Как варить вертикальный и горизонтальный швы электросваркой: пошаговые инструкции

Различные технологии

Техника сварки вертикальных швов имеет три варианта. Их выбор зависит от величины зазора, толщины свариваемых металлов, размера притупления кромок.

Треугольник

Технология основана на наиболее популярном способе ведения процесса снизу наверх. Расплавленный металл находится поверх слоя, который еще только начал застывать. Стекая вниз, он закрывает валик шва. Это не позволяет новым каплям стекать по дорожке.

Способ применяется, когда предстоит соединить детали, имеющие толщину не более 2 мм. Сварка этим методом может обеспечить хороший результат при маленьком зазоре. Также необходимо обеспечить максимальное притупление кромок. Оно должно находиться в диапазоне от 1-2 мм. При сварке расположение ванны должно быть под углом.

Это положение дало название способу – “треугольник”. Угол обеспечивается следующим образом:

• в начале процесса сварки создают полочку;
• при поднятии по стенке сварочной дуги по направлению к зазору происходит притупление кромок с помощью их плавления;
• спуск по правой стенке;
• переход на левую стенку;
• формирование там сварочного шва.

Необходимо выполнять рекомендации по выбору характеристик, как правильно сваривать вертикальный шов способом “треугольника”. Диаметр электрода по этому методу должен быть равен 3 мм. Среднее значение электрического тока 90-100 А. До окончания заполнения стыка электрод следует перемещать по указанной траектории. Хорошо подходит для углового вертикального шва.

Елочка

Конец электрода совершает сложные движения. Суть метода состоит в том, что электрод двигается из глубины, по ходу проплавляя поверхность кромки. При возвращении внутрь он начинает проплавление второй кромки. Затем операции повторяют на небольшой высоте.

Такой вид сварочного шва подойдет, когда зазоры между свариваемыми изделиями составляют 2-3 мм. Необходимо притупление кромок. Сечение валика меньше, чем при предыдущем способе. Процесс начинают по выбранной кромке. Электрод подают из глубины зазора “на себя”.

Технология проведения сварочного процесса состоит в следующем:

• от зазора по одной из кромок, прижимая к ней электрод, подавать его “на себя”, пройдя всю толщину заготовки;
• совершив небольшой подъем, способом “от себя” вернуть электрод на место зазора;
• после поплавки перейти на другую кромку и совершить те же действия;
• указанные операции повторять до самого верха сварного шва.

Сварку ведут короткой дугой. Метод обеспечивает равномерность нанесения сварочного материала на всем пространстве зазора. Необходимо следить за тем, чтобы не было образования на кромке шва подрезов, а также подтеков металла. Желательна непрерывность процесса, исключая моменты, когда необходимо заменить электрод. Не должно быть чрезмерного наплавления кромок. Полученный шов по форме напоминает конфигурацию елки.

Лестница

Находит применение, когда между свариваемыми деталями существует большой зазор. Его значение может превышать 2 мм. Также метод возможен при отсутствии или небольшом притуплении кромок.

Методика получения в этом случае неплохого вертикального сварочного шва и как его варить является несложной. Движения электрода имеют зигзагообразный характер. Перемещение электрода осуществляются от одной кромки к другой. Величина подъема должна быть небольшой и постоянной. Дугу при сварке следует сохранять короткой. Диаметр электрода – 3 мм. Ток имеет небольшое значение – 80-100 А. Процесс следует вести не прерываясь.

Особенность метода в том, что на кромках электрод останавливается на продолжительное время, а переход с одной кромки на другую происходит быстро. Сечение валика при способе “лесенкой” является небольшим – получается так называемый “легкий” валик. Этот способ особого труда не представляет и подходит начинающим сварщикам.

Процесс сварки

Толстые заготовки не допускается варить за один проход. Последовательность действий после подготовительных работ:

1. Сборка элементов на прихватки.
2. Проверка размеров будущей детали.
3. Проваривание корня шва.
4. Заполнение канавки между кромками в несколько проходов.
5. Создание облицовочного шва.
6. Обработка соединений при помощи болгарки с зачистным кругом.

Если требуется исключить (или максимально уменьшить) деформации от нагрева, рекомендуется зафиксировать деталь на сборочном столе с помощью зажимов, струбцин. Можно временно прихватить его к верстаку или стальной плите.

Первый проход. Корень шва

Коренной шов – это первое и самое важное сварное соединение между кромками, которое максимально удалено от лицевой части деталей. Важно добиться, чтобы с обратной стороны образовался валик, плавно соединяющий оба элемента

Во время работы необходимо следить, чтобы деталь не нагревалась слишком сильно. Если используется метод сварки каскадом, коренной шов не требуется.

Заполнение пространства между свариваемыми кромками

Толстый металл необходимо сваривать за несколько проходов, заполняя пространство между кромками. Часто применяют каскадный способ сварки или метод «горка»:

• «каскад» – этот вариант предполагает одновременное формирование корня шва и заполнение пространства между кромками. Сначала варится отрезок корневого соединения длиной около 20-25 см. Следом накладывается второй шов протяженностью 40-50 см, половина которого ложится на коренной. Третий – длиной 60-65 см – частично (на две трети) перекрывает предыдущие, а ⅓ станет корневым. Четвертый шов (также около 60-65 см) должен перекрыть третий и выйти на толщину металла над корневой частью второго. Этот метод похож на сварку «ступеньками»;
• «горкой» – после сварки корня варится второй шов, соединяющий кромки и перекрывающий первый. После него накладываются третий и четвертый (облицовочный).

Благодаря тому, что полуавтомат позволяет непрерывно подавать проволоку в сварочную ванну, можно формировать длинные швы с высокой скоростью.

Сварка в вертикальном и потолочном положениях

Особенности работы в положениях, отличных от горизонтального, заключаются в том, что металл трудно удержать, под воздействием силы тяжести он стремится вытечь из сварочной ванны. Чтобы избежать этого, применяют два способа.

1. Уменьшение величины сварочного тока на 15-20%. Металл нагревается менее интенсивно и быстрее кристаллизуется.
2. Сварка с отрывом. Накладываются короткие швы, идущие друг за другом. В вертикальном положении следует идти снизу вверх. Сварка сверху вниз не допускается из-за возможных непроваров.

По возможности следует избегать работы в положениях, отличных от горизонтального. Сварка вертикальных и потолочных швов требует более тщательной подготовки кромок, считается менее производительной и более трудоемкой.

Технология вертикальной сварки

Техника сварки вертикальных швов зависит от нескольких факторов:

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

Создавать сварочные швы можно несколькими способами:

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

Создание шва электродом

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

Если же вы решили произвести сварку вертикального шва сверху вниз, то это производится очень короткой дугой. Предварительно потребуется немного тренировки, чтобы научится плавить металл, но избежать его растеканию вниз

Здесь важно правильно держать электрод – строго перпендикулярно кромкам кратера. При возбуждении дуги и создания валика его немного нужно наклонить вниз (на 45 градусов)

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

Вертикальный шов полуавтоматом

Сварка вертикальных швов полуавтоматом может производиться по нескольким методикам:

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

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

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

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

В заключение стоит отметить, что вертикальный шов требует особого внимания, так как есть риск стекания раскаленного металла. Во избежание этого, существует несколько технологий, позволяющих варить железо в вертикальном положении. Если придерживаться всех норм и правил, тогда получится качественный и надежный шов без «налипания» слоев металла и шлака. Варить такие дорожки можно несколькими методиками – полуавтоматической и ручной сваркой. Каждый из способов имеет и преимущества и недостатки при создании шва, но выбирая среди всех существующих видов, эти самые лучшие и простые, особенно для начинающих мастеров. [Всего: 6 Средний: 2.8/5]

Техника снизу вверх

Подобная технология встречается крайне часто. Она характеризуется следующими особенностями:

1. В начале работы стержень сварочного аппарата размещается перпендикулярно обрабатываемой поверхности.
2. Как только произошло возбуждение дуги и образования первых капель, электрод рекомендуется немного наклонить.
3. Концом стержня поддерживается короткая дуга и капли немного собираются, а при кратковременном его отведении дается время для остывания расплавленного материала и его кристаллизации.
4. Можно сообщать поперечные колебательные движения. За счет этого исключается вероятность длительной задержки источника тепла в одной точке.

Вертикальный шов снизу вверх

Подобная техника позволяет получить качественный шов. Однако, она характеризуется низкой производительностью, так как приходится время от времени давать каплям остыть.

Пространственное положение сварных швов.

Помимо вышеперечисленных видов соединений, сварные швы различаются и по своему пространственному расположению.

Наиболее простым и комфортными для сварщика является работа с соединениями, создаваемыми в нижнем положении. В этом случае достаточно просто контролировать  направление шва и избегать растекания расплавленной массы. Как правило, с швами, свариваемыми в нижнем положении без особого труда может справиться даже сварщик, не имеющий большого опыта и квалификации.

Другие пространственные положения сварных швов, таких как вертикальные, горизонтальные и потолочные, требуют  определенной технической подготовки и достаточной квалификации. Для качественного сваривания вертикальных, горизонтальных и потолочных швов необходимо выдерживать технологические нормы, прописанные для того или иного вида сварки.

Отличия прямой и обратной полярности при сварке инвертором

В сварочной дуге электрический ток — это поток электронов, перемещающихся в плазме от отрицательного электрода (катода) к положительному (аноду). При этом примерно одна треть тепловой энергии аккумулируется на катоде, а две трети — на аноде. По этой причине при сварке инвертором полярность напрямую влияет на то, где будет большее выделение тепла: на свариваемой детали или на электроде. Стандартной считается прямая полярность, когда электрод подключен к минусовой клемме инвертора, а заготовка — к плюсовой (см. рис. ниже). При таком режиме сварки происходит глубокое проплавление свариваемого металла с образованием стабильной сварочной ванны и более медленное расходование электрода. Этим способом сваривают большинство мало- и среднеуглеродистых конструкционных сталей, а также изделия из чугуна.

При сварке с обратной полярностью электрододержатель соединен с плюсовым контактом инвертора, а клемма массы — с минусовым. В этом случае отрыв электронов происходит от металла заготовки, а их поток направлен в сторону электрода. Вследствие этого на нем выделяется большая часть тепловой энергии, что позволяет вести сварку инвертором с ограниченным нагревом свариваемой детали. Этот режим применяют при сваривании деталей из тонкого металла, нержавеющих сталей и металлов с низкой устойчивостью к повышенным температурам. Кроме того, обратная полярность используется при необходимости увеличить скорость плавления электрода, а также когда инвертором сваривают детали в газовой среде или с использованием флюсов.

Слои и расположение в пространстве

Шов металла может состоять из валика, сделанного за один проход. В этом случае он называется однослойным. При большой толщине свариваемых деталей выполняют несколько проходов, в результате которых последовательно образуются валики один на другом. Такое сварочное соединение называется многослойным.

Учитывая многообразие производственных ситуаций, при которых происходит сварка, понятно, что сориентированы швы в каждом конкретном случае по-разному. Бывают швы нижние, верхние (потолочные), вертикальные и горизонтальные.

Вертикальные швы проваривают обычно снизу верх. Применяется траектория перемещения электрода по полумесяцу, елочке или зигзагом. Начинающим сварщикам удобнее перемещать полумесяцем.

При горизонтальной сварке делают несколько проходов от нижней кромки соединяемых деталей до верхней кромки.

В нижнем положении проводят сварку встык или любым угловым способом. Хороший результат дает сварка под углом 45 °, «в лодочку», которая может быть симметричной и несимметричной. При сваривании в труднодоступных местах лучше применять несимметричную «лодочку».

Сложнее всего проводить сварку в потолочном положении. Для этого нужен опыт. Проблема заключается в том, что расплав пытается стечь из рабочей зоны. Чтобы этого не случилось, сварку проводят короткой дугой, силу тока уменьшают на 15-20 % по сравнению с обычными значениями.

Если толщина металла в месте сварки превышает 8 мм, то нужно выполнить несколько проходов. Диаметр первого прохода должен равняться 4 мм, последующих — по 5 мм.

В зависимости от ориентации шва выбирают соответствующее положение электрода. Для выполнения горизонтальных, вертикальных, потолочных соединений, сварки неповоротных стыков труб электрод направляют углом вперед.

При сварке угловых и стыковых соединений электрод направляют углом назад. Труднодоступные места проваривают электродом под прямым углом.

Как варить шов

При сварке в нижнем положении никаких сложностей не возникает даже у начинающего сварщика. А вот все остальные положения требуют знания технологии. Для каждого положения есть свои рекомендации. Техника выполнения сварных швов каждого типа рассмотрена ниже.

Сварка вертикальных швов

Во время сваривания деталей, находящихся в вертикальном положении, расплавленный металл под действием силы тяжести сползает вниз. Чтобы капли не отрывались, используют более короткую дугу (кончик электрода находится ближе к сварной ванне). Некоторые мастера, если позволяют электроды (не залипают), вообще их опирают на деталь.

Подготовка металла (разделка кромок) проводится в соответствии с типом соединения и толщиной свариваемых деталей. Затем их фиксируют в заданном положении, соединяют с шагом в несколько сантиметров короткими поперечными швами  — «прихватками». Эти швы не дают деталям смещаться.

Вертикальный шов можно варить сверху-вниз или снизу-вверх. Удобнее работать снизу-вверх: так дуга толкает сварную ванну вверх, препятствуя ее опусканию вниз. Так проще сделать качественный шов.

Как варить вертикальный шов снизу-вверх: положение электрода и возможные движения

В этом видео  показано, как правильно варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода снизу-вверх без отрыва. Продемонстрирована также техника короткого валика. В этом случае движения электрода происходят только вверх-вниз, без горизонтального смещения, шов получается почти плоским.

Выполнять соединение деталей в вертикальном положении можно с отрывом дуги. Для начинающих сварщиков это может быть более удобным: за время отрыва металл успевает остыть. При таком способе можно даже опирать электрод на полочку сварного кратера. Так проще. Схема движений практически такая же, как без отрыва: из стороны в сторону, петельками или «коротким валиком» — вверх-вниз.

Как варить вертикальный шов с отрывом смотрите в следующем видео. В этом же видеоуроке показывается влияние силы тока на форму шва. В общем случае ток должен быть на 5-10 А меньше рекомендованного для данного типа электрода и толщины металла. Но, как показано в видео, это не всегда справедливо и определяется экспериментально.

Иногда варят вертикальный шов сверху-вниз. В этом случае при розжиге дуги  держите электрод перпендикулярно к свариваемым поверхностям. После розжига в таком положении прогрейте металл, потом опустите электрод и варите уже в таком положении. Сварка вертикального шва сверху-вниз не очень удобна, требует хорошего контроля сварной ванны, но и таким способом можно добиться неплохих результатов.

Как варить вертикальный шов электросваркой сверху-вниз: положение электрода и движения его кончика

Как варить горизонтальный шов

Горизонтальный шов на вертикальной плоскости можно вести как справа-налево, так и слева-направо. Разницы нет никакой, кому как удобнее, тот так варит. Как при сваривании вертикального шва, ванна будет стремиться вниз. Потому угол наклона электрода достаточно большой. Его подбирают в зависимости от скорости движения и параметров тока. Главное, чтобы ванна оставалась на месте.

Сварка горизонтальных швов: положение электрода и движения

Если металл стекает вниз, увеличивайте скорость движения, меньше прогревая металл. Еще один способ — делать отрывы дуги. За эти короткие промежутки металл немного остывает и не стекает. Также можно немного снизить силу тока. Только все эти меры применяйте поэтапно, а не все сразу.

В видео ниже показано, как правильно сваривать металл в горизонтальном положении. Вторая часть ролика о вертикальных швах.

https://youtube.com/watch?v=eNo05v10ToM

Потолочный шов

Этот вид сварного соединения — самый сложный. Требует высокого мастерства и хорошего контроля сварной ванны. Для выполнения этого шва электрод держат под прямым углом к потолку. Дуга короткая, скорость движения — постоянная. Выполняют в основном круговые движения, расширяющие шов.

Виды соединений

Сварщик может накладывать шов с одной стороны или с двух, в последнем случае это увеличивает надежность, но бывает иногда затруднительным. Тогда силы компенсируются, не происходит разломов или деформаций. Также есть 4 классических типа сваривания в зависимости от расположения двух частей изделия:

• встык – заготовки находятся двумя краями близко друг к другу, без зазоров;
• тавровое – перевернутая буква «Т», то есть на горизонтальную плоскость прикладывается вертикальная;
• внахлест – одна металлическая плашка накладывается на другую;
• угловое – наиболее трудное, потому что надо добиться правильного угла при соединении.

Расскажем подробнее. Или можно посмотреть этот видеоурок:

Встык

В основном применяется при работе с листами или трубами. Зазор должен составлять не более 1-2 мм (здесь будет находиться расплавленный металл). Сами элементы должны быть жестко зафиксированы. Иногда требуется предварительный задел кромок (их скос, чтобы получилось углубление для наплавления) – при толщине стали более 4 мм. Учтите, что чем глубже полость, чем лучше соединение, но сам процесс затрачивает больше электродов (присадочной проволоки на полуавтомате) и длиться дольше. При очень большой ширине заготовки понадобится сделать несколько последовательных проходов. Многослойный шов может заполняться пластами или точечными приварами, как на этом схематическом изображении:

Внахлест

Подходит для листов, имеющих не более 8 мм в толщину. Они накладываются один на второй и провариваются с двух сторон, в обратном случае образуется зазор, в котором может возникнуть очаг коррозии.

Здесь основная особенность – в угле наклона электрода. Он должен находиться под 15-45 градусов от верхней поверхности. Если меньше, то шов получится на нижней плашке, больше – на верхней. В любом случае не будет надежного контакта.

Как сваривать вертикальный шов при тавровом или угловом соединении

Технология в обоих случаях остается прежней, визуально изделия напоминают букву «Т» в первой ситуации, и «Г» – во второй. Иногда требуется обработка заранее, это зависит от того, насколько толстые заготовки. Рассмотрим в таблице:

Толщина металла	Количество проходов	Обработка кромок
До 4 мм	1, с одной стороны	Не требуется
От 4 до 8 мм	2, двусторонний	Не требуется
От 8 до 12 мм	1, со стороны разделки	Предварительный скос под 45 градусов
От 12 мм	2, двусторонний	Два скоса вертикальной плоскости

При угловом соединении сваривание можно проводить изнутри или снаружи, от этого зависит то, с какой кромочной части будет сниматься излишек. Также можно делать двойной проход. Для наглядности посмотрим на схему:

Если угол проваривается внутри, то важно расположить электрод по направлению биссектрисы, то есть ровно посередине. Сварщики называют этот метод «в лодочку», потому что две заготовки образуют подобие плавсредства

Но если вы работаете с неоднозначными по толщине стальными листами, то более прямое воздействие должно оказываться на толстый металл, как на изображении:

Сварка угловых швов

При работе появляется несколько трудностей. Первая заключается в том, что с вертикально расположенной заготовки расплавленный металл стекает вниз. Вторая появляется в случаях, когда для работы взял неподходящий, слишком большой в диаметре электрод. Его кончик просто не помещается в углу.

Избежать этого просто. Изначально при розжиге электродуги и при заполнении всего пространства следует делать вращательные движения. Первое прикосновение – к вертикали и под большим наклоном, затем проводник следует постепенно выравнивать под 45 градусов и выше, а кончик – опускать на горизонталь, затем повторять по кругу. Техника отлично изображена на рисунке:

Электрическая дуга: контроль оптимальной длины

Величину зазора между горячим концом электрода и плоскостью металла, достаточную для образования электрического разряда, называют длиной дуги. Одна из главных основ инструкции сварщика – это контроль оптимальной длины дуги. Теоретически в режиме сварки можно получить три дуговых промежутка:

• короткий (1 – 1,5 мм);
• длинный (3,5 – 6 мм);
• нормальный (2 – 3 мм).

Для режима горения короткой дуги характерным является недостаточный прогрев металла по ширине. По краям шва, в таких случаях, отмечается так называемый «подрез» — небольшое углубление. Наличие подобного дефекта свидетельствует о низких качественных показателях сварного шва.

Режим сварки длинной дугой, как правило, сопровождается её периодическим гашением. Здесь отмечается малый прогрев металла по глубине.  О хорошем качестве шва говорить тоже не приходится. Таким образом, остаётся единственный вариант, на который следует ориентироваться начинающему сварщику – нормальная длина дуги, которая должна составлять не более Ld = 0,5-1,1 * Dэ (Ld – длина дуги; Dэ – диаметр электрода).