Сварку швов с X- или U-образной разделкой кромок выполняют так же, как и с V-образной. Однако для уменьшения остаточных деформаций и напряжений сварку ведут, накладывая каждый последующий шов навстречу предыдущему. Швы с Х-образным скосом кромок более предпочтительны, чем с V-образным, так как в 1,6-1,7 раза уменьшается объем наплавленного металла, повышается производительность сварки и, кроме того, снижается величина угловых деформаций.
Сварку стыковых швов можно выполнять различными способами. При сварке на весу трудно обеспечить провар корня шва и формирование хорошего обратного валика по всей длине стыка. Поэтому используют сварку на съемной медной или остающейся стальной подкладке. В медной подкладке для формирования обратного валика делают формирующую канавку. Для того чтобы предотвратить вытекание расплавленного метала из сварочной ванны, необходимо плотно поджимать подкладки к свариваемым кромкам.
Если с обратной стороны соединения возможен подход к корню шва и допустима выпуклость обратной стороны шва, целесообразно выполнить подварку корня швом небольшого сечения с последующей укладкой основного шва с лицевой стороны соединения.
В местах поворота сварной шов следует заваривать без отрыва дуги. Не допускается гашение и зажигание дуги на поворотах сварного шва.
Выполнение угловых соединений в нижнем положении.
Выполняют угловые соединения «в симметричную лодочку» (рис.20,а) и «в несимметричную лодочку» (рис.20,б)
Во избежание непровара и подрезов кромок сварку «в лодочку» лучше вести электродом, допускающим опирание покрытия (козырька) на кромки.
При наложении угловых швов наклонным электродом (в том числе «в лодочку») сварку лучше вести «углом назад».
При выполнении тавровых соединений дугу возбуждают на горизонтальной полке, а не на вертикальной, чтобы избежать натекания металла.
Угловые швы без скоса кромок с катетами более 10мм выполняют в один слой поперечными движениями электрода «треугольником» с задержкой в корне шва.
Сварка угловых швов нахлесточных соединений в нижнем положении с катетом до 10мм производится в один слой электродами диаметром до 5мм без поперечных колебаний.
Выполнение вертикальных швов.
Сварка швов в положениях, отличающихся от нижнего, требует высокой квалификации сварщика. При ее выполнении возможны вытекание расплавленного металла из сварочной ванны или падение капель электродного металла мимо нее. Для предотвращения этого сварку следует вести по возможности наиболее короткой дугой, в большинстве случаев с поперечными колебаниями.
Расплавленный металл в сварочной ванне удерживается от вытекания силой поверхностного натяжения, поэтому необходимо уменьшить ее объем. Для этого конец электрода периодически отводят в сторону от ванны, давая возможность ей частично закристаллизоваться. Ширину валиков также уменьшают до двух-трех диаметров электрода. Применяют электроды меньших диаметров (для вертикальных и горизонтальных швов – не более 5мм, для потолочных – не более 4мм).
Выполняя вертикальные швы, силу сварочного тока уменьшают на 10% по сравнению со сваркой в нижнем положении. Для того чтобы металл не вытекал из ванны, нужно поддерживать короткую дугу. Используются электроды, дающие быстротвердеющий тонкий слой шлака («короткие» шлаки).
При способе «снизу вверх» («на подъем») дугу возбуждают в нижней точке шва. Сваркой подготавливают горизонтальную площадку сечением, равным сечению шва. При этом электрод совершает поперечные колебания. Сварка этим способом обеспечивает возможность провара корня шва и кромок, так как расплавленный металл стекает с них в сварочную ванну, улучшая условия теплопередачи от дуги к основному металлу. Однако поверхность шва получается грубочешуйчатая.
Наибольший провар достигается при положении электрода, перпендикулярном вертикальной оси. Стекание расплавленного металла предотвращают наклоном электрода вниз.
Сварка «на подъем»- наиболее удобный, распространенный способ. Используются электроды диаметром до 4мм. Поперечные колебания электрода: «углом», «полумесяцем», «елочкой».
При способе «сверху вниз» («на спуск») дугу возбуждают в верхней точке шва. После образования капли жидкого металла электрод наклоняют так, чтобы дуга была направлена на жидкий металл.
Сварка «на спуск» затрудняет получение качественного провара: шлак и расплавленный металл подтекают под дугу и от дальнейшего стекания удерживаются только силами давления дуги и поверхностного натяжения. Иногда их оказывается недостаточно, и расплавленный металл вытекает из сварочной ванны.
Сварка «сверху вниз» позволяет избежать прожогов при соединении тонкого металла. Рекомендуется в основном для сварки тонких (до 5мм) листов с разделкой кромок. Используются электроды с целлюлозным покрытием (марок ОЗС-9, АНО-9, ВСЦ-2, ВСЦ-3).
При сварке «по спирали» или «полумесяцем» вначале направляют полочку на свариваемые кромки, а затем небольшими порциями направляют металл, постепенно перемещая электрод выше, оставляя внизу готовый сварной шов.
При сварке «углом» электрод попеременно перемещают вверх-вниз, беспрерывно наплавляя металл на кромки и равномерно перенося его вверх электродом.
При сварке «елочкой» вначале электрод поднимают вверх вправо, а затем опускают вниз. Капля жидкого металла застывает между кромками. Затем электрод поднимают, вверх вправо и снова опускают вниз, оставляя новую порцию металла.
Выполнение горизонтальных швов. Сварка горизонтальных стыковых швов более затруднительна, чем вертикальных, из-за стекания расплавленного металла из сварочной ванны на нижнюю кромку. В результате возможно образование подреза по верхней кромке. При сварке горизонтальных стыковых швов необходим скос только верхней кромки. Дугу возбуждают на нижней (рис.24) горизонтальной кромке, а затем электрод переводят на верхнюю.
Сварку горизонтальных стыковых швов можно вести вертикально расположенным электродом, а также «углом вперед» и «углом назад» (рис.25).
Очередность выполнения проходов при сварке горизонтальных стыковых швов показана на рисунке 26.
Выполнение потолочных швов. Сварка таких швов наиболее сложна. Газы, выделяемые покрытием электрода, поднимаются вверх и могут остаться в шве, поэтому используют хорошо просушенные электроды. Удлинение дуги нередко вызывает образование подрезов. Узкие валики накладывают в разделку тремя способами.
При сварке «лесенкой» электрод располагают под углом к плоскости 90-130о, подводят к изделию и зажигают дугу. После образования маленькой порции расплавленного металла электрод отводят на 5-10мм от потолочной плоскости и возвращают, перекрывая закристаллизовавшуюся порцию металла расплавленным примерно на 1/2 – 1/3 ее длины (рис.27,а).
При сварке «полумесяцем» электрод располагают под углом 90-1300 к потолочной плоскости и, манипулируя по схеме полумесяца, беспрерывно заходят электродом на закристаллизовавшуюся часть металла (рис.27,б).
Обратнопоступательная сварка производится по следующей схеме: конец электрода сварщик беспрерывно возвращает назад, на кристаллизирующуюся часть металла, постоянно удлиняя валик (рис.27,в).
Выбор диаметра электрода для выполнения проходов при потолочной и горизонтальной сварке дан в нижеприведенной таблице.
Шов
Диаметр электрода, мм, для выполнения проходов
первого
последующих
Потолочный
4
5
Горизонтальный
3
4
Сварка потолочных и горизонтальных швов затруднена тем, что жидкий металл стремится вытечь из ванны. Поэтому сварку ведут короткой дугой. Сварочный ток уменьшают на 15-20% по сравнению со сваркой в нижнем положении. Металл толщиной более 8мм сваривают многопроходными швами. При этом для первого валика нужно пользоваться электродами диаметром 3мм, а для последующих – электродами диаметром 4мм. Сварку потолочных швов можно выполнять с опиранием на электродное покрытие.
Механические свойства металла, наплавленного при потолочной сварке, ниже, чем металла, наплавленного при сварке в других пространственных положениях.
Охрана труда при сварочных работах.
Опасные и вредные производственные факторы. Опасный производственный фактор – это фактор, воздействие которого на сварщика может привести к травме.
Вредный производственный фактор – это фактор, воздействие которого на сварщика может привести к заболеванию.
Основными опасными и вредными производственными факторами при ручной дуговой сварке покрытыми электродами являются:
· сварочные аэрозоли;
· повышенный уровень оптического излучения в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном (тепловом) диапазонах;
· искры, брызги и выбросы расплавленного металла и шлака;
· повышенная температура шлаковой ванны, материалов, оборудования и воздуха рабочей зона;
· высокое напряжение в электрической цепи;
· физические и нервно-психические перегрузки.
Особо характерным вредным фактором является присутствие в воздухе рабочей зоны сварочных аэрозолей, содержащих токсические вещества. Длительное их воздействие на организм сварщика может привести к возникновению профессиональных заболеваний (пневмокониоз, пылевой бронхит и др.).
Наиболее вредные аэрозоли образуются при сварке высоколегированными электродами, содержащими соединения никеля и хрома. Это необходимо учитывать при выборе средств нейтрализации вредных веществ в системах промышленной вентиляции и индивидуальной защиты органов дыхания сварщиков.
При использовании электродов следует руководствоваться техническими условиями, которые содержат требования по безопасности и защите окружающей среды с перечнем вредных и опасных факторов, а также средств защиты сварщиков и окружающей среды.
При сварке и резке медно-цинковых сплавов и оцинкованных сталей выделяется оксид цинка, действие которого на организм вызывает потерю аппетита, жажду, повышенную утомляемость и сухой кашель, что приводит к приступам лихорадки (озноб, повышение температуры, тошнота, рвота).
При сварке и резке свинца и металла, покрытого свинцовыми красками, происходит выделение оксида свинца, воздействие которого на организм работающего проявляется в виде металлического привкуса во рту, отрыжки, потери аппетита и упадка сил. Через 2,5–3,5 месяца появляются лилово-серая кайма вокруг дёсен и сильные головные боли.
Ручная дуговая сварка сопровождается излучением в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах, многократно превышающем физиологически переносимую человеком величину. Интенсивность излучения сварочной дуги и его спектральные характеристики зависят от мощности дуги, способа сварки, вида сварочных материалов.
