При сварке «блоками» (рис.14,в) шов заполняют отдельными ступенями по всей высоте сечения шва. Применяют при соединении деталей из сталей, закаливающихся при сварке.

Техника сварки.

Зажигание сварочной дуги. Дугу зажигают коротким прикосновением электрода к изделию (касанием) или чирканьем концом электрода о поверхность металла. Последний предпочтительнее, но он неудобен в узких, труднодоступных местах.

Положение электрода при сварке. Угол наклона электрода к свариваемому изделию и направлению сварки существенно влияет на качественное формирование шва.

Защиту сварочной дуги и жидкой ванны от окружающего воздуха осуществляют газообразующие и шлакообразующие элементы в покрытии электрода.

Газообразующие элементы при плавлении электрода образуют газовый «пузырь», который защищает сварочную дугу и жидкую ванну от воздуха.

Шлакообразующие, превращаясь в жидкий шлак, защищают металл шва и участвуют в металлургических процессах. Сохраняя сварочную ванну в жидком состоянии 2–3с, шлак позволяет образовавшимся газовым пузырям и шлаковым включениям всплыть на поверхность.

Поддержание металла шва в жидком состоянии более длительное время позволяет сформировать валик правильной формы с плавным переходом к основному металлу и равномерными чешуйками с минимальными перепадами между ними.

Важно, чтобы жидкий шлак укрывал расплавленный металл шва, следуя за жидкой ванной, сохраняя при этом теплоту и тем самым, отдаляя время начала кристаллизации шва. При этом сварочная ванна под электродом должна быть свободной от жидкого шлака, что позволяет наблюдать за формированием шва и за проплавлением основного металла. Для этого необходимо сварку выполнять под определенным углом наклона электрода по отношению к изделию и направлению сварки.

Существует три положения наклона электрода: сварка «углом вперед»; сварка «под прямым углом»; сварка «углом назад».

Наклон электрода влияет на глубину проплавления: максимальная глубина достигается при сварке «углом назад», минимальная глубина – при сварке «углом вперед», средняя глубина – при сварке «под прямым углом».

Сварка «углом вперед» осуществляется при движении расплавленного шлака впереди электрода. Он накапливается в большом количестве и натекает на основной металл, что мешает процессу сварки. Сварочная дуга начинает «блуждать», а иногда и гаснет. Сварной шов становится неровным.

Возможны непровары и шлаковые включения. В этом случае необходимо выровнять положение электрода до вертикального.

Сварка «углом вперед» применяется:

·  при заварке корневых швов во всех пространственных положениях, когда зазор между кромками увеличен или нестабилен;

·  при отклонении сварочной дуги в сторону выполняемого шва;

·  в тех случаях, когда жидкий шлак впереди электрода не мешает и когда необходимо минимальное проплавление основного металла;

·  при сварке горизонтальных, вертикальных, потолочных швов;

·  при сварке неповоротных стыков трубопроводов с толщиной стенки 3мм.

Сварка «под прямым углом» позволяет жидкому шлаку двигаться следом за сварочной ванной, накрывая жидкий металл шва сразу за электродом. Это обеспечивает качественное формирование валика. Поверхность шва имеет плавный переход к основному металлу и характеризуется минимальными перепадами между чешуйками. Жидкий шлак, идущий впереди, легко вытесняется по обе стороны сварочного валика более тяжелым жидким металлом шва. Когда шлак начинает мешать процессу сварки, необходимо наклонить электрод в сторону направления сварки до восстановления нормального процесса.

Сварку «под прямым углом» рекомендуется применять в случаях:

·  наплавки поверхностей в нижнем, горизонтальном и потолочном положениях;

·  сварки заполняющих слоев и лицевых валиков в стыковых соединениях во всех пространственных положениях;

·  сварки, когда не требуется значительного проплавления основного металла и когда шлак впереди электрода не мешает;

·  сварки в трудных местах.

При сварке электродами с рутиловым покрытием наклон электрода в сторону будущего шва всегда должен быть больше, чем при сварке электродами с основным покрытием.

Сварка «углом назад» является самым распространенным способом. При чрезмерном наклоне электрода жидкий шлак под давлением дуги вытесняется назад. Появляется «оголенный» участок жидкого металла шва, свободный от шлака. Отставание жидкого шлака от сварочной ванны отрицательно сказывается на формировании шва. Происходит быстрое остывание металла шва (кристаллизация).

Валик получается с неравномерными чешуйками и со значительными перепадами по краям при переходе к основному металлу. В этом случае необходимо выровнять положение электрода до момента, когда жидкий шлак будет следовать сразу же за ним.

Данный метод рекомендуется при сварке:

·  корневых швов в угловых и стыковых соединениях при минимальном зазоре;

·  толстостенных конструкций, когда необходимо получить большую глубину проплавления;

·  методом опирания козырька электрода на изделие;

·  электродами с рутиловым покрытием марок МР, ОЗС и других, ввиду образования большого количества шлака и его высокой жидкотекучести.

Окончание сварки. В конце шва нельзя обрывать дугу сразу. Электрод (рис.15) перемещают на верхний край сварочной ванны (положения 1, 2) и затем быстро отводят (положение 3) от кратера.

Заварка кратера. Используют два способа. По первому способу (рис.16,а) дугу обрывают в конце сварного шва (положение 1), а затем повторно зажигают (положение 2) для формирования необходимой высоты шва.

По второму способу (рис.16,б) из положения 1, не обрывая дуги, смещают электрод на 10–15мм в положение 2, а затем в положение 3, после чего дугу обрывают.

Влияние угла наклона электрода и изделия на форму шва. При сварке «углом вперед» (рис.17,а) уменьшается глубина провара и высота выпуклости шва, но заметно увеличивается его ширина, что позволяет использовать этот способ при сварке металла небольшой толщины. Лучше проплавляются кромки, поэтому возможна сварка на повышенных скоростях.

При сварке «углом назад» (рис.17,б) глубина провара и высота выпуклости увеличиваются, но уменьшается ширина. Прогрев кромок недостаточен, поэтому возможны несплавления и образование пор.

При сварке «на спуск» (рис.17,в) глубина провара уменьшается, а ширина шва увеличивается.

При сварке «на подъем» (рис.17,г) глубина провара увеличивается, а ширина шва уменьшается.

Манипулирование электродом. Сварщик электродом осуществляет три основных движения (рис.18).

● Поступательное перемещение (1) вдоль оси электрода обеспечивает подачу электрода, постоянство длины дуги и скорости плавления. Чем быстрее плавится электрод, тем больше скорость его перемещения вдоль оси.

● Прямолинейное перемещение (2) вдоль оси шва обеспечивает необходимую скорость сварки и качественное формирование шва. Скорость этого движения зависит от силы тока, диаметра электрода, скорости его плавления, вида шва и других факторов. При отсутствии поперечных движений электрода получается узкий шов (ниточный валик) шириной примерно 1,5 диаметра электрода. Такие швы применяют при сварке тонких листов, наложении первого (корневого) слоя многослойного шва, сварке способом опирания и т. д.

Движение электрода в направлении наложения сварного шва может быть быстрым и замедленным. При чрезмерно быстром движении основной металл не успевает расплавляться, кратер не образуется, и основной металл плохо соединяется со сварным швом. При быстром движении электрода сварной шов получается узким, неровным и неплотным. Если движение электрода замедленное, возможны перегрев и пережог металла. В таких случаях обычно образуются подрезы по краям сварного шва, а сам шов получается толстым и широким.

● Колебательное перемещение электрода (3) поперек оси шва для прогрева кромок и получения, требуемых ширины шва и глубины проплавления позволяет за один проход получать шов шириной до 4 диаметров электрода, а без – 1.5 диаметра.

Поперечные колебательные движения конца электрода определяются формой разделки, размерами и положением шва, свойствами свариваемого материала. Они в процессе перемещения электрода вдоль наплавляемого шва способствуют получению уширенного валика вместо ниточного (при прямолинейных перемещениях). Образуется больше расплавленного металла, он медленнее остывает, чем в случае прямолинейного перемещения конца электрода, и находящиеся в нём газы успевают выйти. В результате уширенные швы получаются менее пористыми, чем сварные швы, выполненные без поперёчного перемещения конца электрода (ниточные).

Поперечные движения можно исключить при сварке тонких листов или при прохождении первого (корневого) шва многослойной сварки.

Виды поперечных колебательных движений электрода (рис.19), которые применяет сварщик, во многом зависят от его навыков. В процессе колебания электрода середину пути проходят быстро, задерживая электрод по краям. Такое изменение скорости колебания электрода обеспечивает лучший провар по краям. Равномерная ширина валика достигается одинаковыми поперечными колебаниями.

Прямые зигзагообразные движения применяют для получения наплавочных валиков при сварке встык без скоса кромок в нижнем положении и если нет вероятности прожечь деталь.

Движения «полумесяцем вперёд» применяют для стыковых швов со скосом кромок и для угловых швов с катетом менее 6мм, выполняемых в любом положении электродами диаметром до 4мм.

Движения «полумесяцем назад» используют для сварки в нижнем положении, а также для вертикальных и потолочных швов с выпуклой наружной поверхностью.

Движения «треугольником» применяют для угловых швов с катетом более 6мм и стыковых швов со скосом кромок в любом пространственном положении. Даёт хороший провар корня шва.

Движения «треугольником» с задержкой электрода в корне шва эффективны для сварки толстостенных конструкций с гарантированным проплавлением корневого участка шва.

Петлеобразные движения используют для усиленного прогревания кромок шва, особенно при сварке высоколегированных сталей. Электрод задерживают на краях, чтобы не было прожога в центре шва или вытекания металла при сварке вертикальных швов.

Выполнение швов в различных положениях.

Выполнение стыковых соединений в нижнем положении. Наиболее удобно выполнять сварку в нижнем положении, швы получаются высокого качества, так как в этом случае легко выделяются неметаллические включения и газы из расплавленного металла сварочной ванны. При этом также имеются лучшие условия для формирования металла шва, поскольку расплавленный металл сварочной ванны удерживается от вытекания нерасплавившимися кромками.

Наложение валиков рекомендуется производить слева направо или к себе. В этих случаях сварщик чётко видит место соединения, длину дуги, перенос капель электродного металла и формирование валика. Нормальной считается ширина валика, равная 3–4 диаметрам электрода.

Односторонние швы без скоса кромок выполняют электродами диаметром, равным толщине металла S, если она превышает 4мм.

Листы без скоса кромок толщиной 2–8мм сваривают двусторонним швом, а до 6мм – односторонним.

Металл толщиной более 8мм сваривают с разделкой кромок. Во избежание прожогов сварку ведут на съемных медных или стальных подкладках.

Однопроходную сварку с V-образной разделкой кромок обычно выполняют поперечными колебаниями электрода на всю ширину, чтобы дуга перемещалась со скоса кромок на необработанную поверхность металла. Однако в этом случае очень трудно обеспечить равномерный провар шва по всей его длине, особенно при изменении величины притупления кромок и зазора между ними.

При сварке шва с V-образной разделкой за несколько проходов обеспечить хороший провар первого слоя в корне разделки гораздо легче. Для этого обычно применяют электроды диаметром 3-4мм и сварку ведут без поперечных колебаний. Последующие слои выполняют электродом большего диаметра (в соответствии с толщиной металла) с поперечными колебаниями. Для обеспечения хорошего провара между слоями предыдущие швы, а также кромки следует тщательно очищать от шлака и брызг металла.

Сварку швов с X- или U-образной разделкой кромок выполняют так же, как и с V-образной. Однако для уменьшения остаточных деформаций и напряжений сварку ведут, накладывая каждый последующий шов навстречу предыдущему. Швы с Х-образным скосом кромок более предпочтительны, чем с V-образным, так как в 1,6-1,7 раза уменьшается объем наплавленного металла, повышается производительность сварки и, кроме того, снижается величина угловых деформаций.

Сварку стыковых швов можно выполнять различными способами. При сварке на весу трудно обеспечить провар корня шва и формирование хорошего обратного валика по всей длине стыка. Поэтому используют сварку на съемной медной или остающейся стальной подкладке. В медной подкладке для формирования обратного валика делают формирующую канавку. Для того чтобы предотвратить вытекание расплавленного метала из сварочной ванны, необходимо плотно поджимать подкладки к свариваемым кромкам.

Если с обратной стороны соединения возможен подход к корню шва и допустима выпуклость обратной стороны шва, целесообразно выполнить подварку корня швом небольшого сечения с последующей укладкой основного шва с лицевой стороны соединения.

В местах поворота сварной шов следует заваривать без отрыва дуги. Не допускается гашение и зажигание дуги на поворотах сварного шва.

Выполнение угловых соединений в нижнем положении.

Выполняют угловые соединения «в симметричную лодочку» (рис.20,а) и «в несимметричную лодочку» (рис.20,б)

Во избежание непровара и подрезов кромок сварку «в лодочку» лучше вести электродом, допускающим опирание покрытия (козырька) на кромки.

При наложении угловых швов наклонным электродом (в том числе «в лодочку») сварку лучше вести «углом назад».

При выполнении тавровых соединений дугу возбуждают на горизонтальной полке, а не на вертикальной, чтобы избежать натекания металла.

Угловые швы без скоса кромок с катетами более 10мм выполняют в один слой поперечными движениями электрода «треугольником» с задержкой в корне шва.

Сварка угловых швов нахлесточных соединений в нижнем положении с катетом до 10мм производится в один слой электродами диаметром до 5мм без поперечных колебаний.

Выполнение вертикальных швов.

Сварка швов в положениях, отличающихся от нижнего, требует высокой квалификации сварщика. При ее выполнении возможны вытекание расплавленного металла из сварочной ванны или падение капель электродного металла мимо нее. Для предотвращения этого сварку следует вести по возможности наиболее короткой дугой, в большинстве случаев с поперечными колебаниями.

Расплавленный металл в сварочной ванне удерживается от вытекания силой поверхностного натяжения, поэтому необходимо уменьшить ее объем. Для этого конец электрода периодически отводят в сторону от ванны, давая возможность ей частично закристаллизоваться. Ширину валиков также уменьшают до двух-трех диаметров электрода. Применяют электроды меньших диаметров (для вертикальных и горизонтальных швов – не более 5мм, для потолочных – не более 4мм).

Выполняя вертикальные швы, силу сварочного тока уменьшают на 10% по сравнению со сваркой в нижнем положении. Для того чтобы металл не вытекал из ванны, нужно поддерживать короткую дугу. Используются электроды, дающие быстротвердеющий тонкий слой шлака («короткие» шлаки).

При способе «снизу вверх» («на подъем») дугу возбуждают в нижней точке шва. Сваркой подготавливают горизонтальную площадку сечением, равным сечению шва. При этом электрод совершает поперечные колебания. Сварка этим способом обеспечивает возможность провара корня шва и кромок, так как расплавленный металл стекает с них в сварочную ванну, улучшая условия теплопередачи от дуги к основному металлу. Однако поверхность шва получается грубочешуйчатая.

Страницы: 1, 2, 3, 4