Різновиди та способи виконання зварювальних швів. Багатошаровий шов при зварюванні Види зварних швів та з'єднань

Техніка виконання швів

Доатегорія:

Техніка дугове зварювання

Техніка виконання швів

Запалювання дуги. Існує два способи запалювання дуги покритими електродами - прямим відривом та відривом по кривій. Перший спосіб називають запаленням впритул. Другий нагадує рух при запаленні сірника і тому його називають цвірканням.

Зварювальники успішно використовують обидва способи запалювання дуги, причому перший частіше застосовується при зварюванні у вузьких та незручних місцях.

Довжина дуги. Негайно після запалення дуги починається плавлення основного та електродного металів. У виробі утворюється ванна розплавленого металу. Зварювальник повинен підтримувати горіння дуги так, щоб її довжина була постійною. Від правильно обраної довжини дуги дуже залежить продуктивність зварювання і якість зварного шва.

Зварювальник повинен подавати електрод у дугу зі швидкістю, що дорівнює швидкості плавлення електрода. Вміння підтримувати дугу постійної довжини характеризує кваліфікацію зварювальника.

Нормальною вважають довжину дуги, що дорівнює 0,5-1,1 діаметра стрижня електрода (залежно від типу та марки електрода та положення зварювання в просторі). Збільшення довжини дуги знижує стійке її горіння, глибину проплавлення основного металу, підвищує втрати на чад та розбризкування електрода, викликає утворення шва з нерівною поверхнею та посилює шкідливий вплив навколишньої атмосфери на розплавлений метал.

Положення електрода. Нахил електрода при зварюванні залежить від положення зварювання в просторі, товщини і складу металу, що зварюється, діаметра електрода, виду і товщини покриття.

Напрямок зварювання може бути зліва направо, праворуч наліво, від себе та до себе.

Незалежно від напрямку зварювання положення електрода має бути певним: він повинен бути нахилений до осі шва так, щоб метал виробу, що зварюється, проплавлявся на найбільшу глибину. Для отримання щільного та рівного шва при зварюванні в нижньому положенні на горизонтальній площині кут нахилу електрода має бути 15° від вертикалі у бік ведення шва.

Зазвичай дуга зберігає напрямок осі електрода; зазначеним нахилом електрода зварювальник досягає максимального проплавлення металу виробу. При цьому покращується формування шва, а також зменшується швидкість охолодження металу зварювальної ванни, що запобігає утворенню гарячих тріщин у шві.

При напівавтоматичному шланговому зварюванні положення електродного дроту аналогічно положенню електрода при ручному зварюванні покритими електродами.

Кут нахилу електрода при ручному зварюванні в нижньому, вертикальному, стельовому та горизонтальному положеннях наведено на рис. 1, б.

Коливальні рухи електрода. Для отримання валика потрібної ширини виробляють поперечні коливальні рухи електрода. Якщо переміщати електрод тільки вздовж осі шва без поперечних коливальних рухів, ширина валика визначається лише силою зварювального струму і швидкістю зварювання і становить від 0,8 до 1,5 діаметра електрода. Такі вузькі (ниткові) валики застосовують при зварюванні тонких листів, при накладенні першого (кореневого) шару багатошарового шва, при зварюванні за способом спирання та інших випадках.

Найчастіше застосовують шви шириною від 1,5 до 4 діаметрів електрода, одержувані за допомогою поперечних коливальних рухів електрода.

Найбільш поширені види поперечних коливальних рухів електрода при ручному зварюванні:
- Прямі по ламаній лінії;
- Півмісяцем, зверненим кінцями до наплавленого шва;
- Півмісяцем, зверненим кінцями до напрямку зварювання;
трикутниками;
– петлеподібні із затримкою у певних місцях.

Мал. 2. Основні види поперечних рухів кінця електрода: а, б, в г - при звичайних швах

Поперечні рухи по ламаній лінії часто застосовують для отримання наплавних валиків, при зварюванні листів встик без скосу кромок в нижньому положенні і в тих випадках, коли немає можливості пропалювання деталі, що зварюється.

Рухи півмісяцем, зверненим кінцями до наплавленого шва, застосовують для стикових швів зі скосом кромок і для кутових швів з катетом менше 6 мм, які виконуються в будь-якому положенні електродами діаметрами до 4 мм.

Рухи трикутником неминучі при виконанні кутових швів з катетами шва більше 6 мм та стикових зі скосом кромок у будь-якому просторовому положенні. У цьому випадку досягається хороший провар кореня та задовільний формування шва.

Петлеподібні рухи застосовують у випадках, що вимагають великого прогріву металу по краях шва, головним чином при зварюванні листів із високолегованих сталей. Ці сталі мають високу плинність і для задовільного формування шва доводиться затримувати електрод на краях, щоб запобігти пропалю в центрі шва і витікання металу зі зварювальної ванни при вертикальному зварюванні. Петлеподібні рухи можна з успіхом замінити рухами півмісяцем із затримкою дуги по краях шва.

Способи заповнення шва за довжиною та перерізом. Шви по довжині виконують і прохід і зворотно-ступінчастим способом. Сутність способу зварювання напрохід полягають у тому, що шов виконується від початку до кінця в одному напрямку.

Зворотно-ступінчастий спосіб полягає в тому, що довгий шов ділять на порівняно короткі ділянки.

За способом заповнення швів по перерізу розрізняють одношарові шви, багатопрохідні багатошарові та багатошарові.

Якщо число шарів дорівнює числу проходів, такий шов називають багатошаровим. Якщо деякі з шарів виконуються за кілька проходів, такий шов називають багатопрохідним.

Мал. 3. Схеми заповнення швів за перерізом: а - одношаровий та однопрохідний, б - багатошаровий та багатопрохідний, в - багатошаровий

Мал. 4. Схеми заповнення багатошарового шва із малим інтервалом часу: а. б-секціями, а - каскадом, е - гіркою

Багатошарові шви частіше застосовують у стикових з'єднаннях, багатопрохідні - у кутових та таврових.

Для більш рівномірного нагрівання металу шва по всій його довжині шви виконуються способами подвійного шару, секціями, каскадом і гіркою, причому в основу всіх цих способів покладено принцип зворотного сварки.

Сутність способу подвійного шару полягає в тому, що накладення другого шару проводиться по першому, що не охолонув, після видалення зварювального шлаку. Зварювання на довжині 200-400 мм ведеться у протилежних напрямках. Цим запобігається поява гарячих тріщин у шві при зварюванні металу товщиною 15-20 мм, що має значну жорсткість.

При товщині сталевих листів 20-25 мм і більше для запобігання тріщинам застосовують зварювання каскадом або гіркою. Заповнення багатошарового шва для зварювання секціями та каскадом проводиться, як видно з рис. 49, по всій товщині, що зварюється, на певній довжині ступеня. Довжина щаблі підбирається такою, щоб метал у корені шва мав температуру не менше 200 ° С у процесі виконання шва по всій товщині. У цьому випадку метал має високу пластичність і тріщин не утворюється. Довжина щаблі при каскадному зварюванні дорівнює 200-400 мм, а при зварюванні секціями - більше. Зварювання гіркою проводиться проходами по всій товщині металу. Спосіб зварювання вибирається в залежності від хімічного складу та товщини металу, числа шарів і жорсткості виробу, що зварюється.

Багатошарове зварювання має перед одношаровим такі переваги:
1. Зменшується обсяг зварювальної ванни, внаслідок чого швидкість остигання металу зростає та розмір зерен зменшується.
2. Хімічний склад металу шва близький до хімічного складу наплавленого металу, оскільки мала сила зварювального струму при багатошаровому зварюванні сприяє розплавленню незначної кількості основного металу.
3. Кожен наступний шар шва термічно обробляє метал попереднього шару та навколошовний метал має дрібнозернисту структуру з підвищеною пластичністю та в'язкістю.

Кожен шар шва повинен мати товщину 3-5 мм (при зварюванні низьковуглецевої сталі) залежно від сили зварювального струму.

При зварювальному струмі 100 А дуга розплавляє метал верхнього шару на глибину близько 1,5 мм, а метал нижнього шару (глибина більше 1,5 мм) нагрівається від 1500 до 1100 ° С і при швидкому охолодженні утворює литу дрібнозернисту структуру.

При зварювальному струмі 200 товщина шару може бути збільшена до 5 мм, а термічна обробка нижнього шару відбудеться на глибині близько 2,5 мм.

Термічна обробка металу кореневого шва з отриманням дрібнозернистої структури здійснюється нанесенням підварювального валика, який виконується електродом діаметром 3 мм при зварювальному струмі 100 А. Перед нанесенням підварювального валика корінь шва очищають термічною різкою або різцем. Подварочний валик накладається по довжині напрохід.

Термічна обробка металу верхнього шару виконується нанесенням відпалювального (декоративного) шару. Товщина шару, що відпалює, повинна бути мінімальною (1-2 мм), що забезпечує високу швидкість охолодження і дрібнозернисту структуру верхнього шару. Відпалюючий шар виконується електродами діаметрами 5-6 мм за струму 200-300 А залежно від товщини листа.

Кінцівка шва. Наприкінці шва не можна відразу обривати дугу і залишати кратер на поверхні металу. Кратер може викликати появу тріщини у шві внаслідок вмісту в ньому домішок, насамперед сірки та фосфору. При зварюванні низьковуглецевої сталі кратер заповнюють електродним металом або виводять його убік на основний метал. При зварюванні сталі, схильної до утворення гартувальних мікроструктур, виведення кратера у бік недостатньо встигнемо через можливість утворення тріщини. Не рекомендується заварювати кратер за кілька обривів та запалювань дуги через утворення окисних забруднень металу. Найкращим способом закінчення шва буде заповнення кратера металом за рахунок припинення поступального руху електрода вниз та повільного подовження дуги до її обриву.

Зварювання багатошарових швів

Кутові шви (13.6) формуються за рахунок металу електрода, що вводиться у ванну, заповнює кут між зварюваними деталями (зовнішня частина шва), і розплавленого основного металу (внутрішня частина шва). Визначальними параметрами кутового шва є: катет зовнішньої частини, глибина проплавлення s, розрахункова величина h, ширина е, товщина І, коефіцієнт форми шва е/І. При ручному дуговому зварюванні перетин шва утворюється в основному за рахунок його зовнішньої частини, тому розрахункова величина h-OJK. Якщо в кресленнях зазначено вимогу повного провару таврового шва, це може бути досягнуто при товщині частини, що примикає, не більше 8 мм або шляхом оброблення примикаючої частини і виконання шва в кілька проходів. Кутові шви зручніше зварювати "в човник".

Зварювання багатошарових швів має особливості. Після зварювання кожного шару слід ретельно очищати його від шлаку, а потім зварювати наступний шар. Перший кореневий шар заварюють електродами діаметром 3-4 мм, а наступні шари електродами більшого діаметру (5-6 мм). Останній шар служить опуклістю та одночасно термообробляє попередні шари, що покращує якість металу шва. Багатошаровий шов можна зварювати широкими шарами на весь переріз оброблення (13.7 а) або окремими валиками, що заповнюють кожен шар шва (рис, 13.7,6). Останній спосіб застосовують частіше, тому що він забезпечує надійне проплавлення всього перерізу шва.

Важливим елементом багатошарового шва є підварювальний шов, який виконують після ретельної зачистки або навіть видалення частини кореневого шва, де найбільш ймовірно скупчення дефектів. Це роблять за допомогою рубального молотка крейцмейселем шляхом вишліфування абразивним колом або виплавкою повітряно-дуговим різаком. Якісне виконання підварювального шва багато в чому забезпечує міцність всього зварювального з'єднання. Іноді підварювальний шов виконують до зварювання основного перерізу шва.

Необхідно особливо ретельно зварювати шви, яких пред'являється вимога непроникності (щільності). Навіть при товщині металу 3-4 мм їх рекомендується зварювати в два шари з обробкою кромок або без обробки. Це гарантує непроникність швів у конструкціях резервуарів, газопроводів тощо.

За довжиною зварні шви умовно вважають короткими при довжині до 250 мм, і зварюють їх на прохід (13.8, а), середніми - довжиною 250 1000 мм, які зварюють від середини до країв (роз. 13.8,6), і довжиною понад 1000 мм, їх зварюють зворотно-ступінчастим способом (13.8, в) від середини до країв або розбиваючи на ділянки (13.8, г). Зворотно-ступінчасте зварювання значно зменшує короблення деталей від зварювання.

Метал товщиною 20 мм і більше зварюють «гіркою», «каскадом, блоками», а при двосторонньому зварюванні шов розбивають на секції, які зварюють блоками одночасно два зварювальники з двох сторін з невеликим випередженням одного зварювальника (13.9) над іншим. Такий спосіб забезпечує природний підігрів кромок та оберігає від утворення тріщин у шві та зоні впливу.

Зварювальний шов - лінія розплавленого металу на кромках двох конструкцій, що стикуються, що виникає в результаті впливу на сталь електричної дуги. Тип і конфігурація швів підбирається для кожного випадку індивідуально, її вибір залежить від таких факторів як потужність устаткування, що використовується, товщина і хімічний склад зварюваних сплавів. Такий шов також виникає при зварюванні поліпропіленових труб паяльником.

У цій статті розглянуті види зварювальних швів та технологія їх виконання. Ми вивчимо вертикальні, горизонтальні та стельові шви, а також дізнаємося, як виконується їх зачистка та перевірки на предмет дефектів.

1 Класифікація зварювальних швів

Класифікація швів на різновиді виконується за багатьма чинниками, основним у тому числі є тип з'єднання. За цим параметром шви діляться на:

шов встик;
шов внахлест;
тавровий шов.

Розглянемо кожен із поданих варіантів докладніше.

1.1 Стикове з'єднання

Даний спосіб з'єднання застосовується при зварюванні торцевих частин труб, квадратного профілю та листового металу. З'єднуються деталі розміщуються так, щоб між їх кромками залишався зазор 1.5-2 мм (бажана фіксація деталей струбцинами). При роботі з листовим металом, товщина якого не перевищує 4 мм, шов прокладається тільки з одного боку, в листах 4-12 мм він може бути як подвійним, так і одинарним, при товщині від 12 мм - тільки подвійним.

Якщо товщина стінок деталей складає 4-12 мм, необхідна механічна зачистка країв і загортання кромок одним з вказаних нижче способів. З'єднання особливо товстого металу (від 12 мм) рекомендовано виконувати з використанням Х-подібної зачистки, інші варіанти тут невигідні через потребу у великій кількості металу для заповнення шва, що збільшує витрату електродів.

Однак у ряді випадків зварювальником може приймати рішення варити товстий метал одним швом, що вимагає його заповнення в кілька проходів. Шви такої конфігурації називаються багатошаровими, технологію зварювання багатошарових швів наведено на зображенні.

1.2

Нахлісткове з'єднання застосовується виключно при зварюванні листового металу товщиною 4-8 мм, при цьому пластина проварюється з обох сторін, що виключає можливість попадання між листами вологи та їх подальшої корозії.

Технологія виконання такого шва вкрай вимоглива до дотримання правильного кута нахилу електрода, який повинен змінюватись в діапазоні 15-40 градусів. У разі відхилення від норми метал, що заповнює шов, буде зміщуватися з лінії стику, що значно знизить міцність з'єднання.

1.3 Тавровий шов

Таврове з'єднання виконується у формі літери "Т", воно може виконуватися як з двох, так і з одного боку. Кількість швів та потреба в обробці торцевої частини деталі залежить від її товщини:

до 4 мм – односторонній шов без оброблення торців;
4-8 мм - подвійний, без оброблення;
4-12 мм - одинарний з одностороннім обробленням;
більше 12 мм - двосторонній, подвійне оброблення.

Однією з різновидів таврового з'єднання є кутовий шов, що використовується для з'єднання двох перпендикулярних або нахилених один до одного листів металу.

2 Різновиди швів за просторовим положенням

Крім класифікації за типом з'єднання, шви діляться на різновиди в залежності від положення в просторі, згідно з яким вони бувають:

вертикальні;
горизонтальні;
стельові.

Проблемою виконання вертикальних швів є сповзання розплавленого металу донизу, що відбувається через силу тяжіння. Тут потрібно використовувати коротку дугу - тримати торець електрода дуже близько до металу. Зварювання вертикальних швів вимагає реалізації попередніх робіт - зачистки та оброблення, які підбираються виходячи з типу з'єднання та товщини металу. Після підготовки деталі фіксуються в необхідному положенні і проводиться чорнове з'єднання поперечними прихватами, які перешкоджають зміщенню заготовок.

Зварювання вертикального шва може виконуватися як зверху вниз, так і знизу вгору, в плані зручності роботи останній варіант кращий. Електрод необхідно утримувати перпендикулярно по відношенню до деталей, що з'єднуються, допустимо спирати його на кромки зварного кратера. Рух електрода вибирається, виходячи з необхідної товщини шва, найбільш міцний стик досягається при поперечному зміщенні електрода з боку в бік і при петлеподібному коливанні.

На вертикальних площинах шви горизонтального типу виводяться ліворуч-праворуч або праворуч-ліворуч. Зварювання горизонтальних швів ускладнюється стіканням ванни донизу, що вимагає підтримування значного кута нахилу електрода - від 80 до 90 0 . Щоб запобігти напливу металу у таких положеннях необхідно переміщати електрод без поперечних коливань, способом вузьких валиків.

Швидкість руху електрода підбирається так, щоб центр дуги проходив верхній межі шва, а нижній контур розплавленої ванни не доходив до верхнього торця попереднього валика. Особливу увагу тут необхідно приділити верхній кромці, найбільш схильні до утворення різних дефектів. До початку зварювання останнього валика потрібно обов'язково очистити сформований шов від шлаку та нагару.

Найбільш важкими у виконанні є стельові шви. Оскільки у такому просторовому положенні розплавлена ванна утримується виключно поверхневим натягом металу, сам шов необхідно робити максимально вузьким. Стандартна ширина валика - не більше двократної ширини електродів, при цьому в роботі потрібно застосовувати електроди діаметром до 4 мм.

При прокладанні шва електрод необхідно утримувати під кутом від 90 до 130 0 до площин, що з'єднуються. Валик формується коливальними рухами електрода від кромки до крайки, при цьому в крайньому бік положенні електрод затримується, що дозволяє уникнути підрізів. Зазначимо, що зварювальникам без досвіду за стельові шви братися не рекомендується.

2.1 Технологія зварювання стельових швів (відео)

2.2 Зачищення та контроль дефектів

Після формування шва на поверхні з'єднаних деталей залишається шлак, краплі розплавленої сталі та окалини, при цьому сам шов може мати опуклу форму та виступати над площиною металу. Усунути дані недоліки дозволяє зачистка, що здійснюється поетапно.

Спочатку за допомогою молотка і зубила потрібно видалити окалину та шлак, далі за допомогою болгарки, укомплектованої абразивним диском, або шліфувальної машинки, вирівнюються з'єднані площини. Зернистість абразивного кола вибирається виходячи з необхідної гладкості поверхню.

Дефекти зварного шва, які часто зустрічаються у недосвідчених фахівців, зазвичай є наслідком нерівномірного руху електрода або неправильно обраної сили та величини струму. Деякі дефекти є критичними, деякі можна виправити — у будь-якому випадку контроль шва щодо їх наявності є обов'язковим.

Розглянемо, які дефекти бувають і як виконується їх перевірка:

Також можуть утворюватися дефекти у вигляді тріщин, які з'являються на стадії остигання металу. Тріщини бувають двох змін - спрямовані впоперек або вздовж шва. Залежно від часу утворення тріщини класифікуються на гарячі та холодні, останні з'являються після затвердіння стику через надмірні навантаження, які конкретний тип шва не може витримати.

Холодні тріщини є критичним дефектом, який може призвести до повного руйнування сполуки. У разі утворення необхідно виконати повторне зварювання пошкоджених місць, якщо їх занадто багато — шов потрібно зрізати і зробити заново.

У наявності на складі!
Висока продуктивність, зручність, простота в керуванні та надійність в експлуатації.

Зварювальні екрани та захисні шторки - у наявності на складі!
Захист від випромінювання при зварюванні та різанні. Великий вибір.
Доставка по всій Росії!

Зварювання одиночних валиків знизу нагору

При зварюванні вертикальних швів застосовується лише коротка дуга. Зварювальний струм переважно мінімальний або середній, що дозволяє вести безперервне зварювання без відриву дуги, без патьоків металу шва. Кут нахилу електрода до вертикальної площини становить 80°-90°, що сприяє більш прямому впливу зварювальної дуги на виріб і створює легкість у керуванні зварювальним процесом (рис. 48). При зварюванні електродом під кутом 45°-60° (рис. 49) штучно створюється «козирок» (нерівномірне розплавлення покриття), що заважає управлінню зварювальним процесом. Обов'язково маніпулювання електродом на ширину валика 2-4 діаметра електрода з покриттям.

У міру наповнення зварювальної ванни електродним металом необхідно з кожним переходом з точки 1 положення 2 і назад в положення 3 робити підйом, затримуючись в місцях переходу. Затримка в часі повинна бути такою, щоб заповнити кратер електродним металом і плавно повернутися на протилежний бік не пізніше, ніж закристалізується там метал шва. Це сприяє формуванню «нормального» валика без підрізів і з плавним переходом до основного металу та мінімальних перепадів між лусочками. Тому дуже важливим є момент переходу. Пішов раніше – отримав підріз та «опуклий» валик. Перетримав - наплив і груба лусочка.

Багато зварювальників при зварюванні вертикальних швів застосовують маніпулювання електродом «дугою назад», що призводить до надмірної опуклості шва. Це тим, більшість рідкого металу шва стікає у центр зварювальної ванни, т.к. у центрі шва більш висока температура, ніж краях валика. Методом «дугою назад», спускаючись до центру, збільшуємо кількість рідкого металу у центрі валика. Такий метод при зварюванні вертикальних швів виключити.

Зварювання кореневого валика (рис. 51)

Залежно від товщини металу, притуплення кромок, величини зазору рекомендується застосовувати три способи зварювання кореневого валика:

1. Зварювання «трикутником» (рис. 52) дозволяє отримати хороше проплавлення при малому зазорі (2 мм і менше) та максимальному притупленні кромки (від 1 до 2 мм). У процесі зварювання рідка ванна має бути під кутом, тобто. точка «а» (перемичка рідкого металу в зазорі між кромками) вище лінії «б» (кристалізується лусочки), що дозволяє рідкому шлаку стікати вниз, закриваючи валик, що кристалізується, і не заважати проплавленню кромок в зазорі. Після закінчення електрода кратер слід залишити також під кутом. Це потрібно для якісного запалення нового електрода. Зварювальна ванна під кутом досягається наступним чином: на початку зварювання набирається поличка, потім, піднімаючись зварювальною дугою по стінці до зазору, проплавляємо притуплення кромок у зазорі, потім спускаємося по правій стінці, після чого переходимо до лівого краю, формуючи зварювальний шов. Діаметр електрода 3 мм. Зварювальний струм у середньому діапазоні - 90-100 А при Х-подібній обробці та мінімальний - 80...90 А при V-подібній обробці.

2. Зварювання «ялинкою» (рис. 53) при притупленні кромок і зазорі від 2 до 3 мм дозволяє отримати гарне проплавлення. Перетин валика середньої повноти (менше, ніж при зварюванні трикутником) дає можливість сформувати нормальний валик. Техніка зварювання наступна: від зазору по одній з кромок (як би притиснувшись електродом до кромки) спуститися по ній, подаючи електрод на себе на невелику відстань 5-7 мм, потім з постійним невеликим підйомом і. подачею електрода від себе повернутися в зазор; проплавити притуплення (при необхідності зробити затримку) і спуститися з іншого боку, виконуючи самі рухи, не допускаючи підтікань, підрізів, спостерігаючи формуванням валика і підтримуючи точку «а» вище лінії «б». Діаметр електрода 3 мм. Зварювальний струм для V-подібної обробки - 60...90 А, для X-подібної обробки - 90...100 А.

3. Зварювання методом «сходи» (рис. 54) застосовується при максимальному зазорі більше 2 мм та мінімальному притупленні кромок (або без притуплення), що забезпечує гарне проплавлення, формування зворотного валика. Перехід від краю до крайки проводиться по прямій з мінімальним постійним підйомом. Зварювання ведеться короткою дугою, але без спирання на «козирок» покриття. Затримка на кромках – максимальна, перехід – швидший, але плавний; переріз валика мале («легкий» валик). Діаметр електрода 3 мм. Зварювальний струм мінімальний 80 А ± 5 А - для V-подібної обробки кромок і середній 90-100 А для Х-подібної. Зварювальний процес вести безперервно (виняток - заміна електрода та зварювання тонкого металу).

Велике значення якості зварного шва має запалення дуги. Початок запалення дуги рекомендується проводити в нижній частині застиглого кратера, збоку або в центрі шва, де доступ до вибірки (рис. 55). Перший прохід (з положення 1 до положення 2) слід робити швидко.

Це необхідно для виконання більш "плоського" валика, що дозволяє стікати шлаку вниз і уникнути зашлаковки при поверненні між першим і другим проходом, оскільки дуга ще не стабілізувалася, а ванна не набрала певної температури. При поверненні через місце запалення (положення 3) слід зробити коротку затримку для проплавлення початку зварювання, і тільки після стабільного запалення дуги та розігріву ванни, не допускаючи затікання шлаку в проміжок, необхідно перейти центром електрода в проміжок (у положення 4). У точці 4 обов'язково зробити затримку. Дуга коротка, горить в основному зі зворотного боку обробки, оплавляючи застиглий шлак зі зворотного боку та металеву перемичку, що дозволяє сформувати зворотний валик без ямочок на місці стикування електродів. Як тільки дуга почне в основному горіти з лицьового боку і рідкий метал вийде на лицьову сторону оброблення, необхідно спуститися електродом по одній з кромок (або по центру шва, залежно від розташування шлаку) і, зганяючи дугою рідкий шлак, пройти по попередньому проходу.

При кореневому валику малого перерізу (зварювання «сходами») після першого проходу краєм кратера необхідно (не допускаючи зашлаковки в зазорі) відразу переміщати електрод в точку 4 (у зазор).

Другий кореневий валик

Другий кореневий валик зі зворотного боку при Х-подібній обробці виконується електродом діаметром 3 мм на середньому або максимальному струмі 100-110A. Підвищений зварювальний струм необхідний хорошого проплавлення зворотного боку кореня шва. Попередньо потрібно зробити зачистку від шлаку, а при необхідності – механічну вибірку.

Залежно від повноти першого або другого кореневого валика зварювання третього проводити з наступною маніпуляцією:

а) коли кореневий валик легкий (малого перерізу) - варіант 2 або 3 - маніпулювання проводити «драбиною», проплавляючи кореневий вали і крайки по краях, при цьому обов'язково центром дуги (електрода) при маніпулюванні доходити до краю попереднього валика і провести затримку;

б) коли кореневий валик повний (варіант 1), крім маніпулювання електродом для формування «нормального» або «увігнутого» другого наступного третього валиків, допомагає в процесі зварювання розворот електрода до стінки, що проплавляється (площини). Це досягається розворотом кисті руки. На рис. 56 показано, коли зручніше робить зміна кута електрода. У положенні 1 дуга горить на площині «а» попередньому валику, центр дуги спрямований край валика. Електрод розташований приблизно паралельно площині "б". Заповнивши кратер електродним металом і не змінюючи положення електрода, плавно перейти в положення 2 до торкання електродом площині "б", а дугою до краю валика. Відчувши опору, зробити розворот кисті (не руки) так, щоб електрод зайняв положення 3 (паралельне площині «а») і центром дуги проплавляв край попереднього валика та стінку «б». Заповнивши кратер елетродним металом і не змінюючи кут електрода, перейти в положення 4, проплавляючи попередній дугою валик. Торкнувшись електродом площини «а», зробити розворот кисті та електрода в положення 1 і т.д. З кожним переходом проводити підйом електрода в залежності від формування валика, ширини та повноти (набраної ванни). При мінімальному підйомі і недостатній швидкості маніпулювання можуть бути патьоки (напливи) рідкого металу шва на шов, що закристалізувався. При надмірному підйомі та великій швидкості переходу від однієї кромки до іншої з'являються западання, пропуски та підрізи на стінці в зоні шва, на краю та в середині валика. Не рекомендується проводити розворот кисті та електрода в момент переходу від однієї кромки до іншої. В цьому випадку важко сформувати валик у центрі шва без підрізів, напливів та перепусток між лусочками шва.

Багатошарове та багатопрохідне зварювання

При зварюванні великих товщин застосовується багатошарове, багатопрохідне зварювання (рис. 57). Після кореневого валика другий і третій шар варяться електродом діаметром 3 мм або 4 мм (залежно від товщини основного металу та від ширини попереднього валика) в один прохід, при цьому кожен валик повинен бути «увігнутий» або «нормальний», що дозволяє досягти якісної зварювання наступних валиків. У наступних шарах при переході на два, три і більше проходів валики виконуються з невеликим посиленням електродом діаметром 4 мм. Між передостаннім валиком кожного шару та кромкою оброблення необхідно залишати відстань не менше діаметра електрода з покриттям.

Передостанній шар не повинен виходити за межі обробки. Рекомендується залишати незаповнене оброблення від 0,5 мм до 2 мм, що дозволяє легше сформувати якісний лицьовий шар.

Ширина лицьового шару

Ширина лицьового шару дорівнює ширині оброблення плюс половина діаметра електрода з кожної сторони (рис. 58). Рекомендується застосовувати маніпулювання електродом «драбиною» або «дугою вперед».

Багатошарове зварювання забезпечує отримання шва та прилеглої до нього зони основного металу з необхідними механічними властивостями. Це зумовлено, як зазначалося, тепловим впливом валика, що накладається на раніше накладений шар металу.
Багатошарове зварювання через багаторазовий вплив термічного циклу зварювання на основний метал у навколошовній зоні змінює будову та структуру зони термічного впливу. При зварюванні довгими ділянками після кожного наступного проходу попередній шов піддається своєрідній відпустці.
Багатошарове зварювання виконується короткими ділянками, стики валиків у різних шарах не повинні збігатися. При накладенні кожного наступного шару поверхня попереднього ретельно очищається металевою щіткою до блиску.
Багатошарове зварювання забезпечує гарний провар кореня шва і значно підвищує щільність зварного з'єднання.
Багатошарове зварювання короткими ділянками може виконуватися секціями, каскадним методом або гіркою.
Багатошарове зварювання також сприятливо впливає отримання менш крихкої структури в зварному з'єднанні.
Багатошарове зварювання через багаторазовий вплив термічного циклу зварювання на основний метал у навколошовній зоні змінює будову та структуру зони термічного впливу. При зварюванні довгими ділянками після кожного наступного проходу попередній шов піддається своєрідній відпустці. При зварюванні короткими ділянками шов та навколошовна зона тривалий час перебувають у нагрітому стані. Крім зміни структур, це збільшує протяжність зони термічного впливу.
Форма зварювальної ванни в залежності від її нагрівання. - холодна, б-перегріта, нормальна. Багатошарове зварювання чавуну застосовується рідко і лише в тих випадках, коли неможливо підтримувати всю ванну в рідкому стані.
Двосторонній шов. Багатошарове зварювання застосовують при зварюванні товстих листів, коли потужність зварювального апарату недостатня для заповнення шва в один прохід. Іноді багатошарове зварювання застосовують, виходячи з технологічних міркувань. При багатошаровому зварюванні необхідно робити обробку кромок.
Багатошарове зварювання ведуть способом каскад. При зварюванні трубопроводів з товщиною стінки понад 6 мм та вмістом вуглецю в металі понад 0 18 % слід застосовувати попередній підігрів, який забезпечує під час зварювання температуру металу шва в навколошовній зоні не нижче 200 С. Стик повинен заварюватися без перегріву. У разі виникнення перегріву необхідно забезпечити повільне охолодження та нагрівання перед поновленням зварювання до 200 С. Метал зварювальної ванни необхідно підтримувати у густому стані, щоб запобігти вигоранню хрому та молібдену. Рекомендується попередній підігрів до 250 - 300 С. Застосовується одно- та багатошарове зварювання з найменшою кількістю перерв. Після закінчення зварювання полум'я пальника повільно відводять нагору, що сприяє більш повному виділенню газів з розплавленого металу. Хромомо-лібденові та молібденові стали піддають термічній обробці.
Двосторонній шов. Багатошарове зварювання застосовують при зварюванні товстих листів, коли потужність зварювального апарату недостатня для заповнення шва в один прохід. При багатошаровому зварюванні необхідно робити обробку кромок.

Багатошарове зварювання виконують, укладаючи три або більше електродів у обробку кромок або в кут при положенні в човник. Струм до електродів подається від кількох джерел. Для стійкості процесу електроди покривають сталевою накладкою, фанерованою шаром листової міді (рис. IX.9, в), під яку укладають шар паперу, що оберігає накладку від підгоряння. При зварюванні одиночними електродами зі стандартним покриттям також необхідно скористатися вказаними накладками.
Багатошарове зварювання виконують короткими ділянками, стики валиків у різних шарах не повинні збігатися. При накладенні кожного наступного шару поверхню попереднього ретельно очищають металевою щіткою до блиску.
Схеми зварювання похилим (а. Багатошарове зварювання виконують, укладаючи електроди в обробку кромок або в кут при положенні в човник. Струм до електродів подають від декількох джерел.
Відпалюючий валик. Багатошарове зварювання елементів товщиною 6 - 15 мм при середній та великій протяжності швів виконують зворотноступінчастим способом, від середини до кінців шва. При багатошаровому зварюванні кожен попередній шар шва ніби відпалюється при зварюванні наступного шару.
Багатошарове зварювання елементів товщиною 6 - 15 мм при середній та великій довжині швів виконують зворотноступінчастим методом, вог середини до кінців шва.
Ручне дугове багатошарове зварювання конструкцій зі сталі 16Г2АФ товщиною понад 16 мм рекомендується виконувати з використанням так званого м'якого прошарку. При двосторонньому зварюванні стикових з'єднань перший шов слід накладати з боку, протилежному прихваткам, у цьому випадку при обов'язковому підрубуванні кореня шва прихватки видаляються.
Багатошаровим зварюванням нерідко зварюють конструкції з легованих сталей, в яких вплив термічного циклу може спричинити істотні зміни властивостей металу. Для таких конструкцій визначення термічного циклу та його регулювання становить найбільший інтерес.
Багатошаровим зварюванням забезпечується підвищена міцність металу шва і всього зварного з'єднання порівняно з одношаровим: виходить менша ділянка перегрітого металу в зоні термічного впливу зварного з'єднання, досягається нормалізація (відпал) нижчележачих шарів при наплавленні наступних. Товщина шару підбирається такою, щоб метал попереднього шару набував дрібнозернистої будови. Для зварювання сталі, що незагартовується, товщина шару багатошарового шва становить 3 - 8 мм в залежності від товщини і розмірів виробу. Метал верхнього шару шва рекомендується відпалити газовим полум'ям без металу присадки.
Схеми зварювання наскрізним валиком при товщині металу, мм. Зварювання ваннами. Однак багатошарове зварювання менш продуктивне і вимагає більшої витрати газів, ніж одношарове. Тому її застосовують лише при зварюванні відповідальних виробів. Зварювання ведуть короткими ділянками. При накладанні шарів слід стежити, щоб стики швів у різних шарах не збігалися. Перед накладенням нового шару потрібно дротяною щіткою очистити поверхню попереднього шару від окалини та шлаків.
Визначення частки участі металу у формуванні шва. При багатошаровому зварюванні, коли наступний валик (рис. 66 б) накладають у обробці па основний метал (F0 M) і попередній валик (Р 1 - г), їх частку в утворенні металу тг-го валика також слід враховувати.
Види з'єднань.
До багатошарового зварювання короткими ділянками вдаються в тих випадках, коли прагнуть продовжити перебування металу вище за певну температуру і не допустити швидкого охолодження його нижче цієї температури. Теплові дії коротких шарів, що наварюються, складаються і уповільнюють швидкість охолодження окремого шару.
При багатошаровому зварюванні кожен шар повинен бути перед накладенням наступного очищення від шлаку та бризок металу. Дугу слід запалювати на наплавленому металі. Кратер повинен заплавлятися короткими замикання електрода. Кратер виводити на основний метал не дозволяється. Після закінчення зварювання повинен бути видалений грат, напливи металу, бризки та шлак. Шлак видаляють після остигання шва.
Залежність роботи зародження (а і роботи розповсюдження тріщини (б у зоні термічного впливу одношарового зварного з'єднання). При багатошаровому зварюванні, особливо при автоматичному під флюсом, внаслідок накладання температурних полів, кожного шару створюється небезпека перегріву металу.
При багатошаровому зварюванні треба так організувати роботу, щоб лослі накладання першого шару зварювальник переходив до наступного виробу або ділянки шва, а підручний тим часом очищав перший шар від шлаку. Після накладання першого шару другого виробі чи ділянці шва зварювальник наплавляет другий шар першому виробі чи ділянці шва, а підручний очищає шов другому виробі.
При багатошаровому зварюванні треба так організувати раооту, щоб після накладання першого шару зварювальник переходив до наступного виробу або ділянки шва, а підручний тим часом очищав перший шар від шлаку. Після накладання першого шару другого виробі чи ділянці шва зварювальник наплавляет другий шар першому виробі чи ділянці шва, а підручний очищає шов другому виробі.
При багатошаровому зварюванні окремі валики, що накладаються, повинні бути по можливості однакового перерізу. Ця умова диктується необхідністю зменшити загартування сталі, що зварюється в зоні термічного впливу шва. Зона відпустки від накладення наступних валиків частково проходить по зоні загартування попередніх валиків і відпускає її. Внаслідок цього вся зона термічного впливу може бути рівномірно відпущена.
При багатошаровому зварюванні треба так організувати роботу, щоб після накладання першого шару зварювальник переходив до наступного виробу або ділянки шва, а підручний тим часом очищав перший шар від шлаку. Після накладання першого шару другого виробі чи ділянці шва зварювальник наплавляет другий шар першому виробі чи ділянці шва, а підручний очищає шов другому виробі.
При багатошаровому зварюванні окремі валики, що накладаються, повинні бути по можливості однакового перерізу. Ця умова диктується необхідністю зменшити загартування сталі, що зварюється в зоні термічного впливу шва. Зона відпустки від накладання наступних валиків частково проходить по зоні гарту попередніх валиків і відпускає її. Внаслідок цього вся зона термічного впливу може бути рівномірно відпущена.
При багатошаровому зварюванні треба так організувати роботу, щоб після накладання першого шару зварювальник переходив до наступного виробу або ділянки шва, а підручний тим часом очищав перший шар від шлаку. Після накладання першого шару на другому виробі або ділянці шва зварювальник наплавляє другий шар на першому виробі або ділянці шва, а підручний очищає шов у другому виробі.
При багатошаровому зварюванні потрібно ретельно зачищати кожен валик від окисної плівки, що характеризується появою кольорів втечі. Зварювання поздовжніх швів слід починати і закінчувати на технологічних вивідних планках з того ж металу, що і вироби, що зварюються. Після закінчення зварювання інертний газ (подається до повного остигання нагрітих ділянок. Техніка зварювання імпульсною та безперервною дугою однакова.

При багатошаровому зварюванні після виконання кореневого шва проковують усі наступні шари.
При багатошаровому зварюванні після накладання кожного шару необхідно зачистити шзи і кромки, що зварюються від шлаку і усунути виявлені дефекти.
Схематичне зображення роботи при зварюванні різних. При багатошаровому зварюванні кожен шар ретельно очищають. Число шарів визначають, виходячи з діаметра електрода.
При багатошаровому зварюванні кожен шар шару повинен бути ретельно очищений від шлаку і бризок металу; якщо в шарі є пори, раковини та тріщини, їх треба вирубати.
При багатошаровому зварюванні після накладання кожного шару необхідно зачистити шви і кромки, що зварюються від шлаку і усунути виявлені дефекти.
При багатошаровому зварюванні шари наплавляються по черзі з обох сторін або, якщо неможливо повертати виріб, зварювання ведуть у вертикальному положенні, одночасно з двох сторін.
При багатошаровому зварюванні кожен попередній шов повинен бути зачищений від шлаку та бризок перед накладенням наступного шару шва.
При багатошаровому зварюванні кожен наступний шар ведуть у напрямку, зворотному попередньому, замикаючі ділянки кожного шару розташовують врозбіжність по відношенню один до одного. Це покращує якість зварювання.
При багатошаровому зварюванні кожен шар зварюється лише після остигання попереднього. Як джерела струму для дугового зварювання використовуються зварювальні перетворювачі, трансформатори і випрямлячі.
При багатошаровому зварюванні кожен шар ретельно очищають. Число шарів визначають, виходячи з діаметра електрода.