Сварка вертикальных швов: правила и особенности

О чем речь? Сварка вертикальных швов является более сложным процессом, чем горизонтальных, так как расплавленный металл стекает из сварочной ванны. Чтобы этого не происходило, уменьшают нагрев и применяют специальные техники.

На что обратить внимание? Существует два метода сварки вертикальных швов: сверху вниз и снизу вверх. Для первого способа подбирают электроды меньшего диаметра и снижают рабочую температуру. Второй прием более рациональный и может использоваться даже новичками.

Понятие вертикальной сварки швов

Сварка вертикальных швов при соединении металлических элементов имеет ряд особенностей, главная из которых – вытекание из зоны плавления расплавленного металла, постоянно стремящегося стечь вниз под действием силы тяжести. Для того чтобы удержать содержимое в пределах сварочной ванны, необходимо сделать расплав более вязким, снизив его температуру до определенных значений.

При ручной дуговой сварке металлических заготовок для расплавления кончик электрода относительно быстро прикасается к основному металлу, а затем отводится от него. Такой подход позволяет снизить количество тепловой энергии, поступающей в зону плавления, и вызвать ускоренную кристаллизацию. Подобие полочки, образованное застывающим расплавом, становится при этом основанием для укладки следующей порции присадочного материала.

Для того чтобы лучше понять, как варить вертикальный шов с помощью сварки MMA, необходимо разобраться в физической сущности и особенностях процесса, в ходе которого электрическая дуга, загорающаяся в пространстве между кончиком стержня электрода и основным материалом изделия, плавит металл. Для успешного выполнения задания должны соблюдаться определенные условия.

Когда кончик стержня электрода прикасается к основному металлу изделия, к которому подводится электрический ток противоположной полярности, происходит замыкание электрической цепи – это первое условие. Электродвижущая сила, которая является вторым необходимым условием для протекания процесса сварки, создается с помощью источника питания – сварочного трансформатора, выпрямителя или инвертора.

Соблюдение указанных условий делает возможным возникновение электрического тока. Когда сварщик отводит кончик электрода от металла заготовок, он разрывает цепь. Сложные физические явления, сопровождающие разрыв, приводят к зажиганию сварочной дуги, температура которой может достигать +7 000 °C. Этого достаточно для плавления практически любых металлов и сплавов.

В результате электрическая дуга плавит присадочный и основной металлы, которые, перемешиваясь в сварочной ванне, а затем кристаллизуясь, образуют единое целое и формируют прочные сварные соединения.

Методы сварки вертикальных швов

Электрошлаковая сварка

Преимущество электрошлакового метода сварки, в том числе и в вертикальном положении, заключается в том, что данная технология делает возможной соединение деталей с любой толщиной металла. Причем вне зависимости от того, насколько велика площадь поперечного сечения соединения, работа выполняется одним проходом. Это позволяет сократить затраты как электрической энергии, так и расходных материалов, а также добиться заметного повышения производительности.

Сварочная ванна заполняется жидким шлаком, в который погружается кончик стержня электрода. Электрический ток, проходя через сварочную ванну, нагревает ее содержимое, расплавляя основной и присадочный металлы, которые затем перемешиваются и формируют сварное соединение.

При остывании и кристаллизации металла сварочная ванна движется вверх. Данная техника позволяет сваривать детали из металла разной толщины одним проходом. Жидкий шлак за счет относительно малого веса поднимается кверху, защищая материал шва от контакта с атмосферным кислородом. Затвердевшую шлаковую корочку удаляют, постукивая по валику шва шлакоотбойным молотком. Электрошлаковый метод позволяет формировать высококачественные и надежные сварные соединения.

При формировании вертикальных швов с помощью электродуговой сварки сила притяжения заставляет расплав стекать вниз, переходя в сварочную ванну капельным путем. Для плавного перетекания капель расплавленного присадочного металла сваривание выполняют короткой дугой.

Дуговая сварка вертикальных швов требует подготовки кромок, которые разделывают с учетом таких особенностей, как способ соединения и толщина металла. Для фиксации деталей пользуются специальными приспособлениями – струбцинами, зажимами, тисками и т. п. Соединяемые заготовки обычно предварительно скрепляют прихватками для предотвращения их термической деформации.

Сварка полуавтоматом

Сварка вертикальных швов полуавтоматом – наиболее простой и удобный способ. На сварочный пистолет подаются электрический ток, защитный газ и присадочный материал в виде проволоки. Электрическая дуга зажигается между кончиком последней металлом соединяемых заготовок. Защита, которая создается благодаря подаче газа, необходима для того, чтобы расплав в сварочной ванне не вступал в контакт с атмосферным воздухом, образуя окислы.

Верно подобранная сила сварочного тока крайне важна для формирования качественных вертикальных швов с помощью полуавтоматической сварки. Для того чтобы выбрать правильные параметры, необходимо принимать в расчет толщину металла. Оптимальный диаметр сварочной проволоки в данном случае равен 0,8 мм.

Если соединяются заготовки из тонколистового металла, сварочный ток можно уменьшить. Подача защитного газа из баллона в пистолет осуществляется через редуктор, манометр на котором позволяет контролировать давление. Обычно для получения качественных вертикальных соединений достаточно 0,2 атм.

Приступая к сварке, необходимо установить вылет присадочной проволоки, который не должен превышать 0,5 см.

Соединяемые заготовки необходимо зафиксировать как минимум в двух местах. Если детали соединяются внахлест, для их фиксации можно использовать струбцины. Сварка вертикальных швов полуавтоматом – оптимальное решение для начинающих сварщиков.

Сварка инвертором

Сегодня устаревшие громоздкие, тяжелые и сложные в применении сварочные трансформаторы сменили компактные и относительно легкие инверторные устройства, которые представляют собой оптимальный выбор для ручной дуговой сварки вертикальных швов. Такие приборы не боятся перепадов напряжения в сети. Кроме того, при использовании инвертора заметно уменьшается разбрызгивание жидкого металла из зоны плавления.

Современные инверторы оснащаются панелью управления с удобными регуляторами и индикаторами, а также имеют тумблер для включения и отключения напряжения. К аппарату подключаются два кабеля – один с держателем для электродов, а второй – с зажимом, через который подается «масса». Для обеспечения бесперебойной работы устройства комплектуются аккумуляторными конденсаторами. Расход электрической энергии при сварке зависит от диаметра стержня электрода, который колеблется от 2 до 5 мм.

Электрическая дуга плавит присадочный и основной металлы, вследствие чего формируется сварочная ванна.

После настройки силы тока, которая выполняется с учетом толщины металла заготовок, к последним подключается клемма массы. Подготовка соединяемых кромок осуществляется так же, как при сварке трансформаторным аппаратом.

Способы сварки вертикальных швов

Сварка может выполняться двумя способами: снизу вверх или сверху вниз.

Сварка вертикальных швов сверху вниз

Сварщики нечасто пользуются способом сверху вниз, так как считают, что он менее удобен. Формирование вертикального сварного соединения выполняется электродом, направленным под прямым углом к плоскости соединяемых заготовок. Сварочная ванна при этом создается в верхней части стыка скрепляемых кромок, а затем продвигается книзу.

Алгоритм формирования шва таков: после того как появятся первые капли расплавленного присадочного металла, сварочная ванна перемещается к низу стыка таким образом, чтобы расплав не выплескивался за ее пределы и не образовывал наплывов. При сварке таким способом достаточно сложно добиться кристаллизации расплава без растекания, так как жидкий металл под действием силы тяжести стремиться стечь вниз. Кончик электрода должен располагаться напротив зоны плавления, чтобы предотвратить падение капель.

При сварке сверху вниз следует придерживаться определенных правил:

• уменьшать ампераж, чтобы металл прогревался менее интенсивно;
• брать электрод с малым диаметром стержня;
• перемещать кончик электрода медленнее, чем при сварке швов в нижнем положении.

Если расплав продолжает расплескиваться, попробуйте двигать электрод быстрее, увеличив ампераж и ширину зоны плавления.

Данный способ сложен, но при наличии соответствующих навыков позволяет формировать качественные и прочные соединения.

Снизу вверх

Этим методом сварщики пользуются значительно чаще, так как он дает заметно лучшие результаты и может использоваться даже начинающими. Сварка выполняется так: сварочная ванна начинает формироваться в нижней части стыка электродом, расположенным под углом от 80 до 90 градусов относительно плоскости соединяемых деталей.

После зажигания дуги стержень, наклоненный под углом от 45 до 50 градусов по отношению к горизонтали, начинает движение вверх. Кристаллизация расплава приводит к тому, что капли не успевают стекать книзу.

Сварочная ванна движется кверху вслед за кончиком электрода, что позволяет формировать валик из кристаллизующегося расплава, который не дает ему стекать вниз.

Если толщина заготовок, недостаточная сила сварочного тока и другие причины не дают проваривать металл на достаточную глубину, стержень электрода необходимо располагать перпендикулярно поверхности соединяемых деталей, сдвигая его вверх только после проплавления материала заготовок. Для формирования «порога» опытные сварщики часто отводят кончик электрода, давая расплаву застыть. Можно перемещать дугу колебательными движениями.

Важно запомнить несколько правил:

• чем больше положение стержня электрода отклонено от прямого угла по отношению к плоскости заготовок, тем медленнее его нужно передвигать по стыку;
• при настройке силы тока следует учитывать тип и диаметр электродов, а также толщину металла соединяемых деталей, однако большим током при сварке снизу вверх не пользуются;
• важно постоянно контролировать сварочную ванну, передвигая ее вверх только после кристаллизации расплава в нижнем слое;
• сварка выполняется на малой (от 2 до 4 мм) длине дуги;
• для того чтобы получить качественные и надежные швы, необходимо правильно выполнять описанный выше алгоритм.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.