Механизированная сварка в защитных газах может производиться во всех пространственных положениях шва, из которых наиболее удобным является нижнее. Колебательные движения поперек шва сообщают электроду в зависимости от требуемой ширины шва, толщины свариваемого металла и формы подготовленных кромок.
Сварку производим в той же последовательности, что и сборку для уменьшения деформаций и напряжений при сварке. Источник тока ВДГ – 301, марка проволоки СВ – 08ГС, dэл = 1,2 мм.
В таблице приведены примерные режимы полуавтоматической сварки в среде углекислого газа (СО2).
Режимы сварки угловых швов углеродистых и низколегированных сталей в среде углекислого газа
| Толщина металла, мм | Диаметр проволоки, мм | Катет шва, мм | Число слоев | Ток, А | Напряжение, В | Скорость сварки,м/ч | Расход газа, л/мин. |
| 1,0 | 0,50,60,8 | 1,01,2–2,01,2–2,0 | 111 | 606050 | 181818–19 | 18–2018–2016–18 | 5–65–66–8 |
| 1,5 – 2,0 | 0,80,8 | 1,5–3,02,0–3,0 | 11 | 75110 | 18–2019–20 | 16–1816–18 | 6–86–8 |
| 1,5 – 3,0 | 1,01,2 | 1,5–42,0–6,0 | 11 | 75–12090–130 | 18–1919–21 | 14–1814–16 | 8–108–10 |
| 3,0 -4,0 | 1,21,61,62,0 | 3,0–4,03,0–4,05,0–6,07,0–9,0 | 1111–2 | 120–150150–180260–280300–350 | 20–2227–2927–2930–32 | 16–1820–2220–2525–30 | 12–1612–1616–1717–18 |
| 5 и более | 2,02,02,02,5 | 11,0–14,013,0–16,022,0–24,07–8 | 34–591 | 300–350300–350300–350300–350 | 30–3230–3230–3230–32 | 25–3025–3025–3025–30 | 17–1817–1817–1817–18 |
1.10 Дефекты и способы их устранения
Сварные швы по прочности почти не уступают основному металлу. Однако по целому ряду причин в сварных швах встречаются дефекты, ухудшающие механические свойства, герметичность и портящие внешний вид сварных швов и соединений.
Дефекты сварных швов можно разделить на следующие группы: наружные, внутренние и дефекты подготовки и сборки изделий под сварку.
Первой причиной снижения качества сварных швов и конструкций в целом являются дефекты подготовки и сборки изделий под сварку.
Характерные дефекты заготовок и сборки изделий под сварку плавлением:
а) неправильный угол скоса кромок в стыковых швах с У-, Х- и К-образной разделкой кромок;
б) непостоянство угла скоса кромок в стыковых и угловых швах по длине свариваемых элементов;
в) слишком большое или малое притупление по длине соединяемых кромок;
г) слишком большой зазор между кромками для данной толщины металла;
д) непостоянство зазора между кромками по длине соединяемых элементов;
е) несовпадение стыкуемых плоскостей кромок (смещение кромок).
Причинами появления указанных дефектов могут быть неисправности станков, на которых обрабатывали заготовки и приспособления для сборки; низкая квалификация резчика; недоброкачественность материала, ошибки в чертежах и низкая квалификация сборщиков.
Наружные дефекты
К ним относятся неравномерность размеров и формы сварного шва, подрезы, незаплавленные кратеры, трещины, поры, наплывы, прожоги.
Неравномерность размеров и формы сварного шваУменьшение основных размеров шва по сравнению с нормальными или запроектированными может вызвать разрушение сварного соединения, увеличение расхода электродов и веса конструкций. Характерными дефектами являются: ослабление стыкового соединения, чрезмерное усиление шва, неравномерность высоты и ширины шва по его длине.
Причины указанных дефектов следующие: неравномерное передвижение электрода, неправильная подгонка кромок, несоблюдение режима сварки, низкая квалификация сварщика. Устраняют дефекты дополнительным наложением швов или вырубкой с последующей заваркой.
Подрезыпредставляют собой углубление (канавки) в основном металле, идущие по краям шва. Подрезы получаются при сварке на повышенном токе, а также от неправильного угла наклона электрода, горелки. Они уменьшают рабочую толщину металла, вызывают концентрацию напряжений и могут быть причиной разрушения швов. Подрезы устраняют заваркой с предварительной расчисткой завариваемого места.
Незаплавленные кратеры. Они образуются при обрыве дуги, остаются на шве в виде углублений. Кратер уменьшает рабочее сечение шва и является очагом концентрации усадочных и температурных напряжений из-за вогнутой поверхности, малого объема расплавленного металла, повышенной скорости охлаждения, обилия пор и раковинных включений. Вследствие этого в кратерах чаще, чем в других местах, возникают трещины, разрушающие сварное соединение. Устраняют дефекты тщательным заплавлением кратеров швов.
Трещины– наиболее опасный вид брака, ведущий к разрушению сварного соединения. Они бывают продольные и поперечные. Продольные трещины в большинстве случаев располагаются около шва, в зоне термического влияния.
Причины образования трещин – закалка и изменение структуры основного металла в зоне термического влияния. Чем выше в свариваемом изделии содержание углерода и легирующих элементов, тем больше возможность образования трещин. Приводят к ним и неравномерный нагрев и охлаждение, усадка металла шва, неправильный выбор способа сварки, сварка при низкой температуре, разница химического и электродного
составов основного металла, повышенное содержание фосфора и серы в стали; наличие дефектов сварки (поры, шлаковые включения, непровары, подрезы); сосредоточение нескольких швов на небольшом участке сварного соединения (конструктивный недостаток).
Меры борьбы с трещинообразованием:
а) применение электродов, дающих пластичный металл шва;
б) сборка в приспособлениях;
в) обратноступенчатый метод сварки (при сварке многослойных швов применять метод сварки «горкой» или «каскадный»);
г) применение прерывистых швов вместо сплошных;
д) предварительный подогрев до 200–300 °С;
е) низкотемпературный отжиг.
При исправлении трещин концы их засверливают, дефект вырубают, разделывают как кромки стыкового шва и заваривают.
Порыобразуются вследствие перенасыщения ванны расплавленного металла газами, которые при охлаждении металла шва не успевают выделиться в шлак и атмосферу. Причины появления пор: загрязненность свариваемых кромок, ржавчина, влага на свариваемых кромках, влажность обмазки электродов и флюса, большая длина дуги, неправильная регулировка пламени и чрезмерное остывание сварочной ванны в результате неправильной техники сварки, загрязненная присадочная проволока. Поры нарушают плотность и прочность швов. В шве поры могут располагаться группами, равномерно по всей длине или в виде цепочки. Устраняют поры вырубкой с последующей заваркой.
Наплывыили натеки образуются в результате стекания расплавленного электродного металла на основной металл. Наплывы могут быть местными или по всей длине шва.
Причиной их образования являются нарушения в режиме сварки, чрезмерная сила тока и большая скорость сварки шва. В местах наплывов часто бывает непровар. Наплывы удаляют механическим путем или газовым резаком. Места среза по необходимости проваривают вновь.
Прожогиобразуются при сварке металла небольшой толщины и при заварке первого слоя в многослойных швах. Причины: очень большая сила тока и недостаточная скорость перемещения электрода, большой зазор, малая величина притупления, тонкий основной металл. Места прожогов вырубают и заваривают вновь.
Внутренние дефекты
К ним относятся непровары, внутренние трещины, поры, шлаковые включения, перегрев, прожог.
Непровар– недостаточное сплавление или отсутствие сплавления кромок основного металла с металлом шва или между швами. Уменьшая рабочее сечение шва и вызывая концентрацию напряжений в нем, непровар является очень опасным дефектом. Причинами непровара могут быть:
а) неправильная разделка кромок (малый угол скоса и большое притупление кромок, недостаточный или совсем отсутствует зазор между свариваемыми кромками);
б) значительная загрязненность кромок окислами;
в) недостаточная мощность горелки, малая сила сварочного тока и быстрое движение электрода;
г) большая длина сварочной дуги;
д) смещение и перекосы свариваемых элементов;
е) малая величина зазора и большой диаметр электрода для данной разделки шва;
ж) затекание шлака в зазоры между свариваемыми кромками;
з) магнитное дутье;
и) неполное удаление шлака с отдельных валиков при наложении многослойной сварки;
к) низкая квалификация сварщика и др.
Непровар устраняется вырубкой и последующей заваркой шва. Причины возникновения внутренних трещин и пор в металле шва такие же, как и при наружных дефектах.
Шлаковые включения – полости в металле шва, заполненные неметаллическими веществами. Шлаковые включения уменьшают рабочее сечение шва и приводят к ослаблению сварного соединения. Обычно шлаковые включения наблюдаются в местах непровара. Причина появления шлаковых включений – кратковременность остывания малого объема расплавленного металла, что затрудняет полное выделение шлака на поверхность сварочной ванны; тугоплавкость; затекание шлака в зазоры; растрескивание и неравномерность плавления электродного покрытия, частицы которого механически засоряют металл шва; длинная дуга; неправильная техника ведения сварки; окалина и ржавчина на свариваемых кромках.
Перегрев – образование хрупкой крупнокристаллической структуры в зоне термического влияния шва или наплавленного металла, которая вызывает снижение механических свойств и пластичности сварного соединения. Перегрев металла происходит при его длительном нагреве на малой скорости сварки и относительно большой мощности газовой горелки, а также применения горючего с низкой температурой пламени, что замедляет процесс сварки. Последствия перегрева можно исправить только соответствующей термообработкой (отжиг или нормализация) сварного соединения или изделия в целом.