Вертикальная сварка электродом снизу вверх

Как варить вертикальный шов электросваркой: правильная сварка инвертором для начинающих

В статье расскажем о том, как правильно варить вертикальный сварочный шов электродом и электродуговой сваркой, какие проблемы встречаются в работе и как с ними справляться.

Сваривание вертикала

Сварщики часто сталкиваются с ситуацией, когда сварное соединение нужно проводить в разных плоскостях, это случается с потолочными конструкциями и боковыми. Иногда это детали, расположенные под углом, в остальных случаях они прямые, но имеют неудобный доступ – на потолке. Основная сложность в том, что на расплавленный металл действует сила притяжения, поэтому может получиться некрасивый, а главное, нефункциональный подтек.

Общие определения

Есть несколько типов шва в зависимости от того, где они располагаются. По направлению:

• вертикальный;
• горизонтальный.

• нижний;
• верхний;.
• боковой.

Самый простой проходит по горизонту и находится внизу, на рабочем столе. Тогда очень просто следить за образуемой сварной ванной, а само наплавление ложиться аккуратно и последовательно, вне зависимости от того, как движется электрод.

Виды соединений

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

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

Расскажем подробнее. Или можно посмотреть этот видеоурок:

Встык

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

Внахлест

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

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

Как сваривать вертикальный шов при тавровом или угловом соединении

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

Способы сварки вертикальных швов

Сварные швы классифицируют по множеству параметров. Главными характеризующими признаками являются тип соединения и положение в пространстве. По типу соединения их делят на стыковые и угловые.

Располагаться в пространстве они могут строго горизонтально (нижние), вертикально или под углом к горизонту. Сварка нижнего шва самая простая. В этом режиме легче всего контролировать состояние сварочной ванны, а значит и качество соединения.

При выполнении прочих швов, в том числе вертикальных, требуется определенный навык и необходимо знать методы сваривания металлов и их сплавов в том или ином положении.

Электрошлаковый метод

Электрошлаковой сваркой можно варить детали практически любой толщины. Соединение происходит за один проход, независимо от толщины металла. Это ее функциональная особенность.

Причем сварка вертикальных швов при этом способе получается лучше всего опять-таки из-за принципа используемого метода. Благодаря однопроходной сварке происходит экономия электроэнергии и расходных материалов, производительность увеличивается на порядок. Сварка вертикальных стыков резервуаров получается высокого качества.

При электрошлаковой сварке, в области между кромками стыков заготовок и медными пластинами, возникает ванна из жидкого шлака. Процесс сваривания можно описать так:

• после погружения в шлаковую ванну электрода, сварочный ток проходит через нее и нагревает до такой температуры, что начинают плавиться кромки деталей и сам электрод;
• расплав образует сварочную ванну, после остывания которой происходит кристаллизация и образование сварного соединения;
• по мере остывания шва электрод с медными пластинами, образующими замкнутую область сварочной ванны, поднимается.

Так, за один проход производят вертикальную сварку швов любой толщины. Жидкий шлак, как более легкий компонент все время находится сверху, защищая шов от воздействия атмосферного кислорода. После завершения процесса сваривания, остывший шлак постукивают молотком и удаляют.

Электродуговой метод

Перед началом любой сварки необходимо подготовить соединяемые области. В зависимости от толщины металла, типа соединения, производится его подготовка, разделываются кромки деталей в соответствии с требованиями стандартов.

Затем с помощью специальных фиксаторов или других приспособлений их закрепляют. Для предотвращения температурных деформаций, детали через определенное расстояние приваривают друг к другу поперечными швами, так называемыми прихватками.

Они обеспечивают надежную фиксацию изделий относительно друг друга.

При сваривании дуговой электросваркой вертикальных стыков изделий, расплавленный металл под действием гравитации перемещается вниз. Переход жидкого сплава электрода в сварочную ванну происходит капельным путем.

Чтобы капли не отрывались, а перетекали плавно, применяют короткую электрическую дугу. Иногда, удается даже касаться концом электрода свариваемого изделия, чтобы предотвратить его прилипание к заготовке.

Вертикальный шов варится двумя способами: сверху-вниз или снизу-вверх.

Снизу-вверх

При технологии «снизу-вверх» первоначально сварочная ванна находится внизу. Расплавленный металл поступает в нее сверху. Чтобы жидкий металл не проливался, сварочный электрод устанавливается под углом к плоскости вертикального сварного шва.

Его плавящийся конец находится выше другого конца, закрепленного в держателе. Таким образом, он как бы поддерживает сварочную ванну, не дает расплескаться металлу.

Нижние слои будут кристаллизироваться, и становиться своеобразной подставкой для новой ванны. Так осуществляется ручной дуговой способ создания вертикального шва.

При любом способе необходимо поддерживать сварочный ток таким, чтобы кристаллизация ванны происходила быстрее, чем плавление электрода и кромок. Это достигается за счет короткой дуги и образования малых капель жидкого металла.

Сверху вниз

При сваривании вертикальных стыков методом сверху вниз электрод так же располагается концом вверх. Край сварочной ванны поддерживается электрической дугой и электродом.

Задача заключается в опережающем расплавлении нижнего края ванны с одновременным ее удержанием. Верхний край должен успевать кристаллизоваться из-за отсутствия поступления теплоты от расплавленного электрода.

Если расплескивание все же происходит, то нужно увеличить сварочный ток и увеличить скорость перемещения электрода вниз. Желательно также увеличить ширину шва.

Вертикальный сварочный шов инвертором получается лучше, чем при использовании обычного аппарата. Это связано с более стабильной сварочной дугой.

Применение полуавтомата

Сварку вертикальных швов полуавтоматом или инверторным аппаратом ведут, используя несколько сварочных технологий. Выбор способа зависит от толщины стенок изделий, зазора между стыками, формы кромок.

Треугольная траектория

Технология сварки «треугольником» используется, если необходимо соединить изделия толщиной до 2 мм. При этом способе требуется наибольшее притупление кромок.

Технология может применяться при сварке углового шва в вертикальном положении или резервуаров. Сварка ведется снизу вверх, поэтому расплавленный металл располагается поверх остывшего сплава.

Стекающий шлак не препятствует проплавлению кромок, так как стекает уже по отвердевшему металлу. Сначала формируют полочку в нижней части стыка. Перемещая электрод к одному из краев, производят расплавление кромок и заполнение сварочной ванны.

Затем электрод перемещается к другому краю, и процесс повторяется. Форма ванны при этом выглядит как треугольник, отсюда и название технологии. Рекомендуемая толщина электрода составляет 3 мм при сварочном токе 80-100 ампер.

Траектория в виде елки и лесенки

При сварке изделий имеющих зазор 2-3 мм помогает технология «елочка». В данном способе приходится применять сложные движения концом электрода.

Процесс сварки вертикального шва начинается от одной из кромок, из глубины зазора.

Из толщи металла электрод как бы вытягивается, при этом наплавляя металл на плоскость кромки. Затем он опять возвращается вглубь будущего шва, и наплавка производится по другой стороне зазора.

Постепенно вертикальная щель заполняется, образуя прочное соединение. Процесс повторяют до тех пор, пока расплавленным металлом не заполнится весь зазор. Главная задача заключается в недопущении образования чрезмерного проплавления кромок и появления подтеков металла.

Технология «лестница» используется для сваривания вертикальных швов с наибольшими зазорами, когда кромки вовсе не притуплялись. Электрод движется от одной соединяемой кромки к другой, поднимаясь на минимальное расстояние вверх.

Движения зигзагообразные, при этом на кромках происходит краткая остановка для проплавления металла. Технология позволяет сваривать изделия толщиной до четырех миллиметров.

Как варить вертикальный шов

В процессе сварки металлов нередко сталкиваешься с ситуациями, когда необходимо соединить две заготовки, расположенные в разных плоскостях. Это усложняет сам процесс, потому что стык двух деталей располагается или под углом, или вертикально, или в потолочной плоскости. Сварка вертикальных швов (потолочных и наклонных) – дело непростое. Оно связано с тем, что даже расплавленный металл, расположенный между двумя металлическими заготовками, подвержен закону всемирного тяготения, то есть, его тянет все время вниз. Отсюда и трудности сварки.

Поэтому существует два важных принципа сварки вертикальных швов:

1. Расплавленный металл в зоне сварки должен кристаллизоваться быстрее, чем при обычной нижней позиции. А это будет возможно, если капли расплавленного металла будут небольших размеров. Этого добиться можно лишь уменьшением длины дуги, причем, выполняя сварку инвертором или полуавтоматом, необходимо электрод перемещать вглубь и наружу короткими и быстрыми движениями. Движение держака будет похоже на постукивание электродом по свариваемой поверхности.
2. Сварка вертикального шва переменным током производится снизу вверх. Заполняя кратер шва, производится его наполнение снизу. Таким образом, металл, расположенный внизу, будет выполнять функции своеобразной подставки для металла, который заполняет сварочную ванну выше.

Правда, не всегда технология снизу вверх применима для сварки вертикального шва. Встречается немало ситуаций, когда приходится варить шов и сверху вниз. Чтобы капли расплавленного металла не стекли, необходимо придерживаться некоторых условий сварки.

• Дуга должна быть короткой.
• Электрод в начале пождига должен располагаться перпендикулярно плоскости соединения двух заготовок.
• При варке он наклоняется вниз со стороны держака, то есть, сам электрод должен располагаться под острым углом по отношению к сварочному шву. При этом дугой он должен поддерживать металлические капли, чтобы они не стекали вниз.
• Если стекание остановить не удается, то необходимо увеличить силу тока и увеличить перемещение электрода вниз. Рекомендуется также увеличить ширину сварочного шва, за счет перемещения расходника из стороны в сторону.

Эта технология соединения свариваемых заготовок вертикальным швом намного легче, чем снизу вверх. Но качество шва намного хуже.

Как правильно варить вертикальный шов

Перед тем как варить вертикальный шов электросваркой полуавтоматом или инвертором, необходимо выбрать технологию сварки. Это зависит от толщины свариваемых заготовок, от расстояния между их кромками, а также от формы притупления кромок.

1. Технология сварки треугольником. Ее обычно используют, если соединяются детали толщиною не более 2 мм. При этом используется максимальное притупление кромок. В основе этой технологии лежит принцип сварки снизу вверх, при этом жидкий металл располагается сверху застывающего. Он постепенно стекает вниз, закрывая собой кристаллизующийся металлический шовный валик. При этом стекающийся вниз шлак не мешает проплавлению металла кромок, потому что он перемещается по уже затвердевшей ванне. По сути, ванна получается под определенным углом, это и есть основа технологии треугольником. Потому что по внешнему виду сварная ванна похожа на эту фигуру. Здесь важно правильно двигать электрод, чтобы полностью заполнить стык. Поэтому сначала набирается в нижней позиции зазора полочка, после чего электрод перемещается, к примеру, к левой кромке, где производится заполнение, затем к правой. Таким образом, и заполняется шов. Для этой технологии дуговой сварки лучше использовать электрод диаметром 3 мм, ток 80-100 ампер.
2. Елочка. Этот вид сварки вертикальных швов оптимально подходит для зазоров между заготовками в 2-3 мм. Здесь используются достаточно сложные перемещения электродом. Сварку надо начинать от плоскости одной из кромок. То есть, по стенке кромки от глубины на себя надо электродом наплавить металл во всю толщину заготовки. Затем, не останавливаясь, нужно спустить электрод до самой глубины зазора. Здесь задержаться, чтобы произошла проплавка, после чего сделать все те же манипуляции по другой кромке. И таким образом, продолжать снизу вверх, до самого верха сварочного шва. Этим достигается равномерное распределение расплавленного металла в пространстве зазора. Самое важное – не допускать образования подрезов кромок и подтеков металла.
3. Лестница. Этот способ сварки вертикальных швов используется при максимальном зазоре между соединяемыми металлическими заготовками и при минимальном притуплении кромок (или полном отсутствии притупления). Сам сварочный процесс – это переход от одной кромки к другой при минимальном подъеме электрода. То есть, сварка ведется зигзагообразным движением от кромки к кромке снизу вверх. При этом электрод длительно останавливается на кромках, а переход должен, наоборот, производиться быстро. При такой технологии валик будет иметь небольшое сечение, поэтому сварщики его называют «легким».

Все технологии могут производиться инвертором или полуавтоматом. Сваривать можно детали толщиною до 4 мм.

Зажигание дуги

Для качества сварки вертикальных швов очень важно правильно зажигать дугу. И неважно, варите вы инвертором, трансформатором или полуавтоматом. Если электрод закончился, то его нужно быстро поменять, потому что задержка – это снижение температуры в ванне.

Но даже в этом случае начинать поджиг надо с самой верхней точки кратера. Кстати, это может быть центр кратера или сбоку, все зависит от того, где сварка была до этого закончена. Первый проход в глубину надо делать быстро. Именно таким образом можно избежать зашлакованности зазора. Потому что дуга еще нестабильна, а температура ванны не на необходимом уровне. После поднятия электрода, нужно задержаться на проплавке точки начала сварки, где дуга стабилизируется, а ванна наберет необходимую температуру. После этого можно спускаться вглубь зазора.

Варить вертикальный шов достаточно сложно. Не зря столько вариантов предлагается. Начинающим сварщикам придется потратить немало времени, чтобы научиться этому. Поэтому предлагаем посмотреть видео – как правильно варить электросваркой вертикальный шов.

Как варить вертикальный шов инвертором: правила, технология, алгоритм

При изучении сварочного аппарата новичку может казаться, что теперь он легко может варить вертикальный шов инвертором. Но на практике все может показаться намного печальнее: с изнанки изделие получается деформированным, а не настроив правильно силу тока – и вовсе тонкий металл трескается.

Не стоит огорчаться раньше времени и бросать это полезное занятие. Наши советы помогут научиться варить вертикальный шов дуговой сваркой.

Вертикальная сварка

В случаях, когда требуется скрепить между собой две металлические заготовки в разных плоскостях, применяется метод вертикальной сварки. Способ сложен своими отличиями от обычных, поэтому некоторые технологические методы в нем не работают. Это происходит, так как в подобном положении возникают сложности из-за сползания деталей вниз под воздействием силы тяготения. Поэтому сварщику требуется приложить максимум технических умений, основанных на правильных знаниях.

Для начала новичку необходимо освоить правила обращения со сварочным аппаратом, который будет обеспечивать легкий поджог дуги и стабильное ее горение. Основные правила:

1. Полуавтоматная сварка. Таким методом достигается хорошее качество. Если правильно настроить аппарат, он получится ровный и без обрывов. Неудобством для некоторых считается необходимость использования баллонов газа.
2. Способ электрошлаковый. Такая сварка происходит путем нагревания зоны плавления шлаковой ванной. Этим методом есть возможность сваривать металл любой толщины.
3. Электрический, сейчас самый удобный аппарат. Научившись обращаться с ним, варить вертикальный шов таким инвертором для начинающих будет легко.

Каждый из данных путей осуществления вертикальной сварки хорош. Однако, чтобы добиться результата, потребуется учитывать еще много требований.

Условия для качественного вертикального шва

Чтобы шов получился правильным, он должен:

• быть высокопрочным;
• выполнен качественно;
• выглядеть эстетично.

Самыми распространенными ошибками являются:

1. Неправильное нахождение стержня в процессе работы. Он в обязательном порядке должен находится перпендикулярно, иначе образуется угол, и дуга станет непостоянной.
2. В случаях, когда сварщику требуется варить вертикальный шов дуговой сваркой, не соблюдается размер длины дуги. Когда она слишком длинная, образовываться подтеки.
3. Наклон стержня для снижения количества подтеков. Таким образом нарушается весь технологический процесс.

Рекомендуется не забывать выполнять такие полезные рекомендации:

• нужно подготовить свое изделие: зашкурить, удалить с него грязь, избавиться от остатков масла, ржавчины или краски;
• если вышло, что появление подтеков неизбежно – немного увеличить силу тока вместе с шириной каждого шва.

Технология производства вертикальных швов

Рассмотрим условия управления электродом, работающим от инвертора в процессе варки. Основным советом при этом является:

• производить работы можно двумя способами: снизу к верху, сверху вниз;
• устанавливать электрод перпендикулярно к месту работы, касаясь его уголком вперед.

А также использовать такие направления концом стержня, в зависимости от ширины шва:

• широкий: полукругом (кругом, каплей или петлями) слева направо, швы кладутся друг на друга согласно установленному направлению;
• узкий: отрезками вверх, начало каждого последующего при этом накладывается на середину предыдущего;
• или другими широко применяемыми: елочкой (если зазор между деталями 2-3мм), треугольником (зазор менее 2мм), лестница (когда расстояние максимальное).

Молодых работников часто интересует вопрос о продолжительности нажатия стержнем электрода на свариваемую поверхность. Опытные сварщики в этом случае рекомендуют проговаривать про себя с каждым нажатием включенного аппарата число двадцать два. Именно столько времени для этого понадобится и нужно не отрывать электрод от металлического листа. И от этого следует, что для толстого металла проговаривать следует медленнее, а с тонким немного быстрее.

К примеру, эффективнее всего будет использовать такую схему: устанавливать на каждый один миллиметр взятого электрода мощность в 30А. Если позволяет технология и толщина взятого изделия, можно немного отклоняться от этих чисел, но лучше не делать этого, потому что:

• когда сила будет слабая – шов будет не очень эстетичен, шлам станет скапливаться большим слоем наверху;
• в случае, когда она наоборот слишком большая – есть вероятность прожечь металл.

Как варить вертикальный шов

Приступая к сварке, необходимо ознакомится с последовательностью каждой из требующихся манипуляций:

• сделать внизу нахлест приготавливаемых поверхностей;
• начинать всегда следует не с заготовленного нахлеста, а немного выше. Таким образом, не придется все исправлять при допущении ошибки;
• варить при этом лучше всего без отрывания дуги;
• включив аппарат, после каждого нажима проговаривать про себя 22 и приступать к изготовлению нового шва;
• после окончания, очистить снаружи и изнутри поверхность от образовавшегося шлака и, при необходимости, приступать аналогичным образом сваривать обратную сторону.

Эти рекомендации помогут освоить вертикальный шов, даже если вы новичок в сварочном деле. Немного тренировок – и вы научитесь варить швы профессионально.

Как варить вертикальный шов

Статьёй «Как варить вертикальный шов» продолжается серия, посвящённая электросварке. На сайте уже имеются следующие статьи:

Заголовки статей раскрывают их содержание. В последней статье, кроме того, описываются дефекты, возникающие в процессе электросварки, и методы их устранения.

Прежде, чем приступить к изучению технологии выполнения вертикального сварочного шва, рекомендуем ознакомиться с указанными выше статьями (рассмотренные в них вопросы здесь повторяться не будут). Если возникнут дополнительные вопросы (например, связанные со сварочными аппаратами, масками, электродами и т. п.), то рекомендуем воспользоваться сервисом «Поиск по сайту». Можно задать вопрос в разделе «Комментарии» и администрация сайта обязательно даст ответ в самое ближайшее время.

Предварительные общие замечания

До выполнения сваривания деталей необходимо подготовить металл. Разделка кромок выполняется в соответствии с толщиной свариваемых деталей и типом соединения. Подготовленные детали фиксируют в необходимом (заданном конструкторской документацией) взаимном расположении. Для этого их соединяют короткими поперечными швами («прихватками») с шагом в несколько десятков миллиметров. Прихватки не позволяют деталям смещаться друг относительно друга.

Во время сварки деталей вертикальным швом расплавленный металл из сварной ванны, под действием собственного веса, будет сползать вниз. Для исключения отрывания капель, следует применять как можно более короткую дугу. Чтобы этого добиться, необходимо кончик электрода подвести по возможности близко к сварной ванне. Если используется не залипающий сварочный электрод, то следует опирать его на одну из свариваемых деталей.

Вертикальный шов можно варить «сверху-вниз» или «снизу-вверх».

Вертикальный шов «снизу-вверх»

Заметим, что удобнее варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода «снизу-вверх». Связано это с тем, что в этом случае электродуга «толкает» сварную ванну вверх и препятствует её опусканию вниз. Это значительно упрощает получение качественного шва. Схема выполнения такого сварного шва показана на рисунке.

Вертикальный шов «снизу-вверх без отрыва». Показано положение электрода и варианты движения его кончика.

В следующем видеоролике показано, как правильно варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода «снизу-вверх без отрыва». Продемонстрирована техника создания короткого валика:

• движения электрода происходят только вверх-вниз;
• отсутствуют горизонтальные смещения.

В результате, получается очень плоский шов.

В следующем видеоролике показано, как правильно варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода «снизу-вверх c отрывом». Такой технологический приём может быть более удобен для начинающих, т. к. за время отрыва сварочного электрода металл успевает остыть. Допускается, для упрощения, опирать электрод на полочку сварного кратера. В этом же видеоролике даётся много общих полезных для сварщика советов. Например, показано влияние силы тока на форму шва. В общем случае, сварочный ток должен быть на 5…10 А меньше рекомендованного для выбранных типа электрода и толщины металла. Но, как показано в видео, это не всегда справедливо и определяется, в основном, экспериментально.

Вертикальный шов «сверху-вниз»

Сварка с движением электрода «сверху вниз» применяется при соединении, главным образом, тонких листов металла. При сварке этим способом тепло сварочной дуги стремится вверх (не обогревая сварную ванну). Поэтому, для получения хорошего проплавления шва, ток следует устанавливать несколько большей величины (на 5…10А), чем при сварке с движением электрода «снизу-вверх».

Техника сварки «сверху-вниз» значительно сложнее предыдущей, и поэтому остановимся на ней более подробно. При выполнении вертикальных швов с движением электрода «сверху-вниз» он располагается перпендикулярно к свариваемой поверхности. После поджига дуги и образования первых капель расплавленного металла, его наклоняют вниз и продолжают расплавлять основной металл. Медленно перемещая электрод (и продолжая поддерживать короткую дугу) его кончиком следует препятствовать стеканию металла из сварной ванны. Одновременно, кончик следует отводить в сторону и вниз, т. е. необходимо выполнять поперечные колебательные движения. Это будет способствовать застыванию наплавленных капель и формированию шва. При этом не следует допускать длительной концентрации тепла в одном каком-нибудь месте.

Вертикальный шов «сверху-вниз без отрыва». Показано положение электрода и варианты движения его кончика.

Дефекты сварных швов

При выполнении сварочных работ возможны (особенно у начинающих сварщиков) дефекты сварных швов. Причём, некоторые из них критичны, некоторые — нет. Этой теме мы на сайте уделили достаточно внимания и сейчас повторять не будем.

Сейчас мы остановимся только на дефектах, которые характерны для вертикальных швов. Они появляются при неправильном выборе силы тока и величины дуги. В таблице приведён их схематический внешний вид и указаны вызвавшие их причины.

С другими видами дефектов, возникающих при проведении электросварки, и способах их устранения можно ознакомиться в статье «Сварка металлоконструкций» . В заключение, предлагаем посмотреть ещё один видеоролик о вертикальной сварке. Желаем успехов!