Поделки из металла при помощи сварки своими руками

Обозначение на чертеже

По стандартам для всех видов сварки на чертежах тавровое соединение обозначается буквой Т, далее идет классификационный номер шва, предполагающий тип его создания. Для наглядности все условные обозначения сведены в таблице.

Криволинейные скосы с неровной поверхностью обеспечивают формирование сложного шовного валика таврового стыка. При шахматной укладке величина второго зазора больше, чем первого. При двухсторонней разделке кромок образуется прочное тавровое соединение, работающее на излом.

Виды тавровых швов, указанные в таблице, применяются при монтаже различных сварных конструкций. Существует система дополнительных знаков, обозначающих дополнительную обработку швов, размер катета, длину провариваемого участка. Эта информация указывается на выносных стрелках.

Сварное соединение, форма шва и изображение на чертеже

Разобравшись с процессом ручной дуговой сварки, в процессе которого образуется шов, перейдем к рассмотрению основных зон сварного шва и его формам.

Сварное соединение включает четыре зоны металла:

Различают лицевую и обратную стороны шва. За лицевую сторону в одностороннем шве принимается та, с которой производится сварка. В двухстороннем шве с несимметричным скосом — сторона, с которой производится сварка основного шва. В двухстороннем шве с симметричным скосом — любая сторона.

Стороны сварного шва

По форме наружной поверхности сварные швы бывают:

Основные геометрические параметры стыкового шва по ГОСТ 2601 – 84:

Основные геометрические параметры углового шва по ГОСТ 2601 – 84:

Видимые сварные швы на чертеже изображаются основной линией, а невидимые — штриховой:

Обозначение шва на чертеже

Сварка неповоротного вертикального стыка

Сварной шов выполняется за два приема. Периметр стыка условно делится вер тикальной осевой линией на два участка, каждый из которых имеет три характерных положения:

• потолочное (позиции 1-3);
• вертикальное (позиции 4-8);
• нижнее (позиции 9-11).

Каждый участок сваривается с потолочного положения. Сварка ведется только короткой дугой:

lmin=0,5 dэ, мм,
где dэ — диаметр электрода.

Оканчивают шов в нижнем положении.

Сварку каждого из участков начинают со смещением на 10-20 мм от вертикальной осевой. Участок перекрыт ия швов — «замковое» соединение — зависит от диаметра трубы и может быть от 20 до 40 мм. Чем больше диаметр трубы, тем длиннее «замок»

Начальный участок шва выполняют в потолочном положении «углом назад» (поз. 1,2). При переходе на вертикальное положение (поз. 3-7) сварка ведется «углом вперед». По достижении позиции 8 электрод ориентируют под прямым углом, а, перейдя в нижнее положение, сварку вновь ведут «углом назад».

Перед сваркой второго участка нужно зачистить начальный и конечный участки шва с плавным переходом к зазору или к предыдущему валику. Сварку второго участка следует выполнять так же, как и первого.

Для корневого шва применяют электрод диаметром 3 мм. Сила тока в потолочном положении 80-95 А. На вертикали ток рекомендуется уменьшить до 75-90 А. При сварке в нижнем положении ток увеличивают до 85-100 А.

При сварке труб с качественным формированием корня шва без подварки проплавление достигается путем постоянной подачи электрода в зазор. Добиваясь проплавления внутри трубы, можно получить шов с выпуклой поверхностью, что по требует последующей механической его зачистки в потолочном положении.

Заполнение разделки труб с толщиной стенки более 8 мм происходит неравномерно. Как правило, отстает нижнее положение. Для выравнивания заполнения разделки необходимо дополнительно наплавить валики в верхней части разделки. Предпоследние слои должны оставить незаполненную разделку на глубину не более 2 мм.

Облицовочный шов сваривают за один или несколько проходов.

Предпоследний валик заканчивают так, чтобы разделка осталась незаполненной на глубину 0,5-2 мм, а основной металл по краям разделки был переплавлен на ширину 1/2 диаметра электрода.

При сварке труб диаметром менее 150 мм с толщиной стенки менее 6 мм, а также в монтажных условиях, когда источник питания удален от места работы, сварку ведут при одном и том же значении сварочного тока. Рекомендует ся подбирать токовый режим но потолочному положению, ток в котором достаточен и для нижнего положения. При сварке на подъеме из потолочною положения в вертикальное, чтобы не было чрезмерного проплавления, следует прибегнуть к прерывистому формированию шва. При этом способе периодически прерывают процесс горения дуги на одной из кромок.

В зависимости от толщины стенки трубы, зазора и притупления кромок рекомендуется выполнять сварку «мазками» одним из способов:

Зачистка сварных швов после сварки

После прокладки сварного шва необходимо произвести зачистку шва, для того чтобы убрать шлак и окалину. Зачистка сварочных швов выполняется в три этапа:

Очистка зоны вокруг шва. Необходимо зачистить всю поверхность металла вокруг шва, так как в процессе варки на поверхность металла могла попасть окалина или капельки раскаленного металла. Их требуется отбить с помощью зубила или молотка. После этого можно обработать поверхность антиоксидным составом.

Полировка шва.Как правило, шов всегда несколько выступает вверх относительно свариваемых поверхностей, если требуется ровная поверхность, то шов шлифуется шлифовальной машиной или “болгаркой” с абразивным кругом.

Лужение шва. Процедура лужения заключается в нанесении тонкого слоя расплавленного олова на сварной шов, это необходимо, если варились пластичные металлические соединения.

Меры предосторожности

При потолочных швах стоит одеться в плотную куртку и брюки. Перчатки должны закрывать манжеты, иначе окалины докатятся до локтей и обожгут кожу. На голове обязательно необходима шапка или кепка без козырька

Брюки важно подобрать такой длины, чтобы они закрывали ворот обуви для предотвращения попадания расплавленных частиц внутрь

Поскольку брызги, ударяясь о землю, разлетаются дальше, рядом не должно находиться легковоспламеняющихся предметов. Шлак отбивать нужно в защитных очках, ведь он будет падать вниз на сварщика. Частый отдых позволит снять нагрузку с мышц шеи и руки и качественно выполнить работу.

Сварка в потолочном положении осваивается не сразу. Требуется практика и терпение. Хорошо выделять несколько минут в день и приварив два кусочка трубы или уголка к столу, пытаться их заварить снизу. Освоив этот метод можно смело варить трубы и металлоконструкции любой сложности.

Примеры условных обозначений

Чтобы вам было понятнее, и вы смогли быстрее разобраться во всех обозначениях, мы приведем несколько простых и наглядных примеров. Итак, начнем.

Пример №1

На картинке выше вы видите стыковой шов, у которого одна кромка имеет криволинейный скос. Само соединение двустороннее, сделано методом ручной дуговой сварки. С обеих сторон нет усиления. С лицевой стороны шероховатость шва равна Rz 20 мкм, а с оборотной —Rz 80 мкм.

Пример №2

Здесь вы можете видеть, что шов угловой и двусторонний, у него нет ни скосов, ни кромок. Это соединение выполнено автоматической сваркой и с использованием флюса.

Пример №3

Тут у нас снова стыковой шов, но уже без скосов или кромок. Соединение одностороннее, с подкладкой. Выполнен шов с использованием нагретого газа и сварочной проволоки.

Пример №4

В четвертом примере шов тавровый, не имеет скосы или кромки. Он прерывистый и выполнен двусторонним методом. Шов как бы в шахматном порядке. Работа выполнена с помощь РДС в среде газа и с использованием неплавящегося металлического стержня. Катет шва равен 6 миллиметров, а длина шва составляет 50 миллиметров, с шагом в 100 миллиметров (обозначается буквой «Z»). t ш — это протяженность шва, а t пр — протяженность шага прерывистого соединения.

Пример №5

В нашем последнем примере шов выполнен нахлестом, не имеет скосов и кромок. Он также односторонний и выполняется ручной дуговой сваркой в среде защитного газа и с применением плавящегося стержня. Сварное соединение выполнено по незамкнутой линии. Катет шва равен 5 миллиметрам.

Технология работ

Чтобы возникла электрическая дуга, необходимы токопроводящие элементы: в этом случае это металл и электрод. При соприкосновении металла и электрода появляется электрическая дуга. В этом же месте сразу начинает плавиться металл, одновременно с ним плавится и электрод, который переносится в сварную ванну.

Также в процессе горит и защитная поверхность электрода, при этом частично испаряясь и выделяя определенное количество газов. Эти газы создают завесу и защищают металл от окисления. Также металл покрывается шлаком, который помогает металлу, поддерживая температуру.

Образование шва происходит при перемещении электрода, в чем и заключается весь секрет сварки. Еще необходимо следить за углом наклона и параметрами тока. После остывания металла на нем остается корка шлака, которая защищает металл от окисления. Шлак затем отбивают при помощи молотка.

Читать также: Хонинговка цилиндров в домашних условиях

Технология сварки угловых швов

При работе с установленными под углом деталями используют классические сварочные аппараты. Можно применять простой трансформатор.

Недостатком считаются большие размеры оборудования. Лучшим вариантом является инвертор. Небольшой вес, широкий диапазон настроек облегчают работу со сложными швами.

При выборе технологии учитывают, что:

1. Силу тока выставляют с учетом диаметра электрода, толщины соединяемых деталей. При высоком значении параметра возникают прожоги, при низком – залипание стержня.
2. Равномерный прочный шов получают при колебательных движениях. Допускаются другие методы перемещения, например, зигзагообразный.
3. Потолочный шов формируют в условиях быстрого затвердевания расплава. Для этого используют стержень с тугоплавким покрытием, который ведут круговыми движениями. Это не совсем удобно для сварщика. При отдалении электрода дуга ослабевает, сварочная ванна уменьшается. Это приводит к короткому замыканию. Такая технология осложняется и перегревом нижних поверхностей деталей. Поэтому от нее рекомендуется отказываться.

Движения электродом

Идеальный сварочный шов, вернее приближение к нему, возможен при удачном выборе способа движения электрода при сварке. Самые обычные движения — по оси электрода и вдоль оси шва. Но простое перемещение по заданному направлению не принесет желанного результата. При этом будет получен узкий нитевидный шов. Его можно использовать в качестве первого шва при многопроходной сварке.

Для получения нужного эффекта движения должны носить колебательный характер. Это обеспечит получение шва нужной ширины, хороший прогрев не только корня шва, но и его кромок.

Траектории, по которым происходит колебательное поперечное движение:

• зигзаг;
• петля;
• ломанная линия;
• елочка или треугольники;
• полумесяц;
• серп.

Все движения выполняют поперек направления сварного шва.

Ломанную линию используют, когда предстоит сварка металлических листов встык в нижнем положении. Полумесяц выбирают для стыковых и угловых швов. Перед сваркой елочкой необходимо предварительно сделать наплавку небольшой поверхности, на которой она будет держаться. Простая техника ведения электрода елочкой состоит в том, что, передвинув его в горизонтальном направлении, поместить затем чуть выше в середину шва.

Движения полумесяцем могут применяться при ТИГ сварке. При этом ширина шва будет большой, но ее можно контролировать при самом процессе сварки. Поперечные движения полумесяцем гарантируют хорошую проварку кромок деталей.

Применение петли обеспечивает красивые соединения при сварке тонких металлов. Цепочка петель должна быть непрерывной. Применение петлеобразных движений оправдано, когда необходимо хорошо прогреть края шва

Особенно это важно, когда происходит сварка деталей из высоколегированной стали. Амплитуду возвратно-поступательных движений выбирают в зависимости от необходимой ширины шва

Выбор схемы движения для решения задачи, как сделать красивый сварочный шов, зависит от его положения в пространстве. Швы бывают горизонтальными и вертикальными. Горизонтальный шов, расположенный наверху, называется потолочным. Он является самым трудным для выполнения, поскольку сварщик должен долго находиться в неудобной позе. Горизонтальный шов можно выполнять двумя способами — движениями налево или направо.

При сварке в вертикальном направлении направление движения шва — снизу вверх. Создание вертикального шва является более трудным, чем горизонтального, поскольку происходит интенсивное стекание вниз расплавленного металла. Если вести движение сверху вниз, то капли металла при застывании образуют твердую преграду для продолжения шва. Сварку вертикального шва следует вести при короткой дуге.

Особенности потолочной сварки

Потолочную сварку считают довольно трудоемким и сложным процессом, поэтому новичкам не рекомендуют выполнять эту операцию самостоятельно. Перед ней в обязательном порядке нужно провести подготовительные работы, подобрать качественный инструмент, обзавестись средствами индивидуальной защиты.

Потолочное сцепление характеризуют рядом сложностей. В процессе выполнения работы расплавленный металл может стекать вниз, что несет определенную опасность для сварщика. Только опытные профессионалы, хорошо разбирающиеся в технологии сварки, могут избежать подобных сложностей, тщательно соблюдая технику безопасности.

Прежде чем приступить к спаиванию потолочных швов, необходимо знать некоторые особенности процесса:

• для объединения потолочных валиков нужно применять исключительно сварку полуавтоматом или ручным методом;
• для увеличения прочностных и эксплуатационных показателей потолочных сцеплений используют покрытые электроды;
• длина электродов не должна превышать 4 мм, так как сварку полотна осуществляют в формате дуги с минимальным радиусом;
• ширина образованного потолочного шва должна быть несколько меньше, чем толщина электрода;
• осуществлять сварку необходимо в сухом помещении с низким уровнем влажности. На электроде, сварочном аппарате и металлических профилях также должна отсутствовать вода. Это требование объясняют тем, что в процессе сварки вода преобразовывается в пар, который, соединяясь с химическими компонентами, формирует газ, оказывающий негативное воздействие на качество валика;
• чтобы отслеживать качество получаемого шва необходимо работать по направлению «на себя». Это позволит видеть процесс и контролировать его;
• для предотвращения растекания металла электрод следует поместить под небольшим углом, немного отводя его в бок.

Подбор сварочных электродов

Чтобы правильно выбрать подходящий электрод, необходимо учесть несколько важных параметров:

В зависимости от вида электрода подбирается значение силы тока. Сварка может выполняться в самых разных положениях. Нижняя подразделяется на группы:

Сварка вертикального типа может быть:

Каждый производитель в инструкции к электродам, обязательно сообщает значение сварочного тока, при котором они будут нормально работать. В таблице показаны классические параметры, применяемые опытными сварщиками.

На величину силы тока оказывает влияние пространственное положение, а также величина зазора. К примеру, чтобы работать с 3 миллиметровым электродом, сила тока должна достигать 70–80 ампер. Таким током можно пользоваться для выполнения потолочной сварки. Этого будет достаточно для сварки деталей, когда величина зазора намного превосходит диаметра электрода.

Чтобы варить снизу, при отсутствии зазора и соответствующей толщине металла, разрешается для обыкновенного электрода установить силу тока в 120 ампер.

Сварщики с большим опытом рекомендуют для расчета использовать определенную формулу.

Для определения силы тока берется 30–40 ампер, которые должны соответствовать одному миллиметру диаметра электрода. Другими словами, для 3 мм электрода нужно установить ток 90-120 ампер. Если диаметр равен 4 мм, сила тока будет равна 120–160 амперам. Если выполняется вертикальная сварка, сила тока уменьшается на 15 %.

Для 2 мм устанавливается примерно 40 – 80 ампер. Такую «двойку» всегда считают очень капризным.

Существует мнение, что если диаметр электрода имеет малые значения, значит с ним очень легко работать. Однако это мнение ошибочно. К примеру, чтобы работать с «двойкой» нужна определенная сноровка. Электрод быстро горит, он начинает сильно греться при установке большого тока. Такой «двойкой» можно варить тонкие металлы при малом токе, но необходим опыт и большое терпение.

Электрод 3 — 3.2 мм. Сила тока 70–80 Ампер. Сварка должна проводиться только на постоянном токе. Опытные сварщики считают, что выше 80 ампер, невозможно выполнить нормальную сварку. Это значение годится для резки металла.

Требования к сварным швам

Требования к швам зависят от условий эксплуатации, видов нагрузки, свойств металла, технологии сварки и пр. Для их классификации по конкретным условиям были разработаны ГОСТы. Например, требования к соединениям ручной сварки приведены в ГОСТ 5264-80.

К общим для всех швов независимо от условий относят:

• прочность;
• надежность;
• долговечность;
• стойкость к коррозии и агрессивным веществам.

О длине и толщине швов в зависимости от особенностей конструкции и марки металла, методах проверки качества и т. д. можно узнать из тематических СНиПов, которые нетрудно найти в свободном доступе. Полученные сведения можно использовать как шпаргалку при выполнении сложной работы.

Сварка трубопровода

С помощью дуговой электрической сварки можно сделать горизонтальный шов, который проходит по окружности трубы и вертикальный, который проходит сбоку, А также верхний и нижний швы. Самым удобным вариантом является нижний шов.

Трубы из стали нужно проваривать встык, сваривая при этом все кромки по высоте стенок. Во время работы электрод нужно установить под углом 45 градусов — это делается для того, чтобы снизить наплывы внутри изделий. Ширина шва должна составлять 2−3 мм, высота — 6−8 мм. Если сварка идет внахлест, то здесь уже необходимая ширина 6−8 мм, а высота — 3 мм.

Непосредственно перед началом работ нужно провести подготовительные процедуры:

• Нужно очистить деталь.
• Если края трубы деформированы, то выровнять их или отрезать углошлифовальной машинкой, или по-простому болгаркой.
• Кромки, где будет проходить шов, необходимо зачистить до блеска.

После подготовки можно приступать к работе. Необходимо сваривать все стыки непрерывно, полностью проваривая. Стыки труб с шириной до 6 мм свариваются в 2 слоя, при ширине 6−12 мм в 3 слоя и при ширине стенок больше 19 мм в 4 слоя. Главная особенность заключается в постоянной очистке труб от шлака, т. е. после каждого выполненного слоя необходимо очищать его от шлака и только потом варить новый. Особую внимательность нужно проявлять при работе над первым швом, необходимо сплавить все притупления и кромки. Первый слой тщательно проверяют на наличие трещин, если они присутствуют, то необходимо их выплавить или вырубить и наварить заново.

Все последующие слои привариваются при медленном поворачивании трубы. Последний слой приваривают с ровным переходом на основной металл.

Ошибки начинающих сварщиков

Чтобы узнать, как правильно варить электросваркой, нужно рассмотреть основные ошибки, которые допускают новички:

1. Слишком быстрое перемещение электрода, при этом образуется неровный шов.
2. Слишком медленное перемещение шва, при этом в металле образуются дырки и прожоги.
3. Слишком неровный и плоский шов. Главная ошибка здесь в угле наклона электрода.
4. Непроварка металла. Это происходит потому что не был соблюден 5 мм зазор между металлом и электродом, т. е. зазор был слишком маленький.
5. В обратном случае, когда зазор слишком велик — металл не проваривается.

Все вышеперечисленные ошибки — это только самые грубые. Есть еще много нюансов, разобраться в которых можно только с опытом.

При сварке тонкостенного металла или профиля необходим тщательный подход к работе. Тонкие детали можно сваривать, наложив очищенный электрод и варить прямо поверх него.

Разительно отличается сварка по цветным металлам, т. к. требует других электродов. Еще необходима специальная защитная среда. Сейчас можно купить универсальные аппараты, которые варят практически любые металлы.

Также существуют полуавтоматические аппараты для работы с тонкостенными металлами. Суть его заключается в наплавлении специальной проволоки.

Что влияет на качество сварного соединения

Качество соединения сваркой зависит не только от соблюдения технологии, но и от подготовки деталей. Даже форма кромок влияет на качество соединения. Независимо от вида соединения подготовку проводят в следующем порядке:

• зону шириной не меньше 20 мм от линии стыка очищают от грязи и коррозии;
• на кромках, если толщина металла больше 3 мм, снимают фаски, оставляя притупление;
• устанавливают зазор между деталями.

Зависимость угла разделки, величины притупления и зазора от толщины металла показана в таблице:

Таблица разделки металла под сварку

Знание основных видов соединений и принципов их применения поможет правильно выбирать сварочный шов нужного типа для каждого конкретного случая. Для повышения квалификации полезно следить за технологическими новостями, чтобы не пропустить появление новых сплавов и методов сварки.