Сварные швы длинные: Способы выполнения швов различной длины

Содержание

Способы сварки швов различной протяженности и большой толщины

Сварочные швы разделяют по такой характеристике, как протяженность. В этом плане, все швы можно разделить на три отдельные группы. Таким образом, имеем:

— короткие швы, протяженностью 250-300 мм;

— швы средней длины, протяженность которых составляет 300-1000 мм;

— длинные швы, длина которых составляет 1000 мм и более.

  Все три категории имеют свои особенности, и поэтому свариваются по-своему. Так, например, короткие швы свариваются от начала к концу лишь в одном направлении. Средние швы сваривают несколькими участками. При этом длина участка выбирается такой, чтобы на нем можно было полностью  выварить два, три, четыре электрода. Сварка участков начинается в центре шва и ведется от средины к ее концам. Или же это происходит обратноступенчатым способом, то есть от одного края к другому.

  Длинные же швы очень широко применяются в таких отраслях, как резервуаростроение. То есть, на тех участках, где необходимо сварить трубы или цистерны большого диаметра, длины и так далее. Например, это также может быть сфера судостроения. В таких случаях, сварка проходит, как правило, вразбивку, при помощи обратноступенчатого способа.


  Также, достаточно распространенной и характерной является сварка металлов большой толщины. Как правило, в этих случаях используются многослойные швы, которые рекомендуют сваривать, так называемым, методом «горка» или же каскадным методом. Во время сварки «горкой» наноситься первый слой шва на участке, длиной около 200-300 мм. После этого, рабочую поверхность очищают, удаляя окалины и шлак, после чего, приступают к нанесению второго слоя. Это делается таким образом, чтобы длина второго слоя была в два раза больше первого. В конце концов, отступив от конца второго слоя, также на 200-300 мм, наноситься третий сварочный шов. Таким образом, образуется сварочный шов, который располагается в обе стороны от центральной точки, при помощи коротких швов.

  Каскадный же метод сварки используется при толщине сварных листов более 25 мм, и данный способ является разновидностью предыдущего метода. Если же вы имеете дело с листами, толщина которых превышает 60 мм, в таком случае целесообразнее пользоваться сварочными автоматами, которые будут сообщать электродной проволоке поперечные и возвратно-поступательные передвижения. Таким образом, сварка металла большой толщины является достаточно трудоемкой, при использовании любого возможного метода сварки.

Обратноступенчатый способ сварки и его преимущества

Обратноступенчатым называется особенный вид сварки. При его применении весь шов разделяют на участки, а затем каждый из них заваривают поочередно в направлении, противоположном увеличению его длины. Окончание конкретной ступени совпадает с началом предыдущей. Обратноступенчатый способ сварки предполагает предварительное разделение всей протяженности свариваемого шва на одинаковые участки. Их размер зависит от размера шва.

Виды швов

Сварные швы в зависимости от длины делятся на короткие, средние и большие. Максимальная длина первых — 300 мм. Средние находятся в диапазоне от этой величины до 1000 мм. А длинные, соответственно, обладают протяженностью свыше 1000 мм. Принадлежность к каждому из видов определяет способ сваривания.

Короткие сваривают в одном и том же направлении, перемещая электрод беспрерывно. Средние делят на некоторое количество одинаковых ступеней. Затем сварку производят одним из двух способов: от середины к краям или в одном направлении.

Длину ступени выбирают таким образом, чтобы при ее сварке расходовались 2-4 электрода. Обратноступенчатый способ сварки длинных швов осуществляется от середины шва к его краям. Вторым вариантом является сварка вразброс.

Преимущества метода

Важно понимать, для каких целей используется схема обратноступенчатой сварки. Обратноступенчатая сварка является эффективным методом сведения к минимуму деформаций и напряжений, возникающих при работе. Кроме того, такой способ помогает избегать коробления свариваемых деталей.

Напряжение внутри детали появляется вследствие неодинакового нагревания и понижения температуры различных ее частей, когда происходит их сжатие и расширение. Уменьшение размеров сварочной ванны как следствие ее усадки может привести к деформациям частей металлических изделий, граничащих со швом. Это происходит потому, что при остывании она сужается, что приводит к растягиванию ближайших слоев металла и появлению в них перекосов.

При грамотном выполнении работы напряжения внутри хотя и присутствуют, но сильных деформаций свариваемых изделий не вызывают. Данный способ уменьшает внутренние напряжения. При наложении соседних маленьких участков шва деформации в них имеют противоположные направления.

Выполнение обратноступенчатого метода

Метод предполагает применение электродов, имеющих большой диаметр. Разновидностями обратноступенчатой сварки являются движение от середины шва к краям и вразброс.

При работе необходимо соблюдать существующие правила электробезопасности. Все виды электросварочного оборудования должны иметь паспорт с отметкой о последней дате поверки и инструкцию по эксплуатации.

Обратный провод

Необходимо разбираться в такой тонкости, как обратный провод, и что допустимо применять в его качестве при сварке. Обратный провод при сварочных работах — это провод, обеспечивающий соединение с источниками тока. В качестве него используются:

  • провода — жесткие и гибкие;
  • шины в виде полосок минимального сечения 40х4 мм из стали или алюминия;
  • сварочные плиты.

Обратный провод обязан иметь такую же изоляцию, как и прямой. Элементы, которые используются для него, должны быть надежно соединены между собой.

Интересное видео

суть и назначение, классификация швов в зависимости от длины, схема

ГОСТ 2601-84 «Сварка металлов. Термины и определения основных понятий» классифицирует: сварка обратноступенчатым методом – это сварка, при которой шов выполняется следующими друг за другом участками в направлении, противоположном общему приращению шва.


Обратноступенчатый способ сварки: суть и назначение

Производится несколькими сварщиками одновременно. Применяется для уменьшения деформаций при сварке большой протяжённости и для того, чтобы избежать коробления заготовок от перегрева.

Напряжения и деформации возникают от неравномерного охлаждения или в результате усадки сварочной ванны в процессе охлаждения. Усадка вызывает деформации в прилегающем к ванне металле.

При автоматическом техпроцессе – однослойных швов любой длины, а также при ручной сварке – коротких, до 300 мм, швы заваривают с начала до конца, способ называют – напроход. Обратноступенчатый метод, как правило, подразумевает разбивку на участки от 100 до 300 мм.

Классификация швов в зависимости от длины

Короткими считают участки до 300 мм.

Средними – от 300 до 1000 мм. Дистанцию делят на несколько зон, каждую сваривают в направлении, противоположном предыдущей. Протяжённость соединений выбирают так, чтобы на них уходило от 2 до 3 целых электродов.

Длинные – больше 1000 мм. Делают обратноступенчатым способом от середины к краям. Соединения такой протяжённости применяют в судостроении и при изготовлении резервуаров большого объёма.

Сварка швов различной протяженности: а — от середины к краям шва; б — обратно-ступенчатым способом от одного конца шва к другому; в, г — обратно-ступенчатым способом от середины к краям шва; д — обратно-ступенчатым способом от середины к краям шва вразбивку

Способы выполнения сварочных швов различной длины

Размер каждого захвата определяют так, чтобы ушло целое число электродов. Делают это для того, чтобы сварочная ванна прогревалась равномерно. Если металл тонкий – швы короче, толстый – длиннее. Разновидности обратноступенчатой сварки:


  1. Секциями – сварку ведут параллельно и одновременно два сварщика.
  2. Каскадом – ступеньками слой за слоем: после первого зачищают и подготавливают поверхность, второй делают длиннее первого. Отступают в сторону 30-40 мм и накладывают третий слой.
  3. Горкой – каскады швов ведут навстречу друг другу, образуя горку.

Чтобы избежать деформации, используют электроды большего диаметра и большую величину тока. Вертикальный нахлёсточный и кольцевой тавровый шов делают с двух сторон обратноступенчатым способом.

Заготовки толщиной больше средней соединяют многослойными швами. При этом первый – непрерывный, последующие – обратноступенчатые, секциями. Концы участков в смежных слоях совпадать не должны, их сдвигают на 15-20 мм из-за того, что в конечных точках вероятны шлаковые включения и непровары.


Обратноступенчатый способ сварки однослойных и многослойных швов

Одним из оснований деления сварочных швов на виды является их длина (протяженность). Этот показатель очень важен, так как от него зависит определение порядка их выполнения. По этому основанию швы можно разделить на три группы: швы короткой, средней и большой длины.

Виды швов в зависимости от длины (протяженности)

Короткие швы имеют длину до 300 мм. Средняя длина шва составляет от 300 до 1000 мм. Швы длиной более 1000 мм называют длинными или швами большой протяженности. Каждый вид имеет свои особенности, о которых нужно знать в процессе сварочных работ.

Короткие сварные швы варятся в одном направлении. Средние швы разделяются на несколько зон, каждая из которых сваривается в направлении, противоположном предыдущему. В этом случае нужно выбрать такую длину зоны, чтобы на ней можно было использовать от двух до четырех электродов. Для варки средних по протяженности швов может использоваться обратноступенчатый способ сварки. Использование длинных швов происходит в резервуаростроении, судостроении. В этом случае также используется обратноступенчатая сварка.

Обратноступенчатая сварка используется для минимизации сварочных деформаций и напряжений при сварочных работах со швами средней и большой длины, а также во избежание коробления деталей.

Напряжения и деформации

Чтобы знать для каких целей необходимо сводить к минимуму появление напряжений и деформаций, нужно понимать, что означают эти понятия. Известно, что все металлы при нагреве расширяются, а при остывании — сжимаются. Напряжения – это силы, которые приложены к одной единице площади детали (как поверхности, так и поперечного сечения). Деформация – это изменение формы и/или размеров изделия под воздействием температурных изменений и/или механических и иных воздействий.

Напряжения внутри изделия при сварке возникают в результате неравномерного нагревания, охлаждения или литейной усадки сварочной ванны в жидком состоянии. Этот процесс характерен как для черных, так и для цветных металлов. Литейная усадка сварочной ванны приводит к остаточным напряжениям и деформациям в тех частях металла, которые прилегают ко шву. Такое может произойти из-за того, что при остывании сварочной ванны, она становится меньше, сужается в объеме, и начинает растягивать ближние слои металла. В этом случае изделие может быть деформировано и впоследствии стать некачественным. То есть, деформация является последствием неправильной работы сварщика и большого количества внутренних напряжений. Если работу осуществлять правильно, внутренние напряжения будут присутствовать, однако, их показатели не будут выходить за рамки установленной нормы и это не вызовет деформацию изделия.

Деформации подразделяются на несколько видов: упругая и остаточная (пластическая). Упругая деформация появляется при нагреве и приложении определенного количества силы на изделие, и пропадает, когда деталь либо остывает, либо прекращается воздействие силы. При остаточной деформации, возврат детали в первоначальную форму не происходит. Деформации увеличиваются на швах длинной протяженности и большого сечения.

Главный способ устранить деформацию – варить изделие в кондукторах. Кондуктор – это специальное приспособление для фиксации изделия. Это называется методом предварительного изгиба. Он широко применяется для деформаций, возникающих при варке угловых швов и сварке внахлёст. Если в качестве деталей для сварки выступают металлические листы, их выгибают в сторону, обратную предполагаемой деформации.

Обратноступенчатая сварка используется для однослойных и многослойных швов. При работе с многослойными швами начала и окончания каждой ступени в проходе нужно смещать по отношению к предыдущим на 20-40 мм. Шов разделяют на отдельные части длиной 100-300 мм. Обратноступенчатая сварка требует использования больших в диаметре электродов и работы с повышенными величинами и показателями электрического тока. Схема работы такова, что каждый новый участок должен свариваться новым электродом и в направлении, противоположном предыдущему. В зависимости от этого и происходит определение размера участка, на которые будет разделятся сварной шов.

Обратноступенчатая сварка бывает нескольких разновидностей: от середины к краям и вразброс.

Как и при любом сварочном процессе, обратноступенчатый способ сварки требует соблюдения правил электробезопасности. Важно знать, что можно использовать в качестве обратного провода. Обратный провод – это провод, соединяющий свариваемое изделие со сварочным аппаратом. В качестве него можно использовать гибкие провода или стальные шины.

Каким образом преимущественно свариваются короткие швы

Все швы в зависимости от их длины разделяют на три категории:

1) от 250 до 300 мм — короткие швы;
2) от 300 до 1000 мм — швы средней длины;
3) от 1000 мм и выше — длинные швы.

Короткие швы сваривают от начала к концу шва в одном направлении. Швы средней длины следует сваривать участками, длина которых в зависимости от толщины свариваемого материала подбирается от 100 до 350 мм с таким расчетом, чтобы каждый участок мог быть сварен целым числом электродов (двумя, тремя и т. д.).

Сварку таких участков можно начинать в центре шва и вести по двум противоположным направлениям или каждый участок сваривать в одном направлении обратноступенчатым методом.

Длинные швы разбивают также на участки длиной 100—350 мм и сваривают одним из видов обратноступенчатого метода. Обратноступенчатый метод сварки применяют с целью уменьшения в сварных изделиях деформаций и напряжений.

Уменьшение деформаций при обратноступенчатом методе объясняется более равномерным распределением температуры нагрева металла, а также тем, что в этом случае деформации, возникающие при наложении двух соседних коротких швов, имеют противоположное направление. У многослойных швов большой длины все слои следует сваривать обратноступенчатым методом, а также применять метод сварки «горкой» или «каскадный» метод.

При методе сварки горкой на участке длиной 200—350 мм накладывают первый слой; после очистки его от шлака на него накладывают второй слой, по длине в два раза больший, чем первый, затем, отступив от начала второго слоя на 200—300 мм, производят наплавку третьего слоя и т. д. Заполнив горку, производят сварку в обе стороны от горки короткими швами тем же способом. Каскадный метод является разновидностью метода горки.

Способ сварки горкой обычно применяют при сварке листов толщиной свыше 20—25 мм с целью предотвращения образования в сварных швах трещин. Сварку швов обратноступенчатым методом и методом горки должны выполнять два сварщика, которые сварку начинают от середины шва и ведут по направлению к его концам.

Сварка кольцевых швов при длине шва более 500 мм выполняется также обратноступенчатым методом.

Популярные металлы Медь
&nbsp&nbsp Вопросы и ответы
Часто во время осуществления сварки или пайки металлов и их сплавов возникают неожиданные проблемы. О многих из них мы и поговорим в разделе «вопросы и ответы»

Перейти в раздел >>

&nbsp&nbsp Технологии работ

Как производится закалка и отпуск стали

Способы резки металла под водой

Сварка угловых и тавровых соединений


Обслуживание и уход за сварочным оборудованием

Сварочные генераторы постоянного тока

Характеристики источников питания

Эмалирование металлов – технология, которая позволяет наносить на поверхность изделий из стали специальный защитный слой, отличающийся великолепными эстетическими свойствами.

Узнать подробности >>


Технология производства покрытых электродов

Электроды для дуговой сварки, наплавки, резки

Газоэлектрическая сварка в среде углекислого газа

Самоходные однодуговые сварочные головки

Электрическая сварочная дуга и ее свойства

Способы выполнения швов зависят от их длины и толщины свариваемого металла. Условно считают швы длиной до 250 мм короткими, длиной 250—1000мм — средними и более 1000мм—длинными.

Короткие швы обычно сваривают на проход (рис.1, а). Швы средней длины сваривают либо на проход от середины к краям (рис.1, б), либо обратно-ступенчатым способом (рис.1, в). Длинные швы также свариваются обратно-ступенчатым способом, или участками вразброс.

рис.1. Способы выполнения сварных швов по длине
а — на проход; б — от середины к краям; в — обратно-ступенчатый; г — обратно-ступенчатый от середины к краям

Сущность сварки обратно-ступенчатым способом заключается в том, что весь шов разбивается на короткие участки, длиной от 100 до 300мм и сварка на каждом отдельном участке выполняется в направлении, обратном общему направлению сварки (рис. 1, в и г) с таким расчетом, чтобы окончание каждого данного участка совпадало с началом предыдущего.

В некоторых случаях при определении длины ступени за основу принимают участок, который можно заварить электродом с тем, чтобы переход от участка к участку совместить со сменой электрода.

Сварка обратно-ступенчатым способом применяется с целью уменьшения сварочных деформаций и напряжений.

рис.2. Способы заполнения разделки по сечению
а — слоями; б — валиками; в — размеры разделки и сечение наплавленного металла
I, II, III. — слои; 1,3,3. — валики.

При сварке металла большой толщины шов выполняется за несколько проходов. При этом заполнение разделки может производиться слоями (рис.2, а) или валиками (рис 2, б). При заполнении разделки слоями каждый слой шва выполняется за один проход. При заполнении разделки валиками в средней и верхней частях разделки каждый слой шва выполняется за два или более проходов, путем наложения отдельных валиков. С точки зрения уменьшения деформаций из плоскости первый способ предпочтительнее второго. Однако при сварке стыковых швов не всегда удобно выполнять очень широкие валики в верхней и средней частях разделки. Поэтому на практике 1-й способ чаще применяется при сварке угловых швов, 2-й — стыковых.

При сварке толстого металла выполнение каждого слоя на проход (фиг. 116, а) является нежелательным, так как это происходит к значительным деформациям, а также может привести к образованию трещин в первых слоях. Образование трещин вызывается тем, что первый слой шва перед наложением второго слоя успевает полностью (или почти полностью) остыть. Вследствие большой разницы в сечениях наплавленного слоя и свариваемого металла все деформации, возникающие при остывании неравномерно нагретого металла, сконцентрируются в металле шва. При этом запас пластичности может оказаться недостаточным, что приведет к трещинообразованию.

Для предотвращения образования трещин заполнение разделки при сварке толстого металла следует производить с малым интервалом времени между наложением отдельных слоев. Это достигается применением каскадного метода заполнения разделки (рис.3, б), или заполнения разделки горкой (рис.3, б).

рис.3. Способы заполнения разделки подлине
а — на проход; б — каскадный; в — горкой

При каскадном способе заполнения разделки весь шов разбивается на короткие участки и сварка осуществляется таким образом, что по окончании сварки слоя на данном участке, не останавливаясь, продолжают выполнение следующего слоя на соседнем участке и т. д., как это схематично представлено на рис.3, б.

При этом каждый последующий слой накладывается на неуспевший еще остыть металл предыдущего слоя. Сварка горкой является разновидностью каскадного способа. Обычно сварка горкой ведется от середины шва к краям одновременно двумя сварщиками, как это схематично представлено на рис.3, в.

Если по окончании шва сразу оборвать дугу, то образуется незаполненный металлом кратер, который ослабляет сечение шва и может явиться началом образования трещин. Поэтому при окончании шва всегда должна производиться заварка кратера, которая осуществляется сваркой в течение некоторого времени без перемещения электрода вдоль свариваемых кромок, а затем постепенным удлинением дуги до ее обрыва.

8.5. Классификация сварных швов по длине и сечению

В зависимости от длины сварные швы разделяют на:

  • короткие до 300 мм;
  • средние от 300 до 1000 мм;
  • длинные более 1000 мм

Рис. 67. Классификация сварных швов по длине (24)

Короткие швы выполняют сваркой на проход (а), от начало до конца.

Швы средней длины сваривают либо от середины к краям, либо так называемыми обратно-ступенчатым способом ( б, в).

Швы большой длины ( г) сваривают обратно-ступенчатым способом, от середины к краям.

Обратно ступенчатый способ заключается в том, что весь шов разбивают на участки. Длина участка выбирается в пределах 100 – 300мм в зависимости от толщины метла и жесткости свариваемой конструкции.

Классификация швов по сечению

По сечению сварные швы бывают:

  • однослойные или однопроходные;
  • многослойные швы;
  • многопроходные швы.

Однослойный или однопроходной шов

Рис. 68. Однопроходной или однослойный шов. Рисунок автора.

Рис. 69. Многослойный шов. Рисунок автора

1-корень шва; 2,3,4, — промежуточные слои; 5-отжигающий, декоративный валик.

Здесь число слоев равно числу проходов.

Рис. 70. Многопроходной шов. Рисунок автора

Здесь число слоев не равно числу проходов. 1,2,3,4,5,6,7,8 -число проходов. I,II,III,IV,V -число слоев.

Швы бывают односторонние и двухсторонние.

Рис. 71. Односторонний и двухсторонний шов. Рисунок автора

Лекция № 16 Технология выполнения швов различной протяженности.

Все сварные швы в зависимости от их длины условно разби­вают на три группы:

· короткие — до 250 мм;

· средней длины — от 250 до 1000 мм;

· длинные — от 1000 мм и более.

 

 

Рис.25 Выполнение швов различной длины:

1—7— последовательность наложения швов

Короткие швы выполняют «на проход» в одном направлении, т. е. при движении электрода от начала шва к концу (рис.25,а).

При выполнении швов средней длины и длинных возможно ко­робление изделий. Чтобы избежать этого, швы средней длины выполняют «на проход» от середины к концам (рис.25 б) или обратноступенчатым способом (рис.25,в),, сущность которого состо­ит в том, что весь шов разбивают на участки длиной 100—350 мм с таким расчетом, чтобы каждый из них мог быть выполнен це­лым числом электродов (двумя, тремя и т. д.). При этом переход от участка к участку совмещается со сменой электрода. Каждый участок заваривается в направлении, обратном общему направ­лению сварки, а последний всегда заваривается «на выход».

Длин­ные швы выполняют от середины к концам обратноступенчатым способом (рис.25,г). В данном случае, возможно, организовать ра­боту одновременно двух сварщиков.

Лекция № 17 Способы заполнения шва по сечению

По способу заполнения швов по сечению различают:

· однопроходные, однослойные швы (рис.26.а).

· многопроходные многослойные (рис.26 б)

· многослойные (рис.26в)

Если число слоев равно числу проходов дугой, то такой шов называют многослойным.

Если некоторые из слоев выполняют за несколько проходов, то шов многопроходной.

Многослойные швы чаще применяют в стыковых соединениях, многопроходные — в угловых и тавровых.

 

Рис.26 Сварные швы по заполнению сечения швы

Для более равномерного нагрева металла шва по всей его длине швы выпол­няют:

  • двойным слоем,
  • каска­дом
  • блоками,
  • горкой

Узнать еще:

Виды сварных соединений и сварных швов

ОСНОВЫ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Возможны, следующие виды сварных соединений.

Стыковые соединения — сварные соединения двух заготовок, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями. Соединения встык — наиболее распространенны. Они имеют высокую прочность

при статических и динамических нагрузках. Их применяют при сварке листовых материалов, уголковых профилей, швеллеров, тавровых или двутавровых балок.

Нахлесточные соединения — сварные соединения, в которых сваренные заготовки расположены параллельно и частично перекры­вают друг друга Соединения внахлестку применяют при сварке лис­товых материалов. Эти соединения хуже переносят ударные и знако­переменные нагрузки и не экономичны. Их достоинством является простая подготовка и сборка под сварку.

Прорезные соединения, соединения с накладками и заклепочные соединения. Их применяют в случаях, когда изделие передает боль­шие нагрузки.

Торцовые соединения — сварные соединения, в котором боковые поверхности сваренных заготовок примыкают друг к другу.

Угловые соединения — сварные соединения двух заготовок, рас­положенных под углом друг к другу и сваренных в месте примыкания их краев. Их, как правило, применяют в качестве связующих элемен­тов.

Тавровые соединения — сварные соединения, в котором торец одной заготовки примыкает под углом и приварен к боковой поверх­ности другой заготовки. Их применяют при производстве простран­ственных конструкций. В соединениях без подготовки кромок возмо­жен непровар корня шва. Поэтому эти соединения плохо работают при переменных и ударных нагрузках. Подготовка кромок (одно или двух сторонний скос кромок) обеспечивает полный провар соединяе­мых заготовок, что обеспечивает хорошую прочность при любых на­грузках.

Соединяя заготовки (элементы) сварным швом получают свар­ную конструкцию. Сварной шов (СШ) — участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации или в результате пла-

стической деформации при сварке давлением или сочетанием кри­сталлизации и деформации.

В зависимости от вида сварного соединения различают сле­дующие виды сварных швов: Стыковой шов — СШ стыкового соеди­нения. Угловой шов — СШ углового, нахлесточного или таврового со­единения. Точечный шов — СШ, в котором связь между сваренными частями осуществляется сварными точками. Сварная точка — элемент точечного шва, представляющий собой в плане круг или эллипс. По расположению в пространстве различают горизонтальные, вертикаль­ные, потолочные и нижние сварные швы. Сочетание потолочного шва с вертикальным называется полупотолочным швом. По конфигурации различают прямолинейные, кольцевые, замкнутые и разомкнутые швы.

По протяженности различают сплошные и прерывистые швы. Прерывистые швы делятся на: короткие, средние, длинные, цепные и шахматные. По характеру выполнения различают односторонние и многосторонние швы.

В зависимости от направления действия внешнего усилия раз­личают (рис. 1.9) швы: фланговые, лобовые, комбинированные и ко­сые. Во фланговом шве внешнее усилие действует параллельно оси шва; в лобовом — перпендикулярно; в косом — под углом.

По форме наружной поверхности шва различают нормальные (плоская поверхность), выпуклые и вогнутые швы. Сварные соедине­ния с выпуклыми швами лучше работают при статических нагрузках, но они металлоемки. Сварные соединения с нормальными и вогнуты­ми швами лучше работают при динамических и знакопеременных на­грузках.

Для повышения точности сварки, свариваемые заготовки часто предварительно собирают с помощью прихваток. Прихватка — корот­кий сварной шов для фиксации взаимного расположения подлежащих сварке деталей.

Г азовая сварка выполняется ацетиленокислородным, нормаль­ным пламенем с использованием флюса АФ-4А. Пламя должно быть «мягким» и не оказывать сильного давления на металл. Величину расхода газа устанавливают в зависимости от толщи­ны …

Наиболее высокое качество сварных соединений получают при аргонно-дуговой сварке с использованием неплавящегося вольфрамо­вого электрода марки ВА-1А. Диаметр электрода выбирают в зависи­мости от силы сварочного тока (для автомобильных деталей приме­няют электроды …

Газовая сварка чугуна является одним из старейших способов восстановления деталей (наращивание обломанных частей ушков, за — плавки изношенных отверстий в некорпусных деталях и пр.) При за- варке трещин газовую сварку …

13 распространенных типов дефектов сварки

Когда в сварном шве образуются дефекты сварного шва, они могут ослабить соединение. В некоторых случаях это приводит к полному разрушению сварной конструкции.

В серьезных случаях нарушение сварного шва может привести к серьезным последствиям.

Итак, вам нужно разобраться в различных дефектах.

Но кроме того, вы должны знать, как их предотвратить.

Имея это в виду, давайте углубимся.

Что такое дефект сварного шва?

Короче говоря, дефект сварного шва — это любой дефект или дефект, который ставит под угрозу предполагаемое использование сварного изделия.Они классифицируются в соответствии с ISO 6520.

Это также означает, что дефект или дефект не могут повредить сварной шов, и говорят, что сварной шов имеет разрыв, когда это происходит. Таким образом, сварной шов может иметь несплошность и не считаться дефектным. Эти допустимые пределы указаны в ISO 5817 и ISO 10042.

Однако, если существует достаточное количество несплошностей (т. Е. Они превышают предел, определенный в применимом кодексе или спецификации), то несплошности классифицируются как дефекты, и сварной шов отбраковывается.

Сварной шов должен быть достаточно прочным для использования по назначению на самом базовом уровне, и многие дефекты могут ослабить соединение. Но в некоторых случаях сварной шов должен быть эстетичным. Таким образом, большинство дефектов либо ослабляют сварной шов, либо делают его рваным и непривлекательным.

Мы все хотим, чтобы наши сварные швы не вышли из строя или не были отвергнуты. Итак, вам необходимо знать, какие типы дефектов могут возникнуть и как их избежать.

13 Распространенных типов дефектов сварных швов

Неправильные сварные швы включают слишком широкие или слишком узкие, швы с чрезмерно выпуклой или вогнутой поверхностью и швы с крупной неравномерной рябью.

Эти характеристики могут быть вызваны неправильным обращением с резаком, слишком медленной скоростью перемещения, слишком большим или низким током, неправильным напряжением дуги, неправильным вылетом или неправильным защитным газом.

Но когда возникает конкретный дефект, вы хотите знать, какой параметр требует настройки, чтобы вы могли его исправить. Таким образом, список по типу дефекта, а также способы устранения проблемы будут полезны.

Список всех когда-либо встречавшихся дефектов сварных швов будет длинным и громоздким.Но в целом наиболее частыми дефектами сварных швов являются:

  • Трещины
  • Включения
  • Отсутствие плавления
  • Пористость
  • Выточка
  • Плохое проникновение
  • Прожигать
  • Заполнение
  • Избыточное армирование
  • Брызги
  • Перегиб / перекрытие
  • Усы
  • Механические повреждения

1. Трещины

Можно начать с одного из самых очевидных и серьезных дефектов сварного шва — трещин.Это ослабляет сварной шов, и, что еще хуже, трещины имеют тенденцию к быстрому росту, что усугубляет проблему.

Итак, само собой разумеется, что вы не хотите, чтобы на сварных швах образовывались трещины. Но это может быть проблемой, и есть три основных типа трещин:

  • Продольные трещины проходят вдоль сварного шва или параллельны ему.
  • Поперечные трещины по ширине борта.
  • Кратерные трещины обычно возникают в конце сварного шва, когда дуга прекращается.Они часто имеют звездообразную форму и образуются, когда в конце сварного шва образуется вмятина или «кратер».

Трещины можно разделить на горячие и холодные.

Сварные швы можно нагревать до температуры свыше 10 000 ° C, при этом горячие трещины возникают по мере охлаждения сварного шва и перехода из жидкой фазы в твердую. Горячие трещины обычно возникают при использовании присадочного материала из неподходящего сплава.

Холодные трещины возникают после остывания сварного шва. Они могут появиться через несколько часов или дней после того, как соединение будет выполнено.Этот дефект обычно возникает при сварке стали и часто вызван деформациями основного металла.

Для предотвращения трещин:

  • Используйте присадочный материал из сплава, подходящего для свариваемого металла.
  • Избегайте сварки стали с высоким содержанием серы и углеродистой стали.
  • Разогрейте сустав.
  • Убедитесь, что стык заполнен, и избегайте выпуклого валика.
  • Используйте прочный, бездефектный основной металл.
  • Избегайте малых токов в сочетании с высокими скоростями движения.
  • Не используйте водород в качестве защитного газа для черных металлов.
  • Сохраняйте хорошее соотношение глубины и ширины шва.
  • Избегайте образования кратеров на конце сварного шва, поместив соответствующий присадочный материал в конце валика.
  • Учитывайте расширение и сжатие сварного шва во время сварки и остывания.

2. Включения

Примеси могут попасть внутрь сварного шва, и они называются включениями.Загрязнения, попавшие внутрь сварного шва, значительно ослабляют соединение.

Шлак часто образуется при использовании флюса, например, при пайке твердым припоем, порошковой сварке и дуговой сварке под флюсом. Шлак должен плавать до вершины лужи и не застревать внутри валика. Это означает, что расплавленной ванне нельзя позволять слишком быстро остывать.

Но это может происходить и при сварке MIG. Кусочки ржавчины и даже вольфрама можно считать шлаком и вызвать загрязнение сварных швов.Итак, сварка MIG и TIG не застрахована от включений.

Чтобы предотвратить образование включений в сварных швах:

  • Хорошо подготовьте и очистите основной металл.
  • Избегайте настройки низкой силы тока (не допускайте слишком быстрого охлаждения сварочной ванны).
  • Поддерживайте соответствующую скорость вращения горелки (сварочная ванна и шлаковая лужа не должны смешиваться).
  • Соблюдайте правильный угол наклона резака.
  • Очистить шлак от предыдущих сварных швов между проходами.

3. Отсутствие сплавления

Это может показаться очевидным, но присадочный материал должен быть хорошо сцеплен с основным металлом с обеих сторон и свариваться снизу за несколько проходов.Если есть пустоты, зазоры или плохая адгезия, соединение будет структурно нарушено.

Способы предотвращения недостаточного слияния:

  • Хорошо очистите основной металл и удалите все загрязнения.
  • Используйте электрод правильного размера.
  • Выберите сплав электродов, подходящий для свариваемого металла.
  • Не перемещайте резак слишком быстро.
  • Не допускайте слишком короткой дуги.
  • Поддерживайте ток, достаточный для работы.

4. Пористость

Пористость сварного шва (также известная как сварной шов с червоточиной) — это место скопления пузырьков газа и их захвата внутри сварного шва. Он также называется пористым. Поперечное сечение пористого сварного шва будет напоминать губку, внутри которой находятся все пузырьки воздуха.

Во время сварки могут образовываться такие газы, как пар, водород и углекислый газ, которые обычно выходят из расплавленного валика. Но если пузырьки газа задерживаются, они могут ослабить ваш сустав и испортить работу.

Избегайте пористых сварных швов с помощью:

  • Тщательно очистите и подготовьте основной металл.
  • Убедитесь, что стык сухой.
  • Если используется, установите правильный поток защитного газа (слишком низкий или высокий может создать проблемы).
  • Следите за тем, чтобы сила тока не становилась слишком высокой (т. Е. Слишком «горячей»).
  • Используйте правильный сплав электродов для работы.
  • Убедитесь, что покрытие электрода не повреждено, если оно есть.
  • Перемещайте фонарик достаточно медленно, чтобы образовалась лужа расплавленного газа, позволяющая газу выходить пузырями.
  • Избегайте длинной дуги.
  • Используйте электроды с низким содержанием водорода.

5. Выточка

Если в результате процесса сварки пятна или сечения становятся меньше, чем исходный основной металл, дефект называется поднутрением. Это часто проявляется в виде «выемки» на краю сварного шва, сверху или снизу сварного шва.

Уменьшение толщины снижает прочность сварного соединения и делает соединение чувствительным к усталости.Этот дефект часто является результатом слишком сильного тока или слишком быстрого перемещения резака.

Методы предотвращения подрезов включают:

  • Не перемещайте резак слишком быстро.
  • Используйте правильную силу тока и избегайте слишком высоких значений.
  • Держите резак под правильным углом (и, если возможно, направьте тепло на более толстые участки).
  • Используйте электрод правильного размера.
  • Дуга должна быть короче.
  • Убедитесь, что у вас правильный защитный газ с правильной скоростью.
  • Используйте надлежащую сварочную технику.
  • Используйте несколько проходов.

6. Плохое проникновение

Когда валик не заполняет стыковое соединение до конца, сварной шов плохо провар. Иногда это также называют неполным проникновением. Как бы вы это ни называли, эта форма дефекта также ставит под угрозу целостность сустава.

Для хорошего проникновения:

  • Используйте электрод подходящего размера для сварки (избегайте электродов большего размера).
  • Не перемещайте лужу слишком быстро.
  • Подготовьте V-образные канавки для стыковых соединений со сторонами с уклоном от 60 до 70 градусов.
  • Выровняйте детали так, чтобы не было больших или неправильных зазоров, которые нужно было заполнить.
  • Поддерживайте оптимальную настройку силы тока или тепла и избегайте слишком низкой настройки тока.

7. Прожигать

Если во время сварки будет приложено слишком много тепла, в металле можно проделать отверстие.Этот дефект называют прожогом, но иногда его еще называют проплавлением. Конечно, создание отверстия нарушает цель сварного шва и разрушает соединение.

Этот тип дефекта обычно встречается при работе с тонким материалом толщиной менее 1/4 дюйма. Но это может произойти с более толстым инвентарем, если настройки сварочного аппарата слишком велики, если зазор между деталями большой и / или вы слишком медленно перемещаете горелку.

Как правило, для предотвращения этого типа дефекта:

  • Не позволяйте току становиться слишком сильным.
  • Избегайте чрезмерных зазоров между пластинами.
  • Убедитесь, что ваша скорость передвижения не слишком низкая.
  • Избегайте больших углов скоса.
  • Убедитесь, что нос не слишком маленький.
  • Используйте провод правильного размера; слишком маленький подчеркивает проблему.
  • Обеспечьте соответствующий металлический прижим и / или зажим.

8. Недозаполнение

Когда валик сварного шва находится ниже поверхности основного металла, сварной шов считается недостаточно заполненным.Сам валик тоньше основного металла, что ослабляет соединение. Это состояние часто проявляется в виде «колеи», проходящей по всей длине борта, которую иногда называют выпуклым суставом.

Метод предотвращения недозаполненных сварных швов включает:

  • Избегайте слишком быстрого движения.
  • Используйте правильную текущую настройку.
  • Используйте электрод / присадочную проволоку правильного размера.

9. Избыточное армирование

В отличие от недостаточно заполненного шва, дефект возникает, когда в шве слишком много присадочного материала.Это известно как избыточное армирование или «высокая» коронка. Спецификации и нормы проекта часто регулируют то, что считается слишком высоким.

Иногда излишки арматуры могут выходить даже из нижней части стыка. Иногда это называют избыточным проникновением.

Другие разновидности дефекта включают узкие валики с крутыми сторонами, вызванные недостаточным покрытием флюса на подающей проволоке или низким напряжением.

Кроме того, когда избыточная арматура неровная и рваная, ее можно назвать арматурой «горного хребта», и это вызвано избыточным потоком на подающей проволоке или быстрой / неравномерной скоростью движения.

Во избежание избыточного армирования:

  • Держите резак в движении с правильной скоростью. Слишком медленно, и будет размещен лишний наполнитель. Слишком быстро — бусинка становится неустойчивой.
  • Правильно установите силу тока и избегайте перегрева.
  • Отрегулируйте напряжение, чтобы оно не было слишком низким.
  • Совместите детали так, чтобы зазор не был слишком большим.

10. Брызги

Брызги, которые обычно не представляют угрозы для структурной целостности, можно рассматривать как дефект.Эстетика сварного шва иногда так же важна, как и его прочность. Но ничто не заставляет сварные детали выглядеть неряшливо, как брызги, прилипшие к окружающему металлу.

Брызги часто возникают у сварочных аппаратов MIG, но могут возникать и при других сварочных процессах. Хотя вы никогда не сможете полностью избавиться от брызг, есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы свести их к минимуму:

  • Хорошо очистите основной металл.
  • Используйте правильную силу тока, избегайте «горячих» настроек.
  • Используйте правильное напряжение, избегайте низких настроек.
  • Убедитесь, что полярность установлена ​​правильно.
  • Держите короткую дугу.
  • Увеличьте угол электрода.
  • Проверьте подающую проволоку, чтобы убедиться, что она беспрепятственна.

Сопутствующие : Как уменьшить разбрызгивание при сварке

11. Переворот / перекрытие

Когда присадочный материал на носке сварного шва покрывает основной металл без сцепления, возникает дефект перекоса или перекрытия.

Если вы хотите избежать этого состояния:

  • Не допускайте слишком низкой скорости движения.
  • Соблюдайте правильный угол наклона резака.
  • Не используйте электроды большего размера.
  • Установите правильную силу тока, избегайте высоких значений.

12. Бакенбарды

При сварке MIG усы представляют собой короткие отрезки электродной проволоки, проникающие сквозь сварной шов на корневой стороне соединения. Они вызваны проталкиванием электродной проволоки за переднюю кромку сварочной ванны.

Эти выступающие провода выглядят плохо, но они также могут вызывать проблемы.Во-первых, усы считаются вкраплениями и ослабляют сустав. В трубах они могут даже препятствовать потоку или даже разрываться внутри и вызывать повреждение оборудования на нижнем уровне.

Усы можно предотвратить с помощью:

  • Снижение скорости подачи проволоки.
  • Поддерживайте оптимальную скорость движения, избегайте слишком быстрого движения.
  • Увеличьте вылет проволоки.
  • Плетение факела.

13. Механические повреждения

Установив идеальный бус, вы не из леса.Повреждение может быть вызвано отбойными молотками, шлифовальными машинами и другими инструментами. Неудивительно, что для обозначения этого типа дефекта используется термин «механическое повреждение».

Здравый смысл поможет вам предотвратить механические повреждения, приняв меры предосторожности, например:

  • При удалении шлака или очистке стыка не проявлять излишней агрессивности
  • Избегайте сильных ударов молотком
  • Не позволяйте другим крупным металлическим предметам ударять по вашим сварным швам или шлифовать их

Завершение

Как видно из нашего сокращенного списка типичных дефектов (да, мы могли бы обсудить и другие), сварщикам необходимо изучить определенные основы по веским причинам.Дефекты обычно возникают при несоблюдении одного из этих принципов. В числе краеугольных камней:

  • Подготовьте основной металл, чтобы он был чистым и свободным от загрязнений
  • Правильно расположите детали в соответствии с типом выполняемого шва без больших зазоров
  • При необходимости создайте V-образные канавки под нужным углом
  • Правильно установите силу тока и напряжение
  • Поддерживайте правильную длину дуги
  • Переместите резак с оптимальной скоростью
  • Используйте электрод правильного размера
  • Убедитесь, что подающая проволока ничем не препятствует
  • Найдите и удерживайте резак под прямым углом
  • Правильно плести электрод, если необходимо
  • Избегать механических повреждений основного металла и готового валика

Умение определять различные дефекты и исправлять их делает ваши суставы более прочными и презентабельными.Это также делает вас лучшим сварщиком.

Все эти потенциальные дефекты сначала могут показаться огромными, и их невозможно избежать. Но продолжайте сварку. Чтобы стать хорошим сварщиком, нужно терпение и много практики.

Справка по контактной сварке

| Проблема (длительное время сварки)

Определение

Для типичного сварного шва время сварки — это время, в течение которого сварочный ток проходит через металл. Время сварки увеличивается, если оно превышает применимые спецификации.

Описание

Поскольку электрическая энергия поступает на сварочный контроль в виде переменного тока со скоростью 60 циклов в секунду (50 в некоторых регионах за пределами США), время сварки обычно измеряется в циклах. Это стало удобным эталоном для продолжительности нагрева сварного шва. Один цикл равен 1/60 секунды для подачи 60 циклов в секунду.

Для сварщиков постоянным током (DC) время сварки обычно для удобства измеряется в циклах. Однако в некоторых случаях при средней и высокочастотной сварке постоянным током миллисекунды часто используются для измерения времени сварки.Однако для сварочных аппаратов постоянного тока существует некоторая разница в запрограммированном времени сварки и фактическом времени сварки, как показано на рисунке 1 ниже.

В типичном одноимпульсном сварном шве металл между электродами нагревается от комнатной температуры до температуры сварки и быстро охлаждается. Рост и форма сварного шва регулируются циклами нагрева / охлаждения в графике сварки (см. Рис. 2).

Если время сварки слишком велико, может произойти большое вдавливание, чрезмерное выталкивание и прилипание электрода.В худшем случае происходит «прожог», когда металл между электродами полностью расплавляется, образуя отверстие в свариваемых деталях. Электроды проходят сквозь этот расплавленный металл и могут контактировать друг с другом.

Обнаружение

Значение

Качество, проблемы на рабочем месте, стоимость, время простоя, обслуживание, пропускная способность (время цикла; PPH) — все это потенциально зависит от этого условия. Особые соображения указаны ниже:

Время простоя: Заедание наконечников в результате длительного времени сварки — проблема технического обслуживания, которая также влияет на время простоя.

Второстепенные причины

  • Неправильный график сварки
  • Неисправность управления сваркой

2 Наиболее распространенные непрерывные сварные швы: угловой шов и стыковой шов

Сварка — это своего рода волшебство. Опустите козырек, зажгите дугу, и через несколько секунд то, что было грудой металлических деталей, появилось из ослепляющего белого каления как что-то полезное. Да, как производители металла, мы режем, гибаем, пилим, шлифуем, пробиваем, вырезаем и полируем, но сварка — это то место, где происходит волшебство.Так мы производим световые короба для прицепов, удлинители рам для грузовых автомобилей и люльки для генераторов для домов на колесах.

Выполнение качественных сварных швов требует практики и опыта. И это несмотря на то, что существует только два основных типа непрерывного шва: угловой шов и стыковой шов. Соединение внахлестку может считаться третьим, но мы утверждаем, что если это дуговая сварка, то это форма углового соединения. Сварка сопротивлением действительно создает соединение внахлест, иногда называемое сварным швом, но это используется только с листовым металлом.Некоторые производители говорят, что существует больше типов, но мы думаем, что это все формы углового или стыкового шва.

Один самолет или два?

Если две поверхности свариваются в одной плоскости, это стыковой шов. Они просто сталкиваются друг с другом, прежде чем присоединиться.

Если две поверхности перпендикулярны (то есть между ними есть угол 90 °), сварной шов, соединяющий их вместе, является угловым. Угловой шов образует угол 45 ° между двумя деталями, тогда как стыковой сварной шов выглядит как шов или валик.

Прерывистые или непрерывные сварные швы?

Непрерывные сварные швы, угловые или стыковые, охватывают всю длину соединения. Прерывистый сварной шов — это такой шов, при котором части кажутся скрепленными вместе. Может быть один дюйм сварного шва — углового или стыкового — затем дюйм или более несваренной длины перед следующим сварным швом. У этих двух методов есть свои плюсы и минусы. Упомянутая выше сварка контактным швом может быть как непрерывной, так и прерывистой. Более подробную информацию можно найти в разделе «Как определить, что между сваркой стежком и сваркой.Сварка швов для изделий из металла ».

Определение сварных швов на чертежах

Проектировщики деталей должны сообщить сварщику, какие типы сварных швов им нужны и где они должны быть выполнены. Они делают это с помощью обозначений сварных швов на отпечатке в соответствии со стандартом AWS A2.4 Американского общества сварки. Это касается таких точек, как место выполнения сварного шва, длина сварных сегментов, угол канавки и отверстие в корне.

Основы стыковой сварки

Для стыковой сварки две металлические детали сводятся почти до соприкосновения.Обычно зазор составляет около 1/8 дюйма (3 мм). Сварщик зажигает дугу и подает присадку, чтобы создать лужу расплавленного металла. Затем этот бассейн перемещается по стыку с непрерывным добавлением наполнителя. Зазор предназначен для обеспечения полного проникновения расплавленного металла через соединяемые детали. Если зазор слишком мал, проникновения может быть недостаточно. Сделайте его слишком большим, и вы получите большой или тяжелый шов на обратной стороне деталей.

Толщина металла влияет на проплавление.Если размер деталей превышает 3/16 дюйма (4,8 мм), фаска обычно шлифуется на одном или обоих верхних краях. Это делает зазор шире и позволяет металлу стекать на всю толщину. И наоборот, если детали очень тонкие, может вообще не потребоваться зазор.

Интересный особый случай — это когда вы свариваете детали разной толщины, но в одной плоскости. Они накладываются друг на друга, образуя соединение внахлест. Затем с каждой стороны стыка между двумя деталями получается угол 90 °, что делает сварной шов угловым.

Основы угловых сварных швов

Некоторые сварщики говорят, что они делают больше угловых швов, чем стыковых. Вероятно, это связано с тем, что угловые швы не требуют подготовки кромок, например снятия фаски, поэтому это более быстрый метод.

При угловой сварке идея состоит в создании сварного шва треугольного сечения между двумя деталями. После завершения поверхность сварного шва должна располагаться под углом 45 ° к обоим основным материалам с размером галтели, соответствующим их толщине. В частности, ширина сварного шва — расстояние от внутреннего угла до поверхности сварного шва — должна быть такой же, как толщина основного металла.Угловой шов меньшего размера, вероятно, не обладает прочностью, в то время как более крупный шов приводит к потере времени и присадочного материала, а также может привести к слишком большому нагреву металла.

Когда свариваемые детали имеют большую толщину — скажем, 3/16 дюйма (4,8 мм) или более — сварщик обычно выполняет несколько проходов, а не пытается наплавить много металла за один раз. Часто это делается для контроля искажений.

Минимизация деформации стыковых и филейных швов

Деформация является проблемой при непрерывных сварных швах обоих типов.Это результат усадки при охлаждении присадочного металла. Предварительный нагрев помогает, но при длинном сварном шве трудно обеспечить одинаковую температуру по всей длине.

Метод уменьшения искажений, рекомендуемый некоторыми специалистами по сварке, — это «сбалансированная сварка». Это влечет за собой выполнение последовательных проходов на противоположных сторонах соединения, что предполагает наличие доступа к обеим сторонам.

Некоторые сварщики утверждают, что лучше сделать несколько проходов, нанося на каждый небольшое количество присадки, чем делать один проход с большим напылением.По данным Института сварки «Искажение — предотвращение за счет конструкции», «… большой единичный сварной шов дает меньшую угловую деформацию…». Однако они также отмечают, что «… небольшое количество больших наплавленных швов приводит к большей продольной и поперечной усадке…». Кажется, вы меняете один тип искажения на другой.

В Институте сварки есть еще одна техника уменьшения искажений, которая может заставить вас задуматься. Говорят подумать об отказе от сварки. Вместо этого они используют экструдированный профиль и уголки.

Искусство и наука вместе

Сварку умеют многие люди, но для неизменно высокого качества сварных швов требуются практика и опыт. Понимание разницы между угловыми и стыковыми сварными швами и определение того, когда их использовать, — это только начало. Это еще не все, но мы можем заверить вас, что в этом нет никакой магии.

10 советов, которые помогут контролировать усадку и деформацию сварных швов — изготовление оси

Что такое искажение?

Усадка сварных швов поражает как опытных сварщиков, так и любителей.Усадка вызывает деформацию сварного изделия. Деформация опорной плиты вызвана теплом от сварочной дуги. Деформация возникает в результате расширения и сжатия металла шва и прилегающего основного металла в процессе сварки.

Причины перекоса

Когда металлический брусок нагревается равномерно, он расширяется во всех направлениях. Когда стержень остывает, он равномерно сжимается до своих первоначальных размеров. Удерживая штангу каким-либо образом — тисками или другими средствами — равномерного расширения не произойдет.Поскольку расширение все еще должно происходить, полоса искажается, поскольку она расширяется в любом беспрепятственном направлении. Сжатие происходит равномерно независимо и постоянно сохраняет деформацию. Такой же основной процесс происходит при сварке.

10 советов по контролю усадки сварного шва

1. Не переваривайте

Чем больше металла в соединении, тем больше силы усадки. Уменьшение количества сварных швов экономит металл, экономит время и защищает сварной шов от деформации.Если металлическая пластина толще 0,25 дюйма, снятие фаски может помочь предотвратить деформацию.

2. Используйте прерывистую сварку

Использование прерывистой сварки вместо непрерывной, где это возможно, значительно снижает деформацию. Несмотря на то, что металл сварного шва и теплопередача уменьшаются на 75%, прочность сварного шва остается относительно бескомпромиссной.

3. Используйте как можно меньше сварочных проходов

Меньшее количество проходов с большим электродом предпочтительнее, чем большое количество проходов с меньшими электродами, когда поперечная деформация может быть проблемой.Усадка накапливается при каждом проходе. Чем больше проходов, тем больше усадка.

4. Поместите сварные швы около нейтральной оси

Обеспечение меньшего воздействия усилий усадки для смещения мест смещения за счет размещения сварных швов вблизи нейтральной оси сводит к минимуму деформацию.

5. Выровняйте швы вокруг нейтральной оси

Смещайте одну силу усадки с другой, чтобы эффективно минимизировать деформацию. Дизайн сборки и последовательность сварки являются важными факторами, которые следует учитывать.

6. Используйте сварку обратным шагом

Общее продвижение сварного шва может быть, например, слева направо, но каждый последовательный сегмент валика располагается справа налево. После размещения каждого валика нагретые края расширяются на дальней стороне сварного шва. Как только тепло распространяется по пластине, расширение на противоположном крае снова сближает пластины. Этот процесс значительно снижает искажения.

7. Предвидеть силы усадки

Предварительная установка деталей перед сваркой может вызвать усадку при выполнении конструктивных работ.При предварительной настройке, предварительном изгибе или предварительном сжатии деталей для сварки используются противодействующие механические силы для противодействия деформации. Например, удлинение вершины сварной канавки при предварительной установке пластин может помочь уменьшить деформацию. Полученный сварной шов немного длиннее, чем на плоской пластине. После снятия зажимов последний сварной шов снимает свои продольные усадочные напряжения за счет укорачивания до прямой линии. В результате получается плоская пластина. Другой метод уравновешивает усадку, располагая идентичные сварные детали спиной к спине и плотно зажимая их вместе.Сварные швы помещают на оба узла и дают остыть перед снятием зажимов. Сочетание этого процесса с предварительной гибкой может еще больше предотвратить искажение. Схема поможет

8. Планирование последовательности сварки

Правильная последовательность сварки включает размещение сварочного металла в разных точках сборки так, чтобы усадка происходила только в одном месте за раз, и ей противодействовали последовательные сварные швы. Чередование сварных швов по обе стороны от нейтральной оси особенно полезно при сварке с проплавлением и разделкой кромок.В угловых сварных швах прерывистые швы, чередующиеся вниз, уравновешивают усадку.

9. Устранить усадочные усилия после сварки

Упрочнение противодействует усилиям усадки сварного шва при его охлаждении. Уплотнение растягивает валик и делает его тоньше, тем самым снимая напряжения, вызванные сжатием при охлаждении металла. Этот процесс требует осторожности; упрочнение неприменимо к корневому валику или на последнем проходе, так как процесс может скрыть или вызвать трещины. Другой метод — снятие термического напряжения.Снятие термического напряжения включает контролируемый нагрев сварного изделия с последующим контролируемым охлаждением для снятия напряжений, вносимых сварным швом.

10. Минимизируйте время сварки

Минимизация времени при сварке сводит к минимуму количество нагреваемого металла. Уменьшение нагрева уменьшает усадку и, как следствие, деформацию.

Дополнительная литература: Сварка и изготовление и MIG против сварки TIG

Контроль искажений — предотвращение с помощью технологий изготовления

Техника сборки

В общем, сварщик мало влияет на выбор процедуры сварки, но методы сборки часто могут иметь решающее значение для минимизации деформации.Основные методы сборки:

  • прихватка
  • встык
  • жесткость

Нажмите здесь, чтобы увидеть наши последние подкасты по технической инженерии на YouTube .

Прихваточная сварка

Прихваточные швы идеально подходят для установки и поддержания зазора в стыках, но также могут использоваться для сопротивления поперечной усадке. Чтобы добиться эффективности, следует продумать количество прихваточных швов, их длину и расстояние между ними.Если их слишком мало, существует риск того, что соединение будет постепенно смыкаться по мере продолжения сварки. В длинном шве при использовании MMA или MIG края стыка могут даже перекрываться. Следует отметить, что при использовании процесса сварки под флюсом соединение может раскрываться, если не будет правильно закреплено.

Последовательность прихваточной сварки важна для поддержания равномерного корневого зазора по длине соединения. Три альтернативные последовательности прихваточной сварки показаны на рис. 1:

.

a) прихваточный шов прямо до конца соединения (рис. 1a).Пластины необходимо зажать или использовать клинья для сохранения зазора стыка во время прихватывания

b) прихватите один конец, а затем используйте технику обратного шага для прихватывания остальной части соединения (рис. 1b).

c) прихваточный шов по центру и завершение прихваточной сварки обратным шагом (рис. 1с).

a) прихваточный шов прямо до конца соединения
b) прихваточный шов на одном конце, затем прихватка остальной части соединения прихваточным швом
c) прихваточным швом в центре, затем выполнить прихваточную сварку методом обратного шага

Направленная прихватка — это полезный метод управления зазором стыка, например, закрытие зазора стыка, который (или стал) слишком широким.

При прихваточной сварке важно, чтобы прихваты, которые должны быть вплавлены в основной сварной шов, выполнялись в соответствии с утвержденной процедурой с использованием сварщиков с соответствующей квалификацией. Процедура может потребовать предварительного нагрева и использования утвержденных расходных материалов, как указано для основного сварного шва. Удаление прихваток также требует тщательного контроля, чтобы не вызвать дефектов на поверхности детали.

Сборка спина к спине

Прихваточным швом или зажимом двух идентичных компонентов вплотную друг к другу сварка обоих компонентов может быть сбалансирована вокруг нейтральной оси комбинированного узла (рис.2а). Перед разделением компонентов рекомендуется снять напряжение в сборке. Если снятие напряжения не выполняется, может потребоваться вставить клинья между компонентами (рис. 2b), чтобы, когда клинья будут удалены, детали вернутся к правильной форме или совмещению.

a) сборки, соединенные прихватками перед сваркой
b) использование клиньев для компонентов, которые деформируются при разделении после сварки

Жесткость

Продольная усадка в стыковых сварных швах часто приводит к искривлению, особенно при изготовлении конструкций из тонких листов.Продольные ребра жесткости в виде плоских поверхностей или углов, приваренные вдоль каждой стороны шва (рис. 3), эффективны для предотвращения продольного изгиба. Расположение ребер жесткости важно: они должны располагаться на достаточном расстоянии от стыка, чтобы они не мешали сварке, если только они не расположены на обратной стороне стыка, сваренного с одной стороны.

Порядок сварки

Подходящая процедура сварки обычно определяется требованиями производительности и качества, а не необходимостью контроля деформации.Тем не менее, процесс, техника и последовательность сварки влияют на уровень деформации.

Сварочный процесс

Общие правила выбора процесса сварки для предотвращения угловой деформации:

  • нанесите наплавленный металл как можно быстрее
  • использовать наименьшее количество прогонов для заполнения стыка

К сожалению, выбор подходящего процесса сварки на основе этих правил может увеличить продольную усадку, что приведет к изгибу и короблению.

При ручной сварке MIG, процесс наплавки с высокой скоростью наплавки, предпочтительнее MMA. Наплавленный металл следует наносить с использованием электрода наибольшего диаметра (MMA) или самого высокого уровня тока (MIG), не вызывая дефектов плавления. Поскольку нагрев происходит намного медленнее и рассеивается, газовая сварка обычно вызывает более сильные угловые искажения, чем дуговые процессы.

Механизированные методы, сочетающие высокие скорости наплавки и высокие скорости сварки, обладают наибольшим потенциалом предотвращения деформации.Поскольку искажение более стабильное, простые методы, такие как предварительная установка, более эффективны для управления угловым искажением.

Сварочная техника

Общие правила предотвращения искажений:

  • сохранить сварной шов (угловой) до минимального указанного размера
  • использовать сбалансированную сварку вокруг нейтральной оси
  • свести время между запусками к минимуму

При отсутствии ограничения угловая деформация угловых и стыковых соединений будет зависеть от геометрии соединения, размера сварного шва и количества проходов для данного поперечного сечения.Угловая деформация (измеряемая в градусах) как функция количества проходов для углового шва длиной 10 мм показана на рис. 4.

Если возможно, сбалансированную сварку вокруг нейтральной оси следует выполнять, например, на двухсторонних угловых соединениях, двумя людьми, выполняющими сварку одновременно. В стыковых соединениях порядок выполнения может иметь решающее значение, поскольку сбалансированная сварка может использоваться для исправления угловой деформации по мере ее развития.

a) Сварка в обратном направлении
б) Сварка пропуска

Последовательность сварки

Последовательность или направление сварки важны и должны быть ближе к свободному концу соединения.Для длинных сварных швов весь шов не выполняется в одном направлении. Короткие прогоны, например, с использованием техники сварки с обратным шагом или с пропуском сварки, очень эффективны в борьбе с искажениями (рис. 5).

  • Обратно-ступенчатая сварка включает наплавку коротких соседних сварных швов в направлении, противоположном общему процессу (рис. 5a).
  • Пропускная сварка — это укладка коротких сварных швов в заранее заданной, равномерно распределенной последовательности вдоль шва (рис. 5b). Длина сварного шва и промежутки между ними обычно равны длине естественного биения одного электрода.Направление наплавки для каждого электрода одинаковое, но не обязательно, чтобы направление сварки было противоположным направлению общей прогрессии.

Лучшая практика

Для контроля искажений используются следующие технологии изготовления:

  • с использованием прихваточных швов для создания и поддержания зазора между стыками
  • идентичных компонентов, приваренных вплотную друг к другу, так что сварка может быть сбалансирована относительно нейтральной оси
  • Крепление продольных ребер жесткости для предотвращения продольного прогиба в стыковых швах тонкопластовых конструкций
  • при выборе процедуры, процесса и техники сварки следует стремиться к тому, чтобы наплавленный металл наносился как можно быстрее; MIG предпочтительнее MMA или газовой сварки и механизированной, а не ручной сварке
  • на больших участках сварной шов не должен выполняться в одном направлении; следует использовать методы сварки с обратным шагом или с пропуском.

Билл Лукас подготовил эту статью в сотрудничестве с Гиртом Верхаге, Риком Леггаттом и Джином Мэтерсом.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами.

Советы по повышению комфорта и производительности сварщика

Максимальный комфорт способствует безопасности и производительности сварщика — и это фактор, который может повлиять на качество готового сварного шва.

Выбор пистолета GMAW, отвечающего требованиям области применения, а в некоторых случаях настройка пистолета — это критически важный способ повлиять на комфорт сварщика, чтобы он или она могли достичь наилучших результатов.

Существует множество факторов, влияющих на комфорт оператора сварки, включая тепло, выделяемое в процессе сварки, повторяющиеся движения и, иногда, громоздкое оборудование. Эти проблемы могут иметь серьезные последствия, приводя к болям, усталости, физическому и психологическому стрессу у сварщиков.

Однако есть несколько шагов, которые помогут уменьшить влияние этих факторов. К ним относятся выбор правильного оборудования для работы, использование инструментов и принадлежностей, предназначенных для повышения комфорта оператора, а также соблюдение некоторых передовых методов, способствующих правильной форме оператора.

Повышение комфорта оператора может снизить вероятность травм, связанных с повторяющимися движениями, а также снизить общую усталость. Выбор пистолета GMAW, отвечающего требованиям области применения, а в некоторых случаях настройка пистолета — это важный способ повлиять на комфорт оператора сварки, чтобы он или она могли достичь наилучших результатов.

Конструкция спускового крючка, рукоятки, шейки и кабеля питания пистолета помогает определить, как долго сварщик сможет комфортно сваривать, не испытывая усталости или напряжения.Геометрия сварного шва также играет роль в комфорте сварщика и влияет на то, какие компоненты выбрать для оптимального доступа к стыку.

Вот некоторые вопросы, которые следует учитывать при выборе пистолета GMAW, которые могут повлиять на комфорт, а также на качество и производительность:

Сила тока :

Сила тока пистолета может существенно повлиять на комфорт сварщика, поскольку, как правило, чем выше сила тока, тем крупнее и тяжелее оружие. Следовательно, пистолет с большей силой тока может быть не лучшим выбором, если этот номинальный ток не является необходимым для удовлетворения потребностей приложения.Выбор пистолета с меньшей силой тока, когда это возможно, поможет свести к минимуму усталость и нагрузку на запястья и руки сварщика. При выборе правильной силы тока учитывайте требования к рабочему циклу приложения. Рабочий цикл означает количество минут в 10-минутном периоде, в течение которого пистолет может работать на полную мощность без перегрева.

Например, 60-процентный рабочий цикл означает шесть минут горения дуги в 10-минутном интервале. В большинстве случаев сварщику не требуется постоянно использовать пистолет в течение полного рабочего цикла.Во многих случаях пистолет с большей силой тока требуется только тогда, когда источник питания работает непрерывно.

Рукоятка :

Варианты рукояток для пистолетов GMAW включают прямые и изогнутые формы. Правильный выбор обычно зависит от конкретного процесса, требований приложения и — чаще всего — от предпочтений оператора. Имейте в виду, что ручку меньшего размера легче удерживать и маневрировать. Кроме того, вариант с вентилируемой рукояткой способствует повышению комфорта оператора, поскольку этот стиль может быстрее остывать, когда пистолет не используется.Несмотря на то, что комфорт оператора и его предпочтения являются важными факторами, ручки также должны соответствовать требованиям к току и рабочему циклу пистолета и приложения. Прямая рукоятка обеспечивает гибкость, позволяя устанавливать спусковой крючок сверху или снизу рукоятки. Установка сверху — хороший выбор для повышения комфорта оператора при работе с высокими температурами или в тех случаях, когда требуются длинные сварные швы.

Триггер :

Существует множество вариантов триггера, которые могут повысить комфорт и безопасность.Ищите спусковой крючок, который не требует большего усилия, чем необходимо для поддержания дуги, чтобы минимизировать нагрузку на оператора. Кроме того, блокировка спусковых крючков — хороший вариант для уменьшения нагрузки на палец сварщика, вызванной захватом, иногда называемым «спусковым пальцем». Запирающий триггер, как следует из названия, можно заблокировать на месте. Эта функция позволяет сварщику создавать длинные непрерывные сварные швы без необходимости постоянно удерживать спусковой крючок. Блокирующие триггеры также помогают дистанцировать сварщика от тепла, выделяемого во время сварки, что делает их хорошо подходящими для приложений с высокой силой тока.

Шея :

Еще одна часть пистолета, которая играет важную роль в обеспечении комфорта оператора, — это шея. Вращающиеся и гибкие шейки доступны с разной длиной и углом, и их можно регулировать в соответствии с потребностями конкретного применения, предлагая множество вариантов, помогающих снизить нагрузку на оператора. Доступ к стыкам, сила тока пистолета и рабочий цикл, необходимые для конкретного применения, являются важными факторами при выборе шейки пистолета. Например, более длинная шейка пистолета может повысить комфорт оператора, когда работа требует большой досягаемости.Гибкая шея может делать то же самое при доступе к стыкам в узком углу.

Лучшим выбором для сварки труб может быть шейка под углом 80 градусов, в то время как шейка под углом 45 или 60 градусов может лучше подходить для сварки в плоском положении. Вращающиеся шейки позволяют сварщикам поворачивать шейку по мере необходимости, например, при сварке в нерабочем положении или при сварке над головой. В тех случаях, когда вам нужна более длинная шейка, можно использовать другой вариант — использовать соединительную муфту, которая представляет собой инструмент, объединяющий две шейки пистолета. Гибкость, обеспечиваемая этими многочисленными вариантами шеи, может снизить вероятность усталости, напряжения и травм оператора.

Кабель питания :

Кабель питания увеличивает вес пистолета, а также может загромождать рабочее пространство. Поэтому рекомендуется использовать более короткие и более короткие кабели, если они соответствуют потребностям приложения. Кабели короче и меньшего размера, как правило, легче и гибче — чтобы уменьшить усталость и нагрузку на руки и запястья сварщика, — но они также помогают уменьшить беспорядок и опасность споткнуться в рабочей зоне.

Учитывайте баланс пистолета

Поскольку сварочные операции различаются для каждого сварщика, настраиваемые пистолеты GMAW могут быть хорошим вариантом для повышения комфорта.

Различные сварочные пистолеты могут предлагать различный «баланс», который относится к ощущению и легкости движения, которое испытывает сварщик, когда сварщик держит пистолет. Например, более тяжелое оружие, которое правильно сбалансировано, может снизить утомляемость оператора по сравнению с более тяжелым пистолетом, который не сбалансирован должным образом.

Правильно сбалансированный пистолет будет чувствовать себя естественно в руках оператора и им будет легко маневрировать. Когда ружье не сбалансировано правильно, оно может казаться более громоздким или неудобным в использовании. Это может повлиять на комфорт оператора и производительность.

Настроить для работы

Поскольку сварочные операции различаются для каждого сварщика, настраиваемые пистолеты GMAW могут быть хорошим вариантом для повышения комфорта. Низкий комфорт сварщика может напрямую сказаться на производительности и эффективности.

Некоторые производители пистолетов предлагают онлайн-ресурсы, чтобы помочь сварщикам настроить пистолет GMAW в соответствии с точными спецификациями работы. Это помогает обеспечить соответствие пистолета предпочтениям оператора и потребностям области применения — для большего комфорта и производительности.ttНапример, большинство сварщиков не делают огромных движений при использовании пистолета GMAW. Вместо этого они, как правило, используют более точное и деликатное маневрирование ружья. Некоторые конфигурации позволяют пользователям выбирать вариант, доступный для пистолетов для удаления дыма — например, шарнирно-поворотная конструкция, которая помогает вакуумному шлангу перемещаться отдельно от ручки. Это повышает гибкость и снижает утомляемость запястья сварщика.

Используйте правильное положение и форму.

Использование правильного положения и формы сварного шва — это дополнительные способы, с помощью которых операторы сварки могут повысить комфорт во время работы.Повторяющееся напряжение или длительные неудобные позы могут привести к травмам оператора — или даже к необходимости дорогостоящих и длительных доработок из-за плохого качества сварных швов.

По возможности размещайте заготовку ровно и переместите ее в наиболее удобное положение. Также важно поддерживать чистоту на рабочем месте. В некоторых случаях пистолет для удаления дыма в сочетании с подходящей портативной системой удаления дыма может быть жизнеспособным вариантом для замены респиратора с механической очисткой воздуха и уменьшения количества оборудования, которое должен носить сварщик.Чтобы обеспечить соблюдение нормативных требований и безопасность, всегда полезно проконсультироваться с промышленным гигиенистом, чтобы убедиться, что это правильный шаг.

Кроме того, комфорт оператора может быть повышен за счет использования устойчивой позы и недопущения неудобного положения тела, а также за счет отказа от работы в одном положении в течение длительного времени. При сварке в сидячем положении операторы также должны располагать обрабатываемую деталь немного ниже уровня локтя. Когда приложение требует длительного стояния, используйте подставку для ног.

Максимальный комфорт

Наличие подходящего оборудования, выбор оборудования или принадлежностей, которые просты в эксплуатации и повышают комфорт оператора, а также использование правильной техники и формы сварки — все это важные шаги на пути к созданию комфортных и безопасных рабочих условий для операторов сварки.

Легкие сварочные пистолеты с рукояткой и шейкой, подходящей для работы и для оператора, могут помочь в достижении безопасных и продуктивных результатов. Снижение теплового стресса, утомляемости запястий и шеи и повторяющихся движений также может помочь снизить общий физический и умственный стресс для сварщиков.

Для достижения оптимальных результатов рассмотрите многочисленные варианты, доступные при настройке пистолета GMAW в соответствии с условиями применения и предпочтениями оператора.

6 советов и рекомендаций по сварке — как правильно сваривать

1 Прежде чем ты начнешь

Во-первых, потренируйтесь обращаться с пистолетом без сварки.Положите его ствол в одну руку и поддержите эту руку на столе. Другая рука управляет спусковым крючком пистолета. Встаньте в удобное положение и плавно перемещайте пистолет по рабочей поверхности. Отрегулируйте позу и движения пистолета так, чтобы они казались естественными.

Присоедините рабочий кабель к заготовке и держите пистолет так, чтобы проволока касалась поверхности сварного шва под углом примерно 30 градусов. Слегка коснитесь проволокой поверхности, нажмите спусковой крючок и осторожно потяните пистолет на себя, чтобы сделать первый пробный сварной шов.Проволока должна равномерно плавиться в сварочную лужу и издавать устойчивый треск во время движения. При необходимости отрегулируйте настройки сварочного аппарата.

2 Подготовьте металл

Отметьте линию твердосплавным резцом или столярным шилом и разрежьте отрезной пилой по металлу или ножовкой. Для получения прочного шва очистите металл обезжиривателем.

3 Подготовьте металл (продолжение)

Затем отшлифуйте или подпилите небольшой скос по кромкам, которые вы свариваете.Это обеспечит максимально глубокое проникновение сварного шва и зенковку, чтобы вы могли шлифовать заподлицо. Не переусердствуйте, иначе при сварке вы прожигете металл.

4 Разместите кусочки

При создании такого проекта, как наша таблица C, вам необходимо сформировать точные углы в 90 градусов. Скрепите скошенные поверхности вместе, оставив достаточно места для прихваточного шва. Детали должны лежать ровно и аккуратно, не мешая металлическим заусенцам.

Проверьте положение сборки квадратом. Используйте столярный алюминиевый треугольный квадрат с внутренней стороны стыка или стальной столярный квадрат с внешней стороны.

5 Прихваточный шов

Скрепите детали вместе в нескольких местах вдоль каждого стыка. Еще раз проверьте наличие квадратных углов; если что-то смещается и сборка выходит из-под квадрата, отшлифуйте прихваточный шов, переставьте детали и повторите попытку.

6 Завершить сварку

После того, как вы закрепили все на месте, уложите последние сварные швы.Создавать красивые гладкие сварные швы так же приятно, как и не поддаваться искушению переборщить. Чем больше металла вы отложите, тем больше потребуется его стачивания.

7 Очистка после сварки

Отколите шлак сварочным молотком, а затем используйте шлифовальный круг с зернистостью 36, чтобы сбить валики с окружающим металлом. Чтобы обеспечить ровную гладкую поверхность, перемещайте шлифовальный станок вдоль сварного шва, а не поперек него. Удалите все отметки с помощью откидного диска из диоксида циркония с зернистостью 60.

Наконечник для чистовой обработки

Загрунтуйте и покрасьте сталь, отполируйте ее прозрачным воском или распылите на покрытие из прозрачного акрила. Но сделайте это раньше, чем позже. Вы же не хотите, чтобы образовался слой ржавчины.

8 Сделайте этот металлический стол C

Наш стол C — это элегантное преобразование мебели в промышленный вид. Две квадратные рамы размером 16 дюймов соединены двумя стойками длиной 15 дюймов. Используйте конструкцию для поддержки столешницы из дерева, камня, стекла или металла.

Это идеальный проект для начинающего сварщика. Все 10 кусков стали вырезаны из стальных труб квадратного сечения 1 дюйм с толщиной стенки 1/16 дюйма. Детали для верхней и нижней рам соединены углами под углом 45 градусов. Две стойки входят в рамы стыковыми соединениями. И сварка не может быть проще: дуговая сварка порошковой проволокой с низким значением силы тока и медленной скоростью подачи проволоки — это почти такой же простой и щадящий процесс, каким вы можете научиться.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *