Как варить вертикальный и горизонтальный швы электросваркой: пошаговые инструкции

Принцип работы

Инвертор — электронное устройство, работающее от электросети. При включении в работу старых сварочных аппаратов происходит сильный и огромный толчок электроэнергии, в связи с чем возможно отключение света.

Инвертор же располагает аккумуляционными конденсаторами, накапливающими электроэнергию и обеспечивающими бесперебойную работу сети. Они мягко разжигают дугу инвертора.

Стоит обратить внимание на то, что потребление электроэнергии зависит от диаметра электродов. Чем он больше, тем больше потребление

В связи с этим, чтобы не сжечь бытовые приборы, необходимо перед работой с инвертором рассчитать максимально возможное количество электроэнергии, которое будет расходоваться аппаратом.

Стоит учесть, что для каждого диаметра электрода представлена минимальная сила тока, т. е. при попытке снизить силу тока шов не получится. При повышении же силы тока — получится, но электрод будет быстро сгорать.

Дуга исходит от соединения металлического участка электрода и свариваемого металла. Электрод и металл начинают плавиться под воздействием температуры дуги. Расплавленные части в ее месте образуют ванну. Расплавляется обмазка электрода, часть которой переходит в газообразное состояние и перекрывает ванну от кислорода. Другая часть обмазки (в жидком состоянии) защищает металл от воздуха во время сварки и в процессе охлаждения.

После сварки и охлаждения металла жидкая часть представляет собой шлак, покрывающий шов с внешней стороны. После остывания шлак удаляется постукиванием молотком.

Электрод в процессе сварки плавится. Чтобы дуга не гасла, нужно выдерживать ее длину, т. е. расстояние между металлом и электродом. Это можно сделать при вводе электрода в место сварки с одинаковой скоростью и ровно по стыку шва.

При короткой дуге (около 1 мм), металл греется на малую по ширине площадь, а шов выходит выпуклый. В точке соединения шва и металла может появиться такой дефект, как подрез (параллельная ямка возле шва). Он снижает прочность шва.

Длинная дуга нестабильна, плохо защищена от воздуха, почти не прогревает металл, и шов выходит неполной глубины. Нормальная величина дуги — от 2 до 3 мм. Постоянный зазор такой величины сформирует нормальный шов, с хорошим проваром.

Как правильно сваривать металл инвертором

Для работы со сваркой необходимы следующие защитные элементы:

• Перчатки из грубого материала, но ни в коем случае не резиновые.
• Сварочная маска с фильтром, который подбирается в зависимости от величины сварочного тока. Удобнее использовать маску «хамелеон», т. к. установленный в ней фильтр распознает дугу и под ее размеры затемняется. Стоит отметить, что при пониженных температурах фильтр не успевает сработать вовремя, а при температуре меньше -100 градусов эта маска не защитит.
• Одежда, которая должна быть из натурального плотного и невозгораемого материала, закрывать шею и руки.
• Закрытая обувь из натуральной кожи и на толстой подошве.

Необходимо подготовить безопасное место для сварки:

1. Свободное пространство, отсутствие всего лишнего.
2. Хорошее освещение.
3. Работа выполняется стоя на деревянном настиле, который защищает от поражения током.

После этого необходимо настроить сварочный ток (в зависимости от толщины металла и деталей) и выбрать электрод (2−5 мм). Обычно на корпусе прибора указана сила этого тока. Электроды необходимо выбирать, ориентируясь на марку материалов для сварки. Далее подключается клемма массы к свариваемой поверхности.

Для получения надежного и качественного соединения перед началом работы металл следует подготовить. Металлической щеткой удаляется ржавчина с кромок, которые нужно обработать растворителем (бензином, уайт-спиритом)

Важно не допустить на кромках наличие жира и лакокрасочных материалов

Новичкам лучше выполнять шов в виде валика на металлическом листе с большой толщиной. Лист необходимо положить горизонтально на стол. На нем мелом прочерчивается прямая линия для ориентира в работе, по которой будет прокладываться валик. Для начала сварки необходимо поджечь дугу. Сделать это можно 2-мя способами:

• чирканьем;
• постукиванием.

Можно зажечь и удержать дугу обоими способами. Далее идет сам процесс сварки, получается сварочный шов. Накипь металла сверху шва необходимо убрать постукиванием маленьким молоточком или твердым предметом. Умение управлять длиной дуги обеспечит отличный результат.

На красоту шва влияют:

• угол наклона электрода;
• схема поперечных и продольных передвижений;
• скорость движения электрода.

https://youtube.com/watch?v=SRLRSxWUJxc

Левый и правый способы

Если сварка угловых или иных швов происходит в среде защитного газа, то особое значение имеет направление ведения электрода.

Различают правый и левый способы сваривания заготовок. В целом, разница между этими вариантами сплавления деталей заключается в следующем.

Правый способ расположения держателя обеспечивает лучший обзор процесса наплавления, более глубокий провар и стабильную дугу. Кроме того, сварка сопровождается минимальным количеством разбрызгивания металла.

При сварке с левым ведением дуги образуется больше брызг и получается неглубокий провар. При этом обеспечивается лучший визуальный обзор места формирования углового шва.

Одновременно с этим такое направление сварки оказывает очищающее действие на сварочную ванну. Наибольшего положительного эффекта этот способ ведения дуги достигает при работе с заготовками из алюминиевых сплавов.

Как варить вертикальный шов?

Сложность контроля сварки в условиях создания вертикального шва обусловлена обычным физическим явлением – силой тяжести. Таковая оказывает действие на массу расплавленного металла, который будучи в жидком виде, устремляется вниз.

Здесь действия профессионального сварщика заключаются в том, чтобы не дать расплавленной массе оторваться от места сваривания. Достичь такого результата поможет стабильно горящая электрическая дуга, удерживаемая на минимально допустимом расстоянии от конца электрода до сварочной ванны.

Техника снизу вверх

Вертикальный стык, как правило, заваривают ходом электрода в направлении от нижней точки к верхней. Такой маршрут обеспечивает более стабильный контроль, а электрическая дуга уверенно держит ванну с расплавом, предупреждая растекание. Именно проходом снизу вверх удаётся сформировать максимально качественный вертикальный шов.

Техника формирования вертикального шва по направлению снизу вверх. Для получения требуемой ширины шва и глубины провара мастера используют разные варианты «рисования» электродом

Конечно же, перед началом сваривания вертикального шва следует подготовить границы стыка, обработать в соответствии с техническими требованиями. Сварочный аппарат нужно настроить под условия сварки (выставить ток, подобрать электрод).

Изначально по линии стыка делаются несколько точечных «прихваток» – сварка коротким швом (1 – 2 см). Цель таких действий – исключить в процессе нагрева смещение свариваемых частей по причине температурной деформации.

Пример вертикального шва, полученного после сварки двух металлических пластин квалифицированным сварщиком. Использовалась техника направления перемещения электрода снизу вверх

Когда делается сварка стыка вертикально, угол удержания электрода относительно плоскости, на которую будет ложится шов, выдерживают в пределах 45-90º.

Инструкция сварщика устанавливает следующие действия:

1. Контактом электрода о металл зажигается дуга.
2. Делаются «прихватки» в 3-4 точках по линии стыка от её середины к краям.
3. Сварка начинается в нижней точке линии стыка.
4. Ход электрода направлен вверх, сварочная ванна удерживается в рабочей зоне.

Продвигать электрод следует с умеренной скоростью. Главный скоростной критерий – образование оптимального количества расплава сварной ванны.

Одновременно с вертикальным ходом электрода допустимы поперечные зигзагообразные движения «полумесяцем», «елочкой» или другим «рисунком». Но техника поперечного хода видится актуальной только на металлах с толщиной стенки больше 4 мм.

Сваривать металл вертикальным швом рекомендуется одним проходом без остановки. Для начинающих сварщиков в этом видится сложность. Однако опыт нарабатывается быстро.

Техника сверху вниз

Набравшиеся опыта, сварщики без труда укладывают вертикальный шов движением электрода сверху вниз. В чём заключается хитрость исполнения такой операции?

Всё просто: поджигая электрическую дугу, электрод устанавливают относительно рабочей плоскости под углом 90º. Как только металл в точке образования дуги начинает расплавляться, угол установки электрода изменяют на 15-20º, немного опуская держатель.

Техника производства вертикального шва при направлении движения электрода сверху вниз. В этом варианта применяются несколько иные формы поперечной «отрисовки» электродом

Проводка электрода по линии стыка толстостенных металлов также выполняется поперечными зигзагами «пилообразной» или «прямоугольной» формы. Некоторые сварщики пользуются методикой «волнообразного» распределения расплава.

Между тем, способ формирования вертикального шва по направлению сверху вниз сопровождается большими сложностями для сварщика. Однако, по мнению многих специалистов, сварка в таком виде даёт лучший результат в плане качественных показателей.

Используемое оборудование

Работа может вестись как инвертором, так и обычным трансформатором. Вне зависимости от выбранного устройства, следует несколько уменьшить силу тока, ее значение должно быть примерно на четверть ниже, в сравнении с аналогичными работами, выполняемыми на полу.

К примеру, надежное соединение 5-миллиметровых пластин можно получить, установив силу тока на 100 Ампер.

Оптимальный диаметр электродов – 3-4 миллиметра, не больше.

Перед началом работ они тщательно просушиваются. Это минимизирует разбрызгивание, а также исключает выделение газа. Края свариваемых деталей зачищаются.

Техника безопасности

Сварка в потолочном положении – тяжелая работа, при выполнении которой обязательно нужно соблюдать меры безопасности. Выглядят они следующим образом:

1. Одежда – плотная спецовка, перчатки с длинными манжетами, которые не “пропустят” окалины под рукава. Голову следует прикрыть плотной шапкой. Длина брюк должна быть с определенным запасом, так как капли расплавленного металла, ударяясь об пол, разбрызгиваются и могут попасть на ноги.
2. Все легковоспламеняющиеся предметы и жидкости следует удалить из рабочей зоны.
3. При отбивании шлака нужно надеть очки, чтобы мелкие частицы металла не попали в глаз.
4. Все провода изолируются, если работа останавливается, сварочный аппарат обесточивается.

В процессе работы следует устраивать перерывы, снимая нагрузку с мышц шеи и рук.

Секреты работы

Сварка потолочного шва электродами ведется с применением некоторых “приемов”, упрощающих процесс, повышающих качество готового результата:

• работать лучше короткой дугой, это повышает точность;
• держать электроды лучше с небольшим отведением вбок, это снижает вероятность растекания наплавленного металла;
• ширина шва не должна быть больше диаметра используемого электрода;
• шов ведется “на себя”. Такой подход дает возможность контролировать его качество и состояние, а также подобрать наиболее комфортный рабочий темп.

Рабочие методики

Работа дуговой сваркой может выполняться в следующих техниках:

1. Полумесяц. Изначальное положение электрода относительно плоскости потолка находится в пределах от 90 до 130 градусов. При движении мастер как бы описывает элементами полумесяцы.

Практика показывает, что такой метод оптимально подходит для начинающих сварщиков.

Да, временные затраты тут довольно высоки, что объясняется необходимостью формирования шва в несколько проходов, зато точность максимально высока и нет каких-либо сложностей. Специалисту достаточно следить за тем, чтобы:

• скорость сварки не была слишком высокой;
• не формировать валики большой толщины, провоцирующие растекание наплавляемого металла.

2. Обратно-поступательная техника. Здесь также предстоит приготовиться к тому, что работа окажется монотонной и не быстрой, придется пройтись по шву несколько раз.

Сначала формируется основной, корневой шов, для которого используется электрод толщиной 3 миллиметра. Сила тока при формировании корневого шва ставится на среднее значение.

3. Лесенка. Как и в первом случае, изначальное положение электрода по отношению к основанию лежит в пределах от 90 до 130 градусов.

В процессе работы элемент отводится в сторону, что позволяет исключить вероятность растекания наплава. Сварщик ждет, пока металл остынет, после чего продолжает процесс. Если нужно получить длинный сварной шов, то такой способ – лучший вариант.

Правила и требования

Понять, как правильно варить потолочный шов электросваркой, помогут и следующие правила, рекомендации и нормы:

1. Перед началом работы нужно как можно плотнее свести свариваемые детали. Чем меньше зазор, тем проще получить качественный и прочный шов. Практика показывает, что новичку справиться с большим зазором почти нереально, тут нужен опыт.
2. Кромки нужно разделать. В том случае, если толщина свариваемой металлической детали больше 5 миллиметров, нужно сформировать V-образный скос.
3. При подносе электрода к рабочей плоскости нужно выдерживать угол в 45 градусов. Новичкам можно посоветовать использовать короткие половинчатые электроды, чтобы повысить точность манипуляций.
4. Если плоскости изначально плотно подогнаны друг к другу, зазор минимален, то первый шов формируется почти без колебательных движений электродом. Такой подход позволяет полноценно заполнить зазор наплавом. Следующий шов делается с увеличенной шириной, что повышает общую конструктивную прочность.
5. Лучше работать короткими прерывистыми дугами. Это позволяет каплям наплавленного металла быстро остывать и прочно сцепляться с основанием. Такой подход, во-первых, обеспечивает большую эстетичность и прочность шва, а, во-вторых, сводит к минимуму опасное разбрызгивание.

Типы сварных соединений

Классификация сварных соединений довольно обширна, они различаются по типу и виду сваривания деталей.

По типу соединения сварные швы бывают односторонними и двусторонними. Выбор в пользу одного или другого типа соединения делается в зависимости от технических параметров свариваемого изделия. Как правило, наиболее ответственные конструкции свариваются посредством двустороннего шва, что обеспечивает большую надежность соединению.

По виду соединения сварные швы подразделяются на следующие:

• стыковые
• тавровые
• угловые
• внахлест

Стыковые соединения

Этот вид соединения довольно часто применяется для сварки листовых металлических конструкций и трубопроводов. Между свариваемыми заготовками устанавливается зазор в 1-2 мм, а сами они  по возможности жестко фиксируются во избежание смещения. В процессе сваривания зазор заполняется расплавленным металлом.

Металлические листы толщиной до 4 мм свариваются односторонним швом без их предварительной обработки, за исключением обязательной зачистки от коррозии.

При соединении изделий толщиной свыше 4 мм может применяться как односторонний, так и двусторонний шов. В этих случаях проводится предварительная разделка кромок в зоне сваривания.

Стыковая сварка заготовок толщиной свыше 12 мм требует обязательного наложения двустороннего шва, так как одностороннее сваривание не может расплавить такой слой металла. При этом необходимо провести предварительную разделку кромок с обеих сторон. В случае если конструктивные особенности заготовки не позволяют произвести двустороннюю разделку кромок, шов сваривается в несколько проходов, заполняясь многослойным наплавом.

Сварка внахлест

Соединение внахлест применимо для сварки металлических заготовок толщиной до 8 мм. При применении этого вида соединения проварка осуществляется с двух сторон во избежание попадания влаги и возникновения коррозии между листами.

Для получения качественного шва при сварке внахлест, электрод должен находиться под углом от 15 до 45 градусов к рабочей поверхности. При отклонении от этих значений значительна часть расплава растекается в сторону от стыка, что в значительной мере снижает прочность соединения.

Угловые и тавровые соединения

Технология работы при этих видах соединения во многом схожа. Тавровые соединения в разрезе аналогичны букве Т, а угловые  — букве Г.

В зависимости от толщины  металла, тавровые соединения могут свариваться одним ил двумя швами, с предварительной разделкой или без нее.

Требования к сварке угловых швов такие же, как и в случае с тавровыми, так как, по сути, угловой шов рассматривается как часть таврового.

Для качественного соединения угловых или тавровых элементов, свариваемые плоскости следует расположить под одинаковым углом. Оптимальным является их сваривание «в лодочку». При соединении деталей разной толщины, угол наклона в сторону более толстой заготовке должен составлять порядка 60 градусов. В таком положении большая часть прогрева придется на толстую деталь, что позволит избежать сквозного прогорания тонкого металла.

Сварка вертикальных швов

Сварка
вертикальных швов может производиться снизу вверх (на подъём, схема
а) на рисунке), или сверху вниз (на спуск, схема б) на рисунке). Рекомендуется
вести сварку снизу вверх, если это возможно и, как можно более короткой электрической
дугой. При сварке снизу вверх, нижележащий металл успевает частично кристаллизоваться
и образующийся кратер в виде полочки, препятствует стеканию наплавляемого металла
и помогает его удержать.

При способе сварки на подъём, проще обеспечить хороший провар корня шва и сварных
кромок, т.к. жидкий металл с них стекает в сварочную ванну и улучшает теплопередачу
тепла от дуги к основному металлу. Но, при этом, поверхность сварного шва получается
чешуйчатой.

При сварке на спуск хороший провар и высокое качество
сварки получить сложнее. Жидкий шлак и расплавленный металл, под действием
силы тяжести, подтекают под дугу. От стекания их может удержать сила отталкивания
дуги и сила поверхностного натяжения, но часто их оказывается недостаточно и
жидкий металл стекает вниз, на ещё не проваренные участки.

При сварке на спуск, электрическую дугу возбуждают при положении электрода,
перпендикулярном к свариваемым кромкам. После возбуждения дуги, электрод наклоняют
вниз и выполняют сварку максимально возможно короткой дугой (схема в) на рисунке).
Рекомендуемый диаметр электродов 4-5мм, сила сварочного тока 150-170А.