Поперечные колебательные движения электрода различны по рисунку (рис. 55) и зависят от формы, размера и пространственного положения шва.
Рис. 55. Техника манипулирования электродом при наложении уширенных валиков с усиленным прогреванием: а – обеих кромок; б – одной кромки; в – середины шва
При сварке рабочий может располагаться сбоку от шва и вести электрод слева направо или находиться на оси шва, перемещая электрод на себя. Наплавив валик, следует заварить кратер на конце шва, чтобы не допустить образования трещины.
В случае использования толстопокрытых электродов надо следить за тем, чтобы расплавленный шлак распределялся на жидком металле равномерным слоем, причем он должен находиться позади сварочной дуги и не попадать на еще не расплавленный металл. При этом необходимо достаточно долго держать металл в жидком состоянии, чтобы шлак успел всплыть и раскислить металл.
По сравнению со сваркой тонкопокрытым электродом колебательные движения толстопокрытым электродом должны быть менее размашистыми, т. е. их ширина должна быть меньше. Валик, наплавленный им, бывает более плоским, поскольку слой шлака на поверхности наплавленного металла охлаждается и кристаллизуется медленнее.
Элементом сварочного процесса является прихватка, к которой прибегают при сборке свариваемых изделий и листов с целью их временной фиксации. Прихватку выполняют узким валиком теми же электродами, что и сварку, а ее длина не превышает нескольких сантиметров. Поверхность прихваток перед сваркой очищается, а при сварке их полностью расплавляют до основного металла, чтобы не допустить возникновения какого-либо дефекта (пористости, непровара и др.).
Техника дуговой сварки включает в себя различные способы выполнения стыковых, тавровых, угловых и нахлесточных соединений.
Стыковые соединения могут вариться только с одной или же с обеих сторон. Для предотвращения прожогов используют остающиеся или съемные подкладки. Материалом для первых служат стальные полосы толщиной 2–4 мм и шириной 30–40 мм, для вторых – медь, графит или керамика, поскольку они не плавятся во время сварки (дополнительно их охлаждают водой).
Сварка на подкладках позволяет сварщику работать, не боясь прожогов и натеков, дает возможность повышать величину сварочного тока на 20–30 % и не требует обратной подварки корневого шва.
При сварке стыковых соединений (рис. 56, 57) выполняют два и более слоев, что определяется такими факторами, как толщина листов (3–26 мм), диаметр электрода, наличие или отсутствие разделки кромок.
Рис. 56. Техника сварки стыкового соединения без разделки кромок при различном положении электрода: а – вертикальном; б – углом назад; в – углом вперед
Рис. 57. Техника сварки стыкового соединения с разделкой кромок: 1 – пластина; 2 – подкладка; 3 – электрод, расположенный углом вперед; 4 – электрод, расположенный вертикально; 5 – электрод, расположенный углом назад; 6 – корневой шов
Наиболее удобными в исполнении и поэтому более предпочтительными являются нижние швы, поскольку вследствие гравитации расплавленный металл электрода стекает в кратер и удерживается в пределах сварочной ванны, а газы и шлаки поднимаются к поверхности.
Стыковые швы без скоса кромок производят наплавлением валика вдоль шва, при этом имеет место небольшое уширение, чтобы обеспечить достаточное проплавление кромок.
У шва предусматривают усиление до 2 мм.
Проварив шов с одной стороны, изделие переворачивают, удаляют шлак и подтеки, а затем выполняют шов с обратной стороны.
Стыковые швы с V-образной разделкой кромок варят в один слой, если толщина металла составляет менее 8 мм, а при увеличении толщины свариваемых листов накладывают два и более слоев.
Первый слой высотой 3–5 мм выполняют электродом диаметром 3–4 мм, для остальных слоев его диаметр увеличивают до 4–5 мм. Перед тем как наварить очередной слой, предыдущий следует очистить от шлака и застывших капель металла. Это легко сделать металлической щеткой.
Когда вся разделка будет заполнена, изделие переворачивают, выбирают (например, пневматическим зубилом) неглубокую канавку (шириной 8–10 мм и глубиной 3–4 мм) в корневом шве и тщательно заваривают ее за один проход, придав шву небольшое усиление.
Если нет возможности изменить положение изделия, то необходимо особенно тщательно выполнить корневой шов.
Сварка стыковых швов с X-об разной разделкой кромок аналогична наложению многослойных швов с обеих сторон разделки.
Ориентировочные режимы ручной дуговой сварки стыковых швов с различной разделкой кромок представлены в табл. 26.
При сварке угловых, тавровых и нахлесточных соединений (рис. 58) накладывают угловые швы.
Поскольку при угловых швах расплавленный металл стекает в горизонтальную плоскость, рекомендуется выполнять их в нижнем положении «в лодочку», при выборе режима которой можно воспользоваться табл. 27.
Таблица 26
Режимы ручной дуговой сварки стыковых швов, выбираемые в зависимости от разделки кромок
Рис. 58. Техника выполнения угловых, тавровых и нахлесточных соединений: а – в симметричную «лодочку»; б – в несимметричную «лодочку»; в – наклонным электродом; г – с оплавлением кромки
Таблица 27
Режимы сварки при наложении углового шва «в лодочку»
Но не всегда есть возможность зафиксировать деталь в соответствующем положении. По этой причине сварку ведут наклонным электродом. Однако если нижняя плоскость углового шва занимает горизонтальное положение, в этом случае не исключается непровар корня шва или какой-либо из кромок. Такой же дефект возникает на нижней поверхности, если возбуждать дугу и начинать работу на вертикальной плоскости.
Для недопущения этого при сварке углового шва необходимо возбуждать дугу на нижней кромке в точке А и, миновав разделку, переходить на вертикальную кромку, совершая электродом такие движения, как показано на рис. 59.
Рис. 59. Движения электрода при сварке углового шва
Угловые швы могут быть однослойными, если длина катета не превышает 8 мм, и многослойными многопроходными при его длине более 8 мм. Во втором случае сперва выполняют узкий ниточный валик, используя электрод диаметром 3–4 мм, благодаря чему достигается оптимальный провар корня.
При определении количества проходов в процессе сварки ориентируются на объем площади поперечного сечения металла шва, заполненный за один проход. Эта величина должна равняться 30–40 мм2, наплавленным за один проход.
При выборе режима ручной дуговой сварки угловых швов исходят из наличия одно– или двусторонних скосов либо из их отсутствия (табл. 28 и 29).
Таблица 28
Режимы ручной дуговой сварки при наложении угловых швов со скосом кромок
Таблица 29
Режимы ручной дуговой сварки при наложении угловых швов без скоса кромок
Сварка вертикальных швов является непростой задачей, так как под действием гравитации расплавленный металл старается покинуть сварочную ванну. Величина тока, поддерживаемого при выполнении таких швов, должна быть на 10–15 % меньше, чем при сварке нижних швов. Кроме того, дуга должна быть короткой. Наплавленные валики могут быть как узкими, так и широкими. Движения электрода при этом наглядно представлены на рис. 60 и 61.
Вертикальные швы накладывают двумя способами:
✓ снизу вверх (на подъем) (рис. 62). При этом дугу возбуждают в нижней точке соединения, а когда образуется сварочная ванна, перемещают слегка вверх и потом в сторону.
Дуга должна ориентироваться на основной металл. Благодаря такой методике расплавленный металл при отведенном электроде успевает затвердеть и образовать своеобразную полочку (площадку), которая при движении электрода вверх станет опорой для последующих капель расплавленного металла и не позволит им стекать вниз. Рекомендуемый угол, под которым следует наклонять электрод кверху, составляет 20–25°;
Рис. 60. Траектория перемещения наклонного электрода при наплавке узких валиков (цифры означают последовательность движений): а – под острым углом; б – лесенкой (с приближением и отведением электрода от поверхности металла); в – с обратноступенчатым перемещением электрода сначала на 3–4 его диаметра вверх и вдоль поверхности металла, а потом назад к сварочной ванне
Рис. 61. Траектория перемещения электрода при наплавке широких валиков: а – прямоугольная; б – криволинейная
✓ сверху вниз (на спуск) (рис. 63). В отличие от предыдущего способа в данном случае возбуждают в верхней точке шва, придавая электроду первоначально перпендикулярное положение, а после образования кратера – наклонное. Этот способ чаще всего применяют при сварке тонколистового металла и для выполнения первых слоев в тех случаях, когда имеется разделка кромок.
Рис. 62. Техника выполнения вертикального шва снизу вверх: а – возбуждение дуги; б – возникновение сварочной ванны; в – движение электрода на подъем
Для стыковых горизонтальных соединений требуется подготовка лишь верхней кромки, что значительно сокращает стекание жидкого металла.
Возбужденную на нижней горизонтальной кромке сварочную дугу перемещают на кромку со скосом.
При этом электрод держат вертикально или углом назад либо вперед.
Рис. 63. Техника выполнения вертикального шва сверху вниз: а – возбуждение дуги; б – возникновение сварочной ванны; в – движение электрода на спуск
Движения совершают в определенной последовательности, показанной на рис. 64.
Самыми трудными являются потолочные швы (рис. 65), при которых расплавленный металл стремится вытечь из сварочной ванны.
Рис. 64. Порядок наплавки слоев при сварке горизонтального шва
В связи с этим ее объем должен быть минимальным, дуга – максимально короткой, покрытие электрода – тугоплавким, дающим незначительное количество шлака, а величина сварочного тока должна быть на 15–20 % меньше по сравнению с током при выполнении нижних швов.