7.5. Сварка стыковых швов

В качестве примеров соединительной сварки рассмотрим, в первую очередь, сварные стыковые швы. Особенности сварки таких швов и подготовки кромок под сварку определяются толщиной основного металла. При толщине до 6 мм кромки не требуют особой подготовки; надо обеспечить только постоянство зазора на всем протяжении сварного шва. Для равномерного расплавления кромок электроду сообщается поперечное колебательное движение.

Рис. 7.12. Стык с подкладным кольцом

Рис. 7.11. Подварка

Основной трудностью сварки стыкового соединения является правильное формирование обратной стороны шва. При отступлении от нормального режима сварки возникают дефекты; при недостаточном подводе тепла это – непровар, при чрезмерном подводе тепла - прожег.

Идеальное сечение шва при ручной электродуговой сварке получить очень трудно, поэтому применяют некоторые приемы для улучшения качества шва. При непроварах применяют подварку с обратной стороны (рис. 7.11), а если обратная сторона недоступна (рис. 7.12), то применяют подкладки. Хороший результат дает разделка свариваемых кромок.

7.6. Сварка угловых швов

Объем шва для заполнения наплавленным металлом представляет собой двугранный угол, образованный поверхностями соединяемых элементов. Кромки углового шва несимметричны в отношении отвода тепла. Одна из кромок отводит тепло примерно в два раза интенсивнее, чем другая, которая нагревается значительно быстрее. Наибольшие трудности представляет выполнение первого слоя, обеспечение полного провара, т.е. расплавление вершины угла. Непровар в этом случае не может быть исправлен подваркой с обратной стороны и плохо обнаруживается последующим контролем.

Рис. 7.13. Сечения угловых швов:

а) – усиленный; б) – нормальный; в) - ослабленный; г) – размер сечения шва

Размер сечения шва определяется размером вписанного в очертание шва прямоугольного треугольника (рис 7.13г). Катет этого треугольника определяет размер шва и называется катетом шва. Обычно принимают, что полная прочность шва достигается при катете шва, равном толщине металла, и дальнейшее увеличение сечения шва считается бесполезным.

Рис. 7.14. Сварные соединения:

а) – нахлесточные; б) - тавровые

По очертанию швы бывают трех видов: усиленный, нормальный и ослабленный (рис. 7.13). Эти характеристики относятся к геометрической форме шва и не связаны с его прочностью. Очертание шва определяется материалом электродов и зависит от поверхностного натяжения расплавленного металла.

С помощью угловых швов получают два вида сварных соединений: нахлесточные и тавровые (рис. 7.14).

7.7. Режимы сварки плавящимся электродом

Режимы сварки зависят от многих факторов - размеров изделия, формы сварных швов, пространственного положения и др. Преимущественно режимы сварки определяются типом и диаметром электрода и величиной сварочного тока. Диаметр электродов колеблется от 2 до 7 мм, и выбирается в зависимости от толщины свариваемой стали (см. таблицу).

Толщина стали, мм.	1 - 2	3 - 5	4 - 10	12 - 24	30 - 60
Диаметр электрода, мм.	2 - 3	3 - 4	4 - 5	5 - 6	6 - 7

Рис. 7.13. Зависимость тока от диметра электрода

При толщине металла свыше 6 мм. швы выполняются в несколько слоев (проходов). По принятому диаметру электрода подбирают сварочный ток. Зависимость тока от диаметра электрода показана на рис. 7.13. На практике пользуются упрощенной зависимостью I=kd,

где k - постоянный коэффициент (принимается от 40 до 50); d - диаметр электрода, мм.

Эта зависимость применима для узкого интервала диаметров электродов (2 - 3, 4 - 6, и т.д.), т.е. каждому интервалу присущ свой коэффициент k. Более точно ток можно определить из выражения

I=d(20+5d) = 20d+5d².

Подставляя численные величины диаметра, получим округленные значения тока, совпадающие со средними практическими данными (см. таблицу).

d, мм	2	3	4	5	6	7
I, а	60	100	160	230	300	390

Эти данные нельзя рассматривать как неизменные для всех случаев, т. к. на силу тока влияют тип покрытия, толщина металла, длина дуги, скорость перемещения и др.