
2) Траектория движения
Когда уже наработан опыт в валиках, можно приступать к тренировке на траектории швов. Именно на данном этапе я понял, как именно следует вести дугу, чтобы швы получались красивыми даже до их постобработки.
На картинке выше можете увидеть подборку наиболее распространенные траектории движения дуги при ручной сварке. Все движения исполняются по амплитуде с разной длиной, тем самым образуя узор сварочного шва.
| Направление траектории | Как двигаться дугой |
|---|---|
| Поступательное | Пруток сварщик двигает вдоль оси. Чтобы получилось нормальное соединение, будет достаточно держать стабильную длину электрической дуги. |
| Продольное | Максимально тонкие швы, по типу нитки. Для качественной проработки нужно соблюдать оптимальное значение между скоростью движения и высотой дуги. Для закрепления соединения придется делать заход и поперечными движениями дуги. |
| Колебательное | Такая траектория помогает добиться сварщику необходимой длины сварочного шва. Производится плавка электрода через колебательные движения в 3 направлениях – лево, право и центр. Чем выше дуга, тем шире стык (но и разбрызгивается металл соответственно больше). |
Менять траектории швов и узоры нужно опираясь на пространственное положение сварки и ее тип. Выше я подавал краткое описание по данному вопросу с инфографикой для каждой и ситуаций.
3) Форма и протяженность
Очередные параметры швов, который стоит брать во внимание как новичку, так и профи сварки. С протяжённостью все просто – сплошные и прерывистые. На практике в 90% случаев использую именно сплошные. В прерывистых возникает необходимость только в случаях, когда тяжело зафиксировать соединяемые детали.
По форме выделяют 3 типа швов:
- выпуклая;
- ровная;
- вогнутая.
Основным фактором влияния на форму является величина силы тока. На втором месте стоит скорость сварки и подготовка кромок. Детальная инфографика по вопросу представлена на рисунке выше. Советую не просто изучить, но и взять во внимание.
4) Обработка сварного соединения
Чтобы сделать красивый сварной шов ручной дуговой сваркой, постобработка должна быть обязательным этапом перед сдачей в эксплуатацию. При гаражном ремонте для себя с этим сильно можно не заморачиваться, но работая по специальности, изучить направление следует очень тщательно. Выделяют 3 метода обработки, и я детальнее остановлюсь на каждом из них.
А) Термическая
Термообработку советую применять для швов в конструкциях, к которым выдвигаются повышенные эксплуатационные требования – трубопроводы, станочные механизмы под нагрузкой и прочее.
| Плюсы термообработки | Минусы метода |
|---|---|
| Восстановление свойств пластичности без потери в прочности | Тяжело использовать на практике |
| Снижение внутреннего напряжения | Нужно спецоборудование |
| Увеличение сроков службы шва | Необратимость процессов, из-за чего опасна даже мелькая ошибка |
Процедура протекает в 3 этапа – нагрев шва с окружением, выдержка и охлаждение. Оборудование для процесса подразделяется на радиационное, индукционное и газовое. Наибольшее распространение получило последнее.
Б) Химическая
Чисто химической обработки недостаточно для формирования красивого шва, но в связке с механической можно добиться впечатляющих результатов. Именно потому обработку химией советуют делать на любых типах швов, вне зависимости от их дальнейшей сферы эксплуатации.
В данном направлении могу выделить 2 метода:
- травление. Обработка стыков перед механикой. Используются составы с антикоррозийными свойствами. Смеси хорошо удаляют окисленный никель с хромом, которые являются побудителями ржавления;
- пассивация. Составы, которые образуют на поверхности шва защитную пленку.
Подобных растворов в магазинах хватает с головой, потому советую на химической обработке не экономить – она продлит жизнь шва на 50%-80% от его пикового значения как минимум.
Краткое пособие по наложению красивых сварочных швов:
В) Механическая обработка
Классика завершения сварочного шва, это затирка его диском до блеска. Я чаще всего использую проволочную щетку, но на этом список оборудования для произведения операции не заканчивается – болгарка с абразивными кругами, шлифовальщики и прочие инструменты на самый разный вкус и ценник.
Правила эффективной механической обработки швов:
- для болгарки лучше всего подходят круги из цирконата алюминия;
- лепестки выбираются с основой из ткани;
- размер зерна выбирается на основании поставленных задач обработки.
Для труднодоступных мест советую не мучиться с болгаркой, а взять напрокат борфрез. Агрегат компактный в исполнении, портативный и может достать практически в любое труднодоступное место.
На этом сегодня все. Надеюсь, я нормально раскрыл вопрос как делать красивые сварочные швы ручной дуговой сваркой новичкам. Если у вас имеются собственные лайфхаки, упрощающие работу, жду комментариев к статье. Удачи и не болеть!
