Сварка. При сварке электрод перемещают в направлении его оси (для поддержания определенной длины дуги), вдоль и поперек сварного шва. При слишком быстром движении электрода шов получается узким, неровным и неплотным. Если движение электрода замедленно, возможны перегрев и пережог металла. Зигзагообразные движения конца электрода не только вдоль, но и поперек шва приводят к образованию широкого валика. Ширина широкого шва должна составлять 6 – 15 мм, а ниточного – на 2 – 3 мм больше диаметра электрода. Сварные швы подразделяют: по форме – на стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные (рис. 8.26); по протяженности – на сплошные и прерывистые (рис. 8.27); по положению в пространстве – на нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные (рис. 8.28). Наиболее легко выполнять сварку в нижнем положении. Под-варка стыка с обратной стороны (ниточным швом) повышает надежность соединения. Качество сварки многослойного шва во многом зависит от тщательности выполнения первого слоя в его корне. Особое внимание должно уделяться обеспечению провара корня шва в конструкциях, исключающих возможность подварки обратной стороны стыка. Сварку вертикальных швов нужно выполнять снизу вверх. Сварка сверху вниз значительно труднее, т. к. при этом больше вероятность непровара. Для предотвращения вытекания жидкого металла из сварочной ванны при сварке вертикальных швов сварочный ток следует уменьшать на 10 – 15% по сравнению со сваркой в нижнем положении.
Для сварки горизонтальных швов подготовку кромок обычно выполняют с одним скосом у верхнего элемента соединения. Дугу при сварке горизонтальных швов возбуждают на нижней горизонтальной кромке, а затем переходят на верхнюю, скошенную кромку. Сложность потолочной сварки заключается в умении удерживать плавящийся металл от вытекания из кратера вниз. Это достигается только при сварке короткой дугой. Сварочный ток и диаметр электрода при сварке потолочных швов выбирают относительно меньшими – на 15 – 20% по отношению к сварке в нижнем положении. Различают способы заполнения сварных швов по длине и сечению. По длине их выполняют «напроход» и обратноступенчатым способом. Напроход швы, длина которых не превышает 300 мм, ведут от начала до конца в одном направлении. Сварные швы средней длины (300 – 1000 мм) сваривают либо напроход от середины к краям, либо обратноступенчатым способом. Последний способ применяют и при выполнении длинных (более 1000 мм) швов. Обратноступенчатый способ сварки заключается в том, что длинный шов делят на участки длиной 100 – 300 мм, которые проваривают в направлении, обратном общему направлению шва. При этом конец каждого участка сваривают с началом предыдущего.
По способу заполнения сечения различают однослойные и многослойные швы. В многослойном каждый слой можно выполнять за один или за два-три прохода. При этом во всех случаях в основу заполнения швов положен обратноступенчатый способ сварки. Стыковое соединение (рис. 8.29, 8.30) из элементов толщиной 4 – 8 мм выполняют однопроходным швом; элементы большей толщины сваривают многопроходным или многослойным швом. Многопроходную сварку обычно выполняют ниточными валиками электродами одного диаметра. В месте поворота шов надо заваривать без отрыва дуги. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины соединяемых элементов, пространственного типа шва, свойств свариваемого металла.
Род и полярность тока выбирают в зависимости от марки и толщины свариваемого металла. Оптимальный сварочный ток корректируют и устанавливают опытным путем. Направление давления дуги можно изменить наклоном электрода и тем самым повлиять на глубину провара. Для сварки элементов неодинаковой толщины диаметр электрода и сварочный ток подбирают по нижним параметрам режима сварки, рекомендуемым для элементов сварного соединения большей толщины. В таких условиях сварочную дугу направляют на элемент соединения большей толщины. Наибольшее распространение получили стыковые сварные соединения, в которых поверхность одного соединяемого элемента является продолжением поверхности другого. Различают следующие стыковые соединения: без скоса кромок, с отбортовкой, с односторонним скосом (V-образное) и с двусторонним скосом (Х-образное).
Преимущества стыкового сварного соединения по сравнению с соединениями других типов: возможность сварки элементов неограниченной толщины; более высокая прочность сварных соединений; минимальный расход металла на образование сварного соединения; надежность и удобство контроля. Недостатки – более точные соединения под сварку, что иногда сложно. В соединении с разделкой часть кромки оставляют нескошенной (притупление). При односторонней разделке притупление расположено внизу соединения, при двусторонней – в середине соединения. Отсутствие притупления приводит к образованию прожогов при сварке по стыку соединения. При толщине свариваемых элементов до 6 мм скос кромок не требуется.
В элементах толщиной 5 – 30 мм и более применяют V-образную разделку с суммарным углом скоса 60 – 80°. Притупление при этом составляет 2 – 8 мм. Сварные соединения ответственного назначения с V- образной разделкой сваривают с двух сторон (с подваркой). В тех случаях, когда не удается сделать подварку например в сварных стыках труб малого диаметра и др., применяют остающиеся в сварном соединении подкладки. Элементы толщиной более 12 мм сваривают встык с двух сторон, когда имеется такой доступ, применяя Х-образную разделку (рис. 8.31). Различают несколько видов тавровых соединений. Тавровые соединения применяют без скоса свариваемых кромок и со скосом с одной или двух сторон. Угол скоса кромок в тавровых соединениях под прямым углом обычно принимают равным 55 – 60° (рис. 8.32). Схожи с тавровыми соединениями соединения угловые (рис. 8.33).
В соединениях внахлестку элементы накладывают один на другой и выполняют шов по кромке верхнего элемента. К преимуществам соединений внахлестку относятся простота подготовки элементов под сварку и их сборки в конструкцию, а также небольшие усадки и коробления. Недостатки – повышенный расход металла, необходимость сварки с двух сторон, возможность возникновения в соединении очагов коррозии, большие расход электродов и трудоемкость. Соединения внахлестку приемлемы для деталей толщиной от 1 до 10 мм из углеродистых, низколегированных и коррозионно-стойких сталей. Применяют еще соединения в кромку при толщине свариваемых элементов до 3 мм и прорезные соединения, имеющие прорезь в одной из деталей, прикрепляемой внахлестку.
Проплавной сварной шов (со сквозным проплавлением одного из соединяемых элементов) используют в нахлесточном или тавровом соединении (рис. 8.34). Применение проплавных швов ограничивается деталями толщиной до 10 мм. Соединения деталей и узлов сваркой начинают с их взаимной фиксации прихватками («клепками»). В противном случае в процессе сварки соединяемые элементы может «увести» друг от друга. В местах резких переходов, в острых углах, на окружностях с малым радиусом и в других местах концентрации напряжений установка прихваток не разрешается. Прихватки также не следует устанавливать вблизи отверстий, на расстоянии менее 10 мм от отверстия или от края детали.
Для фиксации фланцев, цилиндров, шайб, трубчатых соединений (рис. 8.35) и т. п. прихватки следует располагать симметрично. В случае двухсторонней прихватки деталей следует
