8 основных положений при сварке которые нужно знать

Формирование надежного сварного шва невозможно без правильного положения электрода относительно металлической конструкции. Данный материал содержит исчерпывающие сведения о всех возможных способах сварки.

В статье подробно рассмотрены преимущества и недостатки каждого способа, даны рекомендации по направлению движения электрода и дана расшифровка обозначений, используемых в технической документации.

Положения при сварке

Существуют четыре основных способа сварки обеспечивающих соединение требуемого качества. Все они подобраны опытным путем и являются оптимальными для конкретных условий.

Нижнее

Наиболее простое положение, при котором электрод подводится вертикально. На технологических схемах обозначается по первой букве его названия – «Н». Данное положение является «идеальным условием» для наложения шва.

Как правило, применяется для соединения металлических деталей несложной конфигурации при отсутствии жестких требований к конечному результату.

Положение обеспечивает удобство соединения деталей как с одной, так и с двух сторон. Соединяемые детали могут прикладываться встык одна к другой или углом.

Данное положение имеет большое преимущество в производительности, но способствует образованию прожогов в металле при отсутствии у мастера уверенных навыков сварки.

Качественный сварной шов достигается подбором оптимального соотношения силы тока, расстояния между торцами деталей и толщины самого материала.

Горизонтальное

Чуть более сложный вид соединения. Применяется в случаях, когда свариваемые детали лежат в вертикальной плоскости, но сам шов при этом должен пройти горизонтально. Электрод подводится к месту соединения перпендикулярно вектору шва.

Основные затруднения при сварке таким способом, вызваны вытеканием жидкого металла из сварочной ванны до его схватывания. Недостаток частично устраняется подрезкой кромки обеих соединяемых поверхностей.

Вертикальное

От ранее рассмотренного горизонтально способа отличается тем, что сварной шов двух вертикально расположенных деталей, тоже должен пройти вертикально. Электрод подводится к деталям перпендикулярно плоскости металла, и по возможности ведется по направлению снизу-вверх.

Капли раскаленного металла под действием силы тяжести гарантированно стремятся упасть вниз, поэтому сварка снизу-вверх обеспечивает более надежное соединение.

Если возможности выбрать направление движения электрода нет, или существуют жесткие временные рамки, сварка сверху-вниз тоже допускается, но только для тонких деталей и специальными электродами, так как данный способ обеспечивает низкое проплавление.

В качестве компенсационных мер, направленных на предотвращение стекания вниз расплавленного металла, применяются электроды химический состав которых повышает начальную вязкость в сварочной ванне.

Потолочное

Самое нежелательное положение в случае, когда нужно сварить две тонкостенные металлические детали. Данное положение применяется, когда поверхность деталей расположена в горизонтальной плоскости, а электрод в вертикальной.

Сложности при сварке заключаются практически во всем – положение сварщика которому приходится длительное время находиться в напряженной позе с вытянутой вверх рукой крайне неудобное и требует частых перерывов в работе.

Вследствие того, что расплавленный металл стремится капать, вниз не задерживаясь в сварочной ванне, опытные мастера варят потолочный шов при выставленном на сварочном аппарате минимально возможном токе и короткой дугой.

Также, как и при вертикальном положении, рекомендуется применять электроды с рутиловым покрытием.

Обозначение пространственного положения при сварке

Вышеописанные положения имеют ярко выраженную «подсказку» в названиях, однако существуют и другие обозначения пространственного положения, установленные общепринятыми стандартами. Рассмотрим их подробнее.

Согласно требованиям НАКС

Национальное Агентство Контроля Сварки (НАКС) использует в технической и документации собственный набор установленных обозначений:

• положение при сварке Н1 – позиция при которой свариваемые детали находятся в горизонтальной плоскости перпендикулярно подводимому электроду;
• В1 – вертикальное позиция при которой электрод установлен в горизонтальной плоскости и движется снизу-вверх;
• В2 – тоже что и В1 с тем отличаем, что вектор хода электрода направлен сверху-вниз;
• П1 – означает потолочное положение и указывает на необходимость стыкового соединения деталей, находящихся в горизонтальной плоскости;
• П2 – потолочное соединение перпендикулярных друг-другу деталей (тавровое соединение), также применяется для обозначения торцевых и угловых соединений труб;
• Г – обозначение, применяемое на схемах, указывающих на необходимость горизонтального соединения деталей или труб – «стык в стык»;
• Н2 – обозначает угловое соединение труб и тавровое листовых материалов. В случае с трубами, обозначение Н2 указывает на то, что сварка металла проводится без поворота детали;
• Н45 – положение при сварке Н45 применяется в стандарте НАКС как эталон аттестации сварщиков. Суть положения заключается в переменном положении векторов трубы относительно привариваемой плоскости.

Сварщик аттестованный по Н45 стандарта НАКС имеет право работать с любыми свариваемыми поверхностями в любых пространственных положениях.

А вы знаете какая аттестация сварщика считается внеочередной?

По ГОСТ 11969

Стандарт ГОСТа 11969 встречается исключительно в технической документации старого образца разработанной в период СССР и, хотя современные нормативные документы эти обозначения уже не используют, будет полезно иметь о них общее представление.

1. Н – нижнее, соответствует Н1 по стандарту НАКС.
2. Пг – полугоризонтальное положение. По сути является аналогом Н45 стандарта НАКС, но никогда не позиционировалось как наиболее сложное.
3. Г – горизонтальное, аналог одноименного обозначения в НАКС.
4. Пв – полувертикальное положение. Еще одна вариация Н45 по требованиям НАКС.
5. В – вертикальное положение. Аналог положения при сварке В1 по стандарту НАКС, но без разделения на правила ведения электрода.
6. Пп – полупотолочное. Положение, при котором сварочный шов оказывается над головой и при этом повернут на произвольный угол относительно плоскости горизонта.
7. П – потолочное простое.
8. Л – «в лодочку». В системе НАКС такое положение обозначается как Н1 – сварка взаимно перпендикулярных изделий.

По ISO и EN

Стандарт ISO уверенно выходит на лидирующие позиции по замещению обозначений в технической документации.

Визуально обозначения стандарта ISO выглядят как сочетание двух букв латинского алфавита, причем первая буква обязательно P (position), что в переводе с английского языка звучит как «Позиция».

Рассмотрим стандарт ISO подробнее:

• PA – положение соответствующее Н1 по стандарту НАКС или просто Н по ГОСТ 11969 (нижнее);
• PB – положение обозначающее горизонтальное соединение перпендикулярных плоскостей или труб при вертикальной направленности вектора оси;
• PC – полный аналог обозначения «Г» по стандартам НАКС и ГОСТ 11969 (горизонтальное);
• PD – одно из разновидностей потолочного шва;
• PE – простое потолочное соединение, соответствует обозначению «П» по стандарту ГОСТ 11969;
• PF – полный аналог соответствующего обозначения вертикального шва В1 по НАКС. Сварка осуществляется методом ведения электрода снизу-вверх;
• PG – то же что и PF с той лишь разницей, что электрод при сварке двигается сверху-вниз.

Пространственные позиционирования труб, в стандарте ISO обозначаются следующим образом – PH – вертикальная сварка трубы, PJ – сварка труб вниз без поворота изделия, PK – сварка вкруговую.

Для более точного обозначения положения свариваемых деталей, стандарт ISO предусматривает внесение в документацию дополнительной информации и как следствие дополнительных обозначений:

• S – угол наклона детали (на схемах обозначается в градусах и призван помочь мастеру правильно определить положение детали в пространстве);
• R – радиус поворота сварного шва (дополнительно указывается в труднодоступных для сварки местах);
• L – угол наклона осевого вектора трубы относительно привариваемой к ней детали. Может применяться совместно с обозначением «R».

По AWS и ASME

В стандарте AWS и ASME, как и в ISO применяется сочетание двух символов, но в отличие от ISO, данный стандарт указывает на положение сварного шва в пространстве цифрами, а на положение детали при сварке буквами.

• 1 – стандартное нижнее положение;
• 2 – положение для горизонтального шва;
• 3 – вертикальное положение без разбивки по направлению движения электрода;
• 4 – потолочная сварка;
• 5, 6 – изменяемые позиции.

В сочетании с буквами латинского алфавита, обозначения выглядят следующим образом – 1G, где G – обозначает сварку «встык», 3F, где F – указывает на необходимость углового соединения деталей.

Те же буква применительно к цифрам 5 и 6 обозначают сварку труб в стыковом и угловом соединении соответственно.

Обозначение на пачке с электродами

В связи с тем, что сварка как процесс уже давно перестала быть привилегией исключительно профессионалов, и сейчас компактные сварочные аппараты есть практически в каждой мастерской, производители стараются идти навстречу потребителю.

На упаковках с электродами производители стараются не перегружать потенциального покупателя лишней, непонятной ему информацией в виде обозначений по тому или иному стандарту, а просто изображают положение шва при сварке так, как представляет его себе среднестатистический человек.

Как правило, на пачке с электродами размещаются интуитивные картинки в виде линий, стрелочек или фотографий. Многие производители дополнительно снабжают изображения информацией о силе тока и предпочтительном сечении электрода.

Смотреть также – Какой кабель нужен для сварочного аппарата 220в

Положение электрода при сварке

Кроме силы тока, сечения металла и позиции при сварке, на качество шва и продуктивность работы специалиста оказывает большое значение пространственное положение самого электрода в момент ведения дуги.

Как правило, это положение не указывается ни в одной документации, и подбирается сварщиком самостоятельно в зависимости от индивидуальных условий работы.

Углом вперед

Сварка углом вперед – положение, при котором электрод расположен под углом в 30-50 градусов к плоскости свариваемой детали, и ведется по направлению «от себя».

Применяется для работы в труднодоступных местах и выполнении горизонтальных, вертикальных и потолочных швов, а также сваривания неповоротных стыков труб.

К недостаткам данного положения можно отнести то, что сварочному процессу зачастую мешает образование в сварочной ванне шлаков, которые постоянно находятся в направлении движения электрода.

Мастеру сложно контролировать качество выполнения шва, что ведет к частому образованию раковин и пропусков.

Углом назад

Электрод расположен также, как и в предшествующем примере, но ведется мастером по направлению «к себе». Метод лишен таких недостатков как образование пропусков и раковин, а шлак самостоятельно вытесняется из сварочной ванны под действием естественных процессов.

Метод хорошо зарекомендовал себя при сварке угловых и стыковых соединений, но не подходит для работы в труднодоступных местах.

Под 90 градусов

Ось электрода расположена строго перпендикулярно плоскости свариваемых деталей. Может применяться для выполнения швов всех типов. Это наиболее рекомендуемое положение электрода для получения шва высокого качества.

Метод отлично подходит для работы в местах с ограниченным пространством и позволяет сварщику визуально контролировать процесс своей работы.

Движение электрода при ручной дуговой сварке

При ручной сварке как правило электрод ведется не по прямой, а зигзагообразно. Многими сварщиками в процессе наложения шва выполняются возвратно-поступательные движения электродом направленные перпендикулярно направлению движения.

На самом деле это условие вовсе не обязательное, но продиктованное производственной необходимостью. Если вести электрод идеально ровно, то и шов получится ровный «нитевидный». Толщина такого шва зависит от первоначального зазора между деталями и диаметра самого электрода.

Часто бывают ситуации, когда требуется наложить широкий сварочный шов (например, при соединении изделий из толстого металла), в таких случаях опытные сварщики применяют методики сварки «зигзаг», «елочка», «треугольник», «звезда» и многие другие.

Вариант методики движения электрода выбирается сварщиком исходя из собственного опыта и предпочтения.

В целях получения качественного шва постоянной толщины, свариваемые детали перед началом работы «прихватываются» в нескольких местах для надежной фиксации и ровного зазора между ними.

А вы знаете какие есть виды электродов?

Виды соединений

В большинстве случаев все соединения можно условно разделить на два вида – стыковые и угловые. Под стыковым соединением понимается такое соединение, при котором детали плотно прикладываются одна к другой кромками.

Это наиболее часто встречающийся вид соединений. Его достоинствами является простота наложения шва, высокая производительность и прочность конечного соединения.

Суть углового соединения понятна из его названия – детали прикладываются одна к другой в произвольных местах под различными углами. Сварочный шов при угловом соединении проходит по пятну контакта деталей и может накладываться различными методами исходя из конкретной ситуации.

Кроме этих двух основных соединений существуют:

• соединение тавровое – к плоскости поверхности одной детали прикладывается торец другой. Чаще всего угол между деталями составляет 90 градусов, для лучшего соединения с обеих деталей снимается фаска;

• соединение внахлест – детали лежат одна на другой. Детали предварительно не подготавливаются, но есть требования по толщине свариваемых изделий – не рекомендуется варить «внахлест» изделия толщиной более 60 миллиметров.

Кроме перечисленных, соединения различаются и по форме.

1. Соединения вогнутые. Применяются для соединения тонкостенных материалов. В иных случаях могут появляться в результате нарушений технологии сварки.
2. Соединения выпуклые. Получаются при многопроходной сварке или сварке короткой дугой. Малая ширина сварного шва компенсируется его избыточной высотой. В некоторых источниках могут фигурировать как «усиленные».
3. Соединения нормальные. Формируются при сварке длинной дугой и являются наиболее прочным типом соединения. В связи с тем, что между швом и поверхностью основного материала отсутствует зазор такие соединения, имеют хорошую прочность на разрыв и изгиб.

По методу сваривания изделий соединения могут подразделяться на:

• сварка односторонняя. В технической и конструкторской документации обозначается как «ОС» или «SS» в международном формате. Аббревиатура указывает на то, что сварка выполняется только с одной стороны присоединяемых деталей без провара того же шва с изнаночной стороны;
• сварка двухсторонняя. Имеет аббревиатуру «ДС» (DS) и указывает на необходимость наложения сварочного шва с обеих сторон стыка;
• сварка с зачисткой стыка. Обозначается как «ЗК» (GG) и указывает на необходимость предварительной подготовки (зачистки) торцов свариваемых изделий;
• сварка на весу. Может также называться «сварка без подкладок». Маркировка – «БП» (NB). В сложных условиях маркировки могут комбинироваться, например – «вид соединения ос бп» указывает на необходимость наложения одностороннего шва на детали, находящиеся в подвешенном состоянии.

Полезная статья – Что такое холодная сварка

Подготовка кромок

Вне зависимости от условий работы и конечных требований к изделию, предварительная подготовка стыков значительно повышает прочность сварного соединения.

Весь процесс подготовки стыков можно условно разделить на семь этапов:

• правка или подгонка кромок;
• разметка изделия;
• предварительная нарезка заготовок;
• финальная зачистка кромки;
• прогрев изделия;
• химическая обработка стыков (при необходимости).

Все перечисленные пункты не являются непреклонной догмой и выполняются только в случае, когда их выполнение необходимо и обоснованно.

Например – правка и подгонка выполняются только тогда, когда при первоначальном прикладывании стыков двух изделий зазоры между ними не равномерны или нет возможность плотно прижать их друг к другу.

Вопрос-ответ

Для закрепления материала и самопроверки усвоенной информации, кратко пройдемся по основным моментам.

Какой вид сварного соединения обозначается зк gg

Данная маркировка указывает на сварку с предварительной зачисткой соединяемого стыка двух деталей.

Какой вид обозначается – дс bs

Простая сварка с обеих сторон стыка двух деталей.

Сп mb

Сварка с одной стороны на быстросъемной или остающейся подкладке.

Бп nb

Сварка с одной стороны без подкладки или в подвешенном состоянии.

Гз gb

Сварка, выполняемая с дополнительным газовым наддувом (газовой защитой).

Ос ss

Простое одностороннее сварное соединение.