Svařování vertikálních švů: jak správně svařovat elektrodou, poloautomaty a dalšími technologiemi

Jednou z vlastností používaných pro klasifikaci svarových spojů je jejich poloha v prostoru. Konstrukce často vyžadují vertikální švy, což není nejjednodušší možnost. Při provádění tohoto typu svařování není tak snadné jako při svařování vodorovně umístěných svarů sledovat stav svarové lázně, což ovlivňuje kvalitu spoje.

Zvláštností svařování vertikálních švů je to, že roztavený kov stéká dolů působením gravitace své vlastní hmotnosti během procesu svařování. To ztěžuje pokračování svaru, protože během tuhnutí se vytvoří bariéra obsahující strusku z elektrody. Abyste pochopili, jak správně svařovat vertikální šev, potřebujete teoretické znalosti a praktické dovednosti.

Metody svařování

Svařování ve svislé poloze lze provádět různými metodami. Nejoblíbenější je elektrostruskové svařování a svařování elektrickým obloukem.

Elektrostrusková metoda

Elektrostrusková metoda umožňuje svařování dílů libovolné tloušťky. Bez ohledu na velikost průřezu švu se provádí jedním průchodem. Výsledkem jsou úspory nákladů na energii a snížení potřeby spotřebního materiálu. Produktivita práce se výrazně zvyšuje.

Mezi okraji a kovem se vytvoří lázeň obsahující tekutou strusku. Elektroda je ponořena do struskové lázně. Proud procházející lázní ji ohřeje na tak vysokou teplotu, že se okraje a hrot elektrody začnou tavit. Výsledkem taveniny je vznik svarové lázně a začátek tvorby svarového spoje.

Jak se svar ochlazuje, svarová lázeň obsahující elektrodu bude stoupat nahoru. Jedním průchodem je možné svařit svislý šev různé tloušťky. Struska v kapalném stavu má nižší hmotnost. Vzhledem k tomu, že jeho umístění je nahoře, je šev chráněn před nepříznivými účinky kyslíku ve vzduchu. Po dokončení svařování se ztvrdlá struska odstraní poklepáním. Vertikální šev, který byl svařen elektrostruskovou metodou, je vysoce kvalitní.

Když je svislý šev vyroben pomocí svařování elektrickým obloukem, tekutý kov stéká dolů, přičemž se řídí zákonem gravitace. Dráha odkapávání je metoda, kterou kapalná slitina prochází do svarové lázně. Svařování svislého švu pomocí ručního obloukového svařování zahrnuje použití krátkého oblouku, aby se zajistilo, že kapičky proudí hladce a neodlomí se.

Před svařováním svislého švu pomocí obloukového svařování nebo jinou metodou je nutná příprava dílů ke svařování. Okraje dílů se připravují různě podle způsobu jejich spojení a příčné velikosti svařovaných kovů. Díly jsou upevněny pomocí speciálních zařízení. Aby se zabránilo deformaci, používají se cvočky – příčné švy umístěné v určité vzdálenosti od sebe.

Poloautomatické

Pohodlnější způsob vytvoření svislého švu je poloautomatický svařovací stroj. Základem činnosti poloautomatického zařízení je přívod proudu do hořáku spolu s ochranným plynem. Při této metodě hraje roli elektrody drát, který je na místo svařování přiváděn automaticky. Mezi ním a svařovanými díly se vytvoří elektrický oblouk. Kov se taví pod ochranou plynu, což zabraňuje tvorbě oxidů.

Velikost proudu má velký význam pro získání vysoce kvalitního vertikálního švu pomocí poloautomatického stroje. Pokud zvolíte správně, šev bude hladký a bez přestávek. Volba optimální proudové síly závisí na příčné velikosti dílů. Rychlost svařovacího procesu je úměrná rychlosti podávání drátu, která se nastavuje pomocí speciálního mechanismu. Optimální průměr elektrody pro tento typ svařování je 0,8 mm.

Při svařování tenkých plechů jej lze snížit, aby nedocházelo k útlumu oblouku. Ochranný plyn se prodává ve speciálních lahvích vybavených reduktorem s manometrem pro kontrolu tlaku. Pro vysoce kvalitní svařování svislého švu musí být tlak nastaven na 0,2 atmosféry.

Před zahájením svařování se nastaví vzdálenost, ve které drát vyčnívá z trysky. Tato hodnota by neměla přesáhnout 5 mm. Než začnete svařovat, měli byste se ujistit, že díly jsou vůči sobě nehybné. To je zajištěno poloautomatickým bodovým svařováním.

Díly jsou k sobě připevněny alespoň na dvou místech. Když se svařování provádí s překrýváním, díly jsou upevněny svorkami. Pokud se oblouk na začátku svařování nezapálí, síla proudu se zvýší. Svařování vertikálních švů poloautomatickým strojem je pohodlný a spolehlivý způsob.

Měnič

Pokud máte v úmyslu provést vertikální šev pomocí modernější metody, má smysl zvolit invertor. Nahradil zastaralé transformátory, které byly těžké a obtížně ovladatelné. Střídač má nízkou hmotnost. Další výhodou je, že použití invertoru vede k mnohem menšímu rozstřiku kovu. Svařování svislých švů invertorem probíhá pomocí elektrického výboje. Mezi výhody zařízení patří nízká citlivost na kolísání napětí.

Rukojeti a indikátory na těle umožňují snadné použití. Střídač se zapíná a vypíná pomocí přepínače. Knoby na panelu slouží k nastavení hodnot napětí a proudu. Existují indikátory, které zobrazují informace o napájení a přehřátí zařízení. Jeden kabel má na konci držák pro elektrodu a druhý má klip pro připevnění produktu. Střídač je napájen z elektrické sítě. Bateriové kondenzátory zajišťují nepřetržitý provoz. Spotřeba energie závisí na průměru elektrody.

Princip činnosti spočívá v tom, že kovové části a elektroda se začnou tavit pod vlivem oblouku, což vede k vytvoření svarové lázně. Vzniklá struska se po ochlazení odstraňuje odpichem. Existují doporučení, jak správně svařovat vertikální šev pomocí invertorového svařování.

Práce by měly začít nastavením elektrického proudu. Jeho velikost závisí na tloušťce dílů. Poté se zemnící svorka připojí ke svařovanému povrchu. Průměr elektrody: 2-5 mm. Před svařováním se kovové díly připraví obvyklým způsobem.

Možnosti pohybu

V závislosti na směru pohybu se vertikální svařování provádí následujícími způsoby: zdola nahoru nebo naopak. Možnost zdola nahoru je jednodušší a pohodlnější. Oblouk tlačí svarovou lázeň nahoru. Zabraňuje také jeho pádu.

Výchozí poloha svarové lázně je dole. Roztavený kov do něj vstupuje shora. Aby se zabránilo rozstřikování kovu, musí být elektroda pod úhlem k vertikální rovině, ve které bude umístěn svar. Vzhledem k tomu, že jeho tavný konec je umístěn výše než druhý, který je umístěn v držáku nebo držen rukou svářeče, podpírá bazén a zabraňuje rozstřikování kovu. Spodní vrstvy krystalizují a mění se ve stojan pro další koupel. Takto se provádí vertikální svařování elektrodou, oblíbená metoda.

Při vytváření svislého švu z polohy níže bez přerušení oblouku se elektrody pohybují bez změny směru a bez horizontálních posunů. Naklonění elektrody je v rozmezí 80-90 stupňů. Tím se zajistí, že vznikne plochý šev. Rychlost, kterou se elektroda pohybuje, musí být dostatečně vysoká. Je nutné neustále sledovat, jak jsou svařované vertikální švy. Poté, když kov vyteče z jednoho okraje vany, můžete se přesunout na druhý okraj, aniž byste zastavili pohyb nahoru.

Je také možné provést svislý svar s přerušením oblouku. S tím mohou začínající svářeči počítat. Během doby, po kterou dojde k oddělení, teplota dílů klesá. Pro podepření elektrody, stejně jako v předchozím případě, můžete použít kráterovou polici.

Dalším způsobem, jak svařit svislý šev elektrodou, je pohyb shora dolů. V této variantě je elektroda také umístěna koncem směřujícím nahoru. Svarová lázeň je podepřena elektrodou a elektrickým obloukem.

Problematičtější je svařování shora dolů. Obtížným úkolem této metody je zabránit roztavení spodního okraje svarové lázně a přitom ji stále držet na místě. Protože z elektrody není přiváděno žádné teplo, mělo by během této doby dojít ke krystalizaci horního okraje. Při rozstřiku tekutého kovu by se měl zvýšit proud a sestupná rychlost elektrody. Problém také pomůže vyřešit zvětšení šířky švu.

Různé technologie

Existují tři možnosti svařování vertikálních švů. Jejich výběr závisí na velikosti mezery, tloušťce svařovaných kovů a velikosti otupení hrany.

Trojúhelník

Technologie je založena na nejpopulárnější metodě vedení procesu zdola nahoru. Roztavený kov je na vrstvě, která právě začala tuhnout. Stékající dolů zakrývá lem švu. Tím se zabrání stékání nových kapek po cestě.

Metoda se používá, když je nutné spojit díly, které nejsou větší než 2 mm. Svařování touto metodou může poskytnout dobré výsledky s malou mezerou. Je také nutné zajistit, aby okraje byly co nejtupější. Měla by být v rozmezí 1-2 mm. Při svařování by poloha lázně měla být pod úhlem.

Tato pozice dala metodě jméno – „trojúhelník“. Úhel je poskytován následovně:

• na začátku procesu svařování se vytvoří police;
• když svařovací oblouk stoupá podél stěny směrem k mezeře, okraje se otupují jejich roztavením;
• sestup podél pravé stěny;
• přechod na levou stěnu;
• vytvoření svarového švu tam.

Je nutné dodržovat doporučení pro výběr charakteristik, jak správně svařovat vertikální šev pomocí metody „trojúhelníku“. Průměr elektrody pro tuto metodu by měl být 3 mm. Průměrná hodnota elektrického proudu je 90-100 A. Do zaplnění spáry by se elektroda měla pohybovat po zadané trajektorii. Dobře se hodí pro rohový svislý svar.

Rybí kost

Konec elektrody provádí složité pohyby. Podstatou metody je, že se elektroda pohybuje z hlubin a taví povrch hrany podél cesty. Když se vrátí dovnitř, začne tavit druhý okraj. Poté se operace opakují v malé výšce.

Tento typ svaru je vhodný, když jsou mezery mezi svařovanými předměty 2-3 mm. Okraje je třeba otupovat. Průřez válečku je menší než u předchozího způsobu. Proces začíná na zvolené hraně. Elektroda je přiváděna z hloubky mezery „směrem k vám“.

Technologie pro provádění procesu svařování je následující:

• z mezery podél jednoho z okrajů, přitlačením elektrody k ní, posuňte ji „směrem k vám“ a projděte celou tloušťkou obrobku;
• po provedení malého zdvihu metodou „pryč od vás“ vraťte elektrodu do místa mezery;
• po plováku se přesuňte na druhý okraj a proveďte stejné akce;
• Tyto operace opakujte, dokud nedosáhnete samého vrcholu svaru.

Svařování se provádí krátkým obloukem. Metoda zajišťuje rovnoměrné nanášení svařovacího materiálu v celé mezeře. Je nutné zajistit, aby na hraně svaru nebyly žádné podříznutí nebo odkapávání kovu. Kontinuita procesu je žádoucí, vyjma momentů, kdy je nutné vyměnit elektrodu. Nemělo by docházet k nadměrnému svařování hran. Výsledný šev připomíná konfiguraci vánočního stromku.

Schody

Používá se, když je mezi svařovanými díly velká mezera. Jeho hodnota může přesáhnout 2 mm. Metoda je také možná při absenci nebo mírné matnosti hran.

Technika pro získání dobrého vertikálního svaru v tomto případě a jak jej svařovat není komplikovaná. Pohyby elektrod jsou ve své podstatě klikaté. Elektroda se pohybuje od jednoho okraje k druhému. Velikost zdvihu by měla být malá a konstantní. Oblouk během svařování by měl být krátký. Průměr elektrody: 3 mm. Proud je malý – 80-100 A. Proces by měl být prováděn bez přerušení.

Zvláštností metody je, že elektroda se na okrajích na dlouhou dobu zastaví a přechod z jedné hrany na druhou nastává rychle. Průřez válce u metody „žebřík“ je malý, výsledkem je takzvaný „lehký“ válec. Tato metoda není nijak zvlášť náročná a je vhodná pro začínající svářeče.

Советы

Svařování vertikálních švů je považováno za poměrně obtížné správně provést. Pomoci mohou teoretické znalosti o specifikách technologie svařování, které umožňují získat kvalitní vertikální svar a jak jej správně svařovat.

Musí být splněny následující podmínky:

1. Při zapalování elektrody musí být její poloha kolmá na svařovaný materiál.
2. Čím kratší je oblouk, tím rychleji bude kov krystalizovat. Tím se snižuje riziko vzniku šmouh, které kazí vzhled švu.
3. Aby se zabránilo stékání kapek tekutého kovu při vytváření stopy, měla by být elektroda nakloněna.
4. Pokud kov prosakuje, zvyšte šířku švu a proudovou sílu.
5. Měli byste se pohybovat zdola. Pokud potřebujete provádět pohyby směrem dolů, budete muset být připraveni na to, že se sníží kvalita švu. Trochu pomůže plynulejší pohyb.
6. Při svařování tenkých plechů by měly být předem důkladně očištěny. V tomto případě má smysl použít bodové svařování. Snížíte tím riziko propálení tenkých plechů.
7. Je vhodné svařovat tlusté výrobky v několika vrstvách pomocí víceprůchodové metody. Pro následné vrstvy lze použít elektrodu o něco většího průměru. V tomto případě by poslední vrstva neměla přesahovat okraje.

Vertikální svarové švy budou vysoce kvalitní, pokud se vezme v úvahu tloušťka dílů a zvolí se vhodná technika. Protože vertikální poloha švu přináší další potíže, hraje důležitou roli spolehlivé upevnění svařovaných dílů.

Zajímavé video

Úspěšné svařování závisí na správné přípravě pracoviště a dodržování technik vedení elektrod. Pro začátečníky je hlavním problémem lepení kovu na tyč a propalování tenkého materiálu. Hlavní chyby jsou spojeny s nesprávnou rychlostí a trajektorií elektrody a nesprávným úhlem sklonu. Podívejme se blíže na nuance týkající se technických aspektů při práci se svařovacím strojem.

Materiály potřebné pro práci

K provedení práce budete potřebovat správně nakonfigurovaný svařovací stroj. Je také nutné mít elektrodu, která odpovídá charakteristikám zpracovávaného kovu. Jedná se o prvek, který dodává proud do svařovaného výrobku. Jedná se o tyč se speciálním povlakem, který zajišťuje stabilní hoření oblouku, zabraňuje oxidaci roztaveného kovu a vstupu cizích složek do svarové lázně.

Práce se provádí v ochranném oděvu, použití roušky je povinné. Chcete-li odstranit strusku (vedlejší produkt svařování), musíte si připravit drátěný kartáč a kladivo.

Příprava na elektrické svářečské práce

Před zahájením práce by měl být kovový povrch očištěn. Svařovaný výrobek musí být zbaven nečistot a cizích látek. Stopy oleje, rzi, barvy mohou způsobit tvorbu pórů a narušit rovnoměrnost švu. Čištění kovů se provádí kartáčem nebo hadrem namočeným v rozpouštědle. K odstranění odolných skvrn můžete použít ošetření plynovým hořákem. Po přípravě svařovacího produktu byste měli stroj nastavit:

1. Nastavte úroveň proudu na hodnotu asi 30 A na 1 mm průměru elektrody. Například 3 mm tyč bude vyžadovat 80 až 90 A.
2. Vyberte režim svařování a určete polaritu, pokud práce používá DC invertor. Aby nedošlo ke spálení kovu, doporučuje se aplikovat mínus na obrobek a plus na elektrodu.

Po přípravě vybavení a materiálů můžete začít pracovat a věnovat zvláštní pozornost prvnímu centimetru švu. Na správném zahájení závisí celý další proces svařování.

Zahájení svařování – doporučení

Aby bylo možné správně zahájit svařování prvního centimetru švu, je nutné prodloužit oblouk, když se elektroda rozsvítí. Tím zabráníte přilepení tyče ke kovu. Algoritmus akcí:

1. Když se objeví první jiskry, zvětšete mezeru mezi špičkou elektrody a kovem.
2. Pomocí hořáku s prodlouženým obloukem začněte zahřívat okraje kovu. S tímto začátkem práce se tyč rovnoměrně zahřeje a oblouk se stane stabilní. Vznikne tak silný tlak, který odfoukne strusku z pracovní plochy.
3. Sledujte tvorbu jednotného můstku roztaveného kovu.
4. Když se vytvoří svarová lázeň, hladce spusťte špičku tyče směrem ke kovu.

Při provádění posledního kroku je svařovací oblouk krátký, zmenšený na 3-5 mm. Pokud je práce zahájena správně, bude další proces svařování probíhat hladce.

Základní pravidla práce

Pro zapálení oblouku se svařovací elektrody drží v pravém úhlu, postupně se naklánějí asi o 15 stupňů. Vzdálenost od povrchu by měla být 1-2 mm. Pro získání vysoce kvalitního spojení mezi produkty se délka oblouku volí s ohledem na tloušťku kovu a průměr tyče. Při změně indikátoru se mění hloubka průniku a šířka švu. Základní pravidla elektrického svařování:

• aby se zabránilo šíření kovu, měla by být zachována rovnoměrná rychlost pohybu elektrody;
• Nepoužívejte mokré tyče ani výrobky s poškozenou celistvostí povlaku (to ovlivní kvalitu švu);
• pohyby během svařování by měly být lehké a hladké s malou amplitudou;
• stabilní úhel sklonu umožňuje získat trvalé spojení obrobků a šev se zvýšenou hustotou (při svařování pevných spojů a trubek se sklon mění);
• Při dokončení průchodu ve svarové lázni by měl být hrot elektrody zvednut, aby se zabránilo tvorbě kráterů.

Když je tyč umístěna v pravém úhlu k povrchu, svarová lázeň se rychle roztaví. Tekutý kov vyplňuje všechny dutiny. Pokud je nutné snížit zahřívání desky, je šev vytvořen pod úhlem. Při nastavování náklonu se mění přenos tepla a rychlost svařování. Při velmi ostrém úhlu se materiál nezahřívá, vzniká úzká svarová lázeň a vysoký šev s neprovařenými okraji.

Správný úhel sklonu

Sklon elektrody závisí na umístění obrobků a tloušťce kovu. Pokud je úhel zvolen správně, struska má čas projít za tyč a pokrýt chladící roztavený kov. Elektrodu můžete pohybovat v různých úhlech:

1. Kolmý. Pro začátečníka může být obtížné držet svářečku neustále v pravém úhlu. Tento typ práce vyžaduje dovednosti a zkušenosti. Častěji se tato metoda používá, když není možné naklonit elektrodu v těžko přístupných spojích. Metoda umožňuje dosáhnout malého průniku obrobků.
2. Úhel dopředu (elektroda směřuje od vás). Sklon je v tomto případě od 30 do 60 stupňů. Vzniklá struska spolehlivě pokryje svarovou lázeň. Malé množství vedlejšího produktu vstupuje dopředu, ale je vytlačováno roztaveným kovem do stran. Pokud se tvoří nadměrné množství strusky, úhel sklonu se zmenšuje. V opačném případě vedlejší produkt zaplaví lázeň a zhasne oblouk.
3. Nakloněn dozadu (tyč se posune směrem k vám). Elektroda je umístěna jako v předchozí verzi, ale nakloněna v opačném směru. V tomto případě je roztavená struska umístěná za lázní okamžitě vytlačena. Tato metoda snižuje pravděpodobnost vzniku trhlin a defektů ve švu.

Při svařování pod úhlem dopředu se získá menší hloubka průniku kovu a širší šev. Metoda se používá při práci s vertikálními obrobky, tenkým materiálem při spojování s mezerou. Při pohybu elektrody k sobě nastává opačná situace – obrobky se taví hlouběji a spoj má minimální tloušťku. Metoda je vhodná pro spojování tlustého kovu i tenkých výrobků bez mezer.

Způsoby vedení elektrody

Svařovací elektrodu můžete pohybovat nejen pod různými úhly, ale také změnou trajektorie. Pomocí různých technik je možné kompenzovat chyby, které vznikají při nastavování úhlu tyče. Hlavní metody řízení lze rozdělit do 3 skupin:

1. Kruhové, elipsoidní pohyby. Tato trajektorie umožňuje dobře a rovnoměrně zahřát hrany. Často se používá při práci s vertikálními švy na legované oceli.
2. Cikcak přerušované čáry. Technika se používá na obrobcích o tloušťce ne větší než 6 mm, pro tupé spoje, ve spodní poloze. Umožňuje rovnoměrný ohřev svarové lázně. Výsledkem je vysoce kvalitní šev i při absenci zkosení na hranách.
3. Trojúhelník. Trajektorie tyče se používá u nerotujících spojů potrubí. Tloušťka kovu by neměla přesáhnout 6 mm. Technika zajišťuje svařování kořene švu a ohřev střední části.

Posouvání jádra elektrody lze provádět translačními pohyby. To zajišťuje stabilní délku oblouku a rychlost svařování. Pohyb v přímce umožňuje ovládat úhel sklonu a dobu tavení kovu. Při provádění amplitudových pohybů přes šev pod úhlem 45 stupňů se okraj zahřeje. Tento způsob posunu se používá pro kořenové švy a vícevrstvé spoje. Umožňuje dobře zahřát okraje dílu.