Сварочные швы: виды, характеристики и как распознать качественный шов

Что такое сварочный шов?

Сварочный шов образуется при наплавке наплавного материала в стык двух металлов. Наплавка наплавного металла за один проход — это и есть сварочный шов.

Шов накладывается на поверхность или в нее при плавлении проволоки/электрода и сплавлении со сталью. Шнуровой шов — узкий, с движением только вперед или легкой вибрацией. Косой/витой шов — шире, с большей амплитудой вибрации.

Хороший шов легко узнать: ровный, равномерный, без шлака, трещин, пор. Нет прерываний. Не слишком тонкий, без ямок и кратеров.

Движение горелки влияет на продвижение ванны и тип шва.

Виды сварочных швов по процессам

1. Швы TIG-сварки

Выглядят как «стопка десяткицентовиков». Сварщик равномерно добавляет «капли» наплавки другой рукой по мере движения дуги. Каждая капля образует круг, накладываясь на предыдущую. Частота капель влияет на вид: быстрее подача — ближе «монеты». TIG-швы могут быть самыми красивыми.

Не всегда выглядят как «монеты». Иногда сварщики идут «чашкой» (cup walking). Кончик наплавки лежит на детали, сварщик качает чашкой TIG вперед-назад, двигаясь вперед. Наплавик плавящийся распределяется по шву — как сыр на бегеле. Популярно у трубопроводчиков. Иногда используют 2–3 стержня сразу для большей наплавки. Представьте «плетение» чашкой вместо прямого шва.

2. Швы ручной дуговой сварки (СТР)

Могут иметь разные свойства. Семейство низководородных стержней (7018) универсально. 7018 можно водить прямым швом — «шнуровые» (stringer), узкие и ровные. Популярно для плоского, горизонтального, потолкового положений. Вертикальные швы 7018 выигрывают от плетения (weave). Вверх — разные узоры для распределения наплавки в заготовке. Плетение проще на вертикали, но иногда инспекторы (CWI) разрешают только шнуровые проходы.

Целлюлозные стержни (6010, 7010) требуют особой техники «взмах-пауза» (whip and pause). Результат напоминает TIG-шов. Не так эстетично, как хороший TIG, но эффект «монет» виден. Сварщик зажигает дугу, держит стержень для «монеты», затем выводит и возвращается для следующей. Для открытых корней на трубах и листах 6010 можно водить как 7018 — хорошо работает.

3. MIG-швы

Твердая проволока (hardwire MIG) универсальна — много техник. Кто-то толкает ванну (push), кто-то тянет (pull). Вечные споры, что прочнее. Поскольку hardwire MIG не требует флюсового покрытия, сварщику не нужно «тащить» ванну за собой.

Пословица: «Если есть шлак — тащи». При флюс-кордной/ручной сварке шлак попадает в шов при толкании — пористость. При тяге шлак образуется за ванной и застывает.

Многие MIG-сварщики не плетут, делают прямые шнуровые швы. Дает надежный шов, но плетение полезно для широких стыков и вертикали — распределяет наплавку, шов становится площе.

Тренд «MIG как TIG» — настройки MIG, дающие вид «монет» TIG. Благодаря специальной технологии с низкой скоростью проволоки. Такие швы слабее — низкое тепло дает меньшее проникновение. Но стали стандарт в off-road культуре за чистый вид.

4. Швы флюс-кордной проволоки (FCAW)

Флюс-кордная (особенно dual shield) наплавляет много металла за короткое время. Обычно прямые шнуры. Вертикальные швы обычно требуют плетения для управления ванной. Плетение предотвращает «капание» — когда шов перегревается и расплав капает на пол.

Техники наложения швов

Манипуляция горелкой похожа при подаче наплавки стержнем, проволокой или электродом. Но есть техники, чаще используемые с конкретным процессом. Основные:

• Шнуровые швы (stringer beads)
• Плетение (weave beads)

1. Шнуровые швы

Параллельно стыку. Используются для нержавеющих труб — меньше склонность к выделению карбидов. Рекомендованы для углеродистых и слаболегированных труб в вертикальном фиксированном положении.

Техника: водите электрод прямо по стыку без плетения. Только движение вперед (тяга или толкание).

Противоположность плетению. При наплавке поверхности (surfacing) плетение дает меньше растворения, так как ванна контактирует с предыдущей осцилляцией, а не с базовым металлом.

2. Плетение (Weave Beads)

Качание горелки через стык. На углеродистых и слаболегированных сталях в катящемся или горизонтальном фиксированном положении. Преимущество — меньше времени на завершение шва.

Плетение — это создание волнообразного узора для покрытия большей площади. Используется для наплавки покрывающих слоев над шнуровыми (многопроходная сварка). То есть при наложении 2+ швов на один стык.

Проблема плохого плетения — подрез краев шва и плохое плавление.

Ограничения плетения

Обычно допускается амплитуда ≤ 3 диаметров электрода. При Ø3,2 мм — макс. 9,6 мм (по WPS). Как тогда инновировать?

При правильном плетении шлак не застревает, поры меньше — газам больше времени выйти до застывания. Плетение улучшает плавление по краям. Металл должен быть наплавлен/подкреплен по желаемой линии согласно узору плетения.

Объем плетения обычно 2,5–3 диаметра стержня. Излишнее плетение → пористые швы. Плетение увеличивает растворение с базовым металлом — минимизируйте при сварке легированных сталей.