Особенности сварки вертикальных швов — техника работы, материалы, инструменты

Особенности сварки вертикальных швов — техника работы, материалы, инструменты

В 21 веке существуют десятки видов сварочных работ. Они отличаются по своим характеристикам и типу оборудования.

Для каждой из них нужно применять свой шов и вести его определенным образом. Вертикальная металлообработка (сварка вертикальных швов) – один из популярных видов работ. Поговорим о том, какими особенностями она обладает.

  • Характерные черты процесса
  • Правила вертикальных работ
  • Как сделать соединение качественным
  • Формирование соединений при помощи электрода
  • Работа полуавтоматики

Технология вертикальной сварки

Техника сварки вертикальных швов зависит от нескольких факторов:

  • особенности металла материалов, которые необходимо соединить;
  • тип сварки, который применяется в данном случае;
  • мастерство сварщика:
  • качество и особенности применяемого оборудования.

Создавать сварочные швы можно несколькими способами:

  • сверху вниз с отрывом дуги:
  • снизу вверх с отрывом дуги;
  • сверху вниз без отрыва дуги:
  • снизу вверх без отрыва дуги.

Создание шва электродом

Сварка в вертикальном положении требует больше внимания и усилий, чем в горизонтальном. Это связанно с возможными потеками металла. Для начинающих сварщиков проще будет формировать сварочный шов с отрывом дуги. Таким образом, материал быстро застывает. Для удобства процесса в это время электрод можно опирать на край сварного кратера. Во время формировки дорожки движения производятся, как с отрывом дуги, так и без отрыва – зигзагом, полумесяцем, петельками или валиком – «вверх-вниз».

Если же вы решили произвести сварку вертикального шва сверху вниз, то это производится очень короткой дугой. Предварительно потребуется немного тренировки, чтобы научится плавить металл, но избежать его растеканию вниз. Здесь важно правильно держать электрод – строго перпендикулярно кромкам кратера. При возбуждении дуги и создания валика его немного нужно наклонить вниз (на 45 градусов).

Рекомендуемый диаметр электрода 4-5 мм при силе тока не более 170А.

Как правильно варить вертикальный шов без отрыва, можно посмотреть в этом видеоуроке:

Вертикальный шов полуавтоматом

Сварка вертикальных швов полуавтоматом может производиться по нескольким методикам:

  • «Треугольник» — это технология, применяемая для тонкого металла, толщиной не более 2 мм. Она основана на стандартном принципе ведения проводника снизу вверх. При этом расплавленный металл находится выше застывшего, который уже образовал небольшой валик и не позволяет «новоиспеченным» каплям стекать по дорожке вниз. При выполнении вертикальных швов инвертором необходимо правильно перемещать проводник, чтобы сварочная ванна получилась немного под углом. Собственно отсюда и пошло название данного способа – треугольник. Профессионалы рекомендуют для такой технологии применять электрод трехмиллиметрового диаметра и работать на токе в 100А.

  • «Лестница» используется в том случае, когда между спаиваемыми деталями образуется слишком большой зазор. Сам рабочий процесс заключается в следующем: необходимо совершать переходы от одной кромки к другой при минимальном подъеме электрода. Лучше всего это реализовывать способом снизу вверх без отрыва дуги. Таким образом, получается так называемая лестница. В результате валик получается не плавный, а с острыми краями. Такой тип соединения деталей считается самым легким.

  • «Елочка».Данная технология идеально подходит для сварки полуавтоматом зазоров не более 2-3 мм. В этом случае электрод нужно перемещать по определенной траектории. И в результате получится шов как елочка. Начинать необходимо от одной из сторон и вести его по стенке кромки на себя. Когда наплавится металл нужно опустить электрод и немного остановиться, чтобы проплавить изделие. Таким же образом нужно сделать и с другой стороны. Так продолжать по направлению вверх вдоль всей дорожки. Самое главное – не допустить растекания капель.

В представленном видео можно посмотреть, как правильно сваривать детали при вертикальном положении:

В заключение стоит отметить, что вертикальный шов требует особого внимания, так как есть риск стекания раскаленного металла. Во избежание этого, существует несколько технологий, позволяющих варить железо в вертикальном положении. Если придерживаться всех норм и правил, тогда получится качественный и надежный шов без «налипания» слоев металла и шлака. Варить такие дорожки можно несколькими методиками – полуавтоматической и ручной сваркой. Каждый из способов имеет и преимущества и недостатки при создании шва, но выбирая среди всех существующих видов, эти самые лучшие и простые, особенно для начинающих мастеров.

Сварка горизонтальных швов

Сварка горизонтальных швов технически более сложная для выполнения, чем сварка вертикальных швов. Происходит это из-за того, что при сварке стыковых швов, находящихся в горизонтальном положении, расплавленный металл из сварочной ванны перетекает на нижнюю кромку. В результате, на верхней кромке, после затвердевания металла, могут образоваться дефекты в сварном шве в виде подрезов.

При сварке толстолистового металла, чаще всего, скос делают только на верхней кромке. При этом нижняя кромка выступает в роли полки, удерживающей жидкий металл от стекания. Электрическую дугу возбуждают на нижней кромке и затем перемещают её на верхнюю кромку со скосом и обратно (схема а) на рисунке справа).

Сварка угловых швов в горизонтальном положении (в соединениях внахлёст, см. схему б) на рисунке) , по технике исполнения близка к сварке в нижнем положении и сложностей при такой схеме не возникает. Сварку горизонтальных швов выполняют, обычно, электродами диаметром 4-5мм.

Как правильно варить вертикальный шов?

Сложность сварки заготовок, находящихся в вертикальном положении заключается в том, что расплав под действием силы тяжести стекает вниз, не заполняя шва. Во избежание этого, необходимо удерживать конец электрод ближе к сварной ванне, используя короткую дугу. При работе с некоторыми марками электродов, их можно опирать на свариваемую деталь.

Предварительная подготовка кромок свариваемых элементов должна проводиться в зависимости от типа соединения и толщины деталей. Далее заготовки фиксируются в требуемом положении сварными швами-прихватками, не допускающими смещения элементов.

Правильно варить вертикальный шов можно как снизу вверх, так и наоборот. Более качественный шов получается при передвижении электрода снизу вверх. Сварка шва сверху вниз требует внимательного контроля сварной ванны, однако опытные сварщики используя эту схему работы могут получить неплохой результат.

Для начинающих сварщиков при соединении вертикальных швов допустима сварка с отрывом дуги. Этот метод более прост, так как при отрыве дуги металл остывает, не успевая стекать вниз. Схема движений электрода стандартная – из стороны в сторону петельками или снизу вверх.

Вертикальный шов

При сваривании в месте плавления образуется капля жидкого металла, которая под действием силы тяжести будет двигаться по направлению к земле. На вертикальных поверхностях – сверху вниз. Стекание капли металла будет затруднять формирование сварочного шва. Потому «вертикальная» сварка имеет ряд особенностей.

Главный принцип – расплавленный в месте сварки металл должен быстрее, чем обычно, кристаллизоваться. Это возможно, если его капля будет минимального размера. Добиться такого результата можно за счет уменьшения длины электрической дуги и коротким движением электрода вверх или в сторону.

Направление сварного шва может быть как сверху вниз, так и снизу вверх. Необходимо учитывать, что тепло от электрической дуги поднимается. Потому опускаясь вниз, нужно будет увеличить силу тока.

Рекомендуется вести его вверх, тогда застывший кратер металла снизу, будет удерживать верхний. Положение электрода не имеет особого значения. Его наклон может быть как вверх, так и вниз. Удержание его с наклоном вниз обеспечивает больший обзор и возможность контролировать распределение капель и формирование шва. Недостаток такого способа – это грубая чешуйчатая его поверхность.

Читайте также  Угловые окна

Наплавленный металл стек вниз

Если условия проведения работ не позволяют сваривать снизу вверх, то применяют обратное направление формирования шва. При этом электрод сначала ставят перпендикулярно по отношению к плоскости свариваемых деталей. При появлении капли жидкого металла положение электрода меняют и держат его с наклоном, так чтобы между свариваемыми поверхностями и ним образовался острый угол, направленный своим концом вверх. Такое положение позволяет удержать каплю от стекания короткой электрической дугой.

Если капля удерживается с трудом или падает, то следует увеличить скорость перемещения электрода и силу тока, а также несколько расширить шов, двигая электрод из стороны в сторону. Это способ «вертикальной» сварки легче, но качество соединения будет хуже. Есть также опасность, что расплавленный металл не удержится дугой и силой поверхностного натяжения, и потечет.

Инвертор или полуавтомат

Полуавтомат варит за счет расплавления проволоки, подающейся в зону сварки. Такие аппараты позволяют создавать более качественные швы, так как нет брызг расплавленного металла, а импульс, по сути, вбивает каждую точку в соединение.

Так чем же лучше варить вертикальный шов?

В любом случае для начинающего сварщика потребуется практика в работе с одним из этих приборов. Без опыта сразу сделать качественное соединение вряд ли получиться.

Инверторная ручная сварка требует большего внимания к процессу и контроля движения электрода. При неправильно выбранном положении держателя и угла наклона возникнет брак. Варить нужно с отрывом, создавая эффект точечной сварки. При этом металл будет разбрызгиваться и растекаться по поверхности изделия. Только при наличии большой практики будет получаться качественный шов.

Полуавтомат также требует тщательного контролирования сварочного процесса. Здесь тоже важны и выбранные положения держателя, и техника сварки. При использовании защитного газа в полуавтоматической сварке уменьшается количество брызг и подтеков, но такое соединение будет дороже по себестоимости.

Многие сварщики рекомендуют при сварке вертикальных швов использовать полуавтомат, который позволяет получить качественное соединение. Но, при отсутствии такого аппарата, с использованием должной техники работы можно получить качественное крепление по прочности и с обычной ручной сваркой.

Есть несколько типов шва в зависимости от того, где они располагаются. По направлению:

  • вертикальный;
  • горизонтальный.
  • нижний;
  • верхний;.
  • боковой.

Самый простой проходит по горизонту и находится внизу, на рабочем столе. Тогда очень просто следить за образуемой сварной ванной, а само наплавление ложиться аккуратно и последовательно, вне зависимости от того, как движется электрод.

Принципиальные варианты проведения вертикальной сварки

Чтобы понять, как правильно варить вертикальный шов инвертором, рассмотрим два принципиальных варианта проведения сварочных работ, которые включают в себя следующие принципы работы:

  • В верхней зоне соединения, металл плавится быстрее, чем в ее нижней части, таким образом, проходит быстрая кристаллизация металлоконструкции в частях стыковки и соединения. Особенности сварки вертикальных швов предусматривают использование мелких дисперсионных частичек раскалённого металла, которые можно добиться только в режиме перемещения электродом вглубь, а также наружу, быстрыми и резкими движениями. При этом обязательно уменьшаем длину дуги сварочного аппарата. Образно говоря, в данной ситуации задача, как варить вертикальный шов полуавтоматом, чем – то напоминает постукивание электродом по поверхности обрабатываемых частей.
  • Сварочный процесс как варить вертикальный угловой шов при помощи переменного тока осуществляется исключительно снизу вверх. Тут потребуется постепенное заполнение кратера обрабатываемого шва, причём наполняемость будет производиться исключительно снизу. Образно говоря, нижняя плоскость металла будет подставкой для заполнения раскалённого металла, который поступает сверху, рабочая плоскость ванны наполняется постепенно.

Рекомендации для сварщиков

При формировании швов в вертикальном и горизонтальном положениях специалист не должен допускать отрыва расплава от обрабатываемой области.

Это возможно, если соблюдать рекомендации, зависящие от техники сварки:

  1. Снизу вверх. Электрод ведут от нижней точки к верхней. Таким способом удается получить наиболее качественное соединение. Для образования шва достаточной ширины используют разные варианты движения стержня, например «елочкой». На первом этапе стыки прихватывают в нескольких местах, исключающих смещение свариваемых заготовок. Угол наклона стержня удерживают в пределах 45-90°. Электрод двигают со средней скоростью. Допускаются зигзагообразные движения.
  2. Сверху вниз. Такой метод подойдет опытному сварщику. Стержень выставляют под прямым углом. При расплавлении наклон меняют на 15-20º. В таком случае применяют другие варианты движения — прямоугольными, пилообразными или волнообразными зигзагами.

Метод сверху вниз также считается правильным, но сложным. Он позволяет получить наиболее качественные стыки.