Правильное направление движения электрода при сварке

Правильное положение электрода при сварке – это одно из основных условий получения качественного, надежного стыка.

В зависимости от типа соединения держать и наклонять электрод надо по-разному, поэтому для начинающего сварщика важно научиться сохранять оптимальное положение по отношению к поверхности свариваемых деталей. Наклона электрода при сварке влияет на разогрев детали и поддержание расплавленного металла сварочной ванны.

Основные правила

Чтобы зажечь дугу, электрод надо держать под прямым углом, затем наклоняя его на небольшой градус (около 15 °). Расстояние от поверхности составляет 1-2 мм. Для получения качественного стыка необходимо варить более короткой дугой.

При перпендикулярном положении электрода по отношению к основному металлу, в сварочной ванне он быстро растекается и заполняет расплавом все пустоты.

Для уменьшения разогрева пластины тонкого металла, необходимо положить шов с небольшим катетом. С уменьшением угла увеличивается теплоотдача, скорость сварки в этом случае понизится. Появляется возможность качественно сформировать валик.

Если угол наклона электрода будет очень острым, то материал основной конструкции не разогреется. Сварочная ванночка получается достаточно узкая. Шов получится высокий, но с непроваренными краями.

Для осуществления неразъемного соединения хорошо подогнанных деталей, при стыковом соединении необходимо поддерживать равномерное продвижение электрода под постоянным углом наклона.

Такой способ способствует заполнению присадочным металлом сварочной ванны и образованию шва с повышенной плотностью.

Но в некоторых случаях приходится менять угол наклона электрода, например, при сварке труб. Особенно важно соблюдать это правило для сваривания неповоротных стыков.

Для заполнения всех пустот в сварочной ванночке, иногда лучше сделать наклон более острым, замедляя заполнение шва присадочным металлом и сохраняя выбранный катет. Заканчивая проход, надо не забыть приподнять кончик электрода, чтобы не образовывался кратер.

Умение правильно держать электрод в процессе сварки приходит с опытом. Надо постоянно помнить о расположении сердечника и стараться удерживать ручку держателя без напряжения. Руки должны быть немного расслабленными, а движения свободными.

Техника ведения

При соблюдении правил ведения сварки можно сгладить погрешности, возникающие от отклонения угла наклона держателя. В зависимости от необходимого наполнения сварочного шва, принято несколько способов ведения:

• треугольник. Эта проводка позволяет надежно проваривать корень шва. Используется для сварки деталей толщиной свыше 6 мм и обеспечивает надежный разогрев средней части шва. Способ наиболее распространен, при сваривании труб с неповоротным стыком;
• ведение электрода по ломаной зигзагообразной линии. Применяется при сварке конструкций с толщиной металла менее 6 мм. Наиболее качественные швы получаются при сварке встык и нижнем положении. Такой проводкой можно качественно варить стыки без обеспечения скоса кромок;
• круговые или эллипсные движения электродом. При этом методе обеспечивается надежный разогрев обеих плоскостей свариваемых деталей. Применяется при сварке конструкций из легированных сталей и в вертикальном положении стыка.

При этом важно обеспечивать одновременное продвижение сердечника совместно с движениями, отвечающими за разогрев стыка и заполнение шва. Существует три варианта продвижения, которые могут сменять друг друга.

Первый вариант – это поступательное движение по оси сердечника. Такое движение необходимо, чтобы поддерживать дугу с постоянной длиной и обеспечивать определенную скорость сваривания конструкций.

Второй вид – движение по оси шва по прямой линии. В этом случае у сварщика появляется возможность контролировать время расплава металла и обеспечивать определенный катет.

Третий вариант – под углом 45 ° поперек шва совершаются колебательные движения. Этот способ используют для обеспечения разогрева кромки детали.

Сварщик может регулировать ширину валика на тонком металле. Такой вариант продвижения электродов незаменим при многослойном стыке. Применяется для корневого шва.

Выбор угла наклона

Вести электрод необходимо под различными углами. Выбор нужного положения зависит от вида материала, расположения деталей в пространстве и толщины металла. К основным способам ведения сердечника относятся три метода.

Углом вперед

Сердечник в этом случае ведут под углом от 30 ° до 60 °. В этом положении электрода расплавленная обмазка образует шлак.

Он движется после сварочной ванночки и надежно прикрывает ее от вторжения вредных газов. Некоторое количество шлака, попадающее впереди шва, вытесняется расплавленным металлом по сторонам стыка.

Если впереди ванны образуется большое количества шлака, то наклон надо уменьшить. В редких случаях, можно доводить наклон до прямого угла. Это необходимо делать при сильном образовании шлака.

В этом случае он не успевает застывать и заливает ванну, гася сварочную дугу. Поэтому требуется проводить зажигание дуги под прямым углом, постепенно меняя его, добиваться нормального образования шлака.

Этот способ применяется при необходимости небольшой глубины разогрева основного металла, для сварки потолочных стыков, сваривания вертикального шва на швеллере, сварки труб с неповоротным стыком и для выполнения корневого шва на толстом металле заготовок.

Перпендикулярно

Постоянно держать электрод перпендикулярно к поверхности довольно сложно, поэтому способ требует достаточных навыков электросварщика.

Применяется для сварки в недоступных местах, отсутствии возможности наклонить электрод под другим углом. В этом случае можно добиться небольшого проплава металла деталей.

Углом назад

Сварка производится наклоненным электродом, аналогичным как при сварке «углом вперед», только угол отсчитывается в другую сторону. В этом случае шлак в расплавленном виде вытесняется из сварочной ванночки и находится сразу за нею.

Для различных электродов необходимо подобрать определенный угол, который будет обеспечивать оптимальный режим выполнения работ. Расплавленный шлак должен успевать проходить сразу за электродом и закрывать расплавленный металл, обеспечивая его равномерное остывание.

Этот способ наиболее часто используется при сваривании с условием надежного расплава металла, независимо от толщины деталей конструкции. Незаменим этот метод ведения при сваривании сердечником с рутиловыми покрытиями.

Применяется для выполнения первого (корневого) шва толстых деталей в вертикальном или нижнем положении стыка. Этот способ обеспечит надежное неразъемное соединение угловых положений стыка, сварке швеллера, соединении труб. Для более опытного электросварщика возможна сварка с очень малой сварочной дугой.

Независимо от выбора способа наклона электрода при сварке, следует поддерживать баланс положения шлака в сварочной ванне. Он не должен быстро растекаться впереди шва, но и не должен сильно от него отставать.

В любом случае, правильно выбирать угол и стабильно держать электрод при электродуговой сварке можно только с опытом работ.

Ни для кого не секрет, что во время сварки металла выполняется движение электродов. Эти движения зачастую называют колебательными. Существует множество технологических подходов к выполнению сварочных работ металла. Электроду в процессе сварки, независимо от применяемого способа, сообщается движение в трёх разных направлениях.

Первое движение называют поступательным, при котором движение идёт по оси электрода. Зависимо от скорости плавления, поступательное движение поддерживает постоянную длину дуги, которая не должна выходить за пределы 0.5-1.2 диаметра электрода. Длина дуги зависит от марки электрода и условий сварки. Формирование шва ухудшается при уменьшении длины дуги, а также возникает вероятность короткого замыкания (сокращенно КЗ). Увеличение же дуги является причиной повышения разбрызгивания металла электрода и снижения качества сварного шва по форме и его свойствам (механическим).

Вторым движением является смещение электрода вдоль оси с целью образования шва. Диаметр электрода, сила тока(постоянным или переменным) и скорость плавления электрода определяют скорость движения электрода. В случае отсутствия поперечных смещений электрода, шов получается узкий (ниточный), ширина которого равна приблизительно 1.5 диаметра применяемого электрода. Данный шов используют при сварке тонких металлических листов.

Последним движением является смещение электрода поперек для корректировки ширины шва и глубины плавления металла. Данные колебательные движения предполагают высокую квалификацию сварщика и его навыков, а также определяются характеристиками свариваемого материала, положением и размером шва. Ширина шва, при использовании поперечных колебательных движений варьируется в пределах 1.5-5 диаметра используемого электрода.

Грамотное и технически правильное перемещение электрода – главная задача и условие для получения качественного шва при выполнении сварочных работ. Важна определённая методика выполнения колебательных движений электрода, а также рациональность его перемещения. Для выполнения качественного шва существует несколько общих способов, применяемых в любых ситуациях, с помощью которых сварщик выполняет движения во время сварки. Это движения «ёлочкой» (а), углом (б), «движение по спирали» (в), «движение полумесяцем» (г). Рис.1

При сварке вертикального углового сварочного шва наиболее удобно показать все способы колебательных движений электрода, к тому же это очень часто применяемая операция в сварке изделий из проката. При этом мы опустим все вопросы, связанные с разделкой кромок и подготовкой поверхностей перед сваркой.

С применением колебательных движений электрода полумесяцем или по спирали , изначально наплавляют электродом полочку на кромки, а после мелкими порциями без пропусков и разрывов наплавляют металл, рекомендуется выполнять сварку непрерывно. Дальнейшая сварка металла производится постепенно со смещением электрода выше, за собой оставляя, готовый сварочный шов. Другая схема колебательного движения при сварке – углом , предусматривает колебательные движения электрода с применением попеременного смещения вверх-вниз, без разрывов наплавливают на кромки металл с равномерным перемещением электрода вверх.

Методика «ёлочкой» характеризуется движением электрода вверх, затем вправо, после этого по короткой траектории спускают вниз влево. Желательно чтобы капля металла застывала при каждом отдельном этапе сварки между кромками. После, ушедший электрод двигают вверх влево и опять спускают из точки подъёма, но теперь вниз вправо. Такими постепенными движениями с непрерывными отдельными порциями, и выполняется шов сварки.

Кратковременное касание конца электрода металла приводит к зажиганию сварочной дуги и к началу процесса сварки. Под каким углом по отношению к изделию следует далее держать электрод, зависит от многих факторов. Но именно этот угол по направлению к сварке непосредственно влияет на качество формирующегося шва. Выбор положения и метода сваривания для различных металлов так же в различной степени требует правильного поддержания наклона электрода.

Техника выполнения дуговой сварки

Процесс дуговой сварки

По металлу электрода протекает электрический ток, что вызывает короткое замыкание и образует сварочную дугу. Длинной дуги называется расстояние от точки горения до активной точки на электроде (торец электрода). Ее величина так же влияет на выбор положения наклона электрода.

В процессе сваривания происходит разогрев торца электрода до высоких температур и плавление его покрытия. Специальное покрытие, из сварочных газообразующих элементов, сгорая, формирует газовый пузырь, а то, что не догорает, превращается в жидкий шлак. Газовые образования и шлак помогают защитить жидкую ванну металла и сварочную дугу от влияния кислорода. Следует следить, чтобы жидкий шлак постоянно укрывал сварочную ванну, поддерживая необходимую температуру и сохраняя тепло.

Для образования надежного соединения достаточно поддержать расплавленный металл в жидком состоянии около трех секунд. За это время из шва успеваю выйти шлаки и газы. Трех секунд хватает и для формирования правильного сварочного валика, который со своими равномерными чешуйками позволяет выполнить плавный переход между краями проплавленного металла основания.

Поэтому, исходя из выше указанного, является очевидным требование, чтобы жидкий шлак точно следовал за дугой, сразу укрывал расплавленный металл. Этот процесс регулирует время проплавления, оттягивая начала кристаллизации металла. Добиться такого контроля над процессом сваривания можно только при правильном угле наклона электрода по отношению к направлению сварки.

Основные движения торца электрода

При ручной сварке важным показателем является степень необходимых усилий (количество наплавленного металла) для выполнения соединения. Сварные швы условно делятся на:

• нормальные — с ровной или не значительно деформированной поверхностью;
• усиленные — с выпуклой поверхностью;
• ослабленные — с вогнутой поверхностью.

Для достижения качественного шва, кроме получения необходимого количества наплавленного металла, важным является и метод проплавления свариваемых кромок. Это достигается поддержанием дуги постоянной длины и соответствующей техникой перемещения торца электрода.

Длина дуги

Длина дуги должна соответствовать диаметру электрода и его марке, но в основном составляет 0,5—1,2 его диаметра. Значительные отклонения от данного условия приводят к образованию дефектов:

• увеличение дуги — вызывает снижение глубины провара шва, порообразование в соединении и увеличение разбрызгивания металла;
• уменьшение дуги — вызывает короткое замыкание и ухудшение условий формирования шва.

Движения торца электрода

• Техника “треугольником”. Обеспечивает хороший провар корня шва, применяется для усиленного прогрева середины шва. Выполняется: для угловых швов с катетом более 6 мм; для стыков труб в любом пространственном положении.
• Зигзагообразная ломаная линия. Выполняется: для угловых швов с катетом менее 6 мм; при сварке встык для нижнего пространственного положения. Он удобен для сваривания частей труб без скоса кромок.
• Петлеобразная техника. Обеспечивает усиленный прогрев обеих кромок металла. Выполняется: для сваривания легированных металлов; для выполнения вертикальных швов.

Виды одновременных движений электрода

• Поступательное движение. Вдоль оси электрода. Обеспечивает постоянство длины сварочной дуги и скорости сварки.
• Прямолинейное движение. Вдоль оси шва. Контролирует скорость процесса плавления и качество формирования шва.
• Колебательное движение. Поперек оси шва под углом наклона — 45°. Необходимо для прогрева кромок, контроля ширины шва. Не выполняется при сваривании тонких металлов или при выполнении корневого шва (первого шва многослойного метода сваривания).

Качественно выполнить подобные техники сваривания можно только при условии изначально правильной установки угла электрода по отношению к поверхности металла и направлению сварки.

Различные условия и методы соединения металлов

Виды пространственных положений сварки

Нижнее горизонтальное положение. Самое удобное положение для получения качественного шва любой сложности. Этому сопутствует сила тяжести, которая переносит расплавленный металл в сварную ванну и комфортное положение для наблюдения за процессом сварки.

Вертикальное положение. Сила тяжести препятствует точному перенесению расплавленного металла, поэтому сварка в таком положении имеет ряд особенностей. Ее необходимо выполнять короткой дугой и обязательно держать электрод под углом и быстро отводить для затвердения металла.

Сварка вертикальных швов выполняется двумя способами:

1. “Снизу — вверх”. Более удобный способ, который основывается на удержании жидкой капли металла над предыдущей каплей, уже успевшей затвердеть.
2. “Сверху — вниз”. Неудобный способ, но применяется для сварки тонких металлов. Электрод располагается под углом 900 и постепенно перемещается под углом 10— 15°, а дуга направляется на расплавленный металл.

Потолочное положение шва. Самое трудное положение для выполнения шва, поэтому возможно только при небольшом количестве металла сварочной ванны. При выполнении шва в таком положении используется меньшая сила тока, поддерживается короткая дуга и формируется узкий валик для шва.

Положение сварки имеет большое влияние на производительность труда: на скорость выполнения сварных соединений и качество получаемых сварочных швов. Всегда следует стремиться расположить детали конструкции так, чтобы максимальное число соединений находилось в нижнем горизонтальном положении.

Основные способы сварки швов

Для выбора способа формирования сварного шва руководствуются двумя критериями: толщиной метала и необходимой длинной шва.

Выбор способа по длине шва

Классификация швов по длине:

• короткие — швы длиной до 250 мм;
• средние — от 250 до 1000 мм;
• длинные — более 1000 мм.

Способы выполнения швов по длине:

• Сварка «на проход». Используется для коротких швов и тонкого металла.
• Обратноступенчатый способ (сварка от середины к краям). Эффективный способ получения качественной сварки, который уменьшает эффект остаточной деформации. Используется для швов средней длины.
• Сварка от середины к краям. Используется для сварки швеллера встык, для однопроходного стыкового соединения труб и первого слоя многопроходных швов.

Выбор способа по толщине металла

При выполнении соединений металлов толщиной более 12 мм, швы необходимо изготовить в несколько слоев, используя один из методов соединения.

1. Каскадный метод. Заключается в сваривании участков “пунктиром” с шагом не более 200 мм. Таким образом, после окончания первого слоя первого, третьего, пятого и т. д. участков необходимо вернуться и продолжать сваривать первый слой второго, четвертого, шестого и т. д. участков. При выполнении данной методики от середины к краям двумя сварщиками она называется сварка “горкой”.
2. Блочный метод. Заключается в работе нескольких сварщиков одновременно. Весь шов делиться на одинаковые по длине блоки и выполняется в несколько проходов (слоев). Первый сварщик начинает с среднего блока, а остальные идут друг за другом.

Способы сварки для угловых швов

Использование ручной сварки для выполнения угловых швов является более удобным чем примирение автоматической сварки. В данной ситуации поддержания правильного угла наклона сварочной проволоки весьма затруднительная задача. Использование сварки под флюсом позволяет сделать катет сварного шва значительно меньше, чем при ручной сварки.

Виды соединений, свариваемых угловым швом:

• тавровые;
• нахлесточные;
• угловые подварочные.

При сварке на повышенных токах или толстыми электродами образуется большая ванна расплавленного металла, поэтому для выполнения угловых соединения и поддержания правильного сечения шва рекомендуется расположить части конструкции в нижнем положении “лодочкой”.

Свариваемые части располагаются под углом в 450 относительно горизонта, при этом катеты угловых швов колеблются в пределах 5-25 мм.

• Симметричная “лодочка” (а). Вероятность непровара минимальная. Электрод располагают в плоскости шва и, расплавляя металл, сообщают ему поперечные колебательные движения.
• Не симметричная “лодочка” (б). Возможен непровар угла и одной из сторон. Отклонение электрода к вертикальной стенке приводит к образованию подреза, а отклонение к горизонтальной — к наплыву.
• Сварка в прямой угол (в). Вертикальное положение электрода без установки “в лодочку” используется, если катет менее 8 мм.

Если для соединения частей конструкции необходим угловой шов с катетом более 10 мм, то используется многослойная техника его выполнения.

Основные положения наклона электрода

Для каждого отдельного случая при выборе различных методик сварки устанавливают особые углы наклона для электрода. Основными считаются три положения электрода относительно плоскости сваривания.

Положение “углом вперед” (наклон от 300 до 600)

Описание: При данном положении жидкий шлак двигается за сварочной ванной и успевает накрывать расплавленный металл. Незначительное количество попадающего наперед жидкого шлака выталкивается по обе стороны шва более тяжелым жидким металлом.

Если же шлака впереди становиться больше, то необходимо еще уменьшить угол наклона электрода. Если же жидкого шлака становиться много и он не успевает застывать, а сварочная дуга начинает гаснуть, то необходимо выровнять угол до 900 и медленно наклонять электрод, искать баланс для восстановления нормального процесса.

• получения минимальной глубины проплава основного металла;
• выполнения соединений в потолочном положении;
• вертикальных швов швеллера;
• неповоротных стыков труб;
• выполнения корневых швов при зазоре между кромками в 2 мм и более.

Положение “под прямым углом” (угол 900)

Описание: Для выполнения соединения держание электрода под прямым углом представляет некую сложность. Способ рекомендуется к использованию только для труднодоступных мест, где нет возможности создать любой другой угол наклона.

• получения средней глубины проплава основного металла.

Положение “углом назад” (наклон от 300 до 600)

Описание: При использовании такого угла наклона жидкий шлак с силой оттесняется назад, находится позади жидкой сварочной ванны. Необходимо подобрать угол наклона электрода, чтобы шлак успевал тянуться за электродом и накрывать расплавленный металл.

• получения наибольшей глубины проплава основного металла;
• сварки электродами с рутиловым покрытием (всегда только такой угол наклона);
• выполнения корневых швов в нижних и горизонтальных положениях;
• узких мест разделки металлов;
• стыковых швов швеллера;
• угловых соединений труб;
• сварки электродом “впритык”;
• сварочных работ чрезмерно короткой дугой.

Во всех остальных случая угол наклона электрода выбирается по правилу баланса: жидкий шлак не должен забегать перед электродом, но и не должен в большом количестве оставаться позади.

Суммируя выше изложенное можно сделать вывод, что подбор угла наклона для электрода — это дело техники, которая осваивается с опытом работы. Все общие рекомендации выполняются сварщиком с учетом собственных субъективных критериев оценки качества и удобства работы. На процесс работы сварщика влияет еще много факторов, которые нельзя учесть в теории.