Сварка металлов разной толщины
Добрый день, необходимо сварить угловое соединение тонкого металла (3-6мм) с более толстым (10-20 мм), расположеных под углом в 90 градусов друг к другу, металлы одинаковы - либо сталь3 либо 09Г2С (более толстый лист расположен вертикально. тонкий лист - горизонтально), порылся в интернете . кроме совета, что необходимо, чтобы угол наклона электрода или сварочной горелки был около 60° к более толстому металлу ничего толком не нашел.
Вопрос очень простой - может у кого-нибудь возникала подобная задача, посоветуйте, чем воспользоваться. чтобы рассчитать режимы сварки (ведь толщина металла различна), а также может у кого-нибудь есть готовый расчет?. или поделитесь опытом, если кто-то с подобной задачей уже сталкивался
Конструктор по сути (машиностроитель)
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
Андрей852, а вы кто в процессе ?
Конструктор КД, технолог ТД, рабочий сварочного аппарата завода, самоделкин домособиратель стальных пластин ?
Обычно таких вопросов в КД не возникает.
Режимы сварки.
При ручной дуговой сварке режим (скорость электрода, число проходов, диаметр электрода) выбирает сварщик на основании опыта.
Для автоматической сварки не знаю. Видимо надо сначала по КД выбрать тип сварки. На основании типа, дальше, должны быть нормативные документы регламентирующие процесс. ОСТы, ГОСТы, РД и т.п.
Для конкретных станков должны быть инструкции по эксплуатации. Для заморских может быть своя методика процесса сварки.
Посмотрите книгу Орлова "Основы конструирования". Если мне память не изменяет, там рассмотрены примеры грамотного конструирования сварных соединений при сварке металла разной толщины. Но там нет описания техпроцесса сварки. Есть также пособия сварщиков, есть справочная литература по сварке, например Сварка в машиностроении под ред Ольшанского (в 4-х томах), В.А. Винокуров "Сварочные деформации и напряжения".
По поводу сварщика и опыта это все замечательно, однако же чтобы этот опыт пошел в правильное русло нужно человеку дать так сказать - образец. шаблон, к чему надо стремиться, желательно подтвержденный научными выкладками и точным расчет, вот за последним я и обращаюсь в этой теме, если есть совет какой-нибудь по данному направлению - ббуду рад услышать..
В процессе я инженер по качеству.
Спасибо за совет. посмотрел Орлова "Основы конструирования" - действительно есть несколько советов про сварку угловым швом металла разной толщины (в прикрепленном файле выдержка из книги). Однако мне кажется, что пи сварке металла угловым швов разной толщины катеты шва должны быть разными (больший катет там. где металл толще).Но нигде подобных заключений или советов по сварке я не нашел
Сварка углового соединения тонкого металла с более толстым
Все секреты, как правильно приварить толстое к тонкому
Сварка тонкого металла — проблема даже для некоторых сварщиков с опытом. Новичкам в сварном деле вообще приходится тяжело. Тут работают совсем не те правила, что при сварке толстых изделий: есть множество особенностей и сложностей из-за чего тяжелее подбирать режимы и электроды. Проще это делать со сварочными полуавтоматами, но они в быту — довольно редкое явление, гораздо чаще встречаются инверторы. Вот о сварке тонкого металла инвертором и пойдет речь.
И первая сложность при сварке металла небольшой толщины состоит в том, что сильно нагревать его нельзя: он прогорает, образуются дыры. Потому работают по принципу «чем быстрее, тем лучше» и ни о каких траекториях движения электродов речь не идет вообще. Тонколистовой металл варят проводя электрод в одном направлении — вдоль шва без каких либо отклонений.
При сваривании тонких металлов листы перегреваются и изгибаются
Вторая сложность состоит в том, что работать нужно на малых токах, а это приводят к тому, что дугу приходится делать короткую. При незначительном отрыве она просто гаснет. Могут также возникать проблемы с розжигом дуги, потому используйте аппараты с хорошей вольт-амперной характеристикой (напряжение холостого хода выше 70 В) и плавной регулировкой сварного тока, которая начинается от 10 А.
Еще одна неприятность: при сильном нагреве происходит изменение геометрии тонких листов: их выгибает волнами. От этого недостатка избавиться очень тяжело. Единственный вариант — постараться не перегревать или отвести тепло (про метод с теплоотводящими прокладками читайте ниже).
При сварке встык тонких листов металла, их кромки тщательно обрабатывают и зачищают. Наличие загрязнений и ржавчины сделает сварку еще более проблематичной. Потому тщательно все выровняйте и зачистите. Располагают листы очень близко один к другому — без зазора. Детали фиксируют струбцинами, прижимами и другими приспособлениями. Потом детали прихватывают через каждые 7-10 см короткими швами — прихватками. Они не дадут деталям сместиться и их с меньшей вероятностью погнет.
Если хорошо зачистить кромки, может получится хороший шов
Пошаговое руководство по свариванию инвертором тонкого металла
Сварка тонкого металла требует, как и любой другой сварочный процесс, иметь под рукой защитную одежду: специальный шлем для сварки, перчатки и верхнюю одежду из грубой ткани, но ни в коем случае не следует надевать резиновые перчатки.
Шаг первый
Осуществляем настройку сварочного тока и подбираем электропроводник, который позволит работать инвертором.
Показатель сварочного тока берем, исходя из характеристик соединяемых листов металла.
Обычно на корпусе инвертора производитель указывает силу тока для конкретных случаев.
Электроды для инверторной дуговой сварки используем с диаметром 2-5 мм. Далее в держатель вставляем электропроводник, подсоединяем клемму массы к обрабатываемой детали.
Чтобы не произошло залипание, не стоит подносить его к детали слишком резко.
Шаг второй
Сварка тонкого металла с применением инверторного аппарата, начинается с зажигания дуги.
Электродом пару раз точечно касаемся свариваемой линии под небольшим углом, что позволит активировать его.
От свариваемого изделия держим электропроводник на расстоянии, которое будет соответствовать его диаметру.
Шаг третий
Если все вышесказанное проделали правильно, должно получиться качественное шовное соединение.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Диффузионная сварка металлов
На данный момент на поверхности сварочного шва имеется накипь или окалины, их нужно снять с помощью какого-либо предмета, например, молоточка.
Следующее видео для начинающих сварщиков продемонстрирует, как правильно осуществить соединение инвертором тонких листов металла.
Об источниках тока
Для сварки такими источниками могут быть трансформаторы и инверторы. Как утверждают специалисты, первый вариант сегодня считается давно устаревшим и вскоре от него откажутся. Несмотря на наличие неоспоримых достоинств (высокая надежность и выносливость), трансформаторы слишком просаживают электросеть, что часто влечет за собой порчу проводки и электрической аппаратуры. Инверторы же наоборот сеть не садят и, по мнению специалистов, станут идеальным вариантом для начинающего сварщика. Если раньше при работе с трансформаторным источником электрод прилипал к поверхности и сжигал сеть, то с инверторным просто происходит выключение сварочного тока. В самом начале зажигания дуги на трансформаторе наблюдается скачок тока, что нежелательно. Иная ситуация обстоит с инверторами – в этих устройствах благодаря наличию специальных накопительных конденсаторов используется энергия, закачанная ранее.
Как вести контроль над дуговым зазором?
Дуговой зазор представляет собой расстояние, образующееся в ходе сварки между соединяемыми элементами и электродом.
Обязательно в процессе работы инвертором нужно поддерживать стабильный размер указанного расстояния.
Если варить тонкий металл инвертором и при этом держать небольшой дуговой промежуток, то сварное шовное соединение будет выпуклым по той причине, что основная часть металла плохо прогревается.
Если варить тонкий металл инверторным полуавтоматом и при этом держать слишком большое расстоянием между электропроводником и заготовкой, то такой большой промежуток может стать помехой провару.
Электрическая дуга будет подпрыгивать, наплавляемый металл будет ложиться криво.
Правильное и стабильное расстояние позволит получить качественное шовное соединение, при этом варить тонкий металл инвертором необходимо, как уже говорилось выше, с зазором, соответствующим диаметру электрода.
Получив опыт и умение управлять инверторной длиной сварочной дуги, удастся добиться оптимальных результатов.
За счет электрической дуги, которая подается через зазор и плавит основной металл, образуется сварочная ванна. С ее помощью также происходит перемещение расплавляемого металла в сварочную ванну.
Особенности формирования сварочного шва
Если в ходе сварочного процесса выполнять движение электродом слишком интенсивно, то все, чего можно будет добиться, это деформированного соединения.
Объясняется данный факт тем, что линия сварочной ванны находится ниже уровня основного металла, и если проникновение дуги в основной металл сильное и быстрое, она оттесняет ванну назад, в итоге появляется шов.
Именно поэтому необходимо контролировать, чтобы сварочная шовная линия располагалась на поверхности листов металла.
Добиться качественного шва можно за счет круговых и зигзагообразных перемещений электрода по соединяемой поверхности.
Делая перемещение по кругу рекомендуется следить за уровнем соединения, как можно равномернее распределяя сварочную ванну.
При зигзагообразных действиях нужно следить за формированием шовной линии поочередно в трех положениях: с одного края, сверху сварочной ванны, со второго края.
Здесь же не стоит забывать, что сварочная ванна перемещается за теплом, что очень важно при изменении рабочего направления.
При недостатке металла электрода образуется подрез – узкая канавка в основном металле вдоль или по краям сварочного шва, появляется в результате нехватки металла для заполнения ванной при поперечном движении.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Технология аргонно-дуговой сварки
Чтобы исключить образование такого бокового углубления или подреза, рекомендуется следить за внешними границами и сварочной ванной, при необходимости регулировать ширину канавки.
Оперировать сварочной ванной позволяет сила электрической дуги, находящаяся на наконечнике электропроводника.
Не стоит забывать, что при работе сварочным изделием под углом ванна не будет тянуться, а будет толкаться.
Поэтому вертикально расположенный электропроводник позволяет получать менее выпуклые сварочные соединения.
Объясняется процесс тем, что в это время под электродом концентрируется вся тепловая энергия, сварочная ванна отталкивается на низ, расплавляется и распределяется вокруг.
При слегка наклонном положении изделия вся сила отталкивается назад, в результате сварочный шов всплывает.
При слишком сильном наклоне электродного изделия, сила переносится в направлении шовной линии, что не позволяет эффективно управлять ванной.
Чтобы добиться плоского шовного соединения, применяют наклоны электропроводника под различными углами.
При этом сварка должна начинаться под углом 450, что даст возможность контролировать ванну и правильно осуществлять соединение металла полуавтоматом.
Сварка тонколистового металла плавящимся электродом
Чтобы процесс сварки тонкого металла полуавтоматом прошел успешно, необходимо использовать электропроводник с подходящим диаметром.
Например, для листов тонкого металла с толщиной до 1,5 мм нужно применять изделия с диаметром 1,6 мм.
Правильно варить плавящимся электродом тонкий металл — значит не допустить в процессе сварки перегрева, который может привести к прожигу в изделии.
Электропроводник перемещают по свариваемой линии со средним показателем скорости, как только возникает риск сгорания – скорость повышают.
Сила тока при инверторной сварке листов металла не должна превышать 40 Ампер.
Подбирая силу тока для работы плавящимся электродом, лучше проделать пробный сварочный шов, что упростит решение поставленной задачи.
При этом на пробном изделии можно варить полуавтоматом в разных режимах с учетом скорости перемещения электрода.
Варить нужно таким образом, чтобы удалось полностью обеспечить провар стальных кромок и при этом не прожечь материал.
Особенность сварки тонкого металла инвертором с плавящимся электродом заключается в мгновенном плавлении кромок, что не позволяет полноценно следить за сварочной ванной.
Именно поэтому варить полуавтоматом тонкие листы материала лучше начинать, получив опыт.
В процессе сваривания тонколистовых металлических изделий может применяться точечная или прерывистая технология сварки.
За счет короткого функционирования дуги образуются прихватки, впоследствии электродуга гасится, затем процесс повторяется на расстоянии, составляющим размер 2-х или 3-х диаметров электрода.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Техника полуавтоматической сварки в среде углекислого газа
Период между созданием точек лучше свести к минимуму, чтобы расплавленный металл не успевал остывать.
Данный метод идеально подойдет, если нужно будет варить инвертором негерметичные конструкции из тонких листов. Точечные прихваты позволят исключить возможный риск коробления металла.
О способах сваривания в стык
Сваривание в стык осуществляется несколькими способами:
- Сначала агрегат выставляется на слабый режим. Формирование шва выполняется быстро и четко по линии стыка. Производить при этом колебательные движения не нужно.
- В данном способе используется немного увеличенная сила тока. Для формирования шва рекомендуют использовать прерывистую дугу. Данная мера обусловлена тем, чтобы дать материалу время на остывание, прежде чем к нему будет применена новая «порция» присадки.
- Третий способ практически не отличается от предыдущего. Однако в данном случае сварщики используют специальные подложки, задача которых заключается в том, чтобы поддерживать разогретый участок и предотвращать его проваливание. Судя по отзывам, пользоваться в качестве такой подложки металлическим столом нежелательно. В противном случае он просто приварится к самому изделию. Оптимальным вариантом станет подкладка из графита.
- Некоторые мастера практикуют шахматный порядок расположения сварных швов. Данный способ предотвращает деформирование конструкции. Также можно располагать швы маленькими участками. Для этого новый шов начинают формировать из той точки, в которой заканчивается предыдущий. Посредством такого способа происходит равномерное нагревание изделия, предотвращающее его деформирование.
Как выбрать полярность при работе инвертором?
Полярность – основа качественного сварного соединения. Прямая полярность предусматривает пониженное поступление тепла в основу металла с узкой, но глубокой областью плавления.
При обратной полярности наблюдается сниженное поступление тепловой энергии в материал с широкой и не глубокой областью плавления основного металла.
Именно полярности электронов необходимо уделить внимание перед началом работ инвертором.
Если варить металл на постоянном токе, то можно пользоваться плюсовым и минусовым зарядом источника.
Но при этом нужно знать, куда какой заряд подсоединить.
Здесь нужно учитывать, если положительным зарядом обеспечить материал подвергающийся сварке, то он будет сильно нагреваться.
Если же этот заряд подсоединить к электропроводнику, то тогда будет сильно греться и гореть электрод, что может привести к прожигу металла.
Выходом из ситуации является обратная полярность инвертора и оптимальный показатель силы тока.
В процессе работы инвертором электрод подсоединяют «+» к инверторной дуге, а «-» к листу металла.
Приемы
Для получения качественного неразъемного соединения используют следующие приемы:
- Внахлест. При наличии запаса длины соединяемых изделий, данный способ позволит надежно соединить их, благодаря большей площади контакта. При этом необходимо тщательно следить за прогревом поверхности, во избежание прожогов.
- Точками. Метод позволяет избежать перегрева поверхности. Применяется при соединении особо тонких листов. Рекомендуемый шаг точки – три величины сечения электрода.
- С дополнительным электродом. В этом случае необходимо очистить анод от флюсового покрытия и уложить вдоль линии сварки. Места укладки тщательно проваривают. Технология подходит для заделки одиночных отверстий.
- Обратной полярностью. Применение способа предусматривает подключения держателя к плюсу, а массы – к минусу. При этом поверхность нагревается быстрее, чем электрод, что снижает риск прожога.
- При сварке металлов разной толщины применяют следующий способ: розжиг дуги выполняют на более толстом элементе, а затем переносят ее на более тонкую часть.
Сварка листового металла встык осуществляется двумя способами:
Кроме того, медную пластину рекомендуют подкладывать с целью отвода тепла от стали, ввиду большей теплопроводности. Это позволяет избежать прожогов изделий.
Практические советы для начинающих сварщиков
Несколько следующих советов и тематический видео материал, также будут полезны начинающим сварщикам:
- Возможность наблюдать сварочный шов и контролировать его со всех сторон в процессе дуговой сварки инвертором позволит получить качественный результат и исключить образование прожженных отверстий;
- В процессе сварки электропроводник необходимо держать максимально близко к изделию до тех пор, пока не начнет появляться пятнышко красного цвета. Это будет означать, что под ним уже находится металлическая капля, за счет которой осуществляется соединение металлических листов;
- При медленном перемещении электродов по металлической поверхности, появляющиеся раскаленные капли металла соединяют собой сегменты листов и тем самым образуют сварочный шов.
Изучив вышеизложенную информацию и просмотрев видеоматериалы, осуществить сварку тонких листов металла инвертором будет намного проще.
В процессе производства необходимость приваривание тонких листов к толстым случается достаточно часто. Но использование контактных электродов привычного диаметра от 4 мм для толстого металла совершенно не годится для сварки тоненького. Такая задача решаема, если провести предварительно операции подготовки. Какие именно — расскажем в нашей статье.
Стачивание толстого листа до требуемой толщины
Для уравнивая толщин заготовок можно прибегнуть к одному из способов:
- стачивание толстого листа до меньшей толщины, соответствующей другой заготовке;
- проточка кромки толстого элемента с образованием тонкой кромки.
Как один, так и другой способ имеют место быть. Однако во втором случае сложно образовать высококачественный сварочный шов. Непросто удержать горелку по линии тонкого листа. Поэтому вариант стачивания исключит излишнее коробление и упростит процесс соединения заготовок.
Сварка тонких металлических листов должна вестись низкими токами, поэтому неправильно будет использовать электроды в 4—5 мм. Они «задушат» электродугу и не позволят ей зажечься в полную силу.
Оптимальный вариант сварки — 2—3 мм электроды. Причем качество сварочного материала имеет решающее значение. Рекомендуется прокалить их перед применением до 160 градусов. После этого покрытие станет плавиться равномерно. Без затухания, внезапных вспышек материала электрода можно успешно манипулировать дугой, формировать непрерывный шов.
Ток сварки устанавливается гораздо меньше работы с толстыми листами. Он меняется следующим образом:
- Толщина материала 1 мм — сила тока 25—35 А, диаметр электрода 1,6 мм.
- При толщине металла 1,5 мм — сила тока 45—55 А, электрод 2 мм.
- Металл в 2 мм проваривается током 65 А электродом 2 мм.
- Железо толщиной 3 мм варится током 75 А — 3 миллиметровым электродом.
Отлично зарекомендовали себя инверторы с переменным напряжением, но работой в высоких частотах. Малый ток поможет избежать прожогов тонкого листа и потеков. Глубина сварочной ванны не должна превышать толщину металла.
Если аппарат позволит устанавливать стартовое напряжение, непременно этим воспользуйтесь. Стоит уменьшить его на 20 % от обычного. Этот даст возможность сваривать без образования ненужных отверстий в начале розжига дуги. Этим способом удобно начинать сварку прямо с места соединения.
Если регулирования стартового тока нет как класса, то электрод зажигается на толстой заготовке с образованием ванны и переносом на тонкий материал. Особо тоненький материал сваривают прерывистой дугой. Это актуально при поддержке сварочником импульсного режима. Так автомат станет периодически прерывать дугу, чтобы материал охладился.
При работе необходимо грамотно совмещать пластины друг с другом. Стыковой способ часто приводит к образованию прожогов.
По возможности стоит расположить пластины внахлест, а начинать варить с нижней пластины. Это позволит соорудить основание для наплавляемой кромки и не прожечь все изделие целиком. Первый шаг с верхней пластины ведет к ее подрезу.
Приваривание к толстому листу специального ободка
Другим известным подходом к разным по толщине заготовкам является приваривание специального ободка, который в дальнейшем обеспечивает комфортную сварку. Одним из неудобств этого вида соединения является остаток сварочного шва на тонком листе, представляющим собой нарост. Да и остающийся металлический ободок несколько портит внешний вид деталей. Самое качественное соединение при таком методе — от импульсной аргонодуговой сварки.
Зато при таком способе легче получить качественный шов. При работе отсутствует его смещение, сварочная ванна образуется нормальной ширины, а наблюдать во время сварки за образующимся швом удобно.
Общее правило сваривания толстого и тонкого металла — зажигание дуги, формирование ванночки начинается на толстом листе. На тонкий переносится лишь кратковременно край ванночки.
Читайте также: