Способы нанесения и виды сварочного шва: форма и протяженность

Что в сварочном соединении обозначает катет

Лучшим способом получить выносливые и долговечные соединения изделий из металлов является их сваривание. Но состыковка отдельных деталей в цельные конструкции должна осуществляться в соответствии действующих нормативов. Смогут ли массивные и габаритные металлоконструкции выдерживать постоянные эксплуатационные нагрузки непосредственно зависит от катета сварочного соединения.

Что такое катет в сварке и какие функции он выполняет в готовых изделиях? Если рассматривать образуемый угловой сваркой стык в разрезе, то в идеале он должен воссоздавать равнобедренный треугольник. Расстояние от начала одного стыкового соединения до конца второго обозначает катет сварочного шва.

Другими словами, катет шва при сварке — это длина плоскости наибольшего треугольника с равными сторонами, который не выходит за пределы поперечного сечения.

От величины катета напрямую зависит прочность шовного соединения. Например, недостаточной прочность будет при минимальной величине катета из-за небольшой площади сечения, а при чрезмерно большом значении может возникнуть деформация металла по причине увеличенного объема наплавки. Также большая величина влечет за собой повышенный расход электроэнергии и используемых при сваривании материалов.

Сварка углового шва — как сделать правильный сварочный шов

Техника выполнения сварочных швов (их еще называют валиковые) предполагает выбор режима и приема манипуляции электродом. Как правильно сделать сварочный шов, видео на нашем сайте все подробно и доступно покажет.

Существуют два вида сварки угловых швов: тавровые (при Т-образных соединениях) и нахлесточные, оба вида очень распространены в сварочном деле. Рассмотрим каждый по отдельности.

Техника сварки Т-образных соединений

Чтобы получился правильный сварочный шов, нужно одну плоскость поставить горизонтально, а другую — вертикально. Сварка углового шва должна производиться строго под прямым углом. Если вертикальное свариваемое изделие не толще 12 мм, то дополнительной обработки оно не требует. Единственно, нужно смотреть, чтобы нижняя кромка вертикального изделия была обрезана максимально ровно, и зазор стыка не имел больше 2 мм.

В сварочной конструкции тавровых соединениях все детали имеют важное значение, точнее их толщина. Так, например, если вертикальное изделие имеет толщину от 12 до 25 мм, то нужно сделать подготовку в V-образной форме

Если вертикальный лист от 25 до 40 мм толщиной, то скосы кромок нужно обрезать U- образной формы только с одной стороны. А если толщина — больше 40 мм, то делается обрез по обе стороны V- образной формы.

Опасно, когда шов имеет не проваренную одну из сторон или не проваренный угол. Поэтому в процессе сварки углового шва электрод нужно расположить так, чтобы он оказался в плоскости, которая делит угол пополам. А концом электрода выполняются колебательные движения, чтобы расплавились кромки металла. Нужно обязательно заранее определить, чтобы длина сварочного шва была соразмерной углу между изделиями.

Как правильно наложить угловой шов

Сварка углового шва зависит, прежде всего, от правильного зажигания электрической дуги. Зажигание электрической дуги является очень важным и основным моментом в сварочной работе. Зажечь дугу нужно непосредственно перед тем, как начать процесс сварки, и повторно зажигать только при ее обрыве в процессе.

Дуга возбуждается на нижнем горизонтальном листе на расстоянии 3-4 мм от вершины угла, затем дугу нужно подвести к вершине угла и задержать ее там для того, чтобы лучше приплавились углы. Дальше дугу нужно поднять на высоту катета шва по вертикальному изделию и плавно передвигать назад. Затем немного быстрее дугу нужно опустить вниз на горизонтальное изделие и довести на нем толщину шва на размер катета.

Грубейшая ошибка — начинать сварку шва с вертикального свариваемого изделия, так как расплавленный металл с электрода наплывет на нижний нерасплавленный и перекроет вершину угла. В этом случае провар не получится, а обнаружить его можно, только поломав металл.

Когда идет процесс сварки толстопокрытыми электродами или с повышенным током, формируется большая площадь топленого металла, из-за чего наложение угловых швов невозможно, потому что расплавленный металл стекает на горизонтальное изделие, и шов просто получится неправильный.

Чтобы этого избежать, свариваемые изделия нужно расположить наклоном к горизонту под 45 градусным углом, а сварку произвести лодочкой. Посмотрите наглядно, как сделать сварочный шов — видео на нашем сайте, где показана вся техника, а также практически, как правильно делается зачистка швов после сварки.

Техника сварки нахлесточных соединений

Такой вид сварки применяется, в основном, в листовых конструкциях. Концы листов, которые будут свариваться, накладываются друг на друга на определенную величину, равную примерно 3-5 толщин листов. Проваривать их нужно по периметру или по кромке углового шва, который образовался накрытием листов. Положительным моментом в этом виде сварки является то, что нет необходимости обрабатывать кромки. Отрицательный момент заключается в том, что затрачивается лишний материал, и конструкция становится тяжелее. Тем не менее, нахлесточное соединение применяется часто.

Поделитесь со своими друзьями в соцсетях ссылкой на этот материал (нажмите на иконки):

Виды угловых швов (положения сварки)

Соединения классифицируют по множеству признаков. В первую очередь, это способ установки заготовок. В зависимости от требований к прочности готовой конструкции шов делают одно- или двухсторонним.

Во втором случае шов получается надежным, дольше держит форму. При односторонней сварке конструкция может деформироваться.

Нижние

При работе таким способом одна деталь находится в горизонтальном положении, другая — в вертикальном. Шов формируется в прямом углу между поверхностями.

Если толщина заготовки не превышает 12 мм, разделка кромки не требуется, однако нижнюю часть установленного перпендикулярно листа срезают так, чтобы расстояние между краями было менее 2 мм. При работе с толстыми деталями делается V-образная разделка.

Пример углового шва.

Вертикальные и горизонтальные

При сваривании деталей, расположенных вертикально, расплав стекает вниз. Исключить образование капель помогает уменьшение длины дуги, для этого наконечник электрода приближают к обрабатываемой области.

Сварка шва имеет такие особенности:

Вертикальный сварочный шов и схема движения электрода.

1. Металл подготавливают с учетом типа соединения и толщины заготовок. Детали закрепляют в нужном положении, накладывают короткие прихватки. Это препятствует смещению конструкции во время работы.
2. Шов формируют как снизу-вверх, так и в обратном направлении. Первый способ считается более удобным. Под воздействием дуги сварочная ванна смещается вверх. Шов получается более качественным.
3. Вести угловую сварку в вертикальной позиции можно с отрывом дуги. Во время перерыва расплав успевает остывать. При этом используют те же движения электрода, что при сварке без отрыва: в разные стороны, вкруговую или петлей.
4. При сварке сверху вниз стержень устанавливают под прямым углом по отношению к поверхности заготовки. После возбуждения дуги прогревают деталь, отпускают наконечник и ведут сварку в этом положении. Способ не совсем удобен, поскольку требует постоянного контроля. Однако шов приобретает требуемые характеристики.

Горизонтальные соединения также можно формировать в разных направлениях. Метод выбирают с учетом предпочтений сварщика

Ванна также смещается вниз, поэтому угол наклона электрода увеличивают, принимая во внимание скорость сварки и силу тока.

При стекании расплава делают более быстрые движения, периодически отрывают дугу. За эти перерывы металл остывает, капли не образуются. Можно попробовать изменить напряжение. Эти методы используют поэтапно.

Горизонтальный сварочный шов.

Потолочные швы

Это самый сложный способ формирования соединений. Он требует наличия опыта, постоянного контроля обрабатываемой области. В процессе сварки электрод удерживают перпендикулярно потолку.

Длина дуги минимальная, скорость движения неизменная. Стержень ведут круговыми движениями, расширяющими область расплавления.

Сварка потолочных швов.

В лодочку

Угловые стыки нередко приходится проваривать с обеих сторон. Для правильного ведения процесса заготовки устанавливают так, чтобы их плоскости находились под одинаковым наклоном. Такой способ называется сваркой «в лодочку». Это упрощает выбор движений электрода, улучшает качество шва.

Сварка в лодочку.

Ошибки при выполнении углового шва

Многие сварщики-любители выполняют угловой шов с грубыми ошибками. Особенно это относится к начинающим сварщикам, которые только осваивают этот навык. Какое-то время назад на основе фотографии, присланной одним из моих читателей, я написал статью, где разбирал ошибки выполнения сварочного шва в нижнем положении. Если вы её не читали, прочитайте.

А сейчас на основе фотографии того же читателя я разберу его угловой сварочный шов. Вообще, к такому результату приводит сочетание многих ошибок, но всё же я постараюсь свой рассказ структурировать.

Итак, поехали.

Отсутствие металла на вершине угла

Самый основной и бросающийся в глаза дефект – это отсутствие металла шва на вершине угла, т.е., в месте соединения деталей. На фото 1 я обвёл это красными овалами.

Фото 1. Отсутствие металла шва на вершине угла.

Это происходит в результате неправильных движений электродом. В частности, быстрое перемещение электрода в месте соединения деталей (на вершине угла) и длительное задержание на боковых сторонах шва.

Также такому дефекту также может способствовать неправильно выбранный диаметр электрода. Дело в том, что слишком толстый электрод своими краями может касаться деталей, поэтому дуга, которая всегда идёт по кратчайшему пути, не будет «доставать» до вершины угла. Более подробно про непровар углового сварного шва читайте тут: http://www.elektrosvarka-blog.ru/uglovoj-shov-neprovar-1/

Вообще, в данной ситуации можно было бы и закончить перечисление ошибок, т.к. на фоне такого грубого дефекта всё остальное не имеет особого значения. Но давайте представим, что в месте соединения деталей (на вершине угла) металл всё же есть.

Тогда на фото 2 имеет смысл обратить внимание на то, что на вертикальной стенке (жёлтая стрелка) металла значительно меньше, чем на горизонтальной поверхности (синяя стрелка). А в правой части шва на вертикальной поверхности металла нет вообще (жёлтый овал), при этом на горизонтальной поверхности его достаточно много (синий овал)

Угловой шов с разным количеством наплавленного металла

Фото 2. Разное количество наплавленного металла на вертикальной и горизонтальной стенках.

Такое явление происходит тогда, когда электрод находится под неправильным углом к деталям, а сварщик не отслеживает, какое количество металла с электрода поступает на каждую сторону сварочного шва.

Кроме этого, я вижу ещё несколько помарок, но в данной ситуации они совсем не важны.

На самом деле, тема выполнения угловых швов гораздо шире, чем кажется на первый взгляд. Дело в том, что угловой шов может быть по-разному размещён в пространстве и у сварки в каждом положения есть свои особенности. Кроме того, проварка угла внутри и снаружи тоже имеет свои особенности (правильно взаимное положение деталей, зазоры и др.). И, к сожалению, в статьях это не передать – нужно смотреть видео.

Ещё по теме:

Видеокурсы:

Типы швов по форме наружной поверхности

Форма соединительного стыка непосредственно влияет на его физико-механические характеристики, а также на расход электродов. При выпуклости швов практически всегда требуется их дополнительная обработка с использованием абразивных кругов или фрезы.

В таблице ниже приведены разновидности выпуклых стыков и каким образом сварное соединение условно обозначается на проектных чертежах.

Виды снятия кромок

С разных сторон и под разными углами могут выполняться кромки в зависимости от того, металл какой толщины используется при сваривании. Существуют следующие разновидности:

• перпендикулярно под углом 90°: металл не должен превышать 8 мм в толщине при двусторонней сварке, до 3 мм — при одностороннем соединении, 4-8 мм — для стальных листов;
• V-образно с выполнением одностороннего скоса с диапазоном толщины листов в пределах 4-26 мм;
• Х-образно с созданием двухстороннего скоса, при этом 12-40 мм должна быть толщина металла;
• под острым углом, который от 60° уменьшается до 45° при толщине от 20 мм и больше.

Чтобы швы получались прочными и качественными, то расстояние между кромками должно составлять 4 миллиметра.

Соединения

Сварные соединения разделяются на различные виды.

Виды сварных соединений:

1. Стыковые. Детали располагаются в одной и той же плоскости.
2. Угловые. Детали, подлежащие соединению, располагают под необходимым углом. Наиболее распространенным является прямой угол.
3. Тавровые. Торец одной детали располагают перпендикулярно или под небольшим углом по отношению к основной поверхности второй детали.
4. Нахлесточные. Положение деталей в пространстве — параллельное. При этом одна деталь частично налегает на другую.
5. Торцевые. Воедино сваривают два торца элементов.

Сварной стыковой шов применяется для сварки трубопроводов, различных труб и металлических листов. Сварке подлежат торцовые поверхности. Сварка встык требует проведение подготовительных работ, которые заключаются в тщательной подгонке торцевых поверхностей друг к другу. Для обеспечения точности может применяться предварительный подварочный шов. Сварку встык можно осуществлять как на весу, так и на подкладке — стальной или медной. При стыковых соединениях возможны различные виды скосов кромок или сварка без них.

К преимуществам такого способа относится уменьшенный расход вспомогательного материала, в частности, электродов. Одинаковая толщина элементов не является обязательным требованием. Но при этом электрод следует направлять к более толстой детали. Это обеспечит ее более сильный нагрев, а тонкую деталь убережет от прожогов.

Угловые швы находят применение для соединения частей различных емкостей и резервуаров. Для получения качественного углового соединения рекомендуется установка деталей «лодочкой».

Сварной шов тавровый применяют при сварке несущих конструкций. Поверхности деталей требуют тщательной подготовки. Такой вид сварки относится к наиболее прочным. Достоинством таврового соединения является то, что его можно применять в труднодоступных местах. Такой вид сварного шва помогает выдерживать повышенные нагрузки.

Соединение нахлесточным способом находит применение при необходимости сварки металлических листов толщиной не более 12 мм. Необходимостью является отсутствие зазоров между поверхностями деталей. Плотность прилегания необходима для качественного соединения. Выполнение нахлесточного соединения не является сложным и может осуществляться сварщиками, имеющими невысокий разряд.

При нахлесточном способе два шва находятся на расстоянии друг от друга. Это придает соединению дополнительную прочность. Если при эксплуатации возможны нагрузки на излом, то применять его не стоит.
Торцевые виды сварочных соединений предусматривают сварку торцов деталей. Таким способом возможно соединение деталей любой толщины. К достоинству относится минимальная деформация свариваемых элементов.

Вертикальный шов полуавтоматом

От качества сварочного шва зависит то, насколько прочной будет получаема конструкция и на какую нагрузку она будет рассчитана

Кроме этого, в некоторых случаях важно сохранить привлекательный эстетический вид. Больше всего проблем возникает с созданием вертикального сварочного шва, так как металл вытекает из ванны

Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как варить вертикальный шов. Среди особенностей отметим нижеприведенные моменты:

1. Проводится подготовка материала в зависимости от того, какие именно работы будут проводится. Учитывается толщина материала и степень обрабатываемости.
2. Выбирается короткая дуга со средним показателем рабочего тока.
3. Стержень со специальной обмазкой располагается под углом 80 градусов относительно обрабатываемой поверхности.
4. Создавая вертикальный шов рекомендуется манипулировать стержнем по всей ширине формируемого валика.

Сварка полуавтоматом

Качественный вертикальный шов можно получить при сварке с отрывом дуги от поверхности. Для начинающих сварщиков подобный метод подходит в большей степени, так как проще в исполнении. Это связано с тем, что на момент отрыва дуги металл может остыть. Однако, есть и существенный недостаток – снижается показатель производительности.Среди особенностей применения этого метода, связанного с отрывом стержня от поверхности, назовем нижеприведенные моменты:

1. При сварке наконечник можно опирать на полочку сварного кратера.
2. Схема движения рабочей части из сторону в сторону, за счет чего охватывается весь вертикальный шов. Кроме этого, можно применять схему петель или короткого валика при движении рабочей части сверху вниз.
3. Устанавливаемая сила тока во многом определяет форму шва и его основные параметры. В общем случае рекомендуется снизить показатель на 5 А от обычного значения для конкретной толщины сплава

Стоит учитывать, что основные параметры проводимой работы практически во всех случаях выбираются экспериментально. Именно поэтому умения сварщика во многом определяют качество соединения и его надежность.

ИЗОБРАЖЕНИЕ ШВОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

1.1. Шов сварного соединения, независимо от способа сварки, условно изображают: видимый — сплошной основной линией (черт.1а, в); невидимый — штриховой линией (черт.1г).

Черт.1-4

Черт.1

Видимую одиночную сварную точку, независимо от способа сварки, условно изображают знаком «+» (черт. 1б), который выполняют сплошными линиями (черт.2).

Черт.2

Невидимые одиночные точки не изображают. От изображения шва или одиночной точки проводят линию-выноску, заканчивающуюся односторонней стрелкой (см. черт.1). Линию-выноску предпочтительно проводить от изображения видимого шва.

1.2. На изображение сечения многопроходного шва допускается наносить контуры отдельных проходов, при этом их необходимо обозначать прописными буквами русского алфавита (черт.3).

Черт.3

1.3. Шов, размеры конструктивных элементов которого стандартами не установлены (нестандартный шов), изображают с указанием размеров конструктивных элементов, необходимых для выполнения шва по данному чертежу (черт.4).

Черт.4

Границы шва изображают сплошными основными линиями, а конструктивные элементы кромок в границах шва — сплошными тонкими линиями.

Процесс зачистки

Завершающим этапом работ является очистка места сварочного соединения от шлака и окалины, она осуществляется в несколько этапов:

• первичная обработка направлена на удаление шлака и устранение выявленных дефектов;
• затем проводится полировка вручную или с использованием механических средств;
• при необходимости производится обработка оловом или лужение.

Внешний вид соединения напоминает коллоидные рубцы на теле человека после проведения операции — они выступают над поверхностью изделия и имеют выпуклую форму, вокруг остаются застывшие капли расплавленного металла, которые убираются в процессе зачистки.

Советы

Сварка швов, расположенных вертикально, считается достаточно трудной для грамотного исполнения. Помочь могут теоретические знания особенности технологии сварки, позволяющие получить качественный вертикальный сварочный шов и как правильно его варить.

Следует соблюдать следующие условия:

1. При поджоге электрода его положение должно быть перпендикулярным по отношению к свариваемому материалу.
2. Чем дуга будет короче, тем металл будет кристаллизоваться быстрее. Это снижает риск появления подтеков, портящих внешний вид шва.
3. Чтобы капли жидкого металла не стекали вниз при формировании дорожки, электрод следует наклонять.
4. При подтекании металла увеличивают ширину шва и силу тока.
5. Двигаться следует снизу. При необходимости выполнять движения вниз придется приготовиться к тому, что качество шва будет пониженным. Немного поможет плавность перемещения.
6. При сварке тонких пластинок следует предварительно тщательно их очистить. Имеет смысл в этом случает применять сваривание точками. Это снизит риск прожога тонких листов.
7. Сварку толстых изделий целесообразно осуществлять несколькими слоями многопроходным способом. Для последующих слоев можно использовать электрод несколько большего диаметра. При этом последний слой не должен заходить за пределы разделки кромок.

Вертикальные сварочные швы получатся качественными при учете толщины деталей и выбора подходящей методики. Поскольку вертикальное положение шва вносит дополнительные трудности, большую роль играет надежная фиксация свариваемых деталей.

ГОСТ катетов стыковых швов

Чтобы в процессе эксплуатации металлоконструкции выдерживали возлагаемые на них нагрузки все присутствующие на них шовные соединения должны соответствовать нормативным показателям.

Основным документом, регламентирующим размеры сварных соединений, а также типы и характеристики конструктивных элементов металлоизделий является ГОСТ.

Здесь четко указано, что при необходимости состыковать разные по толщине детали соединять их можно таким же образом, как и заготовки с равной толщиной. Только при этом разница между двумя показателями не должна превышать нормативных значений.

В одном из пунктов ГОСТа обусловлены допустимые смещения кромок по отношению друг к другу и установлены четкие параметры смещений в соответствии толщины заготовки. В приложении к документу описаны все возможные минимальные размеры катетов, которые в обязательном порядке следует учитывать при сваривании металлоконструкций.

Положение электрода во время сварочного процесса

Наклон электрода зависит от видов сварных соединений и швов. Угол наклона влияет на скорость разогрева металла. При дуговой сварке для того, чтобы зажглась дуга, электрод следует держать перпендикулярно. Затем необходимо осуществлять небольшой наклон. Сварочный шов получится более качественным, если сварку проводить короткой дугой.

Применять сварку способом «углом вперед» имеет смысл, когда процесс осуществляется в труднодоступных местах. Однако, способ не лишен недостатков. Процессу сварки будет мешать жидкий шлак, находящийся все время впереди. Сварная дуга может или совсем погаснуть, или начать «блуждать». Качество шва может быть значительно снижено, если появятся пропущенные участки.

Способ «углом назад» находит применение в угловом варианте и при соединении стыков. При сварке под прямым углом электрод держат перпендикулярно поверхности. Это позволяет контролировать жидкий шлак и следить за тем, чтобы он перемещался вслед за сварочной ванной. На качество шва это будет оказывать благоприятное воздействие. Если шлак окажется перед электродом, то это можно исправить, перейдя на некоторое время на способ «назад углом».