Важные этапы сварки металлоконструкций

Сварка металлоконструкций: технология ручной дуговой сварки металлоизделий

Сварка металлоконструкций – технология соединения деталей из металла различной степени сложности в единое целое при помощи специального оборудования.

Она может активно применяться в промышленном масштабе на крупных производствах опытными специалистами, а также для выполнения бытовых операций сварщиками-любителями. В любом варианте, соединения металлоконструкций характеризуется определенными особенностями, которые важно понимать при работе.

Требования к сварке металлических конструкций

Процесс сварки в технологическом плане должен обеспечить выполненным соединениям требуемые геометрические параметры, размеры и высокое качество. Конструкция должна получиться прочной и долговечной, а риск ее деформации – нулевым.

Сварка металлических конструкций.

Именно поэтому технология сварки металлоконструкций должна реализовываться с учетом некоторых требований, что во многом определит качество созданных сварных швов:

1. Если создаются простые соединения без применения кондуктора, а также при создании сложных швов перед включением данного инструмента важно оставить зазор между скрепляемыми деталями.
   Тогда при смещении элементов шов не пострадает. Но размеры зазора должны соответствовать допустимой норме, иначе система не будет прочна и долговечна.
2. При выполнении сварки ответственных металлоконструкций сварщики проверяют строгое соответствие установленной детали своему местоположению, согласно карте.
   При поступлении заготовки на стапель стоит подготовить каждую из них к завершающему этапу.
3. Все детали должны строго соответствовать по виду и размеру, указанным в проекте частям будущей конструкции.
   Это позволит сохранить функциональные возможности изделия.
4. Корневые слои шва при ручном методе выполнения дуговой сварки важно накладывать электродами с диаметром, не превышающим 3-4 мм.
5. Металлоконструкции при укреплении потребуется располагать так, дабы можно было накладывать швы преимущественно в нижнем положении.
   Это необходимо для обеспечения сварщика безопасными условиями работы.
6. Важно взять под строгий контроль углы металлоконструкции, для чего стоит воспользоваться специальными инструментами и кондуктором.
   Все углы между плоскостями должны быть прямыми, если это предусмотрено проектом. Иначе произойдет перекос деталей, что повлечет за собой нарушение целостности механизма, потере им своей функциональности.
7. Готовая конструкция должна иметь минимальные усадочные напряжения и деформации, для чего сварные работы нужно осуществлять в стабильном режиме с отклонениями от заданных значений величины тока и напряжения на дуге не более ±5 %.

Описанные рекомендации важно учитывать уже на этапе сборки деталей в целостную конструкцию, а не только перед непосредственным выполнением сварочных работ. Особенно, если выбран автоматический режим, при котором не выйдет откорректировать допущенные ошибки.

В целом же, именно этот вид сварных работ и считается наиболее приемлемым, так как при автоматизировании сварных процессов влияние человеческого фактора на качество выполненных швов сводится к нулю.

Также важно заварить технологическую пробу в условиях, которые полностью совпадают с условиями сварки конструкций на месте производства.

Если нужно выполнить сварные работы с особо ответственными металлоконструкциями из новых марок сталей или с применением новых сварных расходников, мастеру потребуется изготовить контрольные образцы в таком же пространственном положении и с теми же материалами, оборудованием, что и при сварке монтируемых конструкций.

Это позволит сварщику оценить ситуацию со всех сторон перед началом работы и не допустить ошибок в процессе ее выполнения.

Классическая технология сварки конструкций из металла

Сварка – уникальный способ получения неразъемных металлических соединений, открывающих человеку широкие возможности по снижению трудоемкости создания и установки металлоконструкций.

Она позволяет использовать рациональные типы сечений в металлоконструкциях, что приводит к снижению показателей металлоемкости в несколько раз, по сравнению с применением иных технологий.

Углы сварки металлоконструкций.

Если изготавливать сварочные металлоконструкции по классической технологии, потребуется применить следующие источники энергии:

• электрическая дуга;
• газовое пламя.

Оба варианта предполагают три метода выполнения сварных швов:

Автоматический

Не подразумевает человеческое вмешательство в процесс выполнения сварных работ. Сварочный аппарат настраивается на актуальный режим функционирования с учетом конкретного вида выполняемой операции единственный раз перед началом работы.

Поэтому важно понимать основную цель приобретения сварного оборудования при выборе в магазине. Используя автоматический режим, можно применять контактную и электрошлаковую сварку.

Полуавтоматический

При использовании данного метода сварные швы формируются вручную, а электроды подаются в автоматическом режиме. Такое положение дел позволяет повысить производительность работы без ущерба для качества создаваемых металлоизделий.

При полуавтоматической сварке можно применить газовый флюс, неплавкие электроды, сварочную проволоку.

Ручной

Все действия методом ручной дуговой сварки осуществляются сварщиком без применения автоматизированного оборудования: от контроля подачи электрода до формирования самого соединения.

Зачастую при ручном режиме применяют обыкновенную сварку под флюсом, электродуговую сварку или пайку газосварочным устройством. Данный метод рационально использовать в бытовых целях, а не на крупном производстве, потому что он чрезмерно затратный и характеризуется низкой производительностью.

Инновационные сварочные технологии

Со временем классический метод выполнения сварных работ совершенствовался, опытные специалисты разрабатывали инновационные способы соединения металлических деталей в единую конструкцию: сварка с применением лазерных установок, ультразвука, теплового эффекта и т. п.

Подобные новаторские идеи могут помочь сварщику в работе, облегчив выполнение некоторых задач и ускорив весь процесс сборки металлоконструкций в целом. По этой причине и сегодня в этой области не прекращаются научные разработки и исследования.

Способы сварки металлоконструкций.

Также применение инновационных технологий выполнения сварных работ позволяет сварщику получить ряд преимуществ:

• снизить показатели коробления металла;
• повысить скорость выполнения работы;
• сократить расходы зачистку сварного шва;
• снизить траты на закупку расходных материалов;
• выполнять соединения тонколистового металла.

Особенно интересны, с точки зрения продуктивности, качества полученных швов и экономичности, следующие технологии сварки:

1. Электронно-лучевая сварка применяется при работе с глубокими соединениями – до 20 см, но только при условии определенного соотношения ширины шва и глубины погружения инструмента – 20:1.
   Процесс формирования шва осуществляется в вакууме, поэтому использовать такую технологию в быту практически невозможно. Она применяется в сфере узкопрофильных производств.
2. Термитная сварка подразумевает нанесение особой смеси на контуры соединения деталей в процессе горения.
   Технологию применяют для ответственных конструкций из металла в готовом виде, когда с помощью наплавки металла надо устранить имеющийся дефект в виде трещины или скола.
3. Плазменная сварка подразумевает применение ионизированного газа, проходящего сквозь электроды с высокими сварочно-техническими характеристиками и выполняющего функцию дуги.
   Технология имеет более широкие возможности применения по сравнению с электронным типом, так как позволяет выполнить сварщику резку и сварку металлической конструкции с любой шириной металла.
4. Орбитальная аргонодуговая сварка с помощью вольфрамового электрода применяется для работы со сложными деталями из металла.
   Например, для неповоротных стыков труб с диаметром 20-1440 мм. В процессе работы активирующий флюс наносится 1 г/м шва. Это позволяет решить ряд важных технологических задач: уменьшить объем и вес сварной ванны за счет ведения операций пониженным током; благодаря давлению дуги на жидкий металл шов получается качественным в любом пространственном положении; сварку можно автоматизировать без разделки кромки.
5. Щадящие технологии сварки в смесях защитных газов Ar+CO2 и Ar+O2+CO2.
   При использовании такого метода выполнения сварочных работ можно получить более качественные соединения при сравнении со сваркой в СО2. При этом актуальный объем расходных материалов сократиться на 20 % за счет резкого снижения набрызгивания электродного материала, а переход к свариваемым частям металлоконструкции станет плавным.

Современная наука многогранна и непредсказуема.

Она предоставляет человеку возможности применить на практике достоинства нано-технологий, поэтому ближайшее будущее сварочных операций представляется связанным с совершенствованием схем компьютерного управления сваркой, а также применением новых сварных материалов.

Заключение

Если соблюдать все требования к сварке металлоконструкций, можно получить высококачественные швы: долговечные, прочные и стойкие к воздействию. Использовать при этом можно как классический вид сварки, так и новые технологии.

Несмотря на то, что они в большей степени касаются профессионального уровня сварки, но при желании развивать свои навыки в этой сфере, ознакомиться с такой информацией будет не лишним и для новичка в подобных вопросах.

Источник: https://tutsvarka.ru/vidy/svarka-metallokonstruktsij

Сварка металлоконструкций

Тема сварка металлоконструкций – это обширная сфера, потому что разнообразие металлических конструкций огромно и по назначению, и по специфики проведения технологических процессов, и по проектированию.

Но есть в этой сфере один критерий, который присущ всем видам металлических конструкций, собираемых методом сварки. Это сама сварка.

Именно с ее помощью появляется возможность использовать в металлических конструкциях рациональные виды сечения металлических профилей, соединение элементов под разными углами и в разных плоскостях, снижение такого показателя, как металлоемкость.

К тому же появляется возможность использовать для сооружения конструкций металлов с разными техническими характеристиками.

Кстати, прокат, который используется для сборки металлоконструкций, должен соответствовать своду норм и правил под названием «Стальные конструкции».

Основной материал, который в них используется, это сталь, поставляемая в виде листов, профилей различной формы, труб, стержней, рулонов, гнутых профилей и так далее.

Но, как известно, сталь бывает разная. А для разных металлоконструкций, где учитываются нагрузки разного назначения (на разрыв, на изгиб, на давление), и стальные профили применяются разные.

К примеру, по ГОСТ 19281-89 для сталей повышенной прочности, есть девять классов показателей, определяющих прочность стальных изделий. И таких ГОСТов несколько.

Поэтому еще на стадии проектирования металлических конструкций определяется и выбирается тот или иной вид стальных изделий, которые станут основной металлоконструкции.

Если металлоконструкция соединяется сваркой, то необходимо учитывать показатели качества свариваемости металла. На это влияет содержание углерода в стали. Этот же элемент влияет на прочность металла. В общем, правильно подобрать стальной прокат для конструкции – это важная составляющая качества конечного результата.

Как правильно сварить конструкцию из металла? Вопрос на самом деле серьезный. И ответ на него зависит не только от выбранных стальных профилей, их толщины и марки стали. Большое значение имеет и вид выбранной сварки.

Если говорить о ручной сварке, то она применяется, и это качественный вид сваривания металлов, который все-таки зависит от квалификации сварщика. Единственный ее недостаток – низкая производительность.

Поэтому все чаще ручную сварку в цехах заменяют механизированной (порошковыми проволоками) и автоматической в защитных инертных газах или в слое защитных флюсов.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что для сборки металлоконструкций можно использовать любой вид сварки как в цеховых помещениях, так и на монтажных открытых участках.

Самое интересное, что многие зарубежные компании, оснащенные современными видами сварочных видов оборудования, предпочтение отдают ручной дуговой электросварке.

К примеру, в Японии многие крупные компании, занимающиеся возведением ответственных металлоконструкций, используют до 65% ручной сварки.

Температурный режим сварочного процесса

Температура окружающей среды сильно влияет на технологию проведения сварочных работ и на качество самого сварочного шва.

• Нельзя проводить сварку металлоконструкций, если температура металлической заготовки ниже -18С. Температуру обычно контролируют вблизи стыка двух деталей. Для проведения сварки саму заготовку необходимо подогреть. Греть весь металл нет необходимости, достаточно на расстоянии толщины заготовки от края соединяемых кромок. Или на расстоянии не менее 76 мм во всех направлениях.
• Если соединяются две заготовки из разных марок сталей, то подогрев производится по температуре более высокопрочной стали. Конечно, показатель нагрева будет зависеть и от толщины заготовки. К примеру, марку А514 при толщине детали не более 38 мм надо нагревать до +205С. Более толстые заготовки этой марки надо уже нагревать до +230С.
• Оптимальный нагрев для всех видов сталей — +21С.

Классификация сварных соединений разделяется по нескольким признакам.

• Расположение примыкания двух заготовок.
• Тип сварного шва.
• Технология сварочной операции.
• Условия, при которых проводится сварочный процесс.
• Толщина заготовок.
• Марка стали заготовок.

Что касается первого пункта, то есть, геометрии расположения заготовок, то здесь четыре вида стыковых соединений.

1. Встык, когда две заготовки примыкают друг к другу в одной плоскости.
2. Внахлест, когда две детали перекрывают своими краями друг друга.
3. Угловое соединение. Это когда две металлические заготовки соединяются под каким-либо углом.
4. Соединение тавровое. Это когда одна из деталей примыкает к другой своей торцевой плоскостью.

Чаще всего в металлоконструкциях применяются соединения встык и угловые. Как правильно проводить эти соединения двух заготовок.

Что касается стыкового соединения, то его выполняют прямым полным проваром сварного шва на всю толщину заготовок. Или используют для сварки технологию с применением выводных планок.

Если сварка проводится не в цеху, то соединение можно проводить с односторонней сваркой и с дальнейшей подваркой корня сварного шва.

Технология с выводными подкладками сильно отличается от предыдущей. Во-первых, подкладки устанавливаются со стороны кромок свариваемых деталей. Во-вторых, зазор между кромками должен быть в пределах 7 мм – это при ручной сварке.

При механизированной – 16 мм. В-третьих, придется выбирать толщину подкладки так, чтобы при проведении сварки на них не образовался прожог. При этом учитывается сам режим сварочного процесса с выставлением необходимой величины тока.

Угловые сварочные соединения подвергаются большим нагрузкам, чем стыковые. Особенно необходимо отметить нагрузки на растягивание по толщине заготовки. Поэтому существуют определенные требования к этому виду сварного соединения.

• Нельзя использовать односторонний угловой стык для нагружаемых металлических конструкций. Оптимальный вариант – двусторонний шов, с помощью которого уменьшается концентрация деформаций в самой верхней части валика.
• Если по каким-то причинам двусторонний шов нанести не удается, то применяют односторонний. При этом разделку кромок не применяют, а количество наплавляемого металла должно быть как можно меньше. То есть, в этом случае полная проплавка шва не применяется.
• Если металлоконструкция подвергается статическим нагрузкам, то применяется сварка неполным швом с разделкой кромок двух заготовок.
• Лучше использовать К-образную разделку кромок, а не V-образную.
• Если есть возможность, то лучше избегать углового соединения металлических деталей. Предпочтение нужно отдавать тавровому стыку.

Режим сварки также является важным фактором, который определяет качество сварного шва. Если говорить о токе, то его повышенная величина может создать неравномерное распределение металла в зоне стыка.

Могут даже образоваться прожоги, если ток большой, а толщина свариваемых заготовок маленькая. Небольшой ток тоже является причиной низкого качества шва.

Могут образоваться участки с недоваром, который ведет к снижению прочности соединения и образованию трещин внутри сплавляемого металла.

https://www.youtube.com/watch?v=qBf24cIxYuU

Скорость сварки также может повлиять на качество. К примеру, если скорость большая, то это гарантия непроварки стыка. Заполнение зазора может быть неполным. Если скорость маленькая, то могут образоваться прожоги, заполняемый зазор металл образует выпуклости и растекание. Поэтому контролировать скорость ручной сварки надо обязательно. Ее среднее значение 20 м/ч.

Сварные узлы являются основными стыковыми соединениями, на которых и держится вся металлическая конструкция. Поэтому еще на стадии проектирования инженеры стараются создать благоприятные условия для проведения сварки в стыковых узлах. А именно:

• Чтобы в сварных узлах проводилось или стыковочное соединение, или угловое.
• Чтобы положение сварки было нижним.
• Использовать не ручную сварку, а механизированную или автоматическую, как залог гарантированного качества.

Существует много видов сварных узлов, к которым предъявляются разные требования. К примеру, балочный узел. В нем очень важно обращать внимание на расположение между собой сварочных швов, это к вопросу, как правильно варить стыки металлоконструкций. Расстояние между ними не должно быть меньше десятикратной толщины самого толстого металлического профиля, который входит в состав этого узла.

И еще один момент, который влияет на прочность металлической конструкции. Есть два термина: местная прочность и непрочность.

К первой относятся именно сварочные участки, к которым приварены косынки, ребра жесткости, накладки и так далее.

Ко второй относятся всевозможные вырезы на элементах металлоконструкций, отверстия, непровары швов, зазоры и щели в стыках. Если оба участка присутствуют в конструкции, то сама по себе она уже считается непрочной.

Все дело в том, что физические законы в сварочных соединениях действуют так:

• Где больше жесткость и прочность соединения, здесь появляется большая концентрация сил, действующих на всю конструкцию в целом.
• И, наоборот, где меньше жесткости, там меньше действующих сил.

То есть, если в металлоконструкции присутствует местная непрочность, то самый хорошо проваренный стык является местом большой опасности. Как не парадоксально, но это именно так.

Вот почему необходимо избегать появления местной непрочности.

То есть, непровары и низкое качество сварного шва даже на самых небольших участках или не на самых нагружаемых узлах все равно приведет к выходу из строя всей конструкции.

Поэтому вопрос, как правильно варить стыки в металлоконструкциях – это самый важный вопрос, который касается качества и надежности всей конструкции в целом.

Поделись с друзьями

Источник: https://svarkalegko.com/tehonology/kak-svarivat-metallokonstruktsii.html

Особенности подготовки металла под сварку

Прежде, чем приступить к свариванию металлических изделий, необходимо их подготовить. Непосредственно подготовка металла под сварку состоит из нескольких этапов.

Вначале металл подвергается правке, затем осуществляется разметка и резка изделия, его зачистка и подогрев. На заключительной стадии производятся гибка и обработка кромок.

Поэтому важна правильная подготовка деталей к сварке, которая позволяет улучшить свариваемость. Количество процедур, которые необходимо выполнить при подготовке деталей под сварку, может различаться в зависимости от конкретной ситуации – степени загрязненности, деформации заготовок, объема работ и прочее. При этом все этапы подготовки регулируются согласно ГОСТ 5264-80.

Правка металла – особенности процесса

Металлические заготовки при транспортировке или по иной причине могут деформироваться. В этом случае возникают сложности с их стыковкой в области сваривания, что приводит к снижению качества сварного шва.

Поэтому подготовительно выполняется правка изделия. В зависимости от размеров заготовок и сложности искривленных участков применяется холодная или горячая правка. Она выполняется вручную или специальными приспособлениями.

Плиты из чугуна и стали вручную исправляют молотком или кувалдой. При необходимости создать большее давление применяется ручной пресс.

Он представляет собой винтовой аппарат с двумя плитами, между которыми укладывают детали с деформированными участками, и выправляют их под высоким давлением.

Если вручную исправить деформацию невозможно, используются специальные приспособления – в частности, листоплавильные станки или прессы различных типов. Данные устройства работают на электродвигателях, вырабатывающих необходимую для работы мощность, для передачи которой используются редукторы. Таким образом удается увеличить давление на искривленные участки.

Особенности разметки заготовок

Подготовка деталей под сварку включает в себя такой важный этап, как разметка заготовок. Необходимость его выполнения связана с несовпадением размеров профилей с параметрами деталей, которые будут использованы в конструкции. Поэтому профиль необходимо подрезать. А перед этим – разметить, задав необходимые размеры.

Выделяют несколько способов разметки: ручная, оптическая, мерная резка. При ручной разметке используются простые инструменты для измерений – например, линейка или штангенциркуль. Если размечается небольшая партия однотипных заготовок, применяются изготовленные из алюминия или профилируемых листов шаблоны. Ручной способ отличается трудоемкостью и низкой скоростью выполнения работы.

При оптическом способе нанесения разметки применяются разметно-маркировочные машины. Их преимущество заключается в высокой скорости – до 10 метров в минуту. Чтобы разметить заготовку, необходимо запрограммировать аппарат под установленные параметры. Для нанесения разметки в данных устройствах используется пневматический крен.

Технология мерной резки не предполагает нанесение разметки на профили – в этом случае в специальные машины закладывается программа с указанием конфигурации и размеров заготовок. В результате аппарат сразу режет изделие под заданную форму.

Резка металла

Это один из важнейших этапов, который предполагает подготовку металла под сварку, поскольку иначе не получится добиться нужного размера заготовок. Выделяют механическую и термическую резку. При механической резке используются ручные и механические инструменты.

 Процесс термической резки представляет собой плавление металла по предварительно нанесенным отметкам. Этот тип работ также может быть ручным и автоматизированным. Для выполнении операции применяются кислородный резак, дуговая сварка, плазматрон.

Стоит отметить, что термическая резка – это универсальная технология, которая позволяет разрезать изделия в различных направлениях, как прямолинейно, так и криволинейно.

Этапы подготовки кромок

Зачистка изделия

Сварочные работы необходимо проводить на предварительно подготовленных поверхностях – очищенных от механических загрязнений, и химических пленок. Присутствие даже небольших частичек загрязнений может привести к растрескиванию конструкции, пористости, напряжению в металле. В результате сварное соединение утрачивает свои качественные характеристики.

Не стоит забывать об оксидной пленке, которая образуется на поверхности металлов при их контакте с воздухом. Она является жаростойкой, препятствует качественной сварке. Удалить ее можно как болгаркой, так и вручную, щеткой из металла.

На производстве детали зачищаются пескоструйными и дробеструйными аппаратами. Также производится химическая чистка – путем погружения изделий на определенное время в ванну с химическими реагентами. Этот тип очистки в основном используется при подготовке деталей из цветных металлов, а черные, стальные заготовки зачищаются вручную.

Подготовка кромок под сварку

Кромки заготовок, особенно большой толщины, предварительно необходимо зачистить и придать им нужную геометрическую форму. Выделяют плоские, V-образные и Х-образные кромки. Плоские кромки используются при соединении тонких изделий, вторые два вида – при стыковке толстых заготовок.

Подготовка кромок под сварку состоит из обработки ширины зазора, угла разделки, регулировки длины откоса.

При подготовке кромок под сварку труб различной толщины их обработка особенно актуальна – в противном случае металл не провариться.

Для подрезки кромок при подготовке труб к сварке холодным способом используются станки или ручные инструменты. Термический способ предполагает использование горелок – ручных или автоматических.

Холодная подготовка металла к сварке считается более качественной. В этом случае в разы повышается точность сборки конечного изделия. А после термической обработки фаски зачастую нужно довести до правильных размеров и формы, особенно когда осуществляется подготовка труб под сварку.

Сборка изделий под сварку

Сборка под сварку – это заключительный этап подготовки. В этом случае отдельные детали фиксируются, чтобы они после сварки остались в нужном положении.

Зачастую недостаточно просто расположить их рядом или зафиксировать специальным устройством – необходимо выполнить точечную приварку двух деталей. Это обеспечивает надежность конструкции и сохраняет ее форму.

Такую заготовку можно расположить так, чтобы было удобно сделать горизонтальный шов.

Сборка осуществляется после того, как полностью завершена подготовка поверхности металла под сварку. К местам соединения деталей нужно обеспечить свободный доступ. Все заготовки должны быть надежно скреплены, чтобы избежать деформации при сварке.

Особенности подготовки труб к сварке

Подготовка труб к сварке требует ответственного отношения. Так, трубы, изготовленные из низколегированной и углеродистой стали обрабатываются только вручную холодным способом.

Марка стали влияет на глубину снятия металла. При подготовке труб к сварке нужно обязательно проверять толщину стенок: по всей окружности торцов в месте соединения она должна быть одинаковой.

А сами торцы – перпендикулярными.

После того, как изделия подготовлены, можно переходить к сварочным работам. Для этого может использоваться полуавтоматический инвертор. И подготовка к работе сварочного полуавтомата – не менее важный аспект работы. Необходимо выставить силу тока, скорость подачи сварочной проволоки, расход защитного газа.

Таким образом, подготовка металла под сварку – один из важнейших этапов работы. Времени она занимает много, однако при соблюдении всех правил гарантирует высокое качество конечного результата.

Подробнее с подготовкой металла можно ознакомиться на видео:

Источник: https://svarkaed.ru/svarka/obuchenie-svarke/osobennosti-podgotovki-metalla-pod-svarku.html

Технология сварки металлоконструкций

Наиболее известным способом соединения металлических деталей является электросварка. Открыта она была в начале девятнадцатого века В. В. Петровым. Он впервые предложил использовать электрическую дугу для пайки металлов.

Электросварка — один из видов сварки, в процессе которого для расплавления металла используется электрическая дуга. Температура этой дуги достигает 7000 °С, что превышает температуру плавления любого металла.

Описание ручной электросварки

Процесс сваривания металлов между собой достаточно сложный и заниматься им могут только обученные специалисты. В основе процесса лежит действие теплоты электрической дуги. Для электросварки необходимо:

• электрод
• свариваемое изделие (основной металл)
• сварочный трансформатор
• источник электропитания

К свариваемому металлу и электроду подводится электроэнергия от сварочного трансформатора. Под действием температуры электрической дуги основной металл и электрод расплавляются, образую сварочную ванну. Некоторое время она находится в жидком состоянии.

Металл электрода смешивается с основным, а образующийся при этом шлак всплывает на поверхность, что создает защитную плёнку. После затвердения металла образуется сварной шов.

Для поддержания электрической дуги необходима значительная энергия, которую получают от источников постоянного либо переменного тока.

По степени механизации процесса электросварка разделяется на:

• ручную дуговую
• полуавтоматическую дуговую
• автоматическую

Зависит этот параметр от того, как выполнено зажигание и как поддерживается длина дуги, а также каким образом производятся манипуляции электродом для придания шву необходимой формы. В данной статье рассмотрим ручную дуговую электросварку. Все операции при данном методе выполняются специалистом вручную (без применения механизмов).

Разновидности инверторов

Инвертор— приспособление для электросварки, значительно упрощающее работу с металлом. Это современный вид трансформаторов. С появлением инверторов стало возможным выполнять соединения, для которых раньше потребовались бы громоздкие и сложные агрегаты.

Электроэнергия, необходимая для его работы направляется исключительно на поддержание дуги. Так как инвертор является электронным сварочным аппаратом, то основная нагрузка приходится на электрическую сеть (напряжением от 220 до 380 Вт).

Принцип его работы в сдвиге фазы напряжения и увеличении сдвига тока и частоты. Сначала инвертор изменяет переменный ток на постоянный, потом он делает из него вновь переменный, но уже с уменьшенным напряжением и увеличенной силой тока и частотой.

Как же выбрать инвертор начинающему электросварщику?

Хороший инвертор отличает наличие вентилятора. Конечно, это помогает охлаждать прибор и защищает от перегрева. Но минусом является прилипание пыли. Так что не стоит покупать инверторы с самыми мощными вентиляторами. Они будут накапливать большое количество пыли внутри. В любом случае необходимо иногда очищать инвертор.

Так как принцип работы устройства основан на преобразовании электрического тока и удерживании его в нужном диапазоне, то важным показателем при выборе будет встроенный элемент, защищающий от скачков напряжения. Оптимальным будет уровень защиты 10-15%.

Также стоит обратить внимание на температурный диапазон использования. Если планируется только бытовая эксплуатация, то нет смысла переплачивать за европейский стандарт EN 60974-1, позволяющий эксплуатацию при температуре от -150 до +150°С.

Обычный инвертор будет приспособлен для работы в пределах от 0 до +30°С.

Также внимание при выборе инвертора стоит обратить на диапазон напряжения. Он должен быть не слишком большой. Лучший вариант, если указано, что аппарат будет работать при 220 — 230 В. Если нижняя граница меньше, то это свидетельствует о малой производительности при низком напряжении.

Какие бывают типы электродов

Электродом для сварки называется металлический или неметаллический стержень, подводящий ток к свариваемому изделию. Существует более двухсот марок, половина из которых предназначена для расплавки при ручном дуговом сваривании.

Электроды бывают металлические и неметаллические (всегда неплавящиеся). Металлические подразделяются на:

• неплавящиеся (из тугоплавких металлов типа вольфрама)
• плавящиеся (из сварочной проволоки).

В соответствии с ГОСТ, электроды плавящиеся для ручной дуговой сварки классифицируются по многим показателям, таким как:

• наиболее распространенная класификация сварочных электродов — по назначению (для сварки низколегированных и углеродистых сталей (обозначаются буквой У), для легированных конструкционных сталей (буква Л), для легированных теплоустойчивых сталей (Т), для высоколегированных сталей (В), для наплавки поверхностных слоёв с особенными свойствами (Н))
• по толщине покрытия (тонкое, среднее, толстое, особо-толстое)
• по типу покрытия (кислое, основное, целлюлозное, рутиловое, смешанное и прочие виды)
• по допустимому положению сварки
• по полярности и роду сварочного тока

На вопрос «какие электроды лучше» ответ один :

Следует помнить, что не бывает универсальных электродов. Их необходимо подбирать каждый раз, исходя из материалов и конкретных условий работы!

Марки электродов можно посмотреть тут. Маркировки электродов написаны на упаковочной коробке.

Как правильно сваривать металлические конструкции сваркой

Перед началом работ свариваемый участок очищается шкуркой либо болгаркой. Далее нужно хорошо закрепить заготовку (привариваемую деталь).

Приступая к работе, первым делом необходимо подобрать электроды и установить силу тока. Диаметр электродов обычно 3,2 — 4 мм. Нужно замерить толщину заготовки. Для сварки заготовки из тонкого металла толщиной до 3 мм применяется электрод 3,2 мм и сила тока 90 А. Если заготовка от 3 до 4 мм, берется электрод 4 мм и устанавливается сила тока 120 А.

Начало сварочных работ — это формирование дуги между электродом и поверхностью привариваемой детали. Для этого держателем проводят по поверхности заготовки под углом около 60 градусов до появления характерных искр. После чего, электрод поднимается над поверхностью на 5 мм.

В месте между электродом и свариваемой деталью должна образоваться электрическая дуга. Она должна поддерживаться на протяжении всего процесса и не изменяться в размерах.

В процессе работ плавящийся электрод с покрытием под действием электрической дуги сам плавиться, таким образом расстояние между концом электрода и поверхностью заготовки увеличивается, сварочный ток падает и дуга пропадает.

Чтобы дуга не пропадала, электрод нужно постоянно подводить с равной скоростью в зону плавки, при этом нельзя уменьшать 5мм зазор между электродом и свариваемой поверхностью.

При формировании правильного шва, электрод нужно направлять под углом 70-80 градусов к поверхности изделия в направлении сварочной линии и строго под углом 90 градусов в направлении от неё.

Достоинства и недостатки электросварки, альтернативы

Рассмотрим явные преимущества ручной дуговой электросварки:

• сваривание во всех положениях пространства
• возможность сваривания в местах с ограниченным доступом
• относительно быстрая смена свариваемых материалов
• благодаря широкому выбору электродов, возможно сваривание различных сталей
• простота технологии.

Однако, у такого вида работ есть и недостатки:

• вредные условия при процессе
• качество швов сильно зависит от квалификации работника
• низкая производительность

Альтернативой электросварке может служить ковка. Однако, это кропотливый процесс, требующий большого мастерства. Также используют разъёмные соединения (болты, шурупы). Если необходимо соединить металл, а сварка невозможна, то прибегают к заклёпочному соединению. Оно также является неразъёмным.

Для соединения разнородных металлов используют газовые паяльные лампы.

Метод пайки пламенем отличается от сварки тем, что при нём основной металл не расплавляется, а только нагревается до очень высокой температуры.

Это даёт определённые плюсы: возможность многократного разъединения материалов без нарушения их свойств. Также плюсом будет то, что можно соединять более мелкие детали, чем при сварке.

Эффект коробления при сварке

В результате неравномерного прогревания, охлаждения и усадки металла при сваривании в нём возникают напряжения. Эти напряжения могут приводить к деформациям и снижениям прочностных характеристик шва.

Для уменьшения такого эффекта в процессе сваривания под место предполагаемого шва подкладывают медную пластину. Она служит для отвода чрезмерного тепла.

Чтобы уменьшить эффект коробления металла после сваривания еще применяют метод, когда сваривают участки таким образом, чтобы деформации были примерно равны по величине но противоположны по направлению.

Мероприятия для уменьшения деформаций при сварке:

• рационализация сварного узла
• припуск на усадку по форме и размерам изделия
• рационализация сборки и подготовки к сварке
• правильный выбор способа сваривания
• подогрев изделия на всех стадиях работы
• проковка зоны сварного шва
• механическая правка
• термическая правка
• общая термическая обработка

Высокая эффективность в борьбе с коррозиями достигается путём отпуска стальных изделий (вид специальной термической обработки стали).

Итак, мы убедились, что ручная дуговая сварка — эффективный и очень популярный метод соединения металлических деталей. Зная все нюансы выбора инвертора и электрода, вы сможете реализовать любой сварной шов. Конечно, нужна практика и профессионализм для того, чтобы выполнить его качественно.

Источник: http://www.m-deer.ru/samodelkin/tehnologiya-ruchnoj-elektrosvarki-metallov.html

Изучаем технологию сварки металлоконструкций

Для соединения металлоконструкций различной степени сложности уже давно широко используется сварка. Её успешно применяют как любители, так и профессионалы своего дела. И те и другие, при наличии нужного опыта, делают это достаточно успешно в бытовых условиях и в масштабах крупного производства.

Сварка крупных металлоконструкций на сегодняшний день стала более эффективной. Это происходит из-за постоянного прогресса и усовершенствования методов сварки и самих сварочных аппаратов. Соединение конструкций из металла имеет свои особенности и наиболее действующие методы, о которых и пойдёт речь в данной статье.

Принципы и особенности

Процесс соединения конструкций подразумевает не только соединение изделий из металла, но и возможность работать с другими материалами, например, пластмассой.

Сама сварка нужна для того, чтобы расплавить соединяемые части деталей, что позволит надёжно скрепить их между собой (перед сваркой для сборки используют кондуктор – инструмент который позволяет закрепить свариваемые детали между собой) и приступить к следующему этапу.

Но самая ответственная работа, происходит при сборке металлоконструкций под сварку. От неё будет зависеть надёжность и долговечность проекта. Если сварщиком упущена из виду малейшая деталь, пострадать может вся структура соединений.

Для этого нужно иметь соответствующий опыт и навыки работы с кондуктором.

Правильный подход к сборке конструкции

Существует некий алгоритм действий и правила, которые ведут к успешной сборке и высокой надёжности готовой конструкции, рассмотрим это в деталях:

1. Перед скреплением деталей кондуктором и при более простых соединениях без его участия, нужно допускать вероятность смещения элементов, для этого нужно предоставить деталям требуемое пространство для отклонения от нормы;
2. Все детали для сварки должны быть строго на своих местах. Когда заготовки поступили на стапель, они должны быть строго подготовлены к последнему этапу соединения согласно карте сварки;
3. Чтобы не нарушить функциональные возможности конструкции, стоит правильно подобрать все её составляющие, детали должны соответствовать по виду и размеру тем, которые указаны в проекте;
4. Нужно обратить внимание на размеры зазоров. Они не должны отклоняться от допустимой нормы, так как превышенная их величина приведёт к нарушениям прочности системы, а если их не сделать вовсе, к поломке движимых частей;
5. Нужно взять под строгий контроль углы конструкции, для этого используются специальные инструменты и кондуктор. Крайне важно, чтобы каждый угол между плоскостями был прямым, но только там, где это предусмотрено проектом. В противном случае механизм может быть нарушен и прийти в негодность за счет перекоса или завала всей системы соединений.

Всех этих правил нужно придерживаться в процессе сборки и поступления деталей на стапель, а не начинать проверку на их наличие перед сваркой металлоконструкций.

Это крайне важно учитывать при автоматической сварке, так как откорректировать недостатки уже не получится.

В целом роботизированная сварка будет более приемлемой и надёжной в этом случае, так как отсутствует влияние человеческого фактора, это позволит уберечь конструкцию от многих погрешностей.

Технология профессиональной сварки металлоконструкций

Сварка металлоконструкций, как и любой другой её вид, имеет свои нюансы. Они четко проявляются в сравнении соединений на любительском уровне и в масштабах глобального производства конструкций из металла, которые собираются на больших стапелях. Нужно понимать от чего зависит качество профессиональной работы и как им воспользоваться в своих целях. Весь процесс регулируют такие положения:

• для умения правильно формировать швы, существует соответственный раздел, с которым стоит ознакомиться. Это напрямую влияет на качество соединений, а их количество на сложность конструкции;
• ГОСТ 27772-88, а также СНИП II 23-81, эта часть рассказывает о деталях. Здесь каждый сможет ознакомиться с возможностью в тех или иных ситуациях использовать разные материалы для сварки, и понять в каких случаях их применение будет целесообразным;
• классификация сварки подразумевает раздел сварочных работ на те, что под силу любителю с базовыми знаниями и те, с которыми справится только профессионал. Вся подробная информация хранится в документе Минтопэнерго РФ РД 15.132-96.
• раздел о контроле сварочных работ, с которым также стоит обязательно ознакомиться.

Все требования будут относиться к сварщику с повышенным уровнем умений.

Но если есть желание развить свои способности, ознакомится с подобной информацией, не будет лишним, это позволит расширить своё понимание процесса сварки и сборки конструкций.

Также документы объяснят, какой металл подойдет в том или ином случае, и дадут понять, кто сможет выполнить требуемые виды соединений. Не стоит забывать и о контроле сварки.

Стандартная схема соединения металлоконструкций

Этот способ предполагает использование проверенных временем два источника сварки, пламя газа и дуга (электрическая). И в том, и в другом случае существует три метода для накладки швов:

1. Автоматический;
2. Полуавтомат;
3. Ручной.

Первый способ имеет такое название из-за отсутствия человеческого вмешательства в процесс сварки. Аппарат стоит лишь настроить на правильный режим работы, учитывая вид проводимых работ.

При покупке такого устройства, нужно четко понимать, для чего он будет использоваться чаще всего, все они имеют свои особенности и механизм работы. Всё это подробно описывается в инструкции к агрегату.

Целесообразнее использовать его в массовом производстве, его полезность проявится в экономии на стоимости работ при большом объеме сварочных соединений.

В случае с ручным методом, все действия осуществляются самостоятельно сварщиком. К ним относят контроль подачи электрода и формирование соединения.

При этом чаще используется обыкновенная сварка под флюсом, электродуговая сварка или пайка с использованием газосварочного устройства.

Этот способ популярен при соединениях в бытовых целях, при работе с крупным производством его использование будет неуместным и затратным.

Инновационное развитие в сфере сварочных технологий

Со временем методы работы совершенствовались и вносили такие инновационные способы работы, как с использованием лазера, ультразвука, теплового эффекта и т. д. Такие новшества помогают специалисту облегчить и ускорить процесс сборки деталей конструкции на стапели с дальнейшим их соединением.

Особой популярностью пользуются такие технологии, как:

• электронно-лучевая;
• термитная;
• плазменная.

Любая из них имеет свои недостатки, принципы работы и особенности, с которыми нужно ознакомиться до начала их использования.

Лучевая предусматривает работу с глубоким швом, до 20 см. Но только при определённом соотношении ширины соединения и глубины погружения лазера – 20 к 1. Всё это происходит в вакуумной среде. Поэтому эта технология практически не используется в домашних условиях, а наоборот только в сферах узкопрофильного производства.

Термитную используют в случаях нанесения специальной смеси на контуры шва соединяемых деталей. Это происходит в процессе горения. Эту технологию часто используют при сварке ответственных металлоконструкций. Когда конструкция уже готова, термитная сварка используется для устранения различного рода брака, трещин и дефектов при помощи наплавки металла.

Преимущества

Подводя итоги темы, хотелось бы до конца разобраться в том, чем же так полезны все эти способы и методики:

1. Используя все советы можно с легкостью подобрать оборудование для домашнего и более профессионального использования. На сегодняшний день оно является доступным для каждого как по цене, так и по своей простоте использования;
2. При правильном подборе модели сварочного агрегата, он не только быстро окупится, но и позволит сэкономить денежные средства;
3. Всегда есть возможность работать с различного рода материалами, сталью, алюминием и т. д.;
4. Отсутствуют проблемы с соединением мелких деталей;
5. Нет ограничения по толщине металла, которое будет препятствовать соединению или разрезке материала;
6. Экономить рабочий материал можно при помощи только двух рабочих элементов. В результате спайка вернёт надёжность детали в её первоначальное состояние;
7. Различные аппараты позволяют быстро приступить к работе, исправить поломки деталей и вернуть поверхность в её исходное состояние;
8. В процессе работы, можно легко держать под контролем форму изделия, а также при необходимости внести требуемые изменения;
9. Ни один способ соединения не имеет возможности похвастаться таким высоким уровнем герметичности стыков.

Вывод

Всегда стоит помнить, что успешной, работа будет лишь тогда, когда выполняются все рекомендации и правила по работе со сваркой и сварочными аппаратами. Также нужно учитывать вид требуемого соединения, материала, разновидности конструкций, а также их соединений. Это напрямую будет влиять на качество шва и на функциональные возможности металлических конструкций.

Если пренебрегать всеми правилами и советами, швы могут приходить в негодное состояние, а именно лопаться, расходится или трескаться. Из всего вышесказанного стоит сделать вывод о том, что не стоит браться за работу, не зная о чем идёт речь, для начала нужно хорошо разбираться в теории и попрактиковаться на соединениях с начальным уровнем сложности.

Сергей Одинцов

Источник: https://electrod.biz/varim/tehnologiya-svarki-metallokonstruktsiy.html

Монтаж и сварка металлоконструкций

Главная » Статьи » Монтаж и сварка металлоконструкций

Одним из наиболее часто применяемых в производстве массовых и мелкосерийных изделий способов соединения деталей является сварка. С ее помощью можно собрать практически любое сопряжение элементов – тавровое, угловое, торцевое и нахлесточное. С течением времени технологические приемы, при помощи которых осуществляется сварка металлоконструкций, улучшаются, становясь более эффективными.

Классические способы сварки

Стандартные способы сварки металлических элементов подразумевают под собой использование двух основных источников энергии: газового пламени либо электрической дуги.

Газовая и дуговая сварка может быть автоматической, полуавтоматической и полностью ручной. Последний вариант подразумевает формирование сварочного шва только собственными руками мастера. Помимо этого, ручная дуговая (РД) сварка металлоконструкций включает в себя и ручное управление процессами подачи электрода, или присадочной проволоки, и самим процессом сваривания деталей.

Ручной режим наиболее эффективен только в бытовых условиях. При его использовании применяют в основном технологии сварки под флюсом, пайки газосварочным аппаратом или классический способ электродуговой сварки.

В основе первого варианта – автоматической сварки – лежит процесс наложения на участок шва без прямого участия человека. Всей работой занимается специальный механизм, который предварительно настраивается.

Естественно, что у данного агрегата спектр функций весьма ограничен, однако это значительно снижает стоимость готовых изделий, благодаря чему в крупносерийном производстве она становится весьма популярной.

Полуавтоматический режим подразумевает наложение сварочного шва мастером, однако электроды либо проволока в зону работы подаются автоматически, что значительно увеличивает производительность работ на участке.

В таком режиме используется практически любая технология сварки металлоконструкций, применяющая неплавкие электроды, газовые флюсы и автоматизированную подачу в зону нагрева присадочной проволоки. В быту и мелкосерийном производстве полуавтоматическая сварка металлоконструкций является наиболее выгодным и эффективным вариантом технического процесса.

Технологические новинки

В современной сварке для соединения металлических деталей применяют не только пламя перегретого газа и электрическую дугу, но и тепловой эффект трения, лазерную энергию, ультразвук и даже силу пучков электронов.

Проще говоря, сама технология сварки постоянно совершенствуется. Достаточно регулярно изобретаются новые способы реализации данного технического процесса. К числу таких новинок можно отнести следующие виды сварки – плазменную, термитную и электронно-лучевую.

Посредством термитной технологии осуществляется сварка ответственных металлоконструкций, составляющие которых по шву расплавляются во время горения специальной смеси, вводимой в место соединения. Термит также используется для устранения дефектов и трещин в уже готовых металлоконструкциях путем «наплыва» металла.

Плазменная сварка осуществляется в условиях пропускания через два электрода ионизированного газа. Последний выступает в качестве электрической дуги, но при этом эффективность ее значительно выше. Перегретый газ используют не только для сварки металла, но и для его резки, благодаря чему вокруг плазменного генератора можно создать автоматическую и многофункциональную сварочную систему.

При помощи электронно-лучевых технологий производят сварку глубоких швов до 20 сантиметров, при этом ширина такого шва не будет превышать одного сантиметра. Единственным минусом такого генератора является то, что работать с ним можно только в полном вакууме. Соответственно, подобную технологию используют только в узкоспециализированных областях.

Для сборки небольших по размеру металлоконструкций эффективнее всего использовать газовую либо электродуговую ручную сварку. Полуавтоматический аппарат окупается при осуществлении работ с мелкосерийными объектами. Современные технологии сварки, соответственно, применяются только в серийном производстве.

Сварка металлоконструкций: особенности

Технология сварки применяется не только при работе с металлом, но и с различными полимерами. Весь процесс представляет собой нагрев и деформацию поверхностей, которые затем соединяются в одно целое.

Все сварочные работы состоят из двух основных этапов: сборки и соединения.

Самым трудоемким и сложным является первый этап. Надежность и прочность конструкции во многом зависит от соблюдения всех требований. Больше половины всего времени приходится именно на сборку составляющих.

Обеспечение правильной сборки металлоконструкций

Высокое качество, прочность и надежность конечного результата обеспечивается соблюдением определенных требований.

• При выборе деталей необходимо строго придерживаться заложенных в проекте размеров.
• Зазоры должны быть определенного размера – при их увеличении прочность готового изделия значительно снизится.
• Углы измеряются и контролируются при помощи специальных инструментов. Важно, чтобы они полностью соответствовали указанным в проекте, иначе появится риск обрушения всей конструкции.

Преимущества сварки

Помимо того, что сварка металлоконструкций значительно экономит время проведения всех работ, а шов получается качественным, процесс обладает и другими характеристиками:

• Масса готовой спайки не изменяется, поскольку используются только две основных детали, что позволяет сэкономить материал.
• Отсутствие ограничений по толщине металла.
• Возможность контроля и корректировки форм металлоконструкций.
• Доступность сварочного оборудования.
• Возможность применять сварку для ремонта и реконструкции.
• Высокая герметичность и прочность стыков.

Дополнительные моменты

Для того чтобы полученная конструкция была качественной и надежной, необходимо соблюдать все технологические требования.

Правильно подобранные материалы, комплектующие и оборудование позволяют получить швы высокого качества. В противном случае готовая конструкция не только теряет товарный вид, но и свои эксплуатационные характеристики.

Дефекты сварочных швов

Для получения точных размеров и упрощения работы при создании металлоконструкции применяют кондуктор. Несмотря на это, РД сварка металлоконструкций, кранов может обернуться во время процесса определенными дефектами – наплывами, трещинами, прожогами, пористостью, пережогами, подрезами и прочими.

Причины появления дефектов

Наплывы формируются на металлоконструкциях в результате натекания расплавленного металла. Чаще всего такой дефект характерен для проведения работ по созданию горизонтальных швов. Удаляют их молотком, после чего проверяют изделие на наличие непроваров.

Причинами появления прожога может быть некачественная обработка кромок конструкций, увеличение зазора, низкая скорость проведения работ и малая мощность пламени. Устраняют его путем вырубки и заварки шва.

Самым опасным видом дефекта считается непровар, поскольку он отрицательно сказывается на надежности и прочности сварочного шва. Такие участки устраняются полностью, металлоконструкции зачищаются и заново завариваются.

fb.ru

Современная технология сварки металлоконструкций

• Дата: 14-05-2015

Источник: http://www.samsvar.ru/stati/montazh-i-svarka-metallokonstrukcij.html