Svarové švy ve spodní poloze

Správná údržba a pohyb oblouku je klíčem k vysoce kvalitnímu svařování. Příliš dlouhý oblouk podporuje oxidaci a nitridaci roztaveného kovu, rozstřikuje jeho kapky a vytváří porézní strukturu svaru. Krásný, rovnoměrný a vysoce kvalitní šev se získá správnou volbou oblouku a jeho rovnoměrným pohybem, který může nastat ve třech hlavních směrech.

Translační pohyb svařovacího oblouku nastává podél osy elektrody. Pomocí tohoto pohybu se udržuje potřebná délka oblouku, která závisí na rychlosti tavení elektrody. S tavením elektrody se její délka zmenšuje a vzdálenost mezi elektrodou a svarovou lázní se zvětšuje. Aby se tomu zabránilo, měla by se elektroda pohybovat podél osy a udržovat konstantní oblouk. Je velmi důležité zachovat synchronicitu. To znamená, že elektroda se pohybuje směrem ke svarové lázni synchronně s jejím zkracováním.

Podélným pohybem elektrody podél osy svarového švu se tvoří tzv. závitová svarová housenka, jejíž tloušťka závisí na tloušťce elektrody a rychlosti jejího pohybu. Typicky je šířka válečku svařovací nitě o 2–3 mm větší než průměr elektrody. Ve skutečnosti se již jedná o svarový šev, pouze úzký. Tento šev nemusí být dostatečný k vytvoření pevného svarového spoje. A proto, jak se elektroda pohybuje podél osy svaru, je vykonáván třetí pohyb, směřující přes svar.

Příčný pohyb elektrody umožňuje získat požadovanou šířku švu. Provádí se kmitavými pohyby vratného charakteru. Šířka příčných kmitů elektrody se určuje v každém případě individuálně a do značné míry závisí na vlastnostech svařovaných materiálů, velikosti a poloze svaru, tvaru drážky a požadavcích na svarový spoj. Typicky je šířka švu v rozsahu 1,5 – 5,0 průměrů elektrody.

Všechny tři pohyby jsou tedy na sebe navrstveny a vytvářejí tak složitou trajektorii pohybu elektrody. Téměř každý zkušený řemeslník má své vlastní dovednosti při výběru trajektorie pohybu elektrody, kreslení složitých obrazců s jejím koncem. Klasické trajektorie pohybu elektrody při ručním obloukovém svařování jsou na Obr. 1. V každém případě by však trajektorie pohybu oblouku měla být zvolena tak, aby okraje svařovaných dílů byly roztaveny a vytvořily požadované množství naneseného kovu a stanovený tvar svaru.

Pokud není svar dokončen dříve, než se délka elektrody zkrátí natolik, že je potřeba ji vyměnit, svařování se prozatím zastaví. Po výměně elektrody odstraňte strusku a pokračujte ve svařování. K dokončení přerušeného švu se udeří oblouk ve vzdálenosti 12 mm od prohlubně vytvořené na konci švu, nazývané kráter. Elektroda se vrátí do kráteru, aby se vytvořila fúze staré a nové elektrody, a poté se elektroda opět posune po původně zvolené trajektorii.

Schéma obloukového svařování

Pořadí plnění švu podle řezu a délky určuje schopnost svarového spoje odolávat specifikovaným zatížením a ovlivňuje velikost vnitřních pnutí a deformací ve hmotě švu.

Švy jsou klasifikovány jako: krátké – jejichž délka nepřesahuje 300 mm, střední – 300 – 100 mm dlouhé a dlouhé – nad 1000 mm. V závislosti na délce švu lze jeho plnění provádět pomocí různých schémat svařovacího plnění, která jsou znázorněna na Obr. 2.

V tomto případě jsou krátké švy vyplněny jedním průchodem – od začátku švu až po jeho konec. Středně dlouhé švy lze vyplnit metodou obráceného kroku nebo od středu ke konečkům. Pro provedení metody zpětného plnění je šev rozdělen na části o délce 100–300 mm. V každé z těchto oblastí je šev vyplněn ve směru opačném k obecnému směru svařování.

Pokud jeden průchod svařovacího oblouku nestačí k řádnému vyplnění švu, použijí se vícevrstvé švy. V tomto případě, pokud se počet nanesených vrstev rovná počtu průchodů, šev se nazývá vícevrstvý. Pokud jsou některé vrstvy provedeny v několika průchodech, nazývají se tyto švy vícevrstvými průchody. Takové švy jsou schematicky znázorněny na Obr. 3.

Z hlediska produktivity práce jsou nejvhodnější jednoprůchodové svary, které jsou preferovány při svařování kovů malých tloušťek (do 8-10 mm) s předběžnou přípravou hrany.

Ale pro kritické konstrukce (nádoby pracující pod tlakem, nosné konstrukce atd.) to nestačí. Vnitřní pnutí vznikající během procesu svařování může způsobit vznik trhlin ve svaru nebo v oblasti svaru v důsledku nedostatečné tažnosti svaru a vysoké tuhosti základního kovu. Při svařování výrobků s relativně nízkou tuhostí způsobují vnitřní pnutí místní nebo celkové deformace (deformace) svařované konstrukce. Navíc při svařování kovů silnějších než 10 mm. objevují se objemová napětí a objevuje se nebezpečí vzniku trhlin. V takových případech se provádí celá řada opatření ke snížení napětí a deformace: používají se svary minimálního průřezu, vícevrstvé svary, svary se aplikují „kaskádovými metodami“ nebo „skluzy“, používá se nucené chlazení nebo ohřev.

Při svařování „skluzem“ se nejprve položí první vrstva na základnu řezaných hran, jejichž délka by neměla být větší než 200–300 mm. Poté se první vrstva překryje druhou, jejíž délka je o 200–300 mm delší než první. Třetí vrstva se nanáší stejným způsobem, přičemž druhá vrstva se překrývá o 200–300 mm. Tímto způsobem plnění pokračuje, dokud není počet vrstev v oblasti prvního švu dostatečný pro plnění. Další vrstva se nanáší na konec první vrstvy, přičemž poslední vrstva se překrývá (pokud to délka švu dovoluje) o stejných 200–300 mm. Pokud byl první šev položen ne na začátku švu, ale v jeho střední části, pak se skluzavka vytvoří postupně v obou směrech (obr. 2, e). Tím, že tvoří skluz, je celý šev postupně vyplněn. Výhodou této metody je, že se svařovací zóna neustále zahřívá, což pomáhá zlepšit fyzikální a mechanické vlastnosti svaru, protože vnitřní pnutí je minimální a je zabráněno vzniku trhlin.

„Kaskádová metoda“ vyplňování švu je v podstatě stejná jako „skluz“, ale provádí se v mírně odlišném pořadí. K tomu jsou díly vzájemně spojeny pomocí stehových svarů nebo speciálních zařízení. První vrstva je položena a poté, po odstoupení od první vrstvy ve vzdálenosti 200–300 mm, je položena druhá vrstva, která zachycuje plochu první (obr. 2, d). Pokračujte ve stejném pořadí a vyplňte celý šev.

Rohové svary (obr. 4) lze provádět dvěma způsoby, z nichž každý má své výhody a nevýhody. Při svařování „do rohu“ je povolena větší mezera mezi díly (až 3 mm), montáž je jednodušší, ale technika svařování je složitější. Kromě toho jsou možné podříznutí a otřepy a produktivita je snížena kvůli nutnosti svařovat švy malého průřezu, jejichž rameno je menší než 8 mm, v jednom průchodu. Svařování lodí umožňuje větší svařovací nohy v jednom průchodu a je tedy produktivnější. Takové svařování však vyžaduje pečlivou montáž.

Uvedené techniky obloukového svařování byly uvažovány ve spodních polohách svaru, jehož provedení je nejméně pracné. V praxi je často nutné provádět vodorovné švy na svislé rovině, svislé a nad hlavou. K provádění těchto prací se používají stejné techniky jako u švů s nižší polohou, ale pracnost práce a některé technologické vlastnosti vyžadují detailnější přístup a změny některých metod.

Při svařování takových švů existuje riziko úniku roztaveného kovu, což vede k padání kapek do oblastí nevyplněných svařováním, odkapávání roztaveného kovu podél horizontálních rovin atd.

Obr. 4. Poloha elektrody a obrobku při provádění rohových svarů: A – svařování v symetrickém „lodi“; B – v asymetrické „lodi“; B – „do rohu“ se šikmou elektrodou; G – s natavením okraje	Obr. 5. Vliv rychlosti svařování na tvar svaru: S rostoucí rychlostí je pozorováno znatelné snížení šířky svaru, zatímco hloubka průvaru zůstává téměř nezměněna.

Když jsme zvažovali podstatu procesů probíhajících v takových švech, řekli jsme, že síly povrchového napětí mohou udržet kov v roztavené lázni. Aby tyto síly byly dostatečné, musí svářeč mistrovsky ovládat svařovací techniky. Zde je nutné snížit svařovací proud a použít elektrody zmenšeného průřezu. To má v konečném důsledku dopad na produktivitu, protože je třeba zvýšit počet svařovacích průchodů. Proto se v praxi snaží přidat k silám povrchového napětí ještě „film povrchového napětí“. Podstatou této metody je, že oblouk není držen neustále, ale v určitých intervalech, tedy pulzech.

K tomu je oblouk neustále přerušován a v určitých časových intervalech jej zapaluje, což umožňuje částečnou krystalizaci roztaveného kovu. Zde se ukazuje schopnost svářeče volit takové intervaly, kdy se svařovací noha nestihne zformovat a zároveň by kov ztratil část své tekutosti.

Stropní šev je nejobtížnější. Proto je provádění nepřetržitým obloukovým pálením marná záležitost. Svařování se provádí krátkodobými obloukovými zkratkami do svarové lázně tak, aby nestihla vychladnout a doplnit ji novými porcemi roztaveného kovu.

Při svařování touto metodou byste měli sledovat velikost oblouku, protože jeho prodloužení může způsobit nežádoucí podříznutí. Kromě toho se při svařování takových švů vytvářejí nepříznivé podmínky pro uvolňování strusky z roztaveného kovu, což může vést k poréznosti svaru.

Svislé švy lze svařovat ve dvou směrech – zdola nahoru a shora dolů. Obě metody mají právo na existenci, ale svařování na vzestupu je vždy výhodnější. V tomto případě kov umístěný níže drží svarovou lázeň a zabraňuje jejímu šíření.

Při svařování z kopce je obtížnější udržet svarovou lázeň, a proto je mnohem obtížnější dosáhnout kvalitního svaru. Podstata této metody se prakticky neliší od stropního svařování a používá se, když je svařování na vzestupu technologicky nemožné.

Horizontální švy na vertikální rovině mají také své vlastní vlastnosti. U těchto svarů je udržování svarové lázně na obou okrajích svařovaných dílů obzvláště obtížné. Pro usnadnění tohoto procesu není spodní hrana zkosená. V tomto případě se získá police, která pomáhá udržet roztavenou svarovou lázeň na místě. I zde je vhodná technika pulzního svařování s krátkodobým zapálením oblouku, stejně jako u stropních švů.

Odstranění svařovací strusky se provádí pomocí sekacího kladiva. Chcete-li to provést, počkejte, až obrobek dostatečně vychladne, abyste s ním mohli manipulovat, pevně jej přitiskněte ke stolu a údery kladiva směřujícími podél švu odstraňte strusku pokrývající svar. Poté je šev kován, aby se uvolnilo vnitřní napětí. Za tímto účelem se hlava kladiva otočí podél švu a po celé délce se provede kování. Čištění se dokončí tvrdým drátěným kartáčem, který se pohybuje ostrými pohyby nejprve podél švu a poté přes něj, aby se odstranily poslední zbytky strusky.

Obr. 6. Vliv úhlu sklonu výrobku na tvar svaru: Při svařování do kopce je pozorována větší hloubka průvaru a také větší výška housenky. Při svařování z kopce se naopak hloubka průvaru zmenšuje a výška svaru klesá. V tomto případě zůstává šířka švu prakticky nezměněna.	Obr. 7. Vliv polohy elektrody na tvar svaru: Obrázek ukazuje, že při svařování s úhlem dozadu je průvar hlubší a při svařování s úhlem dopředu se šířka švu zvětšuje a výška housenky se zmenšuje.
Obr. 8. Vliv rychlosti svařování na tvar svaru: Poloha svařovací lázně při naklonění obrobku, oblouku nebo elektrody. Svařování z kopce, svařování do kopce, svařování pod úhlem dopředu.	Rýže. 9. Vliv přípravy hrany pro svařování natupo.
Obr. 10. Prvky tupého svaru, koutového svaru a housenky na desce: B – šířka svaru; K – noha stehu	Obr. 11. Vliv svařovacího proudu při svařování: Pokud během svařování změníte svařovací proud, změní se parametry průřezu svaru. Při nižším proudu se hloubka průniku zvětšuje a svarová housenka se zvětšuje.

Svarové švy ve spodní poloze technologicky nejpokročilejší a snadno implementovatelný. Během procesu svařování kapalný kov z roztavené elektrody vlastní vahou proudí do kráteru a zůstává v lázni roztaveného kovu. Svařované okraje svařovaných dílů drží roztavený kov v kapalné lázni a zabraňují jeho úniku.

Svařování ve spodní poloze navíc podporuje uvolňování plynů a strusky na povrch svarové lázně. Díky snadnému uvolňování strusky a plynů je kvalita svarového spoje nejvyšší. Na základě toho se pro zlepšení kvality svařování doporučuje provádět ruční obloukové svařování pokud možno v dolní poloze.

Doporučené pořadí svarů je zleva doprava nebo směrem k vám. Tato technika ručního obloukového svařování umožňuje svářeči neustále kontrolovat místo spoje, délku elektrického oblouku, pohyb elektrody a tvorbu svaru. Typicky je šířka válce 3-4 průměry elektrody.

Svařování na tupo v dolní poloze

Svařování tupých spojů bez zkosení hran se při svařování ve spodní poloze provádí navařením housenky podél spoje s mírným roztažením do stran. Svar je proveden s mírným zesílením. Hodnota vyztužení je obvykle 2 mm. Výrobek je oboustranně svařen. Po svaření spoje na jedné straně se výrobek obrátí, očistí od otřepů a strusky a svaří na druhé straně podobnou svařovací technikou.

Svařování tupých švů s tloušťkou svařovaného kovu menší než 8 mm je povoleno provádět v jedné vrstvě v jednom průchodu. Pokud tloušťka přesahuje 8 mm, provádí se svařování kovu v několika vrstvách. V tomto případě musí být první vrstva vyrobena 3-5 mm vysoká s elektrodou o průměru 3-4 mm. Pro provádění následujících vrstev jsou vybrány elektrody o průměru 4-5 mm.

Před nanesením další vrstvy se příprava hran očistí od strusky, kovových rozstřiků a otřepů pomocí drátěného kartáče. Jakmile je celá sekce naplněna, výrobek se obrátí. Dále se u kořene svaru vytvoří malá drážka a poté se opatrně svaří. Pokud není možné výrobek otočit a vytvořit podobnou drážku a svařit na druhé straně, pak by měla být první housenka vyrobena zvláště pečlivě.

Tupé svary s drážkou ve tvaru X se při svařování v dolní poloze provádějí oboustranně podobně jako svařování vícevrstvých svarů ve tvaru V.

Svařování koutových svarů ve spodní poloze

Rohové švy se doporučuje svařovat ve spodní poloze metodou „loď“. Pokud není možné instalovat svařovaný spoj „do lodi“, pak při svařování je nutné zvláště pečlivě svařit kořen švu a roztavit svařované okraje. V tomto případě je nejprve nutné zahájit svar od povrchu spodní hrany a poté přes drážku přejít na svislou hranu, jak je znázorněno na obrázku:

Při provádění vícevrstvého švu se první válec nanáší elektrodou o průměru 3-4 mm. Při navařování první housenky je nutné zajistit dobrou penetraci základním kovem, aby se zabránilo vzniku vad v kořeni svaru. Po navaření housenky, před navařením další vrstvy, je nutné vyčistit předchozí housenku. Po vyčištění se nanášejí další vrstvy.

Technika provádění rohových a tupých svarů je podrobněji rozebrána samostatně na stránkách „Svařování rohových svarů. Technika provádění rohových svarů“ a „Svařování tupých svarů. Technika výroby svařovaných tupých švů.“ Doporučujeme, abyste si je přečetli, abyste získali úplné informace o specifikách provádění takových švů.

Další související materiály:

c) taina-svarki.ru
Publikování materiálů stránek na internetu je možné pouze v případě, že uvedete aktivní odkaz na stránku taina-svarki.ru Použití obrázků je možné pouze tehdy, pokud na ně uložíte název domény taina-svarki.ru. Autor na Google+