Как варить шов: вертикальный, горизонтальный, потолочный

Ключевые преимущества

К положительным качествам стальных конструкций относятся:

1. Увеличенная несущая способность. При небольших размерах конструкция выдерживает высокие нагрузки. Это объясняется увеличенной прочностью металла.
2. Повышенная надежность. На предварительных этапах производятся точные расчеты, что помогает получить требуемые рабочие характеристики.
3. Легкость установки и перевозки. Металлические элементы намного легче бетонных или каменных.
4. Целостность металла или швов, позволяющая формировать герметичные трубопроводы и резервуары.
5. Возможность сборки конструкций как в промышленных условиях, так и в быту.
6. Удобство использования. При повышении нагрузок изделия можно усиливать. Они легко подвергаются реконструкции и ремонту.

Электрошлаковый метод

Электрошлаковой сваркой можно варить детали практически любой толщины. Соединение происходит за один проход, независимо от толщины металла. Это ее функциональная особенность.

Причем сварка вертикальных швов при этом способе получается лучше всего опять-таки из-за принципа используемого метода. Благодаря однопроходной сварке происходит экономия электроэнергии и расходных материалов, производительность увеличивается на порядок. Сварка вертикальных стыков резервуаров получается высокого качества.

При электрошлаковой сварке, в области между кромками стыков заготовок и медными пластинами, возникает ванна из жидкого шлака. Процесс сваривания можно описать так:

• после погружения в шлаковую ванну электрода, сварочный ток проходит через нее и нагревает до такой температуры, что начинают плавиться кромки деталей и сам электрод;
• расплав образует сварочную ванну, после остывания которой происходит кристаллизация и образование сварного соединения;
• по мере остывания шва электрод с медными пластинами, образующими замкнутую область сварочной ванны, поднимается.

Так, за один проход производят вертикальную сварку швов любой толщины. Жидкий шлак, как более легкий компонент все время находится сверху, защищая шов от воздействия атмосферного кислорода. После завершения процесса сваривания, остывший шлак постукивают молотком и удаляют.

Дефекты швов

Практически все виды сварочных швов и соединений после окончания процесса сварки имеют дефекты. Некоторые из них подлежат исправлению, а другие приходится отправлять в брак.

В нормативных документах указаны требования к сварным швам, которые определяют, какие дефекты в каких видах швов сварки допустимы и их геометрические параметры. Выполнение этих требований является строго обязательным, поскольку их наличие может вызвать при эксплуатации разрушение конструкции. ГОСТ 5264 определяет классификацию существующих дефектов. Допустимые отклонения от нормы должны быть указаны в чертеже на изделие.

Имеются причины, вызывающие различные виды дефектов. К ним могут относиться как объективные, например, некачественный материал или неисправность применяемого оборудования, так и субъективные — ошибки при проведении производственного процесса, недостаточная квалификация сварщика, нарушение технологического процесса.

К причинам возникновения дефектов также относятся: выбор электродов неправильного размера, включение на оборудовании несоответствующего виду сварки режима, колебания напряжения в электросети, неподходящая скорость процесса. К возникновению дефектов может привести отсутствие или недостаточность проведения предварительной подготовки. При проведении сварки на свежем воздухе могут неблагоприятно подействовать плохие погодные условия.

Перед началом сварки необходимо убедиться в исправности и работоспособности используемого оборудования. Не должен быть пропущен срок очередной поверки, что указывается в паспорте на него.

Имеется три вида дефектов, возникающих в результате сварки:

• местом расположения которых является наружная поверхность;
• внутри сварного соединения;
• сквозные.

Наружные дефекты хорошо видны при визуальном осмотре, с которого должен начинаться контроль получившегося при сварке соединения. К внешним дефектам относятся наплывы, трещины, выпуклости и углубления, подрезы, свищи. К ним также относится наличие в сварном шве участков, различающихся по ширине, а при угловых соединениях — разная величина катетов.

Причинами возникновения внутренних дефектов могу быть недостаточно качественный основной материал, нарушение технологии сварки. Трещины могут появляться не только на наружных поверхностях, но и внутри соединений, где они могут стать источниками растущего напряжения, что может привести к разрушению конструкции. Одна из причин их появления — чересчур быстрое охлаждение.

К внутренним дефектам относится непровар, который может появиться, когда на деталях была оставлена ржавчина или окалины. Еще одной причиной непровара может служить небольшая величина силы тока. Если обнаружен не проплавленный участок большой протяженности, то потребуется переплавка соединения.
Внутри сварного шва возможно образование пор, заполненных газом. Причина их появления — посторонние примеси и излишек влаги. Если нарушена технология, то внутри сварного шва могут появиться включения вольфрама и шлака.

Сквозные дефекты — это поры, проходящие всю толщину шва. Такой дефект можно обнаружить при визуальном осмотре.

Сварка в потолочном положении

Сварка происходит в несколько этапов, первый из них – проварка корня шва.

Корень шва

Используйте электрод диаметром 3 мм и силу тока минимального или среднего диапазона.

В зависимости от условий, сварку можно выполнить несколькими способами :

Если возможна выборка и подварка с обратной стороны, то при сварке следует обратить внимание на формирование валика с нижней стороны. Не должно быть нависаний и подрезов.

Лучше всего такой шов выполнить колебательными движениями от кромки к кромке, с задержкой на них

Таким образом, не потребуется дополнительная выборка, и после очистки соединения от сварки можно будет накладывать второй валик (читать далее Пластиковые потолки: особенности монтажа)

Лучше всего такой шов выполнить колебательными движениями от кромки к кромке, с задержкой на них. Таким образом, не потребуется дополнительная выборка, и после очистки соединения от сварки можно будет накладывать второй валик (читать далее Пластиковые потолки: особенности монтажа).

Потолочный сварочный шов

1. Если есть необходимость формирования валика с обратной стороны, нужно совершать постоянные поступательные движения электрода внутрь зазора на минимально короткой дуге. Добейтесь того, чтобы дуга горела с обратной стороны, тогда металл будет застывать в форме зонтика (читать далее Потолочная плита байкал).

Основное внимание при такой сварке должно быть сосредоточено на обратном валике. При возможности выдерживайте скорость сварки в зависимости от нижнего валика, чтобы не было сильной выпуклости. Если всё-таки внутренний валик получился слишком выпирающим, то необходима выборка до чистого металла

Если всё-таки внутренний валик получился слишком выпирающим, то необходима выборка до чистого металла.

Корень шва с обратной стороны

Заполнение разделки

Сварка 2 и 3 валика происходит электродом 3 мм. на средне-максимальном токе, либо 4 мм. на среднем. Выбор зависит в зависимости от ширины первого валика. Чтобы не образовалось выпуклости, следует задерживаться на краях, затем немного смещать дугу по кромке и переходить лесенкой на другую кромку.

Если необходимо изменить форму валика при сварке, изменяйте скорость, наклоняйте электрод другим углом, увеличивайте величину шага.

Влияние угла наклона электрода на форму шва

Совет! Не делайте валики большой ширины, они будут давать подтёки и капать.

4 и 5 слой зависят от ширины предыдущих валиков – во всю ширину, или в 2 валика. Следующие слои выполняются в виде наплавки без колебательных движений. При подходе к кромке нужно оставлять расстояние диаметром электрода с покрытием, между предпоследним валиком и кромкой.

Как правильно варить потолочный шов — схема

Лицевой слой

Лицевой слой варится в углубление 0.5-2 мм.

В зависимости от толщины металла и ширины последнего слоя, может потребоваться несколько проходов.

При сварке в 1 проход и углублении предпоследнего слоя на 0.5-1 мм. необходимо производить сварку методом «вперед дугой». Шаг подбирайте в зависимости от формирования валика.

Если углубление от 1 до 2 мм, используйте метод «лесенкой».

При сварке в несколько проходов, боковые валики проходящие у кромки, в каждом случае варятся разными способами: с манипулированием или без него, лесенкой или дугой вперед. Последний валик по центру варится так, чтобы ровно соединить 2 боковых.

Подробная схема показана на картинке выше.

В заключение стоит добавить, что не стоит заниматься сваркой потолка без опыта. Это достаточно трудное дело, требующее определенных знаний и навыков, которые приходят со временем. Начинайте сварку с более простых видов соединений.

Одним из самых сложных сварочных швов является потолочный. Это объясняется тем, что в данном случае сварочная ванна перевернута вверх дном и поэтому во время проведения работ существует высокая вероятность того, что будут возникать подтеки раскаленного металла.

Наложение данного типа шва требует более тщательного соблюдения правил безопасности, так как расплавленный металл может попасть не только на одежду рабочего, но и на его лицо, шею, руки.

Схема положения шва в пространстве

Каждый профессиональный сварщик должен знать и уметь правильно варить указанный вид швов. Если в промышленном производстве такой способ используется редко, так как есть возможность перевернуть деталь, то в судостроении, при поведении строительно-монтажных работ и при сваривании трубопроводов он используется довольно часто.

Возможные проблемы

Прочность и качество шва будет зависеть от того, насколько полно вы сможете из бежать дефектов, характерных для такого вида соединений. К основным изъянам относятся следующие:

1. Подрезы. Способствует их появлению электрическая дуга. Следы ее «коварства» предстают в виде небольших углублений на поверхности метализделий. При сварке снизу поврежденный участок можно закрыть наплавлением присадочного материала. Надо лишь дольше держать электрод при этом. Однако техника выполнения углового шва гораздо сложней. Нужно очень постараться, чтобы наплавить присадку на боковую поверхность. Вот почему на угловом шве углубления, как правило, присутствуют лишь на одном боку.
2. Непровары на отрезках швов. Они встречаются чаще у тех сварщиков, кому еще надо накопить знаний в технологии производства угловых швов. Этот фактор сказывается так: рабочий в целях заполнения места стыковки чересчур энергично водит электродным кончиком по обе стороны. Но расплавленная масса, наоборот, стекает по ним, и цель – проварка шовного корня – остается недостижимой.
3. Неверный катет. Качество сварки углового шва здесь зависит от умения определить требуемый режим напряжения, а потом управлять электродом с необходимой скоростью, стараясь удержать на одном уровне. Ток недостаточный? Электрод работает на малой скорости, а катет получится чрезмерно выпуклым. Из этого следует, что основной металл недостаточно поплавился. Повышенная сила тока и более быстрая скорость движения электродом? Катет получите вогнутый.
4. Косой угол. Сварочные соединения отличаются, как правило, соответствующей формой к градусу угла. В этом и сложность – соблюсти точные размеры. Качество конструкции будет безнадежно испорчено, когда у приставной пластины неожиданно нарисуется наклон к одному из боков.
5. Неровная наплавка металлом в боках стыковки. Высокая t, тяжесть кромок и электрода провоцируют расплавленную железную массу стекать вниз и сразу по сторонам. В результате может получиться так, что своей основной частью шов расположится на нижней поверхности. Верхний край, лишь прихваченный сваркой, уязвим перед деформацией. Чуть нагрузка – он и развалился.
6. Прочие дефекты. Они представлены пустотами, лунками, вездесущими трещинами, непредсказуемыми свищами и кратерами, другими посторонними твердообразными включениями. Они могут заявить о себе в процессе.

Возможные ошибки

Советы профессионалов помогут узнать, как получить надежные и красивые сварочные швы и как правильно их варить. К основным ошибкам, не позволяющим получить качественный шов, относятся:

1. Слишком быстрое перемещение электрода. В результате шов получается неровным.
2. Чрезмерно маленькая скорость ведения электрода. Образуются прожоги, которые являются серьезным дефектом и в ответственных конструкциях недопустимы.
3. Неправильно выдержанный угол наклона электрода. Он должен находиться в пределах от 30 до 60 градусов. При выходе за эти значения нарушается ровность шва.
4. Сваривание металлов разных марок, имеющих сильно отличающиеся характеристики, в частности, температуру плавления. Когда один металл уже расплавился, а второй еще только слабо нагрелся, то сваривание произойти не может. Появляются трещины, подлежащие ликвидации.
5. Работа с влажными электродами. Перед началом сварки их необходимо просушить или даже прокалить. Влажность вызывает неравномерное горение дуги.
6. Неправильно выбранные режим сварки, тип электрода, величина тока.
7. Слишком большая или маленькая длина дуги.
8. Использование сварочного оборудования с просроченным сроком поверки.
9. Недостаточное прогревание кромок. Для этого необходимо подобрать поперечные колебательные движения, размах которых соответствует ширине шва.
10. Большой зазор между деталями может вызвать усадочную раковину.

Красивые сварочные швы не могут быть получены при наличии в них пор. Существует много причин их появления в сварочном шве:

• недостаточная зачистка кромок, оставление на них грязи, ржавчины, окалин;
• большое содержание влаги на кромках и электроде;
• наличие в зоне сварки сквозняков;
• некачественные электроды;
• большая разница в химическом составе основного и присадочного материалов.

Со временем приходит опыт, как правильно вести сварочный шов. В этом заключается мастерство сварщика, профессия которого является востребованной и престижной.

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.

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

Вертикальный шов

Сварка вертикального шва может осуществляться двумя различными методами: сверху вниз и наоборот. Проще всего вертикальная сварка выполняется в случае работы снизу вверх. В данном варианте сварочная ванна поднимается дугой, формируемой электродами, и не опускается.

Формируя вертикальные швы снизу вверх без отрыва дуги, электроды необходимо перемещать в одном направлении без смещений по горизонтали. При этом должен соблюдаться наклон в 80-90 градусов. В таком случае шов получается почти плоским.

Таблица стыковых соединений.

Чтобы понять, как варить вертикальный шов, следует четко представлять алгоритм последовательности действий:

• в первую очередь в нижней точке зажигается дуга;
• проводится подготовка горизонтальной поверхности, равной сечению шва;
• сварочная ванна удерживается дугой, контролируемой наклоном электрода.

В таком виде работы электроды должны перемещаться достаточно быстро. Важен полный контроль над процессом сваривания. В случае вытекания сварочной ванны с одного края, следует перейти к другому краю с одновременным движением вверх.

Осуществлять данный тип соединения можно и с отрывом дуги. Подобный вариант будет особенно удобен начинающим сварщикам. За время отрыва деталь успевает охладиться. Подобный способ позволяет даже опирать электрод на полочку сварного кратера.

Схема перемещения стержня аналогична движению без отрыва: из стороны в сторону, коротким валиком, петельками.

Стоит обратить внимание на влияние величины силы тока на шов. Чтобы правильно варить вертикальный шов, следует задавать ток на 5-10 ампер меньше рекомендованного значения, соответствующего выбранному электроду для вертикального шва и толщине изделия

Однако это утверждение не всегда справедливо, и в ряде случаев ток необходимо подбирать экспериментально

Чтобы правильно варить вертикальный шов, следует задавать ток на 5-10 ампер меньше рекомендованного значения, соответствующего выбранному электроду для вертикального шва и толщине изделия. Однако это утверждение не всегда справедливо, и в ряде случаев ток необходимо подбирать экспериментально.

Можно осуществлять соединение и сверху-вниз. В таком случае стержень необходимо держать перпендикулярно поверхности детали. После розжига дуги в таком положении следует прогреть металл и уже потом перемещать его, формируя шов.

Выполнять сварку сверху вниз не очень удобно. Этот вид работы предполагает высокий контроль сварной ванны. Тем не менее при должном профессионализме таким методом можно сформировать отличное соединение.

Зачистка сварных швов

После завершения работы на поверхностях остаются частицы металла, шлака и окалины. Шов слегка выступает над поверхностью, что ухудшает эстетические качества конструкции. Такие недостатки устраняют путем зачистки. Процедуру выполняют поэтапно. В первую очередь, молотком и зубилом снимают шлак или окалину.

На следующем этапе при необходимости выравнивают обработанную область. При этом используют болгарку со шлифовальной насадкой по металлу.

Зернистость абразива выбирают с учетом требуемой гладкости поверхности. При сварке мягких металлов сварной шов лудят: покрывают оловянным припоем.

Зачистка сварных швов борфрезами.

Ультразвуковая дефектоскопия сварных швов

Данный вид неразрушающего контроля выполняется с использованием специализированного дефектоскопа с применением датчиков различных номиналов (в зависимости от задачи). В ходе УЗИ ультразвук легко проходит через металл и отражается от нижнего края обследуемой конструкции. Все искажения, появляющиеся в ходе обследования, отслеживаются датчиком и записываются. В зависимости от типа искажения специалист определяет дефект.

УЗК сварных швов («просвечивание» стыков) позволяет с высоким уровнем качества выявить непровары, трещины, газовые поры, зазоры, шлаковые включения в шве. По точности показаний УЗК не уступает, в ряде случаев заметно превосходит большинство используемых технологий — радиографический контроль, иные.

Ультразвуковая дефектоскопия сварных швов (УЗД) — один из универсальных методов обследования, позволяющий быстро и эффективно выявить большинство серьезных недостатков. УЗД широко применяется, когда требуется проверить качество соединения труб, герметичность трубопровода.

К преимуществам может быть отнесена и доступная стоимость «просветки» сварных швов в Москве, Нижнем Новгороде, Казани, Тюмени и в других регионах РФ, где мы выполняем работы.

Исследование металлоконструкций с помощью ультразвука может быть выполнено разными методами УЗИ:

• Эхо-импульсный.
• Зеркально-теневой.
• Эхо-теневой.

Эти методы УЗИ отличаются друг от друга по углу вхождения волн в металл, схемой расположения и включения преобразователей и другими характеристиками. Независимо от используемого неразрушающего метода исследования, можно получить точные данные о дефектах (расположение, геометрия), имеющихся на разной глубине.

Параметры ультразвукового контроля качества сварки зависят от нескольких условий. Поэтому перед началом выполнения исследования методом дефектоскопии сварных соединений нам необходимо знать:

• Вид и марка изучаемого материала.
• Толщина и геометрия конструкции.
• Назначение конструкции (для определения норм браковки — какие дефекты считаются допустимыми, какие – нет).

В силу большого количества факторов, влияющих на стоимость работ по ультразвуковой дефектоскопии (УЗД) сварных швов как в Москве, так и в регионах, ультразвуковой толщинометрии трубопроводов по нашей практике точные цены могут существенно отличаться для различных объектов! Поэтому итоговые цены уточните у наших менеджеров, а здесь приведем примеры стоимости на данный вид дефектоскопии сварных соединений:

Проведение работ по ультразвуковому контролю качества (далее — УЗК) сварных швов трубопроводов

Диаметр, мм, до 36	1 стык	400 — 700 руб.
Диаметр, мм, до 65	1 стык
Диаметр, мм, до 114	1 стык
Диаметр, мм, до 159	1 стык	500 — 1 300 руб.
Диаметр, мм, до 219	1 стык
Диаметр, мм, до 273	1 стык
Диаметр, мм, до 377	1 стык	700 — 1 700 руб.
Диаметр, мм, до 465	1 стык
Диаметр, мм, до 550	1 стык	От 1 600 руб.
Диаметр, мм, до 720	1 стык	От 1 800 руб.
Диаметр, мм, до 920	1 стык	От 2 000 руб.
Диаметр, мм, до 1220	1 стык	От 2 300 руб.
УЗК сварных швов конструкций и оборудования	1 п. метр	От 700 руб.
УЗК основного металла оборудования, толщина стенки до 14 мм	1 м2	От 2 200 руб.
УЗК основного металла оборудования, толщина стенки до 30 мм	1 м2	От 2 700 руб.
УЗК основного металла оборудования, толщина стенки до 60 мм	1 м2	От 3 000 руб.
Ультразвуковая толщинометрия сварных швов оборудования и основного металла	1 точка	От 50 руб.

Итог

Установка разнообразных металлоконструкций требует использования различных сварочных швов. От правильности их выбора зависит качество и долговечность изделий.

Опытные сварщики без труда могут определить, какой вариант соединения будет оптимальным в каждом конкретном случае. Однако новичкам сделать это будет значительно тяжелее, поэтому им обязательно следует ознакомиться с особенностями каждого вида соединения.

• https://sovet-ingenera.com/santeh/svarka/kak-varit-vertikalnyj-i-gorizontalnyj-shvy-elektrosvarkoj.html
• https://sto82.ru/svarka/kak-varit-vertikalnyj-shov.html
• https://svarkaed.ru/svarka/shvy-i-soedineniya/kak-varit-vertikalnyj-shov-opisanie-i-rekomendatsii.html
• https://store.fubag.ru/tips/kak-varit-vertikalnye-shvy-kachestvenno/
• https://vt-metall.ru/articles/543-vertikalnyj-shov-dugovoj-svarkoj
• https://msmetall.ru/metalloobrabotka/vertikalnaya-svarka.html
• https://printeka.ru/prochee/kak-varit-vertikalnyj-shov-dugovoj-svarkoj.html
• https://VseProTruby.ru/svarka/elektrosvarka-bez-opyta.html
• https://tutsvarka.ru/vidy/svarka-vertikalnyh-shvov