Как правильно варить горизонтальный шов электросваркой


Как варить вертикальный и горизонтальные швы электросваркой

Электросварка является одним из технологических решений по объединению различных частей металлов. Предусматривается нагрев заготовок до температуры плавления при помощи электрической дуги. Аппараты электрической дуговой сварки нашли свое применение в самых разных областях производства и в частном секторе.

Изменяя температуру электрической дуги, пользователь может сваривать между собой практически любые идентичные металлы. Но перед тем, как начать воплощать свои идеи в реальность, будущий сварщик должен внимательно изучить технику формирования сварочных швов. Ниже детально рассматриваются вопросы, как правильно варить вертикальный шов электросваркой и приемы, позволяющие правильно положить горизонтальный шов.

Общие определения сварных швов

Технологические операции по соединению металлов посредством электрической сварки тесно связаны с понятием сварного шва. Он образуется по завершению плавления металла электродуговой сваркой в процессе остывания. В зависимости от того, где выполняется соединение металлов, шов может располагаться вертикально или горизонтально. Помимо этого, различают боковое, верхнее или нижнее пространственное расположение стыков.

Самой простой в исполнении справедливо считается нижнее горизонтальное расположение сварного соединения. Именно в этом положении сварщику проще всего контролировать расплав. Остальные варианты, а именно – боковой и верхний, расположения сварного шва являются сложными. Чтобы выполнить их сварщику требуется потратить немало времени на изучение техники и основных приемов сварки. Потребуется немало времени, чтобы наработать практические навыки.

Читайте также: Обозначение сварных швов на чертежах по ГОСТу

Как варить вертикальный шов

Из-за того, что шов располагается вертикально, а сила тяжести действует постоянно, расплавленный металл устремляется вниз. Это основная сложность, которая не дает начинающему сварщику выполнить работу с более-менее приемлемым качеством.

Все действия специалиста в этом случае (помимо основной работы) направлены на удержании расплавленной массы в пределах рабочей области стыка. Решить задачу помогает стабильность в работе: электрическая дуга должна быть постоянной. Ее следует удерживать на минимально возможном расстоянии между сварочной ванной и электродом.

Техника сварки снизу вверх

Самый распространенный способ – сваривание по направлению от самой нижней точки стыка к верхней. Благодаря такому направлению перемещения обеспечивается стабильный контроль над расплавом, который проще удержать в пределах ванночки. Именно при таком способе сварки удается положить качественный шов и создать надежное соединение.

Естественно, перед началом процесса сварки, нужно подготовить кромки свариваемых деталей. Они обрабатываются абразивными материалами в точном соответствии с требованиями. Отдельно настраивается аппарат, выставляется нужное сопротивление, сила тока и выбирается наиболее подходящий электрод.

На первом этапе сварщик делает насколько прихватов длиной 1-2 см, которые равномерно располагаются по всей длине стыка. Это необходимо, чтобы избежать деформации поверхности соединяемых деталей в результате резкого повышения температуры. При вертикальном сваривании угол между электродом и рабочей поверхностью выдерживается в диапазоне 45-90 градусов.

Согласно разработанной инструкции действия сварщика состоят из четырех пунктов:

  1. Законтачить электрод к металлу, чтобы разжечь дугу.
  2. Сделать несколько прихваток по направлению от середины к краям. Они располагаются на приблизительно одинаковом расстоянии, а количество зависит от длины стыка.
  3. Формировать шов по направлению от нижней точки к верхней.
  4. Следить за тем, чтобы расплав не вытекал из рабочей ванночки.

Не нужно слишком быстро перемещать электрод. В этом случае невозможно добиться хорошего прогрева заготовок. Но не стоит и медлить, поскольку большое количество расплава станет причиной его стекания вниз. Скорость перемещения электрода должна обеспечивать оптимальное количество расплава в ванночке.

Вместе с поступательным движением снизу-вверх сварщик должен позаботиться и о поперечных движениях электрода полумесяцем, елочкой либо иным приемом. Стоит учесть, что техника поперечного перемещения расходников актуальна только в том случае, когда толщина соединяемых заготовок больше 4 мм.

При вертикальной сварке важно проходить стык в один заход без остановок. Именно это является основной сложностью для начинающих сварщиков. С опытом приобретаются нужные навыки, и вертикальная сварка перестает быть проблемой.

Техника сварки сверху вниз

Со временем сварщики так само без труда формируют вертикальные швы с перемещением электрода по направлению сверху-вниз. Здесь нужно знать о небольшой хитрости, без которой выполнение работы было бы очень проблематичным. При поджиге электрической дуги электрод нужно ставить под прямым углом относительно рабочей поверхности. После старта процесса держатель немножко следует опустить. До того момента, когда угол между электродом и металлом будет примерно 15-20 градусов.

Проводка электрода по стыку выполняется с поперечными движениями. Они могут быть прямыми (прямоугольными), пилообразными или волнообразными. Выбор способа – на усмотрение сварщика. Важно, чтобы расплат равномерно распределялся в ванночке и не вытекал из нее. Такой метод вертикальной сварки сложнее, чем при движении снизу-вверх. Но он пользуется популярностью у опытных специалистов, поскольку в результате получается более качественный и прочный шов.

Технология сварки горизонтального шва

Техника формирования горизонтального шва мало чем отличается от укладки вертикального. Особенности заключаются в изменении угла постановки расходных материалов. Направление перемещения электрода не имеет принципиального значения. Можно двигаться слева-направо или наоборот, справа-налево. Выбор зависит от предпочтений сварщика и условий выполнения операции.

Тем не менее, и здесь нужно придерживаться определенных правил. В противном случае, вытекание расплава из ванночки тоже вероятно. Необходимо выбрать такое расположение электрода, при котором сила горения электрической дуги была бы равна силе тяжести капель металла и направлена в другую сторону. Вполне вероятно, что потребуется опытным путем выбрать наиболее подходящую силу тока и скорость движения по стыку.

Как правило, горизонтальный шов проваривается непрерывным способом. Но в случаях, когда удержать расплав в ванночке сложно, рационально прибегнуть к другой методике. К примеру, в некоторых случаях периодическое гашение сварной дуги помогает получить более качественный результат. Все тонкости становятся более понятными с опытом. Не стоит отчаиваться, если на первых порах сварочный шов таковым можно назвать с большой натяжкой.

Формирование сварочного шва с нужной глубиной проварки и шириной достигается, благодаря аккуратному перемещению электрода от кромки одной заготовки к другой в поперечном направлении. При сваривании деталей с толщиной стенок до 4 мм используются различные приемы поперечного хода: форма рисунков сильно варьируется. Каких-то рекомендаций нет, и сварщик сам определяется с методом. Основное требование – добиться нужной глубины провара и оптимальной ширины шва.

Контроль длины электрической дуги

Под длиной дуги подразумевается величина зазора между поверхностью заготовки и горящим концом электрода, между которыми держится устойчивый электрический разряд. Один из основных постулатов грамотной работы электросварщика – удержание дуги оптимальной длины.

Руководство говорит о том, что в режиме сварки существует три дуговых промежутка:

  • 1-1,5 мм – короткий;
  • 2-3 мм – нормальной длины;
  • 3,5-6 мм – длинный.

О том, что шов был проварен короткой дугой, свидетельствует так называемый «подрез» по краям. Он представляет собой небольшое углубление и свидетельствует о невысоком качестве сварного соединения в целом. Образуется дефект из-за слабого прогрева из-за слабого прогрева рабочей области в ширину.

Когда работы выполнялись длинной дугой, то плохо прогревался металл в глубину. Возникает это потому, что длинную дугу сложно удержать. Ее периодическое затухание неизбежно. Как результат – дефект прогрева и плохое качество сварного соединения.

Единственный вариант, который поможет сформировать качественный сварной шов – это нормальная дуга. Ее длину можно вычислить по формуле:

Ld = 0.5*1,1 Dэ, где:

  • Ld – длина сварной дуги;
  • – диаметр используемого электрода.

Управление электродом

При выполнении сварочных работ угол наклона электрода определяется сварщиком и может быть прямым, вперед или назад по отношению к поверхности металла. Эти технологические приемы являются базовыми для того, чтобы позволить сварщику сформировать сварочный шов в различных производственных условиях.

К примеру, метод «углом вперед» часто применяется при потолочной сварке и для формирования вертикального шва. Помимо этого, техника успешно применяется при сваривании стыков труб, которые невозможно провернуть. Под прямым углом выполняются работы в труднодоступных для сварки местах. А вот техника с «углом назад» незаменима при соединении угловых стыков.

Передний угол расположения электрода востребован при работе с тонкостенными металлами. В этом случае формируется широкий прочный шов с малой глубиной проваривания. Когда же заготовки имеют толстые стенки, то целесообразней прибегнуть к методике «угла назад». Это обеспечивает глубокий прогрев металла.

Перемещение электрода и сила тока

Большое влияние на качество сварного шва оказывают два значимых фактора – сила тока и скорость перемещения электрода. Подача большого тока позволяет прогреть металл на большую глубину. В свою очередь, это дает возможность сварщику быстрее перемещать электрод, сохранив хорошее качество выполнения работы. Именно оптимальное соотношение силы тока и скорости подачи расходника обеспечивает качественное сварное соединение.

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

 

Выбирая скорость для перемещения дуги, следует учитывать ее мощность. Чрезмерно быстрая подача при сравнительно небольшой мощности электрической дуги не позволяет достаточно хорошо прогреть металл на всю глубину. Получается, что шов просто «ляжет» на поверхность стыка, едва прихватив кромки. И, наоборот, при медленном перемещении в сочетании с достаточно мощным электрическим разрядом высока вероятность перегрева и деформации металла по линии сваривания. Если заготовки имеют тонкие стенки, то они могут прогореть насквозь.

Инструкция начинающего сварщика

Для выполнения сварочных работ помимо соответствующего оборудования необходимо иметь и защитную экипировку. Стандартный набор состоит из таких элементов:

  • Обувь, брюки, куртка и перчатки из прочного несгораемого материала.
  • Головной убор из плотной ткани.
  • Профессиональную защитную маску.

В работе следует использовать только исправный инвертор с надежно защищенной электрической частью. Кабель, который идет от сварочного аппарата к сети и рабочему месту, долен быть надежно изолирован с большим запасом мощности, чтобы выдерживать рабочие нагрузки.

Рабочее место сварщика в обязательном порядке комплектуется специальным столом, заземлением, противопожарными средствами и мощными осветительными приборами. Перед началом работ нужно детально ознакомиться с приемами выполнения электрических соединений.

Выводы

Чтобы приступить к выполнению сварочных работ вовсе не обязательно иметь соответствующее образование, но без соответствующих навыков и, хотя бы, минимального опыта не стоит рассчитывать на приемлемый результат. Со временем навыки будут совершенствоваться и появится реальная возможность выполнения более сложных задач. Теоретическую часть изучать никогда не поздно, а практика поможет лучше понять суть определенных производственных процессов.

Шовная сварка: применение, преимущества и недостатки

Шовная сварка - это процесс соединения двух одинаковых или разнородных материалов в шве с помощью электрического тока и давления. Этот процесс в основном используется для металлов, поскольку они легко проводят электричество и могут выдерживать относительно высокое давление.

Шовная сварка возможна благодаря контактному сопротивлению, создаваемому между двумя металлами.

При прохождении тока между металлами в небольшом зазоре выделяется тепло.Электроды поддерживают и контролируют поток электричества.

СВЯЗАННЫЙ С: УЛЬТРАЗВУКОВАЯ СВАРКА: ПЕРСПЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ СВАРАНИЯ И ПЛАСТМАСС, И МЕТАЛЛОВ

Давайте подробно рассмотрим этот метод сварки, используемый в различных отраслях промышленности.

Что такое сварка контактным швом?

Шовная сварка или контактная сварка - это разновидность контактной сварки, которая представляет собой процесс сварки двух материалов с использованием электрического тока.

В основном существует четыре типа контактной сварки сопротивлением:

  1. Контактная точечная сварка
  2. Контактная контактная сварка
  3. Контактная стыковая сварка
  4. Контактная сварка швом

Контактная сварка является одним из наиболее распространенных сварочных процессов, используемых для соединения металлические листы со сплошным сварным швом.

Когда два одинаковых или разных материала прижимаются друг к другу, между ними будет небольшой зазор из-за неровностей поверхности. При контактной сварке швом этот зазор создает электрическое сопротивление между двумя материалами и вызывает их нагрев в месте стыка.

Это также известно как контактное сопротивление.

Сварочный ток имеет первостепенное значение при сварке швов. Количество тепла, выделяемого в швах, будет зависеть от силы тока, протекающего через него.

Однако слишком сильное включение электричества может вызвать изгнание и порчу электрода. Переменный ток (АС) по-прежнему является наиболее предпочтительным видом электрического тока, используемого при сварке швов.

При сварке швов используются электроды в форме колеса. Эти колеса прикладывают к деталям силу и электричество.

Сила сварки должна быть пропорциональна твердости материалов. Следовательно, более твердым металлам требуется большее сварочное усилие по сравнению с более мягкими металлами.

В более широком смысле, сварка контактным швом подразделяется на:

Шовная сварка прерывистым движением

Ролики и подача электрического тока остаются активными, пока не будет достигнуто положение сварки. Это означает, что сварка происходит в определенных точках или области, а не в виде сплошной линии.

Сварка швов прерывистым движением полезна для сварки толстых металлов, когда непрерывная сварка невозможна. Существует два типа сварки прерывистым швом:

  • Ролик Точечная сварка
  • Сварка швом внахлест

Шовная сварка непрерывным движением

При сварке непрерывным швом возможен непрерывный шов.Металл соединяется при прохождении через электроды с постоянной скоростью роликов. Он обеспечивает однородный сварной шов внахлест, так как детали остаются под постоянным давлением.

Тип электродов, используемых при контактной сварке швов, зависит от свариваемого материала. Например, если мы используем шовную сварку для сварки алюминия, то медные электроды часто не используются. Это связано с тем, что медные сплавы с алюминием приводят к гораздо более быстрому износу электрода.

Лазерная шовная сварка и контактная сварка швом

Термин шовная сварка стал почти синонимом контактной сварки.Однако существует и другой процесс шовной сварки, называемый лазерной сваркой.

Лазерная шовная сварка - это разновидность лазерной точечной сварки. При лазерной точечной сварке высокоинтенсивный лазер направляется на точку, где луч заставляет целевое пятно плавиться и свариваться.

Однако в этом случае головка лазерного инструмента неподвижна. В этой технике сварки лазер перемещается вдоль шва, чтобы создать постоянный сварной шов.

Этот тип сварки обычно используется для сварки датчиков, компонентов радара, инсулиновых помп, батарейных отсеков и корпусов кардиостимуляторов.

Преимущества контактной шовной сварки

Контактная шовная сварка обладает уникальным набором преимуществ, которые делают ее очень выгодной во многих отраслях промышленности.

Герметичные сварные швы: Одной из наиболее важных характеристик непрерывного шва является то, что он может создавать воздухонепроницаемые и водонепроницаемые уплотнения. Это очень важно при создании металлических конструкций, нуждающихся в защите от утечек воздуха или воды, например, герметичных сосудов или сосудов.

Быстрый процесс сварки: Сварка возможна на высоких скоростях.А поскольку весь процесс является автоматическим, сварка контактным швом выполняется быстрее, чем другие альтернативы, такие как точечная сварка.

Присадочный материал / флюс не требуется: Сварка возможна без использования присадки или флюса.

Недостатки контактной шовной сварки

Способ настройки контактной шовной сварки, с этим связаны некоторые недостатки. Ниже приведены некоторые ограничения или недостатки контактной сварки швом.

Ограниченные линии сварки: Поскольку аппарат для сварки швов состоит из роликов, возможны только прямые или равномерно изогнутые линейные швы.

Ограничения по толщине: Существуют ограничения, когда дело доходит до толщины листов, потому что сварка швов может стать довольно обременительной, если толщина одного листа превышает 3 мм.

Применение шовной сварки

Контактная сварка швом находит свое применение при сборке топливных баков, поскольку она должна быть непроницаемой для жидкости. Он также используется для сварки частей сосудов, которые должны быть водо- или воздухонепроницаемыми.

Некоторые другие виды сварки также могут создавать водонепроницаемые и воздухонепроницаемые уплотнения, но они не обязательно обеспечивают чистый сварной шов. Подобно тому, что можно получить при сварке швов.

Другое распространенное применение - сварка труб. Сварка контактным швом особенно используется в этой области, поскольку в процессе не используются сплавы металлов.

Следовательно, нет сварных швов, которые нарушили бы эстетический вид трубок или труб. Этот метод сварки позволяет создавать бесшовные стыки, которые трудно даже почувствовать на стыковой поверхности.

СВЯЗАННЫЕ С: РУКОВОДСТВО ПО ЗАРАБОТКЕ ДЕНЕГ ОТ СВАРКИ: ВАРИАНТЫ И СОВЕТЫ ДЛЯ КАРЬЕРЫ

Сварка швов также используется при производстве резервуаров из листового металла, используемых в качестве резервуаров для керосина, бензина и других жидкостей. В таком случае важную роль играют как воздухонепроницаемые, так и непроницаемые для жидкости сварные швы. Это связано с тем, что жидкости, такие как бензин, испаряются при контакте с воздухом.

Сварка контактным швом находит применение во многих отраслях промышленности благодаря уникальным возможностям сварки. Как и любой сварочный процесс, у него есть свои достоинства и недостатки.

Однако для определенного набора требований контактная сварка швом идеальна по своим характеристикам и возможностям сварки.

.

Типы сварочных позиций - Портал сварщика

Положение при сварке - это положение сварщика по отношению к свариваемой детали. Из-за силы тяжести положение сварки влияет на поток расплавленного присадочного металла. Важно понимать типы сварочных позиций, так как различные сварочные процессы должны выполняться в определенном месте сварщика.

Существует четыре основных типа сварочных позиций, которые мы рассмотрим ниже.

4 основных положения при сварке

Плоское положение (1G и 1F)

Самый простой тип выполнения - это плоское положение, которое также иногда называют положением вниз. Он подразумевает сварку на верхней стороне стыка. В этом положении расплавленный металл втягивается вниз в соединение. В результате сварка выполняется быстрее и проще.

В 1G и 1F цифра 1 обозначает плоское положение, буква G обозначает сварной шов с разделкой кромок, а буква F обозначает угловой сварной шов.

Горизонтальное положение (2G и 2F)

Это положение сварки в смещенном положении. Это более сложное положение по сравнению с горизонтальным положением, и от сварщика требуется больше навыков, чтобы выполнить его хорошо.

2G - это положение сварного шва с разделкой кромок, при котором ось сварного шва размещается в горизонтальной плоскости или приблизительно горизонтально. Что касается поверхности сварного шва, то она должна лежать примерно в вертикальной плоскости.

2F - это положение углового шва, при котором сварка выполняется на верхней стороне поверхностей, которая является приблизительно горизонтальной и прилегает к поверхности, которая приблизительно вертикальна.В этом положении резак обычно держат под углом 45 градусов.

Вертикальное положение (3F и 3G)

В этом положении пластина и сварной шов лежат вертикально или почти вертикально. 3F и 3G относятся к положениям вертикального галтеля и вертикального паза.

При вертикальной сварке сила тяжести толкает расплавленный металл вниз, поэтому он имеет тенденцию скапливаться. Чтобы противодействовать этому, вы можете использовать вертикальное положение вверх или вниз.

Чтобы контролировать это в восходящем вертикальном положении, направьте пламя вверх, удерживая его под углом 45 градусов к пластине. Таким образом, сварщик будет использовать металл из нижней части заготовки для сварки против силы тяжести.

В нижнем положении используется металл верхних частей и кинетическая сила электрической дуги.

Верхняя позиция

В этом положении сварка выполняется с нижней стороны стыка. Это самая сложная и трудная должность для работы.Позиции 4G и 4F предназначены для швов с разделкой кромок и угловых швов соответственно.

В верхнем положении металл, осажденный на стыке, имеет тенденцию провисать на пластине, в результате чего валик имеет более высокий гребень. Чтобы этого не произошло, держите лужу небольшого размера. Если сварочная лужа становится слишком большой, отключите на мгновение пламя, чтобы дать расплавленному металлу остыть.

Позиции плоские, горизонтальные, вертикальные и потолочные являются основными типами сварочных позиций. Однако они неадекватно описывают положения сварки труб.Сварка труб может выполняться при самых разных требованиях. Эти позиции мы рассмотрим в отдельной статье.

.

сварка | Типы и определение

Сварка , техника, используемая для соединения металлических деталей, как правило, с применением тепла. Этот метод был открыт во время попыток придать железу полезные формы. Сварные клинки были разработаны в 1-м тысячелетии нашей эры, самые известные из которых были произведены арабскими оружейниками в Дамаске, Сирия. В то время был известен процесс науглероживания железа с получением твердой стали, но получаемая сталь была очень хрупкой.Техника сварки, которая включала прослойку относительно мягкого и вязкого железа с высокоуглеродистым материалом с последующей ковкой с молотком, позволила получить прочное и жесткое лезвие.

дуговая сварка дуговая сварка в среде защитного металла. ВМС США

В наше время усовершенствование технологий производства чугуна, особенно внедрение чугуна, ограничивало сварку кузнецами и ювелирами. Другие методы соединения, такие как крепление болтами или заклепками, широко применялись в новых изделиях, от мостов и железнодорожных двигателей до кухонной утвари.

Современные процессы сварки плавлением являются результатом необходимости получения непрерывного соединения на больших стальных листах. Было показано, что клепка имеет недостатки, особенно для закрытых контейнеров, таких как бойлер. Газовая сварка, дуговая сварка и контактная сварка появились в конце XIX века. Первая реальная попытка широко внедрить сварочные процессы была предпринята во время Первой мировой войны. К 1916 году кислородно-ацетиленовый процесс был хорошо развит, и применяемые тогда методы сварки используются до сих пор.С тех пор основные улучшения коснулись оборудования и безопасности. В этот период также была внедрена дуговая сварка плавящимся электродом, но изначально использовавшаяся неизолированная проволока приводила к хрупким сварным швам. Решение было найдено, обернув оголенный провод асбестом и переплетенной алюминиевой проволокой. Современный электрод, представленный в 1907 году, состоит из неизолированной проволоки со сложным покрытием из минералов и металлов. Дуговая сварка не применялась повсеместно до Второй мировой войны, когда острая необходимость в быстрых средствах строительства для судоходства, электростанций, транспорта и сооружений стимулировала необходимые разработки.

Сварка сопротивлением, изобретенная в 1877 году Элиху Томсоном, была принята задолго до дуговой сварки для точечного и шовного соединения листов. Стыковая сварка для изготовления цепей и соединения стержней и стержней была разработана в 1920-х годах. В 1940-х годах был внедрен процесс вольфрам-инертный газ с использованием неплавящегося вольфрамового электрода для выполнения сварных швов плавлением. В 1948 году в новом процессе с защитой от газа использовался проволочный электрод, который расходился во время сварки. Совсем недавно были разработаны электронно-лучевая сварка, лазерная сварка и несколько твердофазных процессов, таких как диффузионная сварка, сварка трением и ультразвуковое соединение.

Britannica Premium: удовлетворение растущих потребностей искателей знаний. Получите 30% подписки сегодня. Подпишись сейчас

Основные принципы сварки

Сварной шов можно определить как слияние металлов, образованное нагревом до подходящей температуры с приложением давления или без него, а также с использованием присадочного материала или без него.

При сварке плавлением источник тепла выделяет достаточно тепла для создания и поддержания ванны расплавленного металла необходимого размера.Тепло может поступать от электричества или от газового пламени. Сварку сопротивлением можно рассматривать как сварку плавлением, поскольку образуется некоторый расплавленный металл.

Твердофазные процессы позволяют получать сварные швы без плавления основного материала и без добавления присадочного металла. Всегда используется давление и обычно подается немного тепла. Теплота трения возникает при ультразвуковом и трении соединения, а нагрев печи обычно используется при диффузионном соединении.

Электрическая дуга, используемая при сварке, представляет собой сильноточный низковольтный разряд, обычно в диапазоне 10–2000 ампер при 10–50 вольт.Столб дуги сложен, но, в общем, состоит из катода, который испускает электроны, газовой плазмы для проведения тока и области анода, которая становится сравнительно более горячей, чем катод, из-за бомбардировки электронами. Обычно используется дуга постоянного тока (DC), но могут использоваться дуги переменного тока (AC).

Общее количество энергии, потребляемой во всех сварочных процессах, превышает то, что требуется для создания соединения, поскольку не все выделяемое тепло можно эффективно использовать. Эффективность варьируется от 60 до 90 процентов, в зависимости от процесса; некоторые специальные процессы сильно отклоняются от этой цифры.Тепло теряется из-за проводимости через основной металл и из-за излучения в окружающую среду.

Большинство металлов при нагревании вступают в реакцию с атмосферой или другими близлежащими металлами. Эти реакции могут быть чрезвычайно пагубными для свойств сварного соединения. Например, большинство металлов быстро окисляются при расплавлении. Слой оксида может препятствовать надлежащему соединению металла. Покрытые оксидом капли расплавленного металла захватываются сварным швом и делают соединение хрупким. Некоторые ценные материалы, добавленные для достижения определенных свойств, настолько быстро реагируют на воздействие воздуха, что осажденный металл не имеет того же состава, что и изначально.Эти проблемы привели к использованию флюсов и инертной атмосферы.

При сварке плавлением флюс играет защитную роль, облегчая контролируемую реакцию металла, а затем предотвращая окисление, образуя слой над расплавленным материалом. Флюсы могут быть активными и помогают в процессе или неактивными и просто защищать поверхности во время соединения.

Инертная атмосфера играет такую ​​же защитную роль, как и флюсы. При сварке металлической дугой в среде защитного газа и вольфрамовой дугой в среде защитного газа инертный газ - обычно аргон - течет из кольцевого пространства, окружающего горелку, непрерывным потоком, вытесняя воздух вокруг дуги.Газ не вступает в химическую реакцию с металлом, а просто защищает его от контакта с кислородом воздуха.

Металлургия соединения металлов важна для функциональных возможностей соединения. Дуговая сварка иллюстрирует все основные характеристики соединения. В результате прохождения сварочной дуги образуются три зоны: (1) металл шва или зона плавления, (2) зона термического влияния и (3) неповрежденная зона. Металл сварного шва - это та часть соединения, которая была расплавлена ​​во время сварки.Зона термического влияния - это область, прилегающая к металлу шва, который не был сварен, но претерпел изменение микроструктуры или механических свойств из-за высокой температуры сварки. Неповрежденный материал - это тот материал, который не был достаточно нагрет, чтобы изменить его свойства.

Состав металла сварного шва и условия, при которых он замерзает (затвердевает), значительно влияют на способность соединения удовлетворять эксплуатационным требованиям. При дуговой сварке металл шва состоит из присадочного материала и основного металла, который расплавился.После прохождения дуги происходит быстрое охлаждение металла шва. Однопроходный сварной шов имеет литейную структуру со столбчатыми зернами, проходящими от края ванны расплава до центра сварного шва. При многопроходной сварке эта литая структура может быть модифицирована в зависимости от конкретного свариваемого металла.

Основной металл, прилегающий к сварному шву, или зона термического влияния, подвергается ряду температурных циклов, и его изменение в структуре напрямую связано с максимальной температурой в любой заданной точке, временем воздействия и охлаждением. ставки.Типы основного металла слишком многочисленны, чтобы обсуждать здесь, но их можно сгруппировать в три класса: (1) материалы, на которые не влияет высокая температура сварки, (2) материалы, упрочненные в результате структурных изменений, (3) материалы, упрочненные в результате процессов осаждения.

Сварка вызывает напряжения в материалах. Эти силы вызваны сжатием металла сварного шва и расширением, а затем сжатием зоны термического влияния. Не нагретый металл накладывает ограничения на вышеуказанное, и, поскольку преобладает усадка, металл сварного шва не может свободно сжиматься, и в соединении создается напряжение.Это обычно называется остаточным напряжением, и для некоторых критических применений оно должно сниматься термической обработкой всей конструкции. Остаточное напряжение неизбежно во всех сварных конструкциях, и если его не контролировать, произойдет искривление или деформация сварного соединения. Контроль осуществляется методами сварки, приспособлениями и приспособлениями, процедурами изготовления и окончательной термообработкой.

Существует большое разнообразие сварочных процессов. Некоторые из наиболее важных обсуждаются ниже.

.

Как успешно выполнить прихваточную сварку

Прихваточная сварка TIG
Фото предоставлено Weldcraft

Что такое прихваточная сварка?

После того, как элементы, подлежащие сварке, были размещены в соответствии с требованиями, как правило, путем закрепления их на подходящих приспособлениях, прихваточные швы используются в качестве временного средства удержания компонентов в нужном месте, выравнивания и расстояния друг от друга до окончательной сварки можно завершить.

При ручной сварке небольшими партиями сварка прихваточным швом может использоваться для настройки деталей без использования приспособлений. Обычно прихваточные швы представляют собой короткие швы. В любой конструкции выполняется несколько прихваточных швов на некотором расстоянии друг от друга, чтобы скрепить края.

Преимущество этой процедуры предварительной сборки состоит в том, что если будет обнаружено, что выравнивание для окончательной сварки неправильное, детали можно легко разобрать, выровнять и снова прихватывать.

Обычно прихваточная сварка выполняется тем же способом, что и окончательная сварка. Например, сборки из алюминиевого сплава, которые должны быть соединены сваркой трением с перемешиванием, свариваются прихваточным швом одним и тем же способом с использованием небольшого инструмента, разработанного для этой цели. Или электронно-лучевые прихваточные швы, созданные с пониженной мощностью, используются для дополнения или замены крепежа и для сохранения правильной формы и размеров во время окончательной электронно-лучевой сварки.

Если окончательная сварка выполняется, когда элементы все еще зажаты в приспособлении, прихваточная сварка должна удерживать элементы на месте и выдерживать значительные нагрузки, недостаточно контрастирующие с зажимными устройствами, которые стремятся разделить компоненты.

Почему так важны прихваточные швы?

Временный характер прихваточных швов может создать ложное впечатление, что качество этих вспомогательных средств соединения не так важно, как качество окончательной сварки, и что эту операцию не нужно должным образом программировать, выполнять и проверять. Это неправда.

Прихваточная сварка - это настоящая сварка, даже если сварные швы наплавлены отдельными короткими валиками. Он выполняет следующие функции:

  • Удерживает собранные компоненты на месте и устанавливает их взаимное расположение
  • Обеспечивает их выравнивание
  • Дополняет функцию приспособления или разрешает его удаление, если необходимо
  • Контролирует и противопоставляет движение и искажение во время сварка
  • Устанавливает и поддерживает зазор стыка
  • Временно обеспечивает механическую прочность сборки против собственного веса при подъеме, перемещении, манипулировании или переворачивании. части или узлы могут упасть и подвергнуть опасности людей или повредить имущество.

    Прихваточная сварка не должна мешать или ухудшать качество окончательной сварки. Он не должен приводить к появлению дефектов сварных швов, таких как дуговые искры, кратеры, трещины, твердые пятна и шлак, оставшийся на месте.

    Многие стали, используемые при производстве труб и сосудов, чувствительны к быстрому охлаждению или закалке, особенно после коротких прихваточных швов, из-за ограниченного тепловложения, необходимого для прихваточного шва. Примечание: Более высокое тепловложение снижает скорость охлаждения, что сводит к минимуму возникновение твердых и хрупких микроструктур.

    Твердые, хрупкие и чувствительные к трещинам микроструктуры могут образовываться в зоне термического влияния (HAZ), если металл подвергается быстрой закалке. В этом случае даже удаление всего прихваточного шва шлифованием может привести к появлению опасных невидимых трещин в основном металле.

    Хрупкий металл может треснуть при затвердевании металла шва или при напряжении. Трещины под швом не могут быть легко обнаружены при визуальном осмотре, и более тщательные неразрушающие испытания могут не проводиться, если они считаются несущественными для таких ограниченных сварных швов.Однако эти небольшие трещины могут привести к разрушению всей конструкции.

    Контроль качества сварки прихваточным швом

    Для обеспечения качества большинство норм требует, чтобы сварка прихваточным швом выполнялась только в соответствии с квалифицированными процедурами сварки сварщиками, полностью сертифицированными для процесса, используемого для окончательной сварки.

    Требования применимы для любого используемого сварочного процесса.

    Процедуры контроля деформации

    Во всех процессах сварки плавлением последовательность и направление прихваточных швов важны для контроля деформации.Помимо сохранения зазора в стыках, прихваточные швы должны противостоять поперечной усадке, чтобы обеспечить достаточное количество проплавленных швов.

    Для длинного шва прихваточная сварка должна начинаться с середины и продолжаться по длине шва, чередуя в обоих направлениях, с правильным шагом назад или с пропуском, чтобы избежать накопления напряжений и деформации.

    Прихваточные швы также могут быть размещены на концах стыков, а затем добавлены в середине каждого результирующего расстояния между уже выполненными, пока вся длина не будет покрыта требуемым количеством с требуемым интервалом.

    Зачем прихваточный шов именно в такой последовательности? Поскольку, если прихваточные швы накладываются постепенно от одного конца к другому, усадка может закрыть зазор на противоположном конце и даже может привести к перекрытию одного конца листа с другим.

    Из-за большего теплового расширения аустенитных нержавеющих сталей расстояние между прихваточными швами на этих материалах должно быть намного меньше, чем на мягкой стали.

    Особые требования

    Прихваточная сварка - важный этап подготовки труб к сварке.Особое внимание следует уделять достижению адекватного выравнивания и постоянного раскрытия корня (зазора между швами), которые контролируют успех наиболее важного корневого прохода. Хотя эта работа может быть поручена монтажникам, за ней следует внимательно следить, чтобы убедиться, что рабочие имеют соответствующую квалификацию.

    Количество и размер прихваточных швов зависят от диаметра трубы и толщины стенки. Прихваточные швы с полным сплавлением должны быть того же качества, что и окончательный шов.

    Все прихваточные швы необходимо тщательно очистить перед окончательной сваркой.

    Оба конца каждого прихваточного шва, представляющие начало и конец (которые являются слабыми местами, часто имеющими неприемлемые дефекты), должны быть отшлифованы для устранения возможных дефектов и создания очень плавного наклона, при котором стороны сварного шва переходят в металл.

    Дополнительные меры предосторожности

    Если при пайке используется прихваточная сварка, область вокруг прихваты должна быть тщательно очищена от окислов, образующихся во время сварки.

    При полуавтоматической и автоматической сварке точки соединения последнего сварочного электрода с прихваточными швами могут ухудшить регулировку напряжения дуги и подачу присадочной проволоки, что делает ручную помощь особенно важной для поддержания качества.

    Прихваточная сварка - важный компонент успешного сварочного проекта, будь он простой или сложный. Поэтому очень важно правильно выполнять процесс и минимизировать риски, связанные с плохой прихваткой.

    .

    Смотрите также