Как правильно варить швы: вертикальные, горизонтальные, потолочные

Дефекты сварных швов

У начинающих сварщиков часто при выполнении швов встречаются ошибки, которые приводят к появлению дефектов. Некоторые из них критичны, некоторые — нет

В любом случае, важно уметь определить ошибку, чтобы затем исправить ее.  Самые распространенные среди новичков дефекты — неодинаковая ширина шва и его неравномерное заполнение. Происходит это из-за неравномерных движений кончика электрода, изменении скорости и амплитуды движений

По мере накопления опыта эти недостатки становятся все менее заметными, через некоторое время вообще исчезают

Происходит это из-за неравномерных движений кончика электрода, изменении скорости и амплитуды движений. По мере накопления опыта эти недостатки становятся все менее заметными, через некоторое время вообще исчезают.

Другие ошибки — при выборе силы тока и величины дуги — можно определить по форме шва. На словах описать их сложно, проще изобразить. На фото ниже показаны основные дефекты формы — подрезы и неравномерное заполнение, прописаны причины, их вызвавшие.

Ошибки, которые могут возникнуть при сварке

Непровар

Одна из ошибок, которые допускают начинающие сварщики: непровар

Этот дефект состоит в неполном заполнении стыка деталей. Этот недостаток необходимо корректировать, так как он влияет на прочность соединения. Основные причины:

• недостаточный сварочный ток;
• высокая скорость движения;
• недостаточная подготовка кромок (при сварке толстых металлов).

Устраняется корректированием тока и уменьшением длины дуги. Подобрав правильно все параметры, от такого явления избавляются.

Подрез

Этот дефект — канавка вдоль шва на металле. Обычно возникают при слишком длинной дуге. Шов становится широким, температуры дуги для прогрева не хватает. Металл по краям быстро застывает, образуя эти канавки. «Лечится» боле короткой дугой или корректировкой силы тока в большую сторону.

Подрез в угловом соединении

При угловом или тавровом соединении подрез образуется из-за того, что электрод больше направлен на вертикальную плоскость. Тогда металл стекает вниз, снова образуется канавка, но уже по другой причине: слишком сильном нагреве вертикальной части шва. Устраняется снижением силы тока и/или укорочением дуги.

Прожог

Это сквозное отверстие в сварном шве. Основные причины:

• чересчур большой ток сварки;
• недостаточная скорость движения;
• слишком большой зазор между кромками.

Так выглядит прожог шва при сварке

Способы исправления понятны — пробуем подобрать оптимальный сварной режим и скорость движения электрода.

Поры и наплывы

Поры выглядят как небольшие отверстия, которые могут группироваться в цепочку или быть раскиданы по всей поверхности шва. Являются недопустимым дефектом, так как значительно снижают прочность соединения.

Поры появляются:

• при недостаточной защите сварной ванны  чрезмерном количестве защитных газов (электроды низкого качества);
• сквозняке в зоне сварки, который отклоняет защитные газы и кислород попадает к расплавленному металлу;
• при наличии загрязнений и ржавчины на металле;
• недостаточной разделке кромок.

Наплывы появляются при сварке с присадочными проволоками при неправильно подобранных режимах и параметрах сварки. Представляют собой затекший металл, который не соединился с основной деталью.

Основные дефекты сварных швов

Холодные и горячие трещины

Горячие трещины появляются в процессе остывания металла. Могут быть направлены вдоль или поперек шва. Холодные появляются уже на холодном шве в тех случаях, когда нагрузки для этого типа шва чересчур велики. Холодные трещины ведут к разрушению сварного соединения. Эти недостатки лечатся только повторной сваркой. Если недостатков слишком много, шов срезают и накладывают повторно.

Холодные трещины ведут к разрушению изделия

Лицевой слой

Лицевой слой варится вглубь 0.5-2 мм. Он может вариться за несколько проходов или за один проход.

• Сварка в 1 проход с углублением на 0.5-1 мм варится методом «вперед дугой». Шаг нужно выбирать в зависимости от валика.
• Если углубление 1 — 2 мм, нужно применять метод «лесенкой».
• Если необходимо несколько проходов, околокромочные боковые валики варятся разными способами: лесенкой, дугой вперед, с манипулированием. Последний валик в центре варится, соединяя 2 боковых.

Как варить потолочный шов

Выбираем потолочный карниз

Как обрезать потолочный плинтус

Как повесить шторы на потолочный карниз

Потолочный сварочный шов считается одним из наиболее сложных соединений. Это можно объяснить тем, что в процессе работы перевернута, в результате чего существует огромная вероятность подтекания расплавленного металла. Как же варить правильно потолочный шов? При соединении потолочных конструкций необходимо особенно соблюдать правила техники безопасности выполнения сварочных работ, так как не исключается возможность попадания раскаленного металла на руки, лицо сварщика.

Любой профессионал сварного дела обязан знать, уметь правильно выполнять шовные соединения данного типа. Если на обычном производстве подобная методика используется достаточно редко благодаря возможности перевернуть свариваемую конструкцию, то в судостроительной индустрии в процессе выполнения монтажных работ, при соединении трубопроводных коммуникаций эта технология применяется часто.

Полумесяцем

При использовании данной технологии электрод относительно потолка удерживается сварщиком под углом более 90 градусов, при этом максимальный угол не должен превышать 130 градусов. Профессиональные сварщики в данном случае выполняют зигзагообразные движения электродом, которые напоминают полумесяц. Сварка инвертором по данной технологии предполагает выполнение работ в несколько подходов, но она считается довольно простой. Данную методику может использовать даже молодой, неопытный сварщик.

Главное, чтобы не испортить шовное соединение, необходимо постоянно отслеживать скорость сварки и не допускать вываривания широких валиков, чтобы не было подтеканий расплавленного металла.

Обратно-поступательная

Данная техника сварки швов на потолке также предполагает несколько проходов электродом. Предварительно выполняется корневой шов электродом, диаметр сечения которого составляет 3 мм, при этом подача тока не должна превышать среднее значение.

Лесенка

Расположение электрода к потолочному основанию более 90 градусов, при этом не более 130 градусов. Основное отличие технологии – отведение электрода в процессе сварных работ в сторону, чтобы не допускать растекания металла. После его остывания электрод возвращается обратно на шов и сварочные работы возобновляются. При использовании данной методики шовные соединения получаются длиннее.

Как варить шов

При сварке в нижнем положении никаких сложностей не возникает даже у начинающего сварщика. А вот все остальные положения требуют знания технологии. Для каждого положения есть свои рекомендации. Техника выполнения сварных швов каждого типа рассмотрена ниже.

Сварка вертикальных швов

Во время сваривания деталей, находящихся в вертикальном положении, расплавленный металл под действием силы тяжести сползает вниз. Чтобы капли не отрывались, используют более короткую дугу (кончик электрода находится ближе к сварной ванне). Некоторые мастера, если позволяют электроды (не залипают), вообще их опирают на деталь.

Подготовка металла (разделка кромок) проводится в соответствии с типом соединения и толщиной свариваемых деталей. Затем их фиксируют в заданном положении, соединяют с шагом в несколько сантиметров короткими поперечными швами  — «прихватками». Эти швы не дают деталям смещаться.

Вертикальный шов можно варить сверху-вниз или снизу-вверх. Удобнее работать снизу-вверх: так дуга толкает сварную ванну вверх, препятствуя ее опусканию вниз. Так проще сделать качественный шов.

Как варить вертикальный шов снизу-вверх: положение электрода и возможные движения

В этом видео  показано, как правильно варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода снизу-вверх без отрыва. Продемонстрирована также техника короткого валика. В этом случае движения электрода происходят только вверх-вниз, без горизонтального смещения, шов получается почти плоским.

Выполнять соединение деталей в вертикальном положении можно с отрывом дуги. Для начинающих сварщиков это может быть более удобным: за время отрыва металл успевает остыть. При таком способе можно даже опирать электрод на полочку сварного кратера. Так проще. Схема движений практически такая же, как без отрыва: из стороны в сторону, петельками или «коротким валиком» — вверх-вниз.

Как варить вертикальный шов с отрывом смотрите в следующем видео. В этом же видеоуроке показывается влияние силы тока на форму шва. В общем случае ток должен быть на 5-10 А меньше рекомендованного для данного типа электрода и толщины металла. Но, как показано в видео, это не всегда справедливо и определяется экспериментально.

Иногда варят вертикальный шов сверху-вниз. В этом случае при розжиге дуги  держите электрод перпендикулярно к свариваемым поверхностям. После розжига в таком положении прогрейте металл, потом опустите электрод и варите уже в таком положении. Сварка вертикального шва сверху-вниз не очень удобна, требует хорошего контроля сварной ванны, но и таким способом можно добиться неплохих результатов.

Как варить вертикальный шов электросваркой сверху-вниз: положение электрода и движения его кончика

Как варить горизонтальный шов

Горизонтальный шов на вертикальной плоскости можно вести как справа-налево, так и слева-направо. Разницы нет никакой, кому как удобнее, тот так варит. Как при сваривании вертикального шва, ванна будет стремиться вниз. Потому угол наклона электрода достаточно большой. Его подбирают в зависимости от скорости движения и параметров тока. Главное, чтобы ванна оставалась на месте.

Сварка горизонтальных швов: положение электрода и движения

Если металл стекает вниз, увеличивайте скорость движения, меньше прогревая металл. Еще один способ — делать отрывы дуги. За эти короткие промежутки металл немного остывает и не стекает. Также можно немного снизить силу тока. Только все эти меры применяйте поэтапно, а не все сразу.

В видео ниже показано, как правильно сваривать металл в горизонтальном положении. Вторая часть ролика о вертикальных швах.

https://youtube.com/watch?v=eNo05v10ToM

Потолочный шов

Этот вид сварного соединения — самый сложный. Требует высокого мастерства и хорошего контроля сварной ванны. Для выполнения этого шва электрод держат под прямым углом к потолку. Дуга короткая, скорость движения — постоянная. Выполняют в основном круговые движения, расширяющие шов.

Сварка потолочных швов

Сварка
потолочных швов требует от сварщика высокой квалификации т.к. сварка
в потолочном положении является наиболее сложной для исполнения. Её рекомендуется
выполнять, периодически замыкая электрод на свариваемый металл. В промежутках
между замыканиями, жидкий металл успевает частично кристаллизоваться, что позволяет
уменьшить объём сварочной ванны.

Хорошие результаты показывает сварка электродами с толстым тугоплавким покрытием.
Во время сварки такими электродами стержень плавится быстрее, чем покрытие и
на конце электрода образуется своеобразный «футляр», в котором расплавленный
металл удерживается от стекания. Данный вид
сварки похож на сварку с глубоким проплавлением, о которой говорилось на
странице «Высокопроизводительные
способы ручной дуговой сварки».

Для сварки потолочных швов рекомендуются электроды, диаметром не более 4мм
и пониженная сила сварочного тока. Сварку выполняют как можно более короткой
дугой для того, чтобы улучшить переход капель расплавленного металла в сварной
шов. При удлинении дуги возможно образование подрезов в сварном шве. Ещё одной
трудностью данного способа
сварки, помимо растекания металла, является затруднённый вывод шлака и газов
из расплавленного металла.

Дополнительные материалы по теме:

Сущность ручной дуговой сваркиСварка тонкого металла электродомСварка чугуна электродамиСварка латуни электродами

Технология ручной дуговой сваркиСварка стыковых швовТехника ручной дуговой сварки

Технология варки горизонтального шва

Специфика сварки горизонтального шва практически та же, что и для вертикального. Технические нюансы – опять же манипулирование углами установки электрода.

Направление движения в процессе сваривания деталей на стыке может выбираться от его крайней левой точки до крайней правой точки или наоборот. Конкретный выбор направления определяется сварщиком, исходя из степени личного удобства.

Но как правильно варить горизонтальный шов электросваркой, чтобы исключить вытекание расплава из колеи по причине действующей силы тяжести?

Здесь сварщику нужно подобрать такое положение электрода, при котором сила горения электрической дуги была бы равноценна силе тяжести капель металла. Возможно, потребуется настроить силу тока и опытным путём подобрать оптимальную скорость перемещения электрода.

Обычно сварку горизонтального шва ведут непрерывно до полного завершения. Однако если не удаётся держать под контролем расплав (сварочную ванну), можно попытаться изменить технику – перейти на ход с периодическим гашением дуги.

Все эти тонкости нарабатываются с приходом опыта выполнения сварочных работ. Поэтому не стоит отчаиваться, если с первых попыток ничего не получается.

Формирование горизонтального шва нужной ширины и глубины провара, как правило, достигается за счёт аккуратного поперечного перемещения горящего конца электрода от края одной стыкуемой детали до края другой.

На сварке металлов толщиной до 4 мм применяют разные варианты «рисунка» поперечного хода электрода. Каких-то конкретных рекомендаций на этот счёт нет. Главное – получить требуемую ширину шва и глубину провара.

Горизонтальные соединения

Сварка горизонтальных швов на вертикальной поверхности осуществляется слева направо и наоборот. В данном варианте ванна будет стекать в нижнюю кромку. Техника выполнения соединения предполагает наклон электрода под большим углом, зависящем от величины тока.

Существует несколько полезных советов, при выполнении которых сварка горизонтального шва будет осуществлена наиболее качественно:

• лучше класть сварочный шов слева направо;
• электрод следует расположить немного назад на шов;
• дугу зажигают на нижней кромке и после этого переводят на верхнюю;
• движение стержня осуществлять по спирали.

В случае стекания металла вниз, следует перемещать электрод быстрее, уменьшив нагрев детали. Выполнять работу можно и с отрывом дуги. В моменты отрыва металл будет успевать охлаждаться, в результате чего он прекратит стекать. Снижение силы тока обеспечивает такой эффект.

Следуя предложенным выше советам, можно научиться формировать качественные горизонтальные соединения ручной дуговой сваркой.

Возможные дефекты

Встречаются допустимые и не допустимые дефекты сварных швов, а пригодность получившейся конструкции для эксплуатации определяет ГОСТ 30242-97.

Непровар

Такой изъян получается при недостатке сплавления соединяемых деталей, а причина кроется в плохой подготовке кромок, не удалении остатков краски, создании слишком широкого зазора. К аналогичным последствиям приводит большая скорость проведения сварки, малая сила тока и смещение электрода от оси шва. При обнаружении непровара более 70%, нужно произвести зачистку шва и повторить сварку.

Подрез

Так называется наличие углублений между сварочным швом и основным металлом. Происходит такое из-за увеличения напряжения дуги во время быстрой проводке электрода, в результате чего жидкий металл стекает на соседнюю поверхность и промежуток не успевает заполниться. Дефект легко обнаруживается при визуальном осмотре, устранение производится путём зачистки и переварки шва.

Прожог

Большая сила тока и медленная проводка электрода приводит к появлению такого дефекта, устранение производится аналогичными методами.

Поры и наплывы

Первый вид характерен наличием свободного пространства в шве, которые заполнены газом, происходит такой брак из-за наличия посторонних вкраплений в расплавленном металле, избыточная сырость или недостаток защиты сварочной ванны. Если концентрация пор выше нормы, то такое соединение нуждается в повторной сварке.

Наплывы характеризуются натеканием расплавленного металла на поверхность соединяемой конструкции без образования однородной субстанции. Причина — низкое напряжение сварочной дуги, окалина на кромках, медленная проводка электрода и появление излишек расплавленного металла.

Появление трещин

Они встречаются — холодные, горячие, продольные, поперечные или радиальные. Первый вариант появляется во время остывания шва при t=1200С или под воздействием длительных нагрузок во время эксплуатации. Второй — при t=1100—13000С, когда возможно изменение пластичности и появления деформации, связанной с растяжением. Причина появления брака кроется в снижении прочности стали во время сварки или из-за появления в расплаве атомов водорода.

Варианты последующей обработки

На практике встречаются три аналогичных метода:

1. Термическая обработка проводится для ликвидации остаточного внутреннего напряжения шовного соединения путём локального или общего прогревания конструкции.
2. Механическая зачистка применяется для удаления шлака и окалины с поверхности швов.
3. Химическая обработка помогает обезжирить соединение и покрыть шов защитным слоем, предотвращающим окисление, которое неминуемо, если конструкция будет находиться в агрессивной среде.

На практике изготовления конструкций часто применяется поэтапный метод использования перечисленных вариантов.

Распространенные проблемы

Начинающие сварщики нередко совершают ошибки, способствующие возникновению дефектов. Некоторые существенно ухудшают качество шва, другие влияют только на эстетические характеристики.

Необходимо своевременно обнаружить дефекты, устранить их. Самыми распространенными проблемами считают неравномерное заполнение или перепады ширины шва. По мере накопления опыта работы с угловыми сварными соединениями ошибки случаются реже.

Непровар точки соединения

Дефект возникает при частичном заполнении стыка расплавом. Это требует своевременной коррекции, поскольку снижается прочность сварного шва.

Главными причинами непровара считаются:

• установка низкой силы тока;
• слишком быстрое ведение электрода;
• неправильная разделка кромок толстых деталей.

Для устранения непровара увеличивают мощность дуги, уменьшают ее длину. При правильном подборе параметров дефект повторно не возникает.

Пример непровара точки соединения.

Неравномерность воздействия

Такая ошибка проявляется образованием пор или наплывов. Первые представляют собой пустоты, расположенные линейно или хаотично, вторые — выступающие участки расплава. Оба явления недопустимы, поскольку они отрицательно влияют на рабочие характеристики готовой конструкции.

Появлению пор способствуют:

• неправильная защита сварочной ванны, чрезмерный расход инертного газа;
• применение некачественных электродов;
• воздействие на сварочную зону ветра, отклоняющего газовое облако (кислород в этом случае вступает в реакцию с расплавом);
• наличие следов коррозии или грязи на деталях;
• неправильная обработка кромок.

Наплывы возникают при работе с присадочным материалом из-за неправильного выбора режима и параметров сварки. Эти элементы не соединяются с основной деталью. Их рекомендуется удалять механическим способом.

Подрез участка

Дефект представляет собой углубление, пролегающее вдоль шва. Возникает при увеличенной длине дуги. Сварочная ванна расширяется, температуры не хватает для прогрева краев заготовок. Металл сразу затвердевает, формируя подрезы.

При угловой сварке подрез может образоваться и из-за неправильного удержания электрода. Расплав стекает вниз, из-за чего появляется канавка. В этом случае уменьшают мощность дуги, укорачивают ее.

Дефект сварочного шва.

Прожог шва

Дефект представляет собой сквозное отверстие.

Его появлению способствуют:

• слишком большая сила тока;
• медленное ведение стержня;
• увеличенное расстояние между краями детали.

Для устранения дефекта подбирают правильные параметры работы аппарата, накладывают шов повторно.

Трещины холодного и горячего происхождения

Второй тип дефектов появляется на этапе остывания металла. Они направляются поперек или вдоль шва. Холодные трещины возникают на уже затвердевшем шве тогда, когда конструкция испытывает чрезмерные нагрузки.

Такие дефекты приводят к постепенному разрушению соединения. Для устранения недостатков требуется повторное формирование шва. При наличии большого количества трещин края деталей срезают.

Холодные трещины при сварке.

Неправильные расчеты

При выборе некорректных параметров работы аппарата возникают разные типы дефектов. Шов утрачивает прочность, деформируется.

Главными причинами проблем считаются:

1. Неверный катет. Качество сварного соединения зависит от правильности выбора напряжения, скорости ведения электрода. Последнюю нужно удерживать на одном уровне. При недостаточности тока стержень работает на небольшой скорости, основной металл плохо проплавляется. При высоком значении параметра катет получается вогнутым, образуются прожоги.
2. Косой угол. Установить детали в нужное положение достаточно сложно. Конструкция утрачивает требуемые качества, если наклон приставной пластины смещается к одному из боков.

Параметры тока и перемещение электрода

Значение силы тока и скорость перемещения электрода – значимые факторы, оказывающие влияние на качество шва. Сварка большими токами сопровождается прогревом металла до большой глубины, что позволяет наращивать скорость перемещения электрода. При условии оптимального соотношения тока и скорости движения электрода получают ровный качественный шов.

Таблица соответствия тока, электрода, толщины металла

Сила тока, А	Диаметр электрода, мм	Толщина металла, мм
35-50	1,6	1-2
45-80	2	2-3
65-100	2,5	3-4
85-150	3	4-5
125-200	4	5-6

Перемещая электрод с определенной скоростью, следует учитывать величину мощности дуги. Чрезмерно быстрая подача электрода при малой мощности не сможет обеспечить достаточной температуры прогрева.

Как результат – не удастся проварить металл до нужной глубины. Шов просто «ляжет» на поверхности, едва «прихватив» границы кромок.

Напротив, в условиях чрезмерно медленного продвижения электрода создастся атмосфера перегрева, что грозит деформацией металла на линии сваривания. Если металлические элементы имеют тонкую структуру, мощная дуга попросту прожжёт металл.

Успешно попрактиковаться на поприще начинающего сварщика и отточить навыки выполнения швов можно при изготовлении печки на отработке, основой корпуса которой является металлическая труба. Рекомендуем ознакомиться с полезной информацией.

Техника получения хорошего сварного соединения

 Когда валики начнут получаться ровными, можно попытаться начать изготавливать соединительные швы. Такую операцию сможет выполнить достаточно опытный практикант, который умеет варить электросваркой.

Зажигание электрода выполняется согласно описанной выше технологии. Единственным отличием будет движение руки сварщика. Она будет выполнять колебательные движения. Расплав будет как бы переходить с одной поверхности детали на другую. Движение может происходить по нескольким траекториям:

• Зигзагообразная;
• Петлевидная;
• Елочкой;
• Серпом.

Для тренировки можно взять небольшую металлическую заготовку. По поверхности мелом провести линию, чтобы ее можно было увидеть через темное стекло маски. Именно по ней нужно двигаться электродом, чтобы получить своеобразный шов, в виде любой вышеуказанной траектории.

После того, как шов остыл нужно молотком отбить шлак и рассмотреть проделанную работу.

Когда появился небольшой опыт можно начинать изготавливать соединительные швы, которые имеют несколько видов:

• Тавровые;
• Стыковые;
• Угловые;
• Внахлест.

Кроме того, такие швы могут быть горизонтальными и вертикальными, могут свариваться в разных направлениях.

Только после многочисленных тренировок можно добиться равномерного движения руки. После этого можно получить красивые детали.

Второй корневой валик

Второй корневой валик с обратной стороны при Х-образной разделке выполняется электродом диаметром 3 мм на среднем или максимально токе 100-110A. Повышенный сварочный ток необходим для хорошего проплавления обратной стороны корня шва. Предварительно нужно произвести зачистку от шлака, а при необходимости — механическую выборку.

В зависимости от полноты первого или второго корневого валика сварку третьего производить со следующей манипуляцией:

а) когда корневой валик легкий (малого сечения) — вариант 2 или 3 — манипулирование производить «лестницей», проплавляя корневой вали и кромки по краям, при этом обязательно центром дуги (электрода) при манипулировании доходить до края предыдущего валика и произвести задержку;

б) когда корневой валик полный (вариант 1), кроме манипулирования электродом для формирования «нормального» или «вогнутого» второго последующего третьего валиков, помогает в процессе сварки разворот электрода к проплавляемой стенке (плоскости). Это достигается разворотом кисти руки. На рис. 56 показано, в какой момент удобней производит изменение угла электрода. В положении 1 дуга горит на плоскости «а» предыдущем валике, центр дуги направлен на край валика. Электрод расположен приблизительно параллельно плоскости «б». Заполнив кратер электродным металлом и не меняя положения электрода, плавно перейти в положение 2 до касания электродом плоскости «б», а дугой до края валика. Почувствовав опору, произвести разворот кисти (не руки) так, чтобы электрод занял положение 3 (параллельное плоскости «а») и центром дуги проплавлял край предыдущего валика и стенку «б». Заполнив кратер элетродным металлом и не меняя угол электрода, перейти в положение 4, проплавляя дугой предыдущий валик. Коснувшись электродом плоскости «а», произвести разворот кисти и электрода в положение 1 и т.д. С каждым переходом производить подъем электрода в зависимости от формирования валика, ширины и полноты (набранной ванны). При минимальном подъеме и недостаточной скорости манипулирования могут быть подтеки (наплывы) жидкого металла шва на закристаллизовавшийся шов. При чрезмерном подъеме и большой скорости перехода от одной кромки к другой появляются западания, пропуски и подрезы на стенке в зоне шва, на краю и в середине валика. Не рекомендуется производить разворот кисти и электрода в момент перехода от одной кромки к другой. В этом случае трудно сформировать валик в центре шва без подрезов, наплывов и пропусков между чешуйками шва.