Зачистка сварочных швов после сварки

Как выполняется зачистка сварных швов после сварки

Зачистка сварного шва после сварки

Сварка является на сегодняшний день одной из наиболее распространенных технологий скрепления металлических деталей, потому что именно при сваривании поверхностей удается получить однородное соединение, не пропускающее влагу и обеспечивающее прочное скрепление элементов. Однако сам по себе сварной шов является слабым местом конструкции, которое необходимо защитить от преждевременного повреждения и разрушения. Поэтому обязательным этапом любых сварочных работ является зачистка сварных швов после сварки – необходимость проведения такой работы является нормой, закрепленной в ГОСТ 9.402-80 «Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей перед окрашиванием». Для выполнения подобной работы может использоваться различный инструмент, оказывающий различное воздействие на обрабатываемую поверхность – это и обыкновенная механическая шлифовка, и химическое протравливание, и нейтрализация. Каждая из данных технологий имеет свои особенности и показания к применению.

Механическая чистка сварного шва

Наиболее простой вариант механической чистки является ручная зачистка проволочной щеткой. Однако намного проще и эффективнее такая обработка выполняется портативным шлифовальным станком или обыкновенной болгаркой, оснащенной лепестковой шлифовальной насадкой или абразивным кругом. С помощью этого метода можно избавиться от многих дефектов сварного шва:

• окалины;
• окислов и заусенцев;
• следов побежалости.

Данная технология любима многими мастерами сварочных работ также за то, что по соотношению «цена – качество» она едва ли не самая выгодная.

Однако очень важно правильно выбрать шлифовальный круг, иначе рассчитывать на отличный результат не приходится.

Наилучшим материалом для обработки сварных швов на нержавеющих сталях является цирконат алюминия, потому что он не оказывает коррозирующего воздействия на металл и значительно превосходит по прочности оксид алюминия, также используемый для производства лепестковых абразивных насадок.

Также важно, чтобы лепестки имели тканевую основу, потому что она надежнее и выносливее, чем бумажная основа, что необходимо для такого агрессивного вида работ, как шлифование сварных швов. Следует отметить, что насадки с тканевой основой, да еще и с покрытием из цирконата алюминия значительно дороже обычных бумажных насадок с напылением оксидом алюминия, однако цена того стоит – работа будет и легче, и эффективнее. Кроме того, использование таких насадок минимизирует возможность образования очага коррозии в месте шлифовки, что очень важно для качественного выполнения ответственной работы.

В зависимости от масштабов и тонкости выполняемой работы следует использовать насадки с разным размером абразивного зерна – в продуктовой линейке основных производителей представлены разнообразные размеры зерна, поэтому нужно иметь в арсенале несколько размеров. Тем более, что для выполнения работы высокого качества потребуется последовательная обработка разными насадками с уменьшением размера зерна.

Так, например, для грубого снятия основного слоя окалины или наплыва металла нужно использовать насадки с самым большим зерном, затем более тонкая обработка выполняется насадкой с более мелким зерном, финишная обработка производится самым мелким абразивным зерном.

При этом размер нужно менять последовательно, пропускать можно не более одного размера. А если же нужно добиться зеркальной ровности и блеска сварного шва, то запрещается пропускать даже 1 размер. Иначе может проявиться необработанная риска, и всю работу придется начинать с самого начала.

Сложным и в то же время ответственным является шлифование сварных швов в труднодоступных местах – полостях, отверстиях, на тонких кромках, здесь применяются специальные инструменты – борфрезы, которые монтируются в прямую шлифмашину. Борфрезы имеют множество различных форм и размеров, поэтому выбрать подходящий инструмент для работы не составляет никакого труда.

Химическая обработка сварных швов

Как показывает практика, наилучших результатов при обработке сварных швов удается достичь при сочетании механической обработки с химическим воздействием на шов. Такое воздействие может быть различным – это травление и пассивация.

Травление – это стадия обработки шва, предваряющая механическую шлифовку.

Выполняется травление с помощью специальных составов, которые позволяют создать однородное антикоррозионное покрытие на поверхности детали. Также с помощью травления удаляются участки с побежалостью – в таких местах скапливаются окисленные хром и никель, поэтому эти участки быстрее поражаются коррозией.

Травление сварных швов (видео):

Для небольших участков сварных швов травление лучше выполнять простым нанесением состава для травления на шов, в отдельных же случаях выполняется полное погружение детали в емкость с травильным раствором. Необходимое время его воздействия на металл в каждом случае определяется индивидуально.

После травления для придания сварному шву дополнительной прочности выполняется его пассивация.

Пассивация – это обработка металлической поверхности специальным составом, который образует на обработанной детали защитную пленку, пассивную к образованию коррозии – отсюда и название технологии.

Химическая сущность данного процесса заключается в следующем – оксиданты мягкого действия при взаимодействии с нержавеющей сталью удаляют с ее поверхности свободный металл и активизируют образование защитной пленки на поверхности.

Пассивация нержавеющей стали (видео):

После того, как выполнена химическая зачистка сварных швов после сварки, необходимо смыть реагенты водой. При этом нужно позаботиться о правильной утилизации сточной воды после такой смывки – в ней содержится большое количество кислот и тяжелых металлов, поэтому такие стоки имеют высокий уровень опасности для окружающей среды. В первую очередь необходимо нейтрализовать кислоты с помощью щелочных соединений, затем ее рекомендуется профильтровать и утилизировать в соответствии с нормами природного законодательства.

Способы обработки швов после сварки

Сварные швы отвечают за целостность металлической конструкции. В частности, соединение должно быть достаточно прочным, устойчивым к ржавлению, влажности. Обработка сварных швов призвана обеспечить выполнение этих задач.

Методы обработки

Существует три методики, с помощью которых защищаются сварные соединения:

1. Термическая обработка. Благодаря этому способу можно убрать остаточные напряжения в материале, возникающие вследствие сварочных работ. Термообработка проводится по одной из двух технологий: местной, когда прогревается или охлаждается только само соединение, или общей — температурной обработке подлежит вся деталь.
2. Механическая обработка. В данном случае задача состоит в удалении остатков шлака и проверке надежности соединения. Типичный пример механической обработки — простукивание шва молотком или выполнение его зачистки. Если шлак не удалить, возможно развитие коррозии.
3. Химическая обработка. Нанесение защитных покрытий на соединение — один из способов борьбы с коррозийными процессами. Наиболее доступный вариант химической защиты — обработка шва грунтовочным лакокрасочным материалом.

Ниже остановимся на технологиях защиты сварных швов более подробно.

Термическая обработка

Помимо уменьшения остаточных напряжений металла, термообработка позволяет добиться следующих целей:

• сделать структуру шва и околошовных зон более приспособленной к воздействию внешних факторов;
• оптимизировать физические и эксплуатационные свойства материала, в частности, повысить стойкость к ржавлению, жаропрочность и т.д.

Термическая обработка сварных соединений предполагает нагрев на определенное время сварного соединения или всего металла до заданной температуры. Далее происходит искусственное охлаждение, которое также производится по определенному сценарию.

Оборудование для термообработки

Для термической обработки стыков может использоваться четыре вида технологического оборудования:

1. Индукционные устройства. Индукционный нагрев часто применяется во время прокладки трубопроводов. Суть этого метода состоит в использовании медных индукторов, включающих в себя многожильный медный кабель с воздушным охлаждением. Во время монтажа индуктора на трубопровод нужно принимать во внимание расстояние между трубой и индуктором. Общее правило: чем больше зазор между объектами, тем хуже используется мощность оборудования.
2. Гибкие нагреватели сопротивления. Данный способ считается одним из самых удобных и доступных способов обработки сварных швов.
3. Муфельные печи. При работе с этим видом оборудования нужно особое внимание уделять равномерности нагрева соединения, что достигается нецентрированной установкой детали в печь.
4. Нагрев с помощью газопламенного оборудования. При газопламенном нагреве применяются сварочные и особые многопламенные газовые горелки. Газовые нагреватели выделяют тепловую энергию, возникающую в результате сгорания смеси горючего газа с кислородом.

Оборудование для нагрева подбирается исходя из монтажных условий, доступности того или иного вида устройств и прочих обстоятельств. Нагревательное оборудование должно отвечать определенным требованиям: четко стыковаться со сварными швами, иметь не слишком большую массу и обеспечивать равномерный нагрев соединения как в ширину, так и в длину.

Чтобы сократить теплопотери, при термообработке сварных соединений используются всевозможные теплоизоляторы.

Теплоизоляция должна быть теплоустойчивой при небольшой теплопроводности, прочной, но в то же время гибкой, устойчивой к износу и безопасной в эксплуатации.

Способы термообработки

Известно несколько методов термической обработки сварных соединений:

1. Предварительный нагрев. Используется как до проведения сварочных работ, так и в момент сваривания деталей. Данная разновидность термической обработки применяется при сварке конструкций из низкоуглеродистой стали. Металл прогревается до 150-200 градусов по Цельсию.
2. Высокий отпуск. Методика состоит в нагреве материала до 650-750 градусов по Цельсию (конкретный показатель температуры зависит от сорта стали). Температура поддерживается в течение 5 часов. Технология позволяет уменьшить напряжения на 80%, а также повысить устойчивость материала к механическим воздействиям и увеличить его эластичность.
3. Нормализация. Применяется по отношению к углеродистым и низколегированным маркам стали. Подобная термическая обработка соединения осуществляется при температурах от 950 градусов по Цельсию. По окончании нагрева производится выдержка и охлаждение в условиях окружающей среды. Нормализация дает возможность уменьшить зернистость металла, сократить напряжение, а также увеличивает прочность шва.
4. Аустенизация. Представляет собой закалку сварного соединения путем его нагрева до температуры 1070 градусов и выше. Деталь греется в течение 60 минут, а затем производится быстрое искусственное охлаждение. Методика широко распространена для закалки аустенитных сталей. Результат аустенизации — возросшая эластичность сварного соединения.
5. Стабилизация. От аустенизации стабилизирующий отжиг отличается более низкой температурой и менее продолжительным периодом выдержки металла.
6. Термический отдых. Технология заключается в нагреве сварного шва до 250-300 градусов по Цельсию. Затем осуществляется выдержка металла в разогретом состоянии. В результате процедуры в сварном соединении снижается уровень диффузного водорода, и уменьшаются внутренние напряжения.

Строение сварного шва при термической обработке

Выбор способа, которым будет осуществляться термическая обработка сварных соединений, зависит от физико-химических характеристик стали (определяется ее маркой). Особое значение имеет выполнение технологических требований, в противном случае происходит ухудшение качества сварного соединения.

Ключевые параметры, которые нужно учитывать при проведении местной термообработки:

• ширина нагреваемого участка;
• равномерность нагревания по толщине стенки и ширине нагреваемого участка;
• период выдержки;
• интенсивность охлаждения.

к содержанию ↑

Механическая обработка

Механическое устранение недостатков сварочных работ осуществляется при помощи проволочной щетки. Можно значительно упростить задачу и сделать зачистку качественнее, если использовать портативное шлифовальное устройство или болгарку с лепестковой насадкой. Вместо насадки также можно применить абразивный круг.

Механическая очистка позволяет убрать следующие дефекты сварного соединения:

• окалины;
• заусенцы;
• окислы;
• последствия побежалостей.

Несмотря на простоту и дешевизну технологии, существует ряд нюансов, касающихся выбора насадки, знание которых позволит выполнить работу качественнее:

1. Прежде всего, нужно выбрать шлифовальный круг из подходящего материала. Лучше всего для механической очистки подойдет круг из цирконата алюминия. Преимущество этого материала в том, что он, во-первых, провоцирует коррозийные процессы, а во-вторых, цирконат алюминия прочнее оксида алюминия, из которого также изготавливаются некоторые виды насадок.
2. Лепестки шлифовального круга должны быть на тканевой составляющей. Ткань надежнее и устойчивее к большим нагрузкам в сравнении с бумагой, которая иногда применяется на лепестках в качестве основы. Однако стоят такие насадки намного больше аналогов на бумажной основе. Более высокая стоимость тканевых насадок вполне оправдана и окупится при такой агрессивной по отношению к материалу работе, как шлифование швов.
3. Размер абразивного зерна зависит от типа выполняемой работы. Очень часто в ходе очистки соединений могут понадобиться насадки с разным размером зерна. Поэтому рекомендуется приобретать сразу несколько видов насадок.
4. Если нужно качественно зачистить шов, то разные размеры зерен просто необходимы, так как шлифовка осуществляется с постепенной сменой насадок на зерна меньшего размера. К примеру, крупные окалины убираются крупнозернистыми насадками, а вот тонкая шлифовка производится мелкозернистыми насадками. Финишная проходка осуществляется наиболее мелким зерном. Насадки следует менять последовательно — допускается пропуск не более одного размера. Однако если речь идет о создании зеркального блеска сварного соединения, нельзя пропускать ни одного размера.
5. Для обработки швов, расположенных в труднодоступных местах (полостях, кромках, отверстиях), используются особые устройства — борфрезы, устанавливаемые в шлифовальную машину. Существуют борфрезы самых разнообразных размеров и форм, поэтому подобрать нужную конфигурацию несложно.

к содержанию ↑

Химическая обработка

Лучшие результаты при обработке сварных соединений достигаются при сочетании механических и химических средств. Применяется два метода работы со швами: травление и пассивация.

Травление выполняется до механической шлифовки. Для проведения этой операции используются химические составы, обеспечивающие однородное покрытие, препятствующее коррозийным процессам. Кроме того, травление позволяет ликвидировать места, тронутые побежалостью. Дело в том, что в таких местах наблюдается скопление окислов никеля и хрома, в результате чего сталь подвергается ржавлению.

На незначительных по площади участках сварных соединений рекомендуется производить травление непосредственным нанесением состава на обрабатываемую поверхность. Если деталь достаточно большая или имеет сложную конфигурацию, ее следует помещать в емкость с раствором для травления. Время нахождения металла в травильном расходе рассчитывается в каждой ситуации индивидуально.

Когда травление закончено, наступает черед пассивации. Процесс представляет собой нанесение на металл особого состава, в результате чего образуется пленка. Данное защитное покрытие препятствует возникновению коррозии. С химической точки зрения, пассивацию можно объяснить следующим образом: оксиданты, взаимодействуя со сталью, удаляют с поверхности свободный металл, при этом активируя возникновение защитной пленки.

Завершается химическая обработка очисткой сварных соединений от реагентов. Смываемая вода содержит множество токсичных веществ, тяжелых металлов и кислот. Кислоты нейтрализуются при помощи щелочей, а затем оставшаяся жидкость фильтруется. Утилизировать отработку нужно только в специально отведенных для этого местах в соответствии с законодательством об охране окружающей среды.

Как своими силами отполировать (отшлифовать) нержавеющую сталь после сварки

Большое количество начинающих сварщиков удивленны фактом появления ржавчины на поверхности нержавейки. Ведь, казалось бы, это невозможно. Само название «нержавейка» говорит, что нержавеющая сталь не меняет своих свойств по истечению времени.

Но причина вовсе не в характеристиках материала, а в нарушениях правил обработки — в отсутствии шлифовки в частности. Или вообще в отсутствии обработки шва после сваривания.

На небольших заводах зачастую принимают на работу неопытных сотрудников, которые не знаю всех нюансов роботы с разными материалами.

Пропуска подготовительный или завершающий этап работы с нержавеющей сталью, в результате мы получаем некачественный товар. На небольших предприятиях качество продукции не контролируется должным образом.

Тогда на рынок попадет товар с необработанными швами. Это приводит к последующей коррозии материала. Да, эти вопросы не возникают на крупных предприятиях. Но в небольшом цеху встречается. Поэтому сразу уточним все этапы шлифовки.

Шлифование

Один из главных способов обработки швов после сваривания – это шлифовка. На фото снизу вы можете наблюдать разницу до и после процедуры.

После шлифования нержавеющая сталь выглядит на много аккуратнее. Она приобрела блеск, ухоженный вид. Металл становиться намного прочнее и качественней.

Существует два основных вида шлифовки: современный и классический. У каждого есть свои плюсы и минусы. Одни ускоряют процесс работы. Другие делают швы прочнее. Всю необходимую информацию про каждый метод вы сможете найти в этой статье.

Напильник, наждачная бумага или любой другой инструмент для шлифовки – это главное, что нам нужно, вне зависимости от способа шлифования.

Мы можем использовать и собственные силы или воспользоваться шлифовальной машинкой. С последней работать быстрее, удобнее, но на дому для шлифовки можно просто использовать наждачную бумагу плюс собственные руки.

Шлифование проводиться в два этапа. При первом подходе проводится грубая шлифовка, когда поверхность нужно сделать максимально ровной, без явных неровностей.

Если работать с аппаратом для шлифования, то нужно использовать диск, проработав все швы. Это в общем, а далее мы детально разберем весь процесс поэтапно.

Основные моменты шлифования

Для начала предлагаем уточнить, как проходит шлифование швов нержавеющей стали. Первое, обратите внимание на правила техники безопасной работы.

Использование специальной защитной маски, спецодежды и сварочных очков предотвратят попадания грязи и пыли в нос и глаза.

Если необходимо избавится от царапин большой глубины или явных неровностей, стоит применить шлифовальные головки с абразивными лентами.

Подбирая нужную ширину ленты, ориентируясь на поверхности, с которой мы работаем. Чем больше объем поверхности изделия, тем используемая лента должна быть шире.

Как было сказано ранее, нержавеющая сталь необходимо обрабатывать в несколько подходов.

Минимум делается два прохода, но на больших предприятиях делают и четыре и пять проходов шлифовки, чтобы увеличить качество исходного товара. Здесь вам помогут профессиональные инструменты.

Далее речь пойдет про абразивные шлифовальные ленты. Они бывают на основе из ткани или бумаги. Опираясь на качество самой стали, подбираем зернистость ленты, поскольку какой-то единой правильной и универсальной рекомендации по выбору нет.

Существуют также водостойкая модификация ленты. Она применяется при мокром шлифовании швов.

Хорошо будет иметь для работы болгарку и столярный клей. С помощью первой можно удалить наплывы, которые возникают после сварки, а с помощью второго укрепить и выровнять. Его наносят на шов и обрабатывают абразивной лентой.

Далее необходимо еще несколько раз отшлифовать поверхность. Ее нужно тщательно чистить от металлической пыли и остатков клея после каждого этапа шлифования. В результате чего, у вас будет блестящее, ровное изделие, без царапин и дефектов.

Далее нам понадобятся паста для шлифования и шлифовальный круг, который изготовлен из мягкого материала. Лучше всего подойдет войлок. Качество пасти не столь важное, ее даже можно изготовить собственными руками по указаниям с интернета.

Обработка нержавейки

Травление – это один из самых популярных способов обработки швов нержавеющей стали. Здесь применяют соляную, серную или азотную кислоты. Для комфорта берите кислоту в форме спрея или пасты, ведь в жидком варианте не столь удобно.

Для травления мы практикуем использование густой пасты, нанося ее густым слоем специальной кистью.

Обязательно проветривайте помещение, в котором работаете с кислотами, поскольку они имеют очень специфический запах и негативно влияют на дыхательные пути человека.

Используя жидкую кислоту необходимо строго соблюдать правила безопасности. Первым этапом нужно промыть поверхность детали под водой, далее положить деталь в емкость с кислотой.

Потом опять промойте деталь. Ознакомившись с инструкцией кислоты, вы сможете детально узнать необходимое время погружения детали.

Опять обращаем ваше внимания на правила безопасности. Ни в коем случаи не пренебрегайте защитными маской и костюмом. Поясню почему. Нержавеющий металл, при работе с кислотами, выделяет пар.

Он несет огромную опасность для кожи и дыхательных путей человека!

Электролитический метод- это еще один способ для травления швов на нержавейке. В контейнер с жидкой кислотой помещаем, предварительно промытую, деталь и подключаем источник тока, который может быть постоянным или переменным.

Еще может быть полезным пассиватор. Это вещество, владеет особыми характеристики. Оно вводит нержавеющую сталь в пассивное состояние.

С помощью пассиватора вы не дорого можете очистить швы. Как и с кислотой, вы наносите его прямо на швы или же окунаете деталь в емкость.

Подводим итоги

Сейчас вы знаете все основные моменты, как очистить нержавеющую сталь после проведения сварки и отшлифовать ее до идеального, ровного состояния.

Это все отличает профессионала от новичка. Эксперт своего дела смотрит комплексно на весь обьем работы, в то время как новичок обращает внимание только на создание шва, забывая про все этапы работы.

Делитесь в комментариях собственным опытом шлифования, он очень важен для начинающих сварщиков. Как вы обрабатываете швы после сварки? Как подготавливаете нержавеющую сталь? Ждем ваших ответов. Успехов Вам в начинаниях!

Все ли сварочные швы одинаковы: виды, классификация, область применения

Сварочный или сварной шов — участок сварочного соединения, где под воздействием сварочного аппарата образуется неразрывное соединение деталей будущей конструкцией. Существуют разные виды сварных швов, которые классифицируются по разным признакам.

Из чего состоит сварочное соединение

Сварочное соединение состоит из следующих элементов:

1. Непосредственно сварной шов – зона стыка деталей.
2. Зона сплавления.
3. Зона термического влияния сварочного аппарата – это участок металла, где заметны термические изменения в результате воздействия сварки.
4. Основной металл – остальная площадь металлических деталей, которые соединили с помощью сварки.

При выполнении сварки в несколько слоев, выделяют также корневой шов – это самый первый сварочный слой, расположенный глубже других. При его выполнении воздействие должно быть максимальным и по возможности – непрерывным.

Сварные швы классифицируют по нескольким основным признакам – в зависимости от вида стыка, сечения, пространственного расположения, и т. д. Каждый шов применяется в зависимости от общей идеи конструкции, целесообразности, и других условий.

По виду соединения

• Стыковые швы

Стыковочные или стыковые швы – самые простые и распространенные. Они образуются, когда две детали соединяют их торцевыми поверхностями. Благодаря методу стыковки расход металла получается меньший, чем при использовании других способов соединения деталей.

Шов в данном случае может быть:

• Односторонний со скосом кромки – рекомендуется при сварке деталей толщиной 8-25 мм. Самый популярный вид скоса – V-образный, но иногда используется и U-образное соединение.
• Односторонний без скоса кромки – применяется при сваривании листов металла толщиной до 4 мм.

• Двусторонний со скосом кромки – толщина от 12 мм. В этом случае чаще всего применяется X-образное скашивание кромок, которое требуется меньшего расхода металла в сравнении с V-образным.
• Двусторонний без скоса кромок – при сваривании деталей толщиной до 8 мм.

Они образуются, когда два листа металла, или другие металлические детали соединяют в виде буквы «Т». Одна часть будущей конструкции прислоняется торцом к боковой поверхности другой части. Тавровые соединения также могут быть без скоса кромок, с односторонним или двусторонним скосом.

• Нахлесточные швы

Используются, когда две детали необходимо расположить в параллельных плоскостях, чуть внахлест по отношению друг к другу. Такие швы рекомендуется использовать при сварке листов толщиной от 10 мм. Сваривают детали с обеих сторон.

• Угловые швы

Образуются, если детали соединяют под прямым или любым другим углом. Иногда для прочности такие швы делают с обеих сторон соединения. В зависимости от толщины деталей, они могут быть со скошенными кромками, или без них.

Угловые швы также делятся по протяженности сварочных отрезков (участков воздействия сварки) на:

• Непрерывные – сплошной сварочный шов.
• С шахматным расположением сварочных отрезков – участки воздействия сварки на одной стороне противоположны участкам с другой стороны.
• Цепные – участки сварки с обеих сторон стыка расположены одинаково.

По степени выпуклости

Принято считать, что сварной шов должен быть ровным и практически незаметным. Однако глубина или вогнутость шва зависит в первую очередь от типа сварного соединения и выбранного режима сварки.

По этому признаку швы делятся на следующие виды:

• Выпуклые – рекомендованы при статическом режиме сварочного аппарата. Это так называемые усиленные швы.
• Нормальные – с минимальной выпуклостью.
• Вогнутые, или ослабленные – используются при угловых соединениях. Браком является наличие вогнутого шва при стыковом соединении конструкции.

По умолчанию подразумевается, что все соединения должны быть усиленными и слегка выпуклыми. Вогнутый шов должен быть обозначен на чертеже будущей конструкции.

По количеству проходов

Многопроходной сварочный шов.

По числу проходов сварочным аппаратом и слоев швы могут быть:

• Однопроходными (или однослойными).

Под термином «слой сварного шва» подразумевается количество металла, наплавленного за один проход сварочным аппаратом (сварочных валиков).

По действующему усилию

По этому критерию сварные швы подразделяются на несколько видов:

• Фланговые – действующее усилие параллельно области шва.
• Лобовые – усилие аппарата направлено перпендикулярно.

• Косые – усилие идет под углом менее 90 градусов.
• Комбинированные – совмещают в себе несколько видов.

По конфигурации и положению в пространстве

По этому признаку все швы можно разделить следующим образом:

• Кольцевые – используются для сварки цилиндрических деталей, сваривание идет только снаружи.
• Прямолинейные.

• Вертикальные – шов расположен в вертикальной плоскости.
• Горизонтальные – сварка идет в горизонтальной плоскости.

Особым видом сварочного шва является потолочный. В данном случае усилие идет в горизонтальной плоскости, но выше уровня сварочного аппарата. Поэтому потолочный шов считается самым сложным видом сварки. Очень важно при его выполнении соблюдать технику безопасности – максимально защитить себя сварочной маской и плотной одеждой.

По свариваемым материалам

Еще одна классификация – по материалам, которые соединяют друг с другом.

По этому критерию выделяют:

• Швы на углеродистой и легированной стали.
• На цветном металле.

• На биметалле.
• На пластике и полиэтилене.

Как подготовить металл к сварке

Сварка – последний этап монтажа металлоконструкций. Процесс подготовки металла под сварку включает в себя несколько технологических операций. Сначала заготовки выкраивают из проката, придают им окончательную форму, изгибают под нужным углом. Для получения прочных соединений, однородных по структуре, во время подготовки деталей с поверхности удаляют окислы. Температура плавления оксидов обычно выше, чем у сплава. Если не снять верхнюю пленку, сложно будет сформировать ванну расплава.

Немаловажный этап подготовки – укладка заготовок будущей конструкции. Их надежно фиксируют, только затем приступают к сварке. В небольшом обзоре рассказывается об особенностях каждого из этапов подготовки деталей к работе.

Правка и очистка

Деформации, полученные при транспортировке проката, устраняют вручную с помощью молотка или кувалды. Если не получается, применяют ручной пресс: заготовку укладывают между толстыми пластинами, с усилием сжимают, стягивая пластины между собой. Важно придать поверхности первоначальную форму, иначе возникнут внутренние напряжения, сварное соединение не получится прочным.

Небольшие искривления тонких заготовок устраняют на мягкой подложке, для исправления сложных дефектов применяются:

• листоправильные станки;
• всевозможные прессы, создающие высокое давление.

Очистка – еще один этап подготовки заготовок, подразумевает удаление грязи, пыли с поверхности металла, скопившейся за время транспортировки или хранения на складе. Для удаления стойких загрязнений бывает нужна вода. Старую краску с б/у металла счищают пескоструйными аппаратами или шлифовальным инструментом, шкуркой.

Следующий этап подготовки деталей для сварки проводится вручную или с помощью специальных устройств. Самые простые приспособления – керн, металлическая линейка и штангенциркуль. Поверхность металла предварительно грунтуют, чтобы хорошо были видны риски. При поточном производстве делают шаблоны, их накладывают, обводят.

Различают понятия «наметка» и разметка. Первая – создание предварительного контура, вторая подразумевает кернение по всему периметру, маркировку. Наметка нужна при использовании шаблонов. Его сначала обводят чертилкой, а затем контур проходят керном. При ручной разметке сразу проводят кернение.

Размечать заготовки вручную сложно и долго. Подготовка и сборка заготовок с использованием оптической или мерной резки предпочтительнее. Для разметки металла созданы разметно-маркировочные автоматы, они работают на основе оптики по заданной программе. Керн движется быстро, размеченный листовой прокат выезжает из автомата со скоростью до 10 метров в минуту.

Это обязательная процедура подготовки деталей, если сварка делается по чертежам. Для работы с металлом применяют различное оборудование:

• ручное (резак, ножницы по металлу), используется для простых геометрических форм из листового или ленточного проката;
• электроинструмент (пила, болгарка, дрель или шуруповерт с фрезой-насадкой);
• термическое (кислородный или газовый резак, дуговую сварку, плазмотрон), можно делать прямые и кривые резы.

Термическая резка состоит в расплавлении металла по заданному контуру. При поточном производстве используют полуавтоматы и автоматы.

При резке металла делают припуски для зачистки и разделки кромок. Раскрой ножницами – самый кропотливый и малопродуктивный. Сварщики чаще применяют термическую резку.

Технология зачистки металла перед сваркой подразумевает снятие:

• ржавчины, чтобы избежать включений в диффузном слое;
• следов смазки, масла, органика снижает качество сварки;
• заусенцы, частички металла, они могут стать причиной брака;
• загрязнения, ухудшают структуру шва;
• оксидный слой, он препятствует образованию ванны расплава.

Для зачистки используют металлические щетки, наждачную бумагу, напильник, любые абразивные инструменты. Даже незначительные включения в ванне расплава приводят к браку. Для снятия оксидов, обезжиривания цветных металлов применяют химические вещества: всевозможные растворители, спирт, кислоту. Для работы с алюминием, цветными и высоколегированными сплавами, берут новую щетку, чтобы в ней не было микрочастичек углеродистой стали. На отливках перед сваркой удаляют литейную корку, на штампованных заготовках – слой окалины.

Подготовка кромок

Толстостенные заготовки без предварительной подготовки тщательно не проварить, жидкий металл будет растекаться по поверхности, не проникая в стык. Соединение получится хрупким, при небольшой нагрузке сломается. Немаловажный момент подготовки – скругление острых краев. Необходимо сглаживать высоту металла 2 –3 мм в зависимости от толщины детали.

Подрезка кромок производится вручную, механически или с использованием горелок. Холодные технологии предпочтительнее, кромка получается ровнее. Тип и угол разделки зависит от применяемых расходников, вида сварочного оборудования. Размеры кромок указаны в соответствующих ГОСТах.

Цель подготовки кромок к сварке – обеспечить доступ к корню шва. У тонкостенных заготовок толщиной до 3 мм только выравнивают торцы. С зазором до 2 мм проваривают 4 мм детали, если они толще, швы делают с двух сторон. На кромках толстостенных деталей снимают фаску или делают скос. Для односторонней сварки стыки делают в виде буквы V или U, при двухсторонней – в форме Х или К. Величина угла сопряжения от 45 до 60°. Если сваривают детали разной толщины, срезают только толстостенную заготовку. Важно правильно выбрать угол скоса, от него зависит:

• глубина проварки металла;
• величина шовного валика;
• расход электродов или наплавочной проволоки.

Подрезка кромок производится вручную, механически или с использованием горелок.

Существуют ограничения, связанные с хрупкостью металлов. Радиус сгиба должен превышать толщину профиля иди детали в 25 раз, иначе возможны растрескивания, надломы. С толстостенными заготовками холодным методом не справиться, применяются методы горячей деформации в условиях производства или кузни. Обработка кромок перед горячим деформированием не делается, детали доводят после гибки.

Добиться точного угла сгиба вручную сложно. Это – механизированный этап подготовки металла. Листовой прокат пропускают через гибочные вальцы, гибочные автоматы. Холодная гибка применяется после предварительной подготовки изделий под сварку: снятия кромок, разметки, рассверливания отверстий, если они есть в чертежах или нужны для сборки конструкции.

Толстые полосы последовательно пропускают через 3-валковые или 4-валковые станки. Для придания формы профилю применяют правильно-гибочные прессы.

Сборка деталей под сварку

Подготовленные заготовки нужно зафиксировать в определенном положении. Это касается плоских и объемных конструкций. Заготовки надежно скрепляют, чтобы избежать деформации при сварке.

Величина зазора зависит от линейного расширения сплава. При сборке деталей под сварку придерживаются нескольких правил:

• к рабочей зоне должен быть максимально свободный доступ;
• сопряжения укрепляют специальными приспособлениями так, чтобы исключить сдвиг;
• все повороты, изменения положения конструкции в пространстве сводятся к минимуму;
• сборка под сварку сложных конструкций осуществляется поэтапно;
• жесткую фиксацию обеспечивают прихватки на расстоянии 30–80 см друг от друга или беглый шов;
• полужесткую или временную – струбцина, магнитные уголки, клинья, планочные гребенки, другие приспособления;
• объемные связи закрепляют болтовыми соединениями.

Прихватка – небольшой шов длиной от 50 до 100 мм, производится расходными материалами, приготовленными для работы. Если используется защитная атмосфера, прихватки тоже делаются в облаке газа. Детали при подготовке желательно соединять с противоположной основному шву стороны. Если прихватки сделаны снаружи, перед сваркой их хорошо зачищают, снимают окалину и верхний оксидный слой. Удобно использовать специальное устройство для точечной сварки, в месте контакта образуется однородный слой.

При подготовке заготовок сложной геометрической формы вместо прихваток делается беглый шов, не превышающий по глубине половины основного. Он зачищается при обработке корня основного шва.

Сборка предусматривает непроизводительные расходы, потерю времени, сил. Однако от надежности положения заготовок зависит прочность металлоконструкции.

Подготовка труб под сварку

Подготовка фрагментов проводится так, чтобы исключить осевое смещение. Для подготовки нержавеющих и толстостенных труб нужны заводские условия. Марка стали влияет на глубину разделки торцов, угол снимаемой фаски

Трубы из углеродистой и низколегированной стали обрабатывают вручную холодным способом. Последовательность операций такая же, как при работе с плоскими деталями. Для резки используют несколько вариантов:

• делают раскрой ножницами по металлу;
• используют циркулярную пилу, насадку-фрезу или болгарку;
• применяют газовый резак.

Процесс подготовки металла к сварке заключается в обработке торцов, сглаживании кромок, снятии фасок, если стенка толще 3 мм.

Для любого вида сварки металл предварительно зачищают по всей окружности. Только для специальных электродов по ржавчине допускается варить металл без зачистки.