Під час електрозварювання для розігріву металу використовують електричну дугу. Вона виникає між деталлю і електродом - стрижнем з струмопровідного металу (інколи з неметалла). Від температури дуги плавиться метал. Зона сплаву в місці з'єднання деталей, називається зварним (зварювальним) швом. Для різних металів і різних видів з'єднань змінюватися може техніка зварювання, положення електрода, швидкість його руху, амплітуда. Як правильно варити шов, щоб з'єднання вийшло не тільки надійним, але і красивим, поговоримо далі.
Види зварних швів і з'єднань
Шви мають досить широку класифікацію. В першу чергу їх поділяють за типом з'єднання робітників. Залежно від вимог до надійності, шов може накладатися з однієї або з двох сторін. При двосторонньої зварювання конструкція виходить більш надійною і краще тримає форму. Якщо шов один, часто виходить так, що виріб перекошується: шов «тягне». Якщо їх два, ці сили компенсуються.
Зварні шви в залежності від виду з'єднання бувають стикові (встик), таврові, внахлест і кутові (Щоб збільшити розмір картинки клацніть по ній правою клавішею мишки)
Непрохідною відзначити, що для отримання якісного зварного шва, метал не повинен бути іржавим. Тому місця зварювання попередньо зашкурівают або обробляють напилком - до повного зникнення іржі. Далі, в залежності від вимог, сточують чи ні кромку.
Стикове з'єднання (шов встик)
Шов встик в зварюванні використовується при з'єднанні листового металу або торців труб. Деталі укладають так, щоб між ними був зазор в 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). В цьому випадку варять тільки з одного боку. При товщині деталей від 4 мм, шов може бути одинарним або подвійним, але потрібно закладення крайок одним з представлених на фото способом.
Типи підготовки деталей при зварюванні встик
- При товщині деталі від 4 мм до 12 мм, шов може бути одинарним. Тоді краю зачищають будь-яким із способів. Зручніше при товщині до 10 мм робити односторонню підготовку, а більш товсті деталі зачищають частіше у вигляді букви V. U-подібна зачистка складніше у виконанні, тому використовується рідше. Якщо вимоги до якості зварювання підвищені, при товщині більше 6 мм необхідна зачистка з двох сторін і подвійний шов - з одного і з іншого боку.
- При зварюванні металу товщиною від 12 мм встик, точно необхідний подвійний шов, прогріти такий шар з одного боку неможливо. Обрізка крайок двостороння, у вигляді букви Х. Використовувати при такій товщині V або U образні зачистки крайок невигідно: для їх заповнення потрібно в кілька разів більше металу. Через що збільшується витрата електродів і значно знижується швидкість зварювання.
Оброблення кромок металу при з'єднанні деталей встик (Щоб збільшити розмір картинки клацніть по ній правою клавішею мишки)
Якщо все-таки вирішено метал великої товщини варити з односторонньою обробкою, заповнювати шов потрібно буде в кілька проходів. Такі шви називають багатошаровими. Як в цьому випадку варити шов показано на малюнку нижче (цифрами позначений порядок укладання шарів металу при зварюванні).
Про зварюванні тонкого металу інверторним зварювальним апаратом читайте тут.
Як варити стикового шов: одношаровий і багатошарові (Щоб збільшити розмір картинки клацніть по ній правою клавішею мишки)
з'єднання 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.
Стаття по темі: Як штукатурити пінобетон - технологія нанесення штукатурки на пінобетонні стіни
При виконанні шва внахлест, необхідно правильно вибрати кут нахилу електрода. Він повинен бути близько 15-45 °. Тоді виходить надійне з'єднання. При відхиленні в ту або іншу сторону основна маса розплавленого металу знаходиться не на стику, а в стороні, міцність з'єднання значно знижується або деталі залишаються зовсім не з'єднаними.
Як правильно тримати електрод при зварюванні внахлест (Щоб збільшити розмір картинки клацніть по ній правою клавішею мишки)
Таврове і кутове з'єднання
Таврове з'єднання в зварюванні є букву «T», кутова - букву «Г». Таврове з'єднання може бути з одним швом або двома. Краї також можуть обробляти чи ні. Необхідність оброблення кромки залежить від товщини зварювальних деталей 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 обробленням з одного боку;
- від 12 мм кромку спилюють з двох сторін, і шва роблять теж два.
Типи зварних швів: Таврове з'єднання з обробленням (обрізанням) кромок і без
Кутовий шов можна розглядати як частину таврового. Рекомендації тут точно такі ж: тонкий метал можна зварювати без оброблення крайок, для більшої товщини доводиться знімати частину з одного або двох сторін.
Як готувати метал для кутового з'єднання (з одні або двома швами)
Кутові і таврові стики іноді доводиться варити з обох сторін (два шва). Щоб правильно варити такий шов, деталі повертають так, щоб металеві площині знаходилися під однаковим кутом. На фото цей спосіб підписаний «у човник». Так простіше розраховувати руху електрода, особливо новачкові з зварюванні.
Як варити шов: «у човник» і при з'єднанні металів різної товщини
При з'єднанні тонкого і товстого металу кут нахилу електрода повинен бути іншим - близько 60 ° до більш товстої деталі. При такому положенні велика частина прогріву доведеться на нього, тонкий метал не прогорає, що може трапитися, якщо кут нахилу буде 45 °.
Сварка кутових швів
При зварюванні кутових швів необхідно стежити за становищем і рухом електрода. У вас повинен виходити шов з рівномірним заповненням. Простіше це реалізувати, якщо виставити деталі для зварювання «у човник», але таке виходить не завжди.
Якщо нижня площину розташована горизонтально, часто виходить так, що на вертикальній площині, а також в самому кутку металу мало: він стек вниз. Це відбувається, якщо в вершині кута електрод знаходиться менше часу, ніж біля бічних його поверхонь. Рух кінчика електрода має бути рівномірним. Друга причина - занадто великий діаметр електрода, який не дозволяє опуститися нижче і прогріти нормально місце стику.
Щоб уникнути появи цього дефекту дугу розпалюють на горизонтальній поверхні (в точці «А»), рухаючи електрод до вертикальної поверхні, потім круговим рухом возвращют його на місце. Коли електрод знаходиться над стиком, він має нахил 45 °, у міру його просування вгору кут трохи зменшується (малюнок на зображенні зліва), при переході на горизонтальну поверхню, кут збільшується. При такій техніці шов буде заповненим рівномірно.
Сварка кутового шва - положення і рух електрода
При зварюванні кутових з'єднань стежте ще й за тим, щоб час перебування електрода у всіх трьох точках (по сторонам і в центрі) було однаковим.
Про вибір електродів для інверторних зварювальних апаратів читайте тут.
Положення в просторі
Крім різних типів з'єднань шви можуть по-різному розташовуватися в просторі. Бувають вони в нижньому положенні. Для зварника це найкомфортніший. Так найпростіше контролювати зварену ванну. Всі інші положення - горизонтальний, вертикальний і стельовий шов - вимагають певних знань техніки зварювання (про те, як варити такі шви читайте нижче).
Стаття по темі: Як помити алюмінієві жалюзі
Види зварних швів по положенню в просторі: вертикальний горизонтальний, стельовий
Як варити шов
При зварюванні в нижньому положенні ніяких складнощів не виникає навіть у початківця зварника. А от всі інші положення вимагають знання технології. Для кожного положення є свої рекомендації. Техніка виконання зварних швів кожного типу розглянута нижче.Сварка вертикальних швів
Під час зварювання деталей, що знаходяться у вертикальному положенні, розплавлений метал під дією сили тяжіння сповзає вниз. Щоб краплі не відривалися, використовують більш коротку дугу (кінчик електрода знаходиться ближче до звареної ванні). Деякі майстри, якщо дозволяють електроди (НЕ залипають), взагалі їх спирають на деталь.
Підготовка металу (оброблення крайок) проводиться відповідно до типу з'єднання і товщиною деталей, що зварюються. Потім їх фіксують в заданому положенні, з'єднують з кроком в 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 опускання вниз. Так простіше зробити якісний шов.
Як варити вертикальний шов знизу-вгору: положення електрода і можливі руху
У цьому відео показано, як правильно варити вертикальний шов електрозварюванням з рухом електрода знизу-вгору без відриву. Продемонстровано також техніка короткого валика. В цьому випадку руху 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 зварників це може бути більш зручним: за час відриву метал встигає охолонути. При такому способі можна навіть спирати електрод на поличку зварного кратера. Так простіше. Схема рухів практично така ж, як без відриву: з одного боку в інший, петельками або «коротким валиком» - вгору-вниз.
Як варити вертикальний шов з відривом дивіться в наступному відео. У цьому ж відеоуроці показується вплив сили струму на форму шва. У загальному випадку струм повинен бути на 5-10 А менше рекомендованого для даного типу електрода і товщини металу. Але, як показано у відео, це не завжди справедливо і визначається експериментально.
Іноді варять вертикальний шов зверху-вниз. В цьому випадку при запалюванні дуги тримайте електрод перпендикулярно до зварювальних поверхонь. Після розпалювання в такому положенні прогрійте метал, потім опустіть електрод і варіть вже в такому положенні. Сварка вертикального шва зверху-вниз не дуже зручна, вимагає хорошого контролю зварної ванни, але і таким способом можна досягти непоганих результатів.
Як варити вертикальний шов електрозварюванням зверху-вниз: положення електрода і руху його кінчика
Як варити горизонтальний шов
Горизонтальний шов на вертикальній площині можна вести як справа-наліво, так і зліва-направо. Різниці немає ніякої, кому як зручніше, той так варить. Як при зварюванні вертикального шва, ванна буде прагнути вниз. Тому кут нахилу електрода досить великий. Його підбирають залежно від швидкості руху та параметрів струму. Головне, щоб ванна залишалася на місці.
Сварка горизонтальних швів: положення електрода і руху
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 все відразу.
У відео нижче показано, як правильно зварювати метал в горизонтальному положенні. Друга частина ролика про вертикальних швах.
стельовий шов
Цей вид зварного з'єднання - найскладніший. Вимагає високої майстерності і хорошого контролю зварної 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 і шлаку. Сам шов зазвичай опуклий, виступає над поверхнею. Всі ці недоліки можна усунути: зачистити.
Стаття по темі: Особливості кріплення бруса
Зачистку швів після зварювання роблять поетапно. На першому етапі за допомогою зубила і молотка збивають окалину і шлак з поверхні. На другому, при необхідності, порівнюють шов. Тут знадобитися інструмент: болгарка, оснащена шліфувальним диском по металу. Залежно від того, наскільки гладкою повинна бути поверхню використовують різну зернистість абразиву.
Іноді, при зварюванні пластичних металів, потрібно лудіння - покриття зварного шва тонким шаром розплавленого олова.
Дефекти зварних швів
У початківців зварників часто при виконанні швів зустрічаються помилки, які призводять до порушення нормальної роботи. 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 і його нерівномірне заповнення. Відбувається це через нерівномірних рухів кінчика електрода, зміні швидкості і амплітуди рухів. У міру накопичення досвіду ці недоліки стають все менш помітними, через деякий час взагалі зникають.
Інші помилки - при виборі сили струму і величини дуги - можна визначити за формою шва. На словах описати їх складно, простіше зобразити. На фото нижче показано основні дефекти форми - підрізи і нерівномірне заповнення, прописані причини, що їх викликали.
Помилки, які можуть виникнути під час зварювання
непровар
Одна з помилок, які допускають початківці зварювальники: непровар
Цей дефект полягає в неповному заповненні стику деталей. Цей недолік необхідно коригувати, так як він впливає на міцність з'єднання. Основні причини:
- недостатній зварювальний струм;
- висока швидкість руху;
- недостатня підготовка кромок (при зварюванні товстих металів).
Усувається коригуванням струму і зменшенням довжини дуги. Підібравши правильно всі параметри, від такого явища позбуваються.
Про вибір инверторного зварювального апарату для дому та дачі читайте тут.
підріз
Цей дефект - канавка уздовж шва на металі. В основному виникають при занадто довгій дузі. Шов стає широким, температури дуги для прогріву не вистачає. Метал по краях швидко застигає, утворюючи ці канавки. «Лікується» більш короткою дугою або коректуванням сили струму в більшу сторону.
Підріз в кутовому з'єднанні
При кутовому або тавровому з'єднанні підріз утворюється через те, що електрод більше спрямований на вертикальну площину. Тоді метал стікає вниз, знову утворюється канавка, але вже з іншої причини: занадто сильному нагріванні вертикальної частини шва. Усувається зниженням сили струму і / або укороченням дуги.
Прожогом
Це наскрізний отвір в звареному шві. Основні причини:
- надто великий струм зварювання;
- недостатня швидкість руху;
- занадто великий зазор між крайками.
Так виглядає пропал шва при зварюванні
Способи виправлення зрозумілі - пробуємо підібрати оптимальний зварений режим і швидкість руху електрода.
Пори і напливи
Пори виглядають як невеликі отвори, які можуть групуватися в ланцюжок або бути розкидані по всій поверхні шва. Є неприпустимим дефектом, так як значно знижують міцність з'єднання.
Пори з'являються:
- при недостатньому захисті зварної ванни надмірній кількості захисних газів (електроди низької якості);
- протязі в зоні зварювання, який відхиляє захисні гази і кисень потрапляє до розплавленого металу;
- при наявності забруднень і іржі на металі;
- недостатньою обробленні кромок.
Напливи з'являються при зварюванні з присадні дріт при неправильно підібраних режимах і параметрах зварювання. Являють собою затерплу метал, який не з'єднався з основною деталлю.
Основні дефекти зварних швів
Холодні і гарячі тріщини
Гарячі тріщини з'являються в процесі охолодження металу. Можуть бути спрямовані уздовж або поперек шва. Холодні з'являються вже на холодному шві в тих випадках, коли навантаження для цього типу шва надто великі. Холодні тріщини ведуть до руйнування зварного з'єднання. Ці недоліки лікуються тільки повторної зварюванням. Якщо недоліків занадто багато, шов зрізають і накладають повторно.
Холодні тріщини ведуть до руйнування вироби
Техніка зварювання інверторним апаратом описана тут.