Технология сварки металлоконструкций ручной дуговой сварки

Содержание

18. Сварка

Технология сварки металлоконструкций ручной дуговой сварки
/ Проектировщику / Справочная информация – ГОСТ СНИП ПБ / СТО-СА-03-002-2009 / Версия для печати

Требования настоящего раздела распространяются на сварку конструкций резервуаров при изготовлении и монтаже.

18.1.1. Технологические процессы заводской и монтажной сварки должны обеспечивать получение сварных соединений, в полной мере удовлетворяющих требованиям проекта КМ по всему комплексу физико-механических характеристик и геометрических параметров, а также по предельным размерам и видам дефектов, допускаемых настоящим Стандартом.

18.1.2. Заводскую сварку резервуарных конструкций следует выполнять в соответствии с утвержденным технологическим процессом (процедурами), в котором должны быть предусмотрены:

— требования к форме и подготовке кромок деталей, подлежащих сварке;

— способы и режимы сварки, сварочные материалы, а также последовательность выполнения технологических операций;

— конкретные указания по закреплению деталей перед сваркой;

— мероприятия, исключающие образование прожогов, смещение шва от его оси на величину более 2 мм для толщины деталей до 10 мм и на величину более 3 мм для толщины деталей свыше 10 мм;

— мероприятия, направленные на снижение сварочных деформаций.

18.1.3. Монтажную сварку резервуарных конструкций следует выполнять в соответствии с указаниями ППР, в котором должны быть предусмотрены:

— наиболее эффективные способы сварки монтажных соединений с учетом их пространственного положения;

— сварочные материалы, удовлетворяющие требованиям проекта КМ по уровню механических свойств;

— требуемая форма подготовки кромок монтируемых элементов под сварку;

— последовательность сварки и порядок выполнения каждого шва, обеспечивающих минимальные деформации и перемещения свариваемых элементов;

— режимы и указания по технике сварки, которые должны обеспечить необходимый уровень механических свойств сварных соединений, а также получение требуемых структур металла шва и околошовных зон;

— необходимая технологическая оснастка и оборудование для выполнения сварных соединений;

— допускаемая температура металла, при которой возможна сварка соединений без их подогрева, а также допускаемая скорость ветра в зоне сварки;

— указания по технологии производства сварочных работ в зимних условиях (если это предусматривается в соответствии с графиком работ).

18.1.4. В ППР должны быть предусмотрены мероприятия, направленные на обеспечение требуемой геометрической точности резервуарных конструкций, включая меры по компенсации или подавлению термодеформационных процессов усадки сварных швов, которые могут привести к потере устойчивости тонкостенной оболочки корпуса резервуара и образованию вмятин или выпуклостей его поверхности.

18.1.5. Руководство сварочными работами должно возлагаться на специалиста, имеющего специальное образование и прошедшего аттестацию на знание настоящего Стандарта и ПБ 03-273-99.

Руководитель сварочными работами назначается приказом по предприятию: заводу-изготовителю или монтажной организации.

18.1.6. Руководитель сварочных работ перед началом монтажа резервуара обязан:

— изучить проектную документацию на монтаж и сварку резервуара;

— укомплектовать объект в соответствии с ППР оборудованием и материалами;

— отобрать для сварки резервуара сварщиков, имеющих допуск к сварке ответственных конструкций, провести их инструктаж и организовать сварку каждым сварщиком пробных образцов соединений, которые им предстоит выполнять.

18.1.7. Сварщики должны быть аттестованы в соответствии с действующими Правилами аттестации, утвержденными Росгортехнадзором, что должно быть подтверждено удостоверениями.

Окончательное решение о допуске сварщиков к сварке соответствующих типов сварных соединений на резервуаре принимается руководителем сварочных работ на основании результатов контроля образцов, выполненных каждым сварщиком.

Каждому сварщику, допущенному к сварке резервуаров, приказом по заводу (монтажной организации) присваивается личное клеймо.

18.2. Рекомендуемые способы сварки

18.2.1. Применяемые способы и технология сварки резервуарных конструкций должны обеспечивать:

— высокую производительность и экономическую эффективность сварочных процессов;

— высокий уровень однородности и сплошности металла сварных соединений с учетом требований прочности, пластичности, твердости, ударной вязкости и хладостойкости;

— минимальный уровень деформаций свариваемых конструкций.

18.2.2. При заводском изготовлении резервуарных конструкций основными способами сварки должна быть автоматизированная сварка под флюсом и механизированная сварка в углекислом газе или в смеси газов на основе аргона, при этом рекомендуется следующее соотношение газов: аргон — 82 %; углекислый газ — 18 %.

18.2.3. Рекомендуемые способы сварки для различных типов сварных соединений при монтаже резервуаров методами рулонной, полистовой или комбинированной сборки, приведены в таблицах 18.1 и 18.2.

Учитывая, что ручная дуговая сварка характеризуется относительно высоким уровнем удельного тепловложения, приводящим к повышенным сварочным деформациям, а также сравнительно низкой производительностью, применение этого способа сварки при монтаже резервуаров должно быть ограничено.

Таблица 18.1

Рекомендуемые способы монтажной сварки резервуаров рулонной сборки
Сварное соединение Рекомендуемый способ сварки
Стыковые соединения окраек днища 1. Механизированная сварка в углекислом газе. 2. Механизированная сварка порошковой проволокой
Соединения элементов центральной части днища 1. Автоматизированная сварка под флюсом. 2. Механизированная сварка порошковой проволокой3. Механизированная сварка в углекислом газе
Монтажные стыки стенки 1. Механизированная сварка в углекислом газе
Уторные швы в сопряжении стенки и днища 1. Механизированная сварка в углекислом газе. 2. Механизированная сварка порошковой проволокой3. Автоматизированная сварка под флюсом.
Сварные соединения каркаса крыши при укрупнении в блоки 1. Механизированная сварка в углекислом газе
Сварные соединения люков и патрубков на стенке и крыше 1. Механизированная сварка в углекислом газе
Сварные соединения в сопряжении крыши со стенкой и колец жесткости со стенкой 1. Механизированная сварка в углекислом газе. 2. Ручная дуговая сварка.
Сварные соединения настила крыши 1. Механизированная сварка в углекислом газе. 2. Механизированная сварка порошковой проволокой
Сварные соединения понтонов и плавающих крыш 1. Механизированная сварка в углекислом газе. 2. Механизированная сварка порошковой проволокой
Примечания:1. При сварке в углекислом газе в условиях ветра необходимо применять технологию, обеспечивающую повышение устойчивости защитной струи газа и стойкости к порообразованию, или применять заграждения от ветра;2. Для всех типов сварных соединений возможно применение ручной дуговой сварки.

Таблица 18.2

Рекомендуемые способы монтажной сварки резервуаров полистовой и комбинированной сборки
Сварное соединение Рекомендуемый способ сварки
Вертикальные соединения 1. Автоматизированная сварка с принудительным формированием шва порошковой или активированной проволокой. 2. Механизированная сварка в углекислом газе.
Горизонтальные соединения стенки 1. Автоматизированная сварка под флюсом. 2. Механизированная сварка в углекислом газе.3. Сварка порошковой проволокой с полупринудительным формированием шва.
Прочие сварные соединения В соответствии с таблицей 18.1
Примечания:1. При сварке в углекислом газе в условиях ветра необходимо применять технологию, обеспечивающую повышение устойчивости защитной струи газа и стойкости к порообразованию, или применять заграждения от ветра;2. Для всех типов сварных соединений возможно применение ручной дуговой сварки.

18.3. Требования к подготовке и сборке конструкций под сварку

18.3.1. До начала сварочных работ любые соединения резервуаров должны фиксироваться в проектном положении, что может быть обеспечено применением кондукторов, специальных сборочных приспособлений, привариваемых к деталям соединений, или постановкой прихваток.

Сборочные приспособления должны иметь достаточную прочность и жесткость, чтобы исключить чрезмерную усадку швов и перемещения свариваемых элементов.

Если при сварке соединений ожидаются значительные деформации, приводящие к изменению проектной формы, тогда при сборке деталей или узлов конструкций необходимо предусматривать соответствующие компенсирующие мероприятия (предварительный прогиб, строительный подъем, переменный зазор и пр.).

18.3.2. Прихватки, предназначенные для соединения свариваемых деталей, должны располагаться в местах расположения основных швов.

Размеры сечения прихваток должны быть минимально необходимыми для обеспечения расплавления их при наложении швов проектного сечения.

Наложение шва поверх прихваток допускается производить только после зачистки последних от шлака и брызг металла.

Прихватки с порами, раковинами и трещинами должны быть удалены и вновь заварены.

При необходимости постановки электроприхваток на монтажных стыках стенки их рекомендуется располагать с противоположной стороны от части сечения шва, выполняемой первой. Размер прихваток должен быть минимально необходимым. При выполнении зачистки корня шва такие прихватки удаляются.

Прихватки должны выполняться сварочными материалами и с использованием технологий, рекомендуемых для сварки основных швов сварных соединений.

Постановка прихваток при монтажной сборке конструкций должна выполняться аттестованными сварщиками.

18.4. Требования к технологии сварки

18.4.1. Способы, режимы и техника сварки резервуарных конструкций должны обеспечивать:

— требуемый уровень механических свойств и хладостойкости сварных соединений, предусмотренный проектом КМ;

— необходимую однородность и сплошность металла сварных соединений;

— минимальную величину сварочных деформаций и перемещений свариваемых элементов;

— коэффициент формы каждого наплавленного шва (прохода) в пределах от 1,3 до 2,0 (при сварке со свободным формированием шва).

18.4.2. При сварке резервуарных конструкций в зимнее время необходимо систематически контролировать температуру металла и, если расчетная скорость охлаждения металла шва превышает допускаемое значение для данной марки стали, необходимо организовать предварительный, сопутствующий или послесварочный подогрев свариваемых кромок.

Требуемая температура и схема подогрева должны быть определены в ППР. Как правило, при осуществлении подогрева кромок следует нагревать металл на всю толщину в обе стороны от стыка на ширину 100 мм.

Контроль температуры подогрева следует выполнять термокрасками, термокарандашами, контактным термопарным термометром, оптическим пирометром.

При сварке в зимнее время, независимо от температуры воздуха и марки стали, свариваемые кромки необходимо просушивать от влаги.

18.4.3. При использовании способов сварки с открытой дугой в зоне производства сварочных работ следует систематически контролировать скорость ветра. При превышении допускаемой скорости ветра, величина которой указывается в ППР, сварка должна быть прекращена или устроены соответствующие защитные укрытия.

18.4.4. Сварка должна производиться при стабильном режиме. Колебания величины сварочного тока и напряжения в сети, к которой подключается сварочное оборудование, не должны превышать ±5 %.

18.4.5. Последовательность выполнения сварных соединений конструкций резервуара и схемы выполнения каждого сварного шва в отдельности должны соблюдаться в соответствии с заводскими процедурами или указаниями ППР, исходя из условий обеспечения минимальных сварочных деформаций и перемещений элементов конструкций.

18.4.6. Не допускается выполнение каких-либо сварочных работ по поверхностям или соединениям, покрытых влагой, маслом, скоплениями окалины, шлака или другого рода загрязнениями. Не допускается выполнение сварочных работ на резервуаре при дожде, снеге, если кромки элементов, подлежащих сварке, не защищены от попадания влаги в зону сварки.

18.4.7. Все сварные соединения на днище и стенке резервуаров при ручной или механизированной сварке должны выполняться, как правило, не менее чем в два слоя. Каждый слой сварных швов должен проходить контроль внешним осмотром, а обнаруженные дефекты должны устраняться. Не допускается возбуждать дугу и выводить кратер на основной металл за пределы шва.

18.4.8. Удаление дефектных участков сварных швов должно выполняться механическим методом (шлифмашинками или пневмозубилом) или воздушно-дуговой строжкой с последующей зашлифовкой поверхности реза.

18.4.9. Заварку дефектных участков сварных швов следует выполнять способами и материалами, предусмотренными технологией. Исправленные участки сварного шва должны быть подвергнуты повторному контролю внешним осмотром или физическими методами. Если в исправленном участке вновь будут обнаружены дефекты, ремонт сварного шва должен выполняться при обязательном контроле всех технологических операций руководителем сварочных работ.

Выполнение троекратного ремонта сварных соединений в одной и той же зоне конструкций группы А должно согласовываться с разработчиком технологического процесса.

18.4.10. Удаление технологических приспособлений, закрепленных сваркой к корпусу резервуара, должно производиться, как правило, механическим способом или кислородной резкой с последующей зачисткой мест их приварки заподлицо с основным металлом и контролем качества поверхности в этих зонах. Вырывы основного металла или подрезы в указанных местах недопустимы.

Источник: https://sarrz.ru/proektirovschiku/spravochnaya_informatsiya__gost_snipyi_pb/proektirovanie_vertikalnyh_rezervuarov/svarka.html

Сварка листовых конструкций технология

Технология сварки металлоконструкций ручной дуговой сварки

Детали из листового материала толщиной до 1 мм сваривают без присадочного металла. У листов делают отбортовку кромок, сложенные вместе листы сваривают пламенем сварочной горелки расплавлением отбортованных кромок.

Более толстые листы сваривают с применением присадочной проволоки. Между листами делают зазор, который должен соответствовать толщине свариваемого металла, и скрепляют между собой прихватками.

Для того чтобы во время выполнения прихваток зазор не уменьшился, между листами устанавливают прокладки, которые затем удаляются.

Для стягивания кромок листовых конструкций и их закрепления применяют болтовые стяжные устройства и струбцины.

При газовой сварке длинных швов листовых конструкций применяют обратноступенчатый способ сварки.

При изготовлении коробчатых конструкций вначале делают угловые швы 1, 2, 3 боковых стенок, затем стенки приваривают к днищу швами 4, 5, 6 и 7. Заканчивается сварка выполнением вертикального шва 8. Указанный порядок сварки дает наименьшее коробление изделия. При толщине свариваемого металла более 5 мм применяется V- или Х-образная разделка кромок.

Широкое применение получила газовая сварка труб небольшого диаметра (до 100 мм), особенно при монтаже систем отопления и горячего водоснабжения, водопроводов, газопроводов и других трубчатых конструкций.

Трубы сваривают чаще всего встык, так как стыковые соединения требуют наиболее простой подготовки кромок, наименьших затрат времени и расхода горючего газа.

Читайте также  Цель подготовки кромок под сварку

При толщине стенок труб до 5 мм сварку проводят без разделки кромок, а стык собирают с зазором 1,5-2 мм. При сварке труб с толщиной стенок более 5 мм применяют одностороннюю разделку кромок под углом 70-90°, оставляя притупление от 1,5 до 2,5 мм. Притупление необходимо для того, чтобы при сварке кромки не проплавлялись и расплавленный металл не протекал внутрь трубы.

Рисунок 1 — Последовательность сварки коробчатого изделия

В зависимости от назначения конструкции используют и другие способы стыковки труб — без скоса кромок с подкладным кольцом, с раструбом и вставным кольцом.

Перед газовой сваркой трубы выравнивают так, чтобы оси их совпадали, и прихватывают. Для центровки труб применяют центраторы и другие приспособления. Газовую сварку труб можно выполнять как левым, так и правым способами. Если трубу можно поворачивать, то сварку ведут в нижнем положении. Неповоротный стык сваривают во всех пространственных положениях, что является наиболее трудным для сварщика.

При газовой сварке труб большого диаметра (300 мм и более) сварку начинают с какой-либо точки окружности трубы и выполняют четырьмя отдельными участками, как показано на рисунке, а.

При сварке труб диаметром 500-600 мм сварку могут вести одновременно два сварщика. Вначале заваривают верхнюю часть трубы на участках 1 и 2, затем трубу поворачивают и также одновременно заваривают участки 3 и 4.

Если поворачивать трубу нельзя, то участки 3 и 4 сваривают в порядке, указанном на рисунке, в пунктирными стрелками.

а — 200-300 мм, б — 500-600 мм, в — сварка без поворота

Рисунок 2 — Последовательность сварки труб большого диаметра

При ремонтных работах часто приходится заваривать трещины, возникающие в сварных швах и в основном металле. При заварке трещин необходимо предварительно засверлить концы трещины, чтобы при нагреве трещина не распространялась дальше.

В деталях из низкоуглеродистой стали концы трещин можно не засверливать. При толщине металла свыше 3 мм трещину разделывают с одной или двух сторон в зависимости от толщины завариваемого изделия.

Трещина заваривается от середины к краям. Если протяженность трещины более 500 мм, то сварку ведут участками обратноступенчатым методом. Кромки трещины перед сваркой должны быть зачищены до металлического блеска.

Небольшие трещины заваривают в одном направлении.

При ремонте закрытых сосудов из-под горючих веществ необходима тщательная очистка тары от остатков горючих продуктов, так как остатки их могут образовывать взрывоопасные соединения с воздухом. Тару промывают горячей водой с каустической содой.

При заварке сосудов из-под нефтепродуктов используют способ Г. А. Медведева, при котором сосуд заполняется отработанными газами двигателей внутреннего сгорания. Газы подают непрерывно и в процессе сварки. Заварка осуществляется обычным способом с применением присадочной проволоки. Пламя горелки зажигают и гасят в стороне от завариваемой тары.

Источник: http://weldering.com/gazovaya-svarka-listovogo-materiala-trub-remontnaya-svarka

Подготовка и сборка деталей под сварку

Подготовка и сборка деталей под сварку подразумевает выполнение очистки, выравнивания, разметки, резания и сборки заготовок.

Кромки и примыкающую зону, 20-30 мм с каждой стороны, очищают от ржавчины, краски, окалин, масла и других загрязнений. Качественно подготовленные кромки и прилегающая зона имеют металлический блеск, что достигается при использовании металлических щеток, пламя, а при ответственных соединениях используют травление, обезжиривание, пескоструйную обработку.

Более подробно об очистке заготовок перед сваркой смотрите в этой статье.

Детали с вмятинами, выпуклостями, волнистостью, искривлением обязательно выпрямляют. В холодном состоянии можно выпрямлять листы и прокат вручную или при помощи машин. При сильной деформации металла выпрямление делают в горячем состоянии. Для выпрямления используют молотки, прессы, правильные машины.

Следующий этап подготовки деталей перенесение размеров из чертежа на металл и его разметка. Для измерений и разметки используют метры, линейки, угольники, циркули, чертилки, маркеры, мел и специально изготовленные шаблоны. Во время сварки заготовки укорачиваются, что необходимо учитывать при разметке заготовок. Для этого используют припуск с расчета 1 мм на каждый поперечный стык и 0,1-0,2 мм на 1 м продольного шва.

После разметки детали разрезают термическими или механическими способами, для придания заготовкам необходимого размера и формы. Кромки на местах будущих сварных соединений делают напильником, зубилом или механическим способом на фрезерных станках, строгальных станках и др. Угол скоса зависит от способа сварки, химического состава металла и его толщины. Проверку угла скоса кромок делают при помощи шаблонов.

Сборка деталей под сварку производится одним из трех подходов:

предварительно собрать всю деталь и сварить все необходимые швы;сварить часть конструкции и к ней постепенно присоединять недостающие детали;

предварительная сборка и сварка изделия с отдельных узлов конструкции;

Продуктивность и качество изготовления сварных конструкций во многом зависит от базовых поверхностей (баз) для сборки сварных конструкций. Базовыми считаются поверхности с наибольшими размерами; в качестве направляющей базы — самую длинную поверхность; опорной базой считают любого размера поверхность в нормальном состоянии и неизменной форме (без резов, капель, швов).

Выбирать базу стоит исходя из наличия сборочных приспособлений, вида заготовок, жесткости деталей и точности из размещения, зазора между кромками. Важно учитывать сварочные напряжения и деформации.

Приспособления для сборки и сварки

Для более продуктивного и качественного изготовления сварных конструкций используют специальные приспособления для сборки и сварки:

  1. универсальный зажим для монтажа и сборки цилиндрических деталей;
  2. ручная скоба для сборки профильного и листового металла;
  3. ручная пружинная скоба для сборки профильного металла;
  4. поворотный винтовой зажим для сборки и крепления деталей в массовом производстве;
  5. струбцина для сборки деталей разного профиля;
  6. угловой прихват из болтом для сборки крупных контрукций с листового металла;
  7. скоба прихваточная с ломом для конструкций, которые собирают внахлест в монтажных условиях;
  8. гребенка на прихватках для крупных листовых конструкций;
  9. прихваточные шайбы с планками и клиньями для листовых конструкций;
  10. винтовая стяжка для притягивания деталей;
  11. стягивательное кольцо для трубопроводов большого диаметра;
  12. гибкий хомут с эксцентрическим зажимом для цилиндрических деталей;
  13. винтовой распорно-стягивательный механизм для листовых конструкций и плоскостных изделий;
  14. крюк с ломом для стягивания кромок;
  15. винтовая распорка для цилиндрических деталей;
  16. распор для сборки деталей машиностроительных конструкций;
  17. винтовая упорная скоба для деталей ограниченных размеров;
  18. односторонний винтовой упор для сборки профилей ферм и других конструкций;
  19. односторонний упор для сборки конструкций на стационарных постах.

Выполнение прихваток после сборки конструкции

Собранные детали прихватывают. Длина прихваток и расстояния между ними зависит от толщины металла и длины шва. Ставят прихватки для фиксации деталей и сохрани зазора между ними в процессе сварки. Прихватка должна проваривать корень шва, потому что в процессе сварки сама прихватка может полностью не переплавится.

Зависимость длины прихваток и расстояния между ними от толщины металла и длины шва.

Толщина металла, мм ≤ 5 ≤ 5
Длина металла, мм ≤ 150-200 ≤ 200
Длина прихваток, мм ≤ 5 20-30
Расстояние между прихватками, мм 50-100 300-500

Нужно делать прихватки максимально низкими, лучше если они будут вогнутыми. Прихватки ставят на режимах аналогичных режимам сварки. Иногда прихватку заменяют цельным швом небольшого разреза.

При сварки меди необходимо обходиться без прихваток, зажимать детали в кондукторах или других приспособлениях, потому что они вызывают трещины при повторном нагревании.

Источник: https://varimtutru.com/svarka-listovyh-konstruktsiy-tehnologiya/

Технология ручной дуговой сварки Ч.3 Техника ручной дуговой сварки

Технология сварки металлоконструкций ручной дуговой сварки

>>Способы сварки>>Ручная дуговая сварка>>Технология РДС Ч.3 Техника сварки

Данная статья, посвящённая технике ручной дуговой сварки, является следующей статьёй из цикла «Технология ручной дуговой сварки». Правильная техника сварки является гарантией получения качественного сварного соединения. Правильная техника приходит с опытом работы и определяет квалификацию сварщика.

Возбуждение сварочной дуги

Возбуждение дуги может происходить двумя способами. Можно прикоснуться электродом к свариваемому металлу, а потом отвести электрод на расстояние 3-4мм, поддерживая горение образовавшейся дуги.

Можно зажечь дугу, быстрым боковым движением прикоснувшись к свариваемому металлу и затем отвести электрод на расстояние также 3-4мм (это движение подобно тому, как зажигается спичка). Прикосновение электрода к металлу должно быть кратковременным, иначе электрод приваривается к металлу. Отрывать приварившийся электрод следует, резкими движениями поворачивая его в стороны.

Длина электрической дуги

В процессе сварки металла необходимо поддерживать сварочную дугу определённой длины, в зависимости от марки электрода и его диаметра. Длина дуги, во многом, определяет качество сварки и форму сварного шва.

Рекомендуемая длина сварочной дуги составляет 0,5-1,1 от диаметра электрода. Если дуга короткая, то это может вызвать приварку электрода к металлу, прерывание дуги и нарушения процесса сварки.

При большой длине дуги её горение становится неустойчивым, уменьшается глубина провара, происходит разбрызгивание расплавленного электродного металла и происходит насыщение металла шва азотом и кислородом. При этом трудно получить сварной шов с требуемой формой. Для электродов с толстым покрытием рекомендуемую длину дуги производитель указывает в паспорте. Умение поддерживать постоянную длину дуги, на протяжении всего процесса сварки, определяет профессиональный уровень сварщика.

Положение электрода при ручной дуговой сварке

Положение электрода в процессе сварки зависит от пространственного расположения шва, толщины и марки свариваемого металла, диаметра самого электрода, толщины и марки его покрытия.

Сварку можно выполнять справа налево, слева направо, от себя, к себе. При этом, при любом направлении сварки, угол наклон электрода должен обеспечивать проплавление металла на небольшую глубину и правильное формирование сварного шва. На рисунке справа показано рекомендуемое положение электрода при сварке в различных направлениях:

Техника движения электрода при ручной дуговой сварке

При выполнении сварки, электрод должен двигаться в трёх направлениях, показанных на рисунке слева.

Первое движение (направление а) — поступательное перемещение вдоль оси электрода (поз.1) в зону сварки. Для сохранения устойчивой дуги, скорость этого движения равна скорости плавления электрода.

Второе движение (направление б) — поступательное движение электрода вдоль линии сварного шва (поз.2). Скорость этого перемещения зависит от силы сварочного тока, диаметра электрода и других факторов.

При слишком большой скорости возникает риск возникновения непроваров. Подобные дефекты в сварном шве образуются из-за того, что при большой скорости перемещения электрода, наплавляемый металл не успевает сплавляться с основным металлом. При малой скорости перемещения электрода, возможен перегрев и прожог свариваемого металла (особенно при сварке тонкого металла) и снижается производительность сварки. При отсутствии поперечных перемещений электрода, сварной шов получается шириной около 1,5 диаметра электрода. Подобными швами сваривают тонколистовой металл, а также проваривают корень многослойного сварного шва.

Третье движение электрода — это поперечные колебательные перемещения электрода (стрелка в). Применяются для получения необходимой ширины шва и глубины проплавления. Поперечные движения замедляют процесс остывания полученного сварного шва, способствуют выведению газов и шлаков и обеспечивают хорошее сплавление основного и наплавленного металла, значительно повышая качество сварки. Кратер, получившийся в конце наплавки валика, тщательно заваривают.

Классификация сварных швов по длине и сечению

В зависимости от количество слоёв и проходов, сварные швы подразделяются на однослойные, многослойные и многопроходные.

Однослойный шов выполняется одним слоем за один проход. Многослойные сварные швы выполняются в несколько слоёв, за такое же число проходов. Многопроходные также выполняются в несколько слоёв, но, при этом, некоторые слои выполняются за несколько проходов. Многослойные швы чаще всего используются при сварке стыковых швов. Многопроходные — при сварке угловых швов, или же при сварке тавровых швов.

По длине, сварные швы классифицируются на короткие — длиной до 300мм, средние — от 300 до 1000мм и длинные, с длиной свыше 1000мм.

Порядок выполнения сварных швов

Порядок выполнения сварных швов очень важен для обеспечения работоспособности металлоконструкции и уменьшения внутренних напряжений и деформаций при сварке. Порядок выполнения шва определяется последовательностью заполнения разделки по длине шва и по его поперечному сечению.

Существуют различные способы сварки швов, в зависимости от их длины, от свариваемого материала и от требований к качеству сварного изделия. Некоторые из схем сварки представлены на рисунке:

Швы малой длины обычно выполняются напроход (схема а)), от начала шва и до конца. Швы средней длины, чаще всего, выполняют от середины к краям (схема б)), либо обратноступенчатым способом (схема в)). Длинные швы сваривают либо обратноступенчатым способом, либо вразброс (схемы г), д), е)).

Техника ручной дуговой сварки обратным способом состоит в том, что шов делят на участки по 150-200мм. И на каждом из таких участков сваривание шва происходит в направлении, обратном общему направлению сварки.

Горкой или каскадом происходит сварка ответственных металлоконструкций с толщиной свариваемого металла 20-25мм, т.е. в случае, когда есть риск образования холодных трещин, или горячих трещин при сварке.

Техника сварки горкой состоит в том, что в середине завариваемого участка на небольшой длине (200-300мм) выполняют сварной шов. Затем накладывают второй шов, который больше первого по длине примерно в два раза. Второй шов должен с двух сторон перекрывать первый шов (схема е) на рисунке). Третий слой, по длине на 200-300мм больше второго и также его перекрывает с двух сторон.

Таким образом, продолжают накладывать новые швы, длиннее предыдущих на 200-300мм и перекрывающих их с обеих сторон до тех пор, пока участок над самым первым швом не будет полностью заварен. После этого сварку выполняют в разные стороны короткими швами. Преимущество данной техники ручной дуговой сварки состоит в том, что зона сварки всегда находится в горячем состоянии и это значительно снижает риск возникновения трещин. Ручная дуговая сварка каскадом выполняется по аналогичному принципу (схема д)).

В случае сварки низкоуглеродистой стали, каждый слой наплавленного металла имеет толщину 3-5мм, в зависимости от силы сварочного тока. К примеру, при силе сварочного тока 100А, происходит расплавление основного металла на глубину 1мм, а в металле нижнего слоя происходят термические изменения на глубине 1-2мм с формированием мелкозернистой структуры.

При увеличении силы тока до 200А, проплавление металла происходит на глубину до 4мм, а термические превращения в нижних слоях металла происходят на глубине 2-3мм.

Читайте также  Самые лучшие электроды для сварки инвертором

Для получения мелкозернистой структуры в корневом шве выполняют его термическую обработку. Для этого выполняют подварочный шов по всей длине соединения напроход электродом, диаметром 3мм при силе сварочного тока 100А. Перед выполнением подварочного шва, корень основного шва зачищают.

Для проведения термической обработки верхних слоёв шва, наносится отжигающий слой, толщина которого составляет 1-2мм. За счёт малой толщины шва достигается большая скорость остывания и мелкозернистая структура. Отжигающий слой наносят электродом диаметром 5мм при силе сварочного тока 200-300А.

Техника окончания шва при ручной дуговой сварки

При окончании выполнения сварного шва, необходимо правильно заварить кратер. Кратер содержит наибольшее количество вредных примесей и является зоной повышенного риска для образования трещин. Учитывая это, не рекомендуется сразу обрывать дугу, быстро отведя электрод в сторону. Лучше всего прекратить движения электрода и медленно удлинять дугу, до её обрыва. При такой технике сварки, электродный металл заполняет кратер.

При сварке низкоуглеродистых сталей возможно отведение кратера в сторону от сварного шва. Но, в случае сварки стали, склонной к формированию закалочных структур, вывод кратера в сторону не допустим из-за повышенной вероятности образования трещин. Если произошёл случайный обрыв дуги, или необходимо сменить электрод, то продолжать процесс сварки следует, возбуждая дугу не над кратером, а перед ним, на ещё не сваренном основном металле. Затем проплавляют металл в кратере и продолжают процесс сварки.

Дополнительные материалы по теме:

Источник: https://taina-svarki.ru/sposoby-svarki/tehnologiya-ruchnoy-dugovoy-svarki-ch3-tehnika-svarki.php

Технология сварки стандартных металлоконструкций ручной дуговой сваркой покрытым электродом

Технология сварки металлоконструкций ручной дуговой сварки

Для контроля качества производимых работ ориентируются на руководящую документацию (РД 34.15.132-96), разработанную Минстроем России. В перечень включены ГОСТы и СНИПы, касающиеся квалификации сварщиков, применяемых материалов и организации производства.

Требования к сварке металлических конструкций

Цель созданных нормативов – обеспечение безопасности и качественного монтажа конструкций из металлов и сплавов. На них следует ориентироваться и при сборке бытовых изделий на даче, в гараже, подсобных хозяйствах. Важные моменты:

  • обеспечение защиты сварщика от поражения электрическим током, для чего необходимо защитить его от дождя, облучения ультрафиолетовым и инфракрасным излучением, коротких замыканий при подключении оборудования;
  • правильная подготовка и сборка конструкций – требуется для создания прочных соединений с заданными характеристиками;
  • подготовка сварочных материалов и деталей – прокалка электродов, грамотное их хранение, зачистка поверхностей от грязи и ржавчины.

Ошибки, допущенные при сборке и обваривании деталей, могут привести к разрушению металлоконструкций, что представляет опасность для людей, работающих в непосредственной вблизи с ними.

Технология сварки металлоконструкций ручной дуговой сваркой

Основные моменты касаются пунктов:

  1. Правильный расчёт металлоконструкций, выбор материалов подходящего качества для обеспечения жёсткости.
  2. Сборка в соответствии с разработанной документацией.
  3. Осмотр полученных сварных соединений, проверка размеров металлоконструкций.
  4. Устранение найденных дефектов.

После этого созданные металлоконструкции можно вводить в эксплуатацию.

Необходимое оборудование

Для монтажа металлоконструкций требуется стандартный набор оборудования и расходных материалов:

  • болгарка, дрель – электрические или пневматические;
  • диски – отрезные и зачистные, набор свёрл;
  • молоток, зубило или заточенный токарный резец – для отбивания шлака;
  • корщётка – для удаления ржавчины и грязи с поверхности металла;
  • струбцины и зажимы – для облегчения монтажа;
  • сварочный аппарат – инверторного или трансформаторного типа;
  • электроды – в зависимости от типа свариваемых материалов;
  • рулетка, угольник, мел, маркеры, строительный уровень – вспомогательный инструмент.

Для сварщика потребуется также защитная маска со светофильтром, краги или рукавицы, брезентовый комбинезон.

Подготовка элементов к сварке

Элементы подготавливаются в зависимости от типа будущего изделия. Стандартный металлопрокат – уголки, швеллеры, трубы – необходимо нарезать в соответствии с чертежами, соблюдая размеры. Обработать кромки: снять фаски под углом 45 градусов, углы притупить. Если необходимо, просверлить отверстия в требуемых местах. С поверхности нужно удалить ржавчину, краску, масло и грязь.

Как происходит процесс сборки и сварки

Последовательность зависит от типа и назначения изделий. Можно разобрать распространённые примеры.

Сварка прямоугольных рамок из стандартных уголков

Элементы нарезаются по размерам, указанным в чертеже, так, чтобы при складывании получилась конструкция с заданными параметрами. Концы нужно отпилить болгаркой под углом 45 градусов – в этом случае длина стыкового соединения будет максимально длинным. Элементы складываются на сварочной плите или иной ровной поверхности и прихватываются по диагонали – по 2 небольших сварочных шва в каждом углу. Параллельно с этим необходимо контролировать размеры: диагонали прямоугольной рамки должны быть одинаковыми. После проверки требуется прихватить элементы более надёжно.

Если нужно сварить несколько рамок с равными габаритами, то следующие собираются на первой, которая переворачивается полками вверх. Это позволяет производить работы быстрее – достаточно следить за расположением уголков относительно изначально собранной конструкции, а производить замеры диагоналей не требуется.

После сборки нужно обварить рамку, начинать следует со стороны, обратной той, где делали прихватки.

Сварка объёмной конструкции из профильных (прямоугольных) труб

Заготовки нужно нарезать при помощи болгарки, соблюдая размеры. Собрать основание (нижнюю рамку) на 6-12 прихваток (в зависимости от толщины трубы). Проверить диагонали. Установить вертикальные столбы, проверяя перпендикулярность при помощи угольника, прихватить их к основанию на 3-8 небольших швов. Приступить к монтажу верхней рамки. Её элементы надёжно приварить к вертикальным стойкам.

Проверить все диагонали при помощи рулетки. Только после этого допускается обваривать всю конструкцию, соблюдая принцип: не перегревать углы. Если полностью обварить один из них за один раз, то велика вероятность деформации, которую будет сложно исправить.

В конце требуется вырезать прямоугольные заглушки из стали толщиной 3-5 мм и приварить на концы труб – это нужно для предотвращения попадания воды внутрь.

Сварка изделий из листов толщиной 2-3 мм и стальных рамок – ворота, двери

Необходимо собрать основную рамку так, чтобы она свободно помещалась в будущий проём. Внутри поместить усилители в виде прямоугольных труб – 2-3 на одну рамку. Для ворот необходимо вварить продольные и поперечные перемычки для увеличения жёсткости. Вырезать наружный лист, подготовить его к сварке: выполнить изгиб краёв (если необходимо), просверлить отверстия под крепление замков, запоров. Разметить лист для облегчения монтажа и прихватить его к рамке на ровной площадке. Проверить все размеры: углы, диагонали. Обварить всё вместе небольшими (3-3,5 см) прихватками с шагом 7-10 см, не допуская нагрева конструкции.

Сварка конструкций из водопроводных труб встык

Для создания герметичного соединения необходимо подготовить кромки под сварку – сделать скосы под 45 градусов, но так, чтобы края не были острыми. Притупление должно быть около 2 мм. При сборке требуется соблюдать зазоры между элементами: 1,5-2 мм. Это нужно для обеспечения формирования качественного коренного шва.

При монтаже делается 4-6 прихваток, которые должны представлять собой полноценные швы. Обваривание рекомендуется производить в нижнем положении, поворачивая трубу. Если стык неповоротный, нужно вести электрод снизу вверх, первый шов должен перекрывать нижний сектор стыка, а последний – верхний.

Обваривание производится как минимум в 2 приёма: корень шва, облицовочный шов.

Общие принципы создания металлических конструкций

Общие принципы заключаются в следующем:

  • обваривать конструкции допускается только после полной сборки и проверки размеров;
  • нельзя перегревать ни одну из сторон детали. Нужно варить постепенно, с разных концов;
  • прихватывать элементы следует так, чтобы исключить деформацию (изменение размеров) во время сварки.

После проваривания первого (коренного) шва рекомендуется полностью удалить остывший шлак при помощи зубила и корщётки. При наличии дефектов – свищей, трещин, подрезов – нужно вырезать их болгаркой и проварить снова.

Нюансы: что необходимо учитывать при подготовке и сборке

Часто при сборке неопытные сварщики сталкиваются с проблемами:

  • конструкция сильно деформируется. Главные причины связаны либо с неправильной сборкой, либо с нарушением технологии сварки – выбран слишком большой ток, нарушена последовательность обваривания элементов;
  • плоскую деталь ведёт «винтом». Для предотвращения этого нужно обваривать деталь медленно. Например, сначала один угол рамки (один шов), затем – по диагонали – второй (один шов) и так по кругу, переворачивая конструкцию с одной стороны на другую. Также возможно зафиксировать изделие на ровной поверхности струбцинами и зажимами;
  • после сборки прихватки ломаются. Причины: мало тока или допущены ошибки при сварке. Необходимо собрать конструкцию снова;
  • не хватает напряжения в сети, электрод постоянно залипает – часто за городом проявляются перепады. Улучшить ситуацию можно, если на время отключить все потребители: чайники, микроволновые печи, холодильники, кондиционеры.

Иногда выясняется, что сваренная металлоконструкция не входит на своё место. Это случается тогда, когда сборщик не учёл зазоры, которые устанавливают для лучшего проваривания швов.

Для сборки крупных объёмных металлических конструкций рекомендуется использовать временные усилители – уголки, швеллеры, которые должны помочь удерживать размеры в заданных рамках.

Например, при монтаже вертикальных столбов на основную раму приваривают укосины, которые удерживают их на месте. После обваривания их срезают болгаркой.

Источник: https://elsvarkin.ru/texnologiya/svarki-metallokonstrukcij/

Сварка металлоконструкций

Технология сварки металлоконструкций ручной дуговой сварки

Уже довольно длительное время для соединения любых металлоконструкций используется сварка. Ее применяют как любители, для домашнего использования, так и профессионалы. Вне зависимости от этого, имея большой опыт, ее можно успешно применять как в домашних условиях, так и в производственных целях.

Благодаря прогрессирующим усовершенствованиям методик, эффективность соединения даже крупных металлоконструкций, на сегодняшний день выросла в разы. В том числе благодаря инновациям и модификациям современных сварочных аппаратов. Об особенностях соединения конкретных конструкции из металла и пойдет речь в данной статье.

Сварка металлоконструкций

Классическая технология

Классическая технология сварки металлоконструкций основана на проверенных временем методах, таких как газово-огневая и электрическая сварка. В обоих вариантах способы накладки швов делятся на :

  • Автоматический.
  • Полуавтомат.
  • Ручной.

Автоматический способ основывается на отсутствии физического труда человека. Специальный роботизированной аппарат, в зависимости от проводимых работ, переводится в правильный режим и выполняет работу, тем самым заменяя собой человека. Подобные агрегаты имеют ограничения, прокомментированные в их инструкциях. Выгоднее всего использовать подобные машины в массовом производстве компаниями, продукция которых нуждается в большом количестве соединений.

Ручной метод подразумевает наличие физического человеческого труда. В него входят контроль над сварочными электродами и формированием соединения. Чаще всего под ручным методом подразумевается:

  • Использование стандартной сварки с нанесением флюса.
  • Пайка металлоконструкций газосварочным устройством.
  • Электродуговая сварка.

Последний способ популярен при работе в домашних условиях под собственные нужды, либо на небольшом предприятии, так как крупное производство будет иметь большие затраты на поддержание подобного способа сварки конструкций.

Сварка полуавтоматом

Полуавтомат — подразумевает обработку швов вручную, но подача самого электрода осуществляется автоматически, благодаря чему возрастает производительность труда. И в совокупности человеческого фактора и автоматического способа сварки, роботизированный метод соединения имеет большую популярность, и получил развитие как среди любителей, так и профессионалов данного дела.

Виды сварки для сборки металлоконструкций

Серьезным вопросом является вид сварки, применяемый при соединении швов. Марка стального профиля, его состав и толщина не единственное что имеет вес в вопросе удачности обработки шва. Также большое влияние имеет вид сварки.

Механизация производства повлияла на выбор цеховой сварки в пользу основанных на порошковых проволоках или автоматическом процессе, который выполняется в среде инертных газов либо в слоях флюса. Разница в методах состоит в том что первый из них, в  основном, распространяется на соединения угловых швов расположенных под потолком или вертикальные соединения, в то время как второй вариант подходит для соединения деталей в нижних положениях.

Ранее очень распространенным видом соединения была электрошлаковая сварка, которая на данный момент практически не используется, в связи с тем что исследование специалистов в данной области показало ненадежность металлоконструкций возведенных этим способом, и что при отрицательных температурах она теряет свою прочностные характеристики.

Ручная дуговая сварка

По этим фактам можно рассудить, что в рабочих помещениях и даже на открытых участках, работы можно проводить используя любой вид сварки. Любопытно то, что иностранные фирмы, предприятия которых оснащены современными автоматами, все же большее внимание уделяют ручной дуговой сварке металлоконструкций. Серьезным примером может послужить Япония, значимые предприятия которой используют более 60% ручной сварки для возведения важных металлоконструкций.

Температурный режим сварочного процесса

Температура воздуха имеет большое влияние на выбор применяемой технологии создания шва и на его качество.

Дело в том, что нельзя производить работы по возведению металлоконструкций если температура самих заготовок опускается ниже — 18 °С. В таких условиях температура должна контролироваться измерением в области соединения двух деталей. И если она окажется ниже критической сами заготовки перед созданием шва подвергаются термической обработке. Прогревается не весь элемент, а только на небольшое расстояние от края, равное толщине заготовки, либо на расстояние не менее 75 мм в любом направлении.

Если же шов должен быть создан между деталями, изготовленными из разных сплавов, то подогрев обеих производится по температурному режиму самой прочный из них (по прочности материала). Не стоит забывать также что температура прогрева зависит от некоторых характеристик самого материала.

Как пример послужит сталь марки А514, полотно которой при толщине превышающей 40 мм требует нагрева до 210 °С. Более толстые детали, изготовленные из данной стали, прогреваются уже до 235 °С.

Сварка конструкций — особенности

Само понятие сварки применимо не только к изделиям из металлических сплавов, но также и к изделиям из полимеров, то есть, например из пластмассы. Ведь данное понятие подразумевает термический процесс обработки, при котором две и более деталей объединяются в единую состовляющую.

Сами работы подразделяются на два шага — сборка и соединение. Первый имеет самую большую трудоемкость работы.

Ведь чтобы качество возведенной металлоконструкции было прочным, нужно чтобы все заявленные требования к заготовкам и материал из которого они были выполнены наблюдались до конца работы.

Выполнение сварочных работ

С объективной точки зрения на сборку будущей металлоконструкции и тратится более половины всего периода работ.

Обеспечение правильной сборки

Обеспечение высококачественного завершения работ также основывается на правильном следовании определенному перечню правил по сборке металлоконструкций:

  • Подбирая детали из которых будет состоять металлоконструкция, стоит придерживаться чертежей, которые были обрисованы при составлении проекта. Иначе минимальными потерями будет несоответствие внешнего вида конструкции, а в худшем случае она не сможет выполнять возложенные на нее функции.
  • Исходя из плана проекта каждый элемент должен находиться на своем месте.
  • Ширина зазоров имеет не последнюю роль при возведении конструкций. Если в конечном итоге они будут иметь большие габариты, чем должны были по задумке, то данный факт очень сильно отразится на прочности изделия. Но в свою очередь чересчур мелкие зазоры могут негативно отразиться на правильной работе подвижных деталей.
  • Любая конструкция имеет углы, уровень которых должен быть проконтролирован при помощи специальных инструментов. Там, где это требуется углы должны быть исключительно прямые, иначе это очень сильно отразится на положении конструкции и вызовет ее перекос, или даже приведет к полному разрушению.
  • Стыковые соединения должны быть обеспечены зазорами с достаточным пространством для допустимого люфта элементов.
  • На протяжении возведения всей конструкции данные моменты необходимо учитывать. Особенно в случае с автоматической сваркой, ведь при ручной технологии рабочий может проконтролировать и скорректировать направление детали, что практически невозможно сделать при использовании автоматических приспособлений. Но в тоже время роботизированное вмешательство в сварку практически исключает погрешности, вызываемые человеческим фактором.
Читайте также  Точечная сварка из латра своими руками

Положительные стороны сварки

Помимо сокращения рабочего времени и качества, сварка положительно сказывается и на иных характеристиках:

  • В связи с тем, что во время сварочного процесса задействуются лишь два элемента, исключая влияние иных факторов, то финальная спайка по массе никак не отличается от изначального варианта, что в свою очередь позволяет экономить количество материала.
  • Из-за своих особенностей, сварка практически полностью лишена ограничений в работе по фактору толщины материала. Вся ответственность за это перекладывается только на использование определенного оборудования.
  • Разносортные сварочные аппараты современных образцов позволяют производить соединительные работы практически с любыми материалами без потерь в прочности шва, учитывая даже фактор проведения манипуляций с таким сложным материалом как алюминий.
  • Немало важным положительным моментом использования сварки является экономия денег и рабочего времени.
  • Чем тяжелее вид сварки, тем сложнее может быть тип конструкции. Также она дает возможность использовать элементы, изготовленные при помощи штамповки или отлитые в формах. При этом материал, из которого они изготовлены не играет особой роли.
  • Сварочные агрегаты, представленные на сегодняшнем рынке вполне доступны по цене, а также при использовании правильно подобранной методике можно повысить коэффициент по скорости производства.
  • Если имеется возможность, а также желание предприятия возводить конструкции, при сборке которых будут использоваться нестандартные материалы, сварка поможет легко осуществить данную задачу.
  • Сварка более чем применима даже для работы с очень мелкими деталями.
  • Сварка в целях ремонта или приведения механизмов в рабочее состояние так же очень уместна.
  • При применении сварки каждая конструкция будет иметь абсолютную герметичность. Из всех доступных способов соединений стыков — сварка имеет наивысший показатель надежности по этому параметру.

Сварные соединения и их виды

Сварные соединения классифицируются по наличию одного из следующих признаков:

  • Месторасположение соединения 2 деталей.
  • Тип применяемого сварного шва.
  • Сварочные технологии, применяемые при соединении.
  • Окружающими условиями, при которых проводился сам процесс
  • По толщине деталей.
  • Марка сплава, из которого изготовлены детали.

Сварной шов по алюминию

Касательно первого пункта плана, днетали, по геометрическому расположению, имеют четыре вида соединения:

  • Встык, одноплоскостное соединение двух заготовок.
  • Внахлест, когда заготовки привариваются при наложении края одной детали на край другой.
  • Угловые соединения — объединение деталей под определенным углом.
  • Тавровое соединения. Сварка при примыкании детали к другой торцевой плоскостью.

Стыковые соединения выполняются проваром по толщине элемента или при создании шва на выводных планках. Если сварочный процесс выполняется вне цехового помещения, то соединение можно организовать односторонней сваркой, с  дальнейшей подваркой основания шва, что подразумевает собой заполнение пространства между элементами, производимое по одной из кромок.

Работа основывающаяся на выводных подкладках кардинально разнится с предшествующей. Подкладка должна прилегать к кромке объединяемых деталей — это раз. Образовавшееся пространство должно иметь размеры не более 6 мм. Данное условие распространяется на метод ручной сварки. Если же работа выполняется механизированным способом. То он не должен превышать 15 мм. Подкладки выбираются исходя из параметра толщины, чтобы во время рабочего процесса не случился прожог детали.

Сварной шов по титану

В возводимых конструкциях, основанных на стыковых соединениях, нередко объединяются заготовки, выполненные в разной толщине. В таком случае применяется метод обработки, при котором уменьшается угол наклона у стали с большей толщиной, который должен соответствовать 1/8 наклона растянутых заготовок металлоконструкции, или 1/5.для сжатых элементов.

Сварные узлы в металлоконструкциях

Все конструкции, выполненные из металла, держатся на основе из сварных узлов, являющихся основой стыковых соединений. При разработке проекта инженеры должны учитывать удобные условия для качественного проведения работ в этих узлах. К ним относятся:

  • Условие на то, чтобы узлы были сварены угловым ли стыковочным соединением.
  • Нижнее положение сварки является приоритетным.
  • В основном использовать механизированную или полностью роботизированную сварку, дабы гарантировать качество выполненной работы.

Среди соединительных узлов есть много подвидов, к  большинству из которых заявлены различные требования. Как хороший пример послужит — балочный узел. В нем самое большое внимание сконцентрировано на расстоянии между сварочными швами, так как оно не должно быть короче толщины самого толстого стального элемента деленного на 10, входящего в состав данного узла.

Источник: https://stankiexpert.ru/spravochnik/svarka/svarka-metallokonstrukcij.html

Технология сварки металлоконструкций

Технология сварки металлоконструкций ручной дуговой сварки

Наиболее известным способом соединения металлических деталей является электросварка. Открыта она была в начале девятнадцатого века В. В. Петровым. Он впервые предложил использовать электрическую дугу для пайки металлов.

Электросварка — один из видов сварки, в процессе которого для расплавления металла используется электрическая дуга. Температура этой дуги достигает 7000 °С, что превышает температуру плавления любого металла.

Описание ручной электросварки

Процесс сваривания металлов между собой достаточно сложный и заниматься им могут только обученные специалисты. В основе процесса лежит действие теплоты электрической дуги. Для электросварки необходимо:

  • электрод
  • свариваемое изделие (основной металл)
  • сварочный трансформатор
  • источник электропитания

К свариваемому металлу и электроду подводится электроэнергия от сварочного трансформатора. Под действием температуры электрической дуги основной металл и электрод расплавляются, образую сварочную ванну. Некоторое время она находится в жидком состоянии. Металл электрода смешивается с основным, а образующийся при этом шлак всплывает на поверхность, что создает защитную плёнку. После затвердения металла образуется сварной шов. Для поддержания электрической дуги необходима значительная энергия, которую получают от источников постоянного либо переменного тока.

По степени механизации процесса электросварка разделяется на:

  • ручную дуговую
  • полуавтоматическую дуговую
  • автоматическую

Зависит этот параметр от того, как выполнено зажигание и как поддерживается длина дуги, а также каким образом производятся манипуляции электродом для придания шву необходимой формы. В данной статье рассмотрим ручную дуговую электросварку. Все операции при данном методе выполняются специалистом вручную (без применения механизмов).

Разновидности инверторов

Инвертор— приспособление для электросварки, значительно упрощающее работу с металлом. Это современный вид трансформаторов. С появлением инверторов стало возможным выполнять соединения, для которых раньше потребовались бы громоздкие и сложные агрегаты. Электроэнергия, необходимая для его работы направляется исключительно на поддержание дуги.

Так как инвертор является электронным сварочным аппаратом, то основная нагрузка приходится на электрическую сеть (напряжением от 220 до 380 Вт). Принцип его работы в сдвиге фазы напряжения и увеличении сдвига тока и частоты. Сначала инвертор изменяет переменный ток на постоянный, потом он делает из него вновь переменный, но уже с уменьшенным напряжением и увеличенной силой тока и частотой.

Как же выбрать инвертор начинающему электросварщику?

Хороший инвертор отличает наличие вентилятора. Конечно, это помогает охлаждать прибор и защищает от перегрева. Но минусом является прилипание пыли. Так что не стоит покупать инверторы с самыми мощными вентиляторами. Они будут накапливать большое количество пыли внутри. В любом случае необходимо иногда очищать инвертор.

Так как принцип работы устройства основан на преобразовании электрического тока и удерживании его в нужном диапазоне, то важным показателем при выборе будет встроенный элемент, защищающий от скачков напряжения. Оптимальным будет уровень защиты 10-15%. Также стоит обратить внимание на температурный диапазон использования. Если планируется только бытовая эксплуатация, то нет смысла переплачивать за европейский стандарт EN 60974-1, позволяющий эксплуатацию при температуре от -150 до +150°С. Обычный инвертор будет приспособлен для работы в пределах от 0 до +30°С.

Еще одним показателем работы инвертора является его время бесперебойной работы. Так, например, бытовой агрегат способен сваривать полчаса с последующим часовым перерывом. Промышленные устройства рассчитаны на многочасовую смену с небольшими перерывами.

Также внимание при выборе инвертора стоит обратить на диапазон напряжения. Он должен быть не слишком большой. Лучший вариант, если указано, что аппарат будет работать при 220 — 230 В. Если нижняя граница меньше, то это свидетельствует о малой производительности при низком напряжении.

Какие бывают типы электродов

Электродом для сварки называется металлический или неметаллический стержень, подводящий ток к свариваемому изделию. Существует более двухсот марок, половина из которых предназначена для расплавки при ручном дуговом сваривании.

Электроды бывают металлические и неметаллические (всегда неплавящиеся). Металлические подразделяются на:

  • неплавящиеся (из тугоплавких металлов типа вольфрама)
  • плавящиеся (из сварочной проволоки).

В соответствии с ГОСТ, электроды плавящиеся для ручной дуговой сварки классифицируются по многим показателям, таким как:

  • наиболее распространенная класификация сварочных электродов — по назначению (для сварки низколегированных и углеродистых сталей (обозначаются буквой У), для легированных конструкционных сталей (буква Л), для легированных теплоустойчивых сталей (Т), для высоколегированных сталей (В), для наплавки поверхностных слоёв с особенными свойствами (Н))
  • по толщине покрытия (тонкое, среднее, толстое, особо-толстое)
  • по типу покрытия (кислое, основное, целлюлозное, рутиловое, смешанное и прочие виды)
  • по допустимому положению сварки
  • по полярности и роду сварочного тока

На вопрос «какие электроды лучше» ответ один :

Следует помнить, что не бывает универсальных электродов. Их необходимо подбирать каждый раз, исходя из материалов и конкретных условий работы!

Марки электродов можно посмотреть тут. Маркировки электродов написаны на упаковочной коробке.

Как правильно сваривать металлические конструкции сваркой

Перед началом работ свариваемый участок очищается шкуркой либо болгаркой. Далее нужно хорошо закрепить заготовку (привариваемую деталь).

Приступая к работе, первым делом необходимо подобрать электроды и установить силу тока. Диаметр электродов обычно 3,2 — 4 мм. Нужно замерить толщину заготовки. Для сварки заготовки из тонкого металла толщиной до 3 мм применяется электрод 3,2 мм и сила тока 90 А. Если заготовка от 3 до 4 мм, берется электрод 4 мм и устанавливается сила тока 120 А.

Начало сварочных работ — это формирование дуги между электродом и поверхностью привариваемой детали. Для этого держателем проводят по поверхности заготовки под углом около 60 градусов до появления характерных искр. После чего, электрод поднимается над поверхностью на 5 мм. В месте между электродом и свариваемой деталью должна образоваться электрическая дуга.

Она должна поддерживаться на протяжении всего процесса и не изменяться в размерах. В процессе работ плавящийся электрод с покрытием под действием электрической дуги сам плавиться, таким образом расстояние между концом электрода и поверхностью заготовки увеличивается, сварочный ток падает и дуга пропадает.

Чтобы дуга не пропадала, электрод нужно постоянно подводить с равной скоростью в зону плавки, при этом нельзя уменьшать 5мм зазор между электродом и свариваемой поверхностью.

Следующий этап — это формирование сварочного шва. Образовавшаяся дуга направляется к участку начала работ и расплавляет металл. Сварочный шов образуется путём медленного равномерного передвижения электрода по линии сварки. В зависимости от способа перемещения электродов швы разделяются на:

При формировании правильного шва, электрод нужно направлять под углом 70-80 градусов к поверхности изделия в направлении сварочной линии и строго под углом 90 градусов в направлении от неё.

Достоинства и недостатки электросварки, альтернативы

Рассмотрим явные преимущества ручной дуговой электросварки:

  • сваривание во всех положениях пространства
  • возможность сваривания в местах с ограниченным доступом
  • относительно быстрая смена свариваемых материалов
  • благодаря широкому выбору электродов, возможно сваривание различных сталей
  • простота технологии.

Однако, у такого вида работ есть и недостатки:

  • вредные условия при процессе
  • качество швов сильно зависит от квалификации работника
  • низкая производительность

Альтернативой электросварке может служить ковка. Однако, это кропотливый процесс, требующий большого мастерства. Также используют разъёмные соединения (болты, шурупы). Если необходимо соединить металл, а сварка невозможна, то прибегают к заклёпочному соединению. Оно также является неразъёмным.

Для соединения разнородных металлов используют газовые паяльные лампы. Метод пайки пламенем отличается от сварки тем, что при нём основной металл не расплавляется, а только нагревается до очень высокой температуры. Это даёт определённые плюсы: возможность многократного разъединения материалов без нарушения их свойств. Также плюсом будет то, что можно соединять более мелкие детали, чем при сварке.

Эффект коробления при сварке

В результате неравномерного прогревания, охлаждения и усадки металла при сваривании в нём возникают напряжения. Эти напряжения могут приводить к деформациям и снижениям прочностных характеристик шва. Для уменьшения такого эффекта в процессе сваривания под место предполагаемого шва подкладывают медную пластину. Она служит для отвода чрезмерного тепла. Чтобы уменьшить эффект коробления металла после сваривания еще применяют метод, когда сваривают участки таким образом, чтобы деформации были примерно равны по величине но противоположны по направлению.

Мероприятия для уменьшения деформаций при сварке:

  • рационализация сварного узла
  • припуск на усадку по форме и размерам изделия
  • рационализация сборки и подготовки к сварке
  • правильный выбор способа сваривания
  • подогрев изделия на всех стадиях работы
  • проковка зоны сварного шва
  • механическая правка
  • термическая правка
  • общая термическая обработка

Высокая эффективность в борьбе с коррозиями достигается путём отпуска стальных изделий (вид специальной термической обработки стали).

Итак, мы убедились, что ручная дуговая сварка — эффективный и очень популярный метод соединения металлических деталей. Зная все нюансы выбора инвертора и электрода, вы сможете реализовать любой сварной шов. Конечно, нужна практика и профессионализм для того, чтобы выполнить его качественно.

Источник: http://www.m-deer.ru/samodelkin/tehnologiya-ruchnoj-elektrosvarki-metallov.html