Как сварить уголок встык

Особенности сварки угловых швов

В настоящее время в строительстве и при монтаже различных деталей, очень часто используется сварка угловых швов. Металлические изделия, соединяющиеся посредством такого соединения, отличаются высокой прочностью и надежностью. Однако, угловые швы при сварке требуют от человека, выполняющего работу определенных знаний и умений. Поскольку процесс сварки – трудоемкий и затратный по времени, т.к. в нем много нюансов. Рассмотрим, что же представляет собой сварка углового шва, в чем ее специфика и как ее осуществить в домашних условиях.

Виды угловых швов

Сварка углового шва представляет собой соединение двух металлических изделий или профильных труб, под углом менее 180°. Однако, зачастую в конструкциях из метала создаются штыки, где стороны находятся пол углом в 90°. Такое расстояние нужно выдерживать для того, чтобы в процессе сварки, обе стороны подвергались одинаковой нагрузке и сама конструкция была более прочной.

Угловые швы при сварке дифференцируются на несколько типов. Выделяются:

нахлесточное соединение,
шов с примыканием краев в точке соединения,
шов с прикладыванием одного конца к ровной плоскости, также подобный тип соединения называется тавровым,
соединение с разделкой кромок и без нее.

Угловой сварочный шов классифицируется в зависимости от того, как производится его укладка. Исход из этого критерия выделяются: сплошные и прерывистые соединения. Также выделяются разновидности швов по длине: короткие (до 250 мм), средние ( они образуются от точки сопряжении поверхностей обоих металлических изделий до краев свариваемой детали, величина такого соединения варьируется в промежутке от 250 до 1000 мм). Длинные угловые швы создаются протяженностью в 1000 мм и более.

Сложности в процессе образования углового соединения

Для того, чтобы шов при сварке получился максимально прочным и качественным, нужно быть готовым к тому, что в процессе выполнения работы можно столкнуться с рядом дефектов. Рассмотрим основные из них:

Подрезы. В процессе создания углового соединения, под воздействием электрической дуги, на поверхности металлических изделий образуются углубления. Если речь идет о сварочной работе, осуществляемой в нижнем положении, то задерживая электрод можно наплавлять присадочный материал на поврежденный участок. Но угловое соединение выполняется намного сложнее и придется потрудиться, чтобы «загнать» частицы раскаленного металла на боковую стенку. В связи с этим, обычно сварной угловой шов имеет выемки только с одного бока.
Образование непроваренных отрезков шва. Из-за недостаточного опыта, многие сварщики, выполняющие технику углового шва, для того чтобы заполнить место соединения, начинают слишком сильно двигать концом электрода по сторонам. Подобные манипуляции приводят к тому, что металл оседает по бокам и корень шва не проваривается.
Выбран неверный катет углового шва. Чтобы сварка углового шва получилась качественной, важно научиться выбирать правильные параметры напряжения и вести электрод с нужной скоростью, не превышая ее. Если ток будет недостаточным, а электроды будут проходить с маленькой скоростью, то катет будет слишком выпуклым, а значит основной металл плохо проплавится. Чрезмерная сила тока и высокая скорость ведения электрода приведут к образованию вогнутой формы катета.
Неправильный угол. Сварочные соединения обычно имеют определенную форму относительно градуса угла. Нюанс состоит в том, чтобы выдержать точные размеры. Если приставная пластина будет проходить, наклонившись к одному боку, то она попросту испортит качество конструкции.
Еще одним негативный момент может возникнуть в случае неравномерного распределения наплавляемого металла по сторонам соединения. В связи с тем, что под воздействием высоких температур и силой тяжести от электрода и кромок, расплавленное железо направляется вниз, то основная часть шва оказывается на нижней пластине. Верхняя кромка может только слегка проплавиться и в итоге такой шов может сразу деформироваться, а то и вовсе распасться при нагрузке.

Помимо вышеописанных дефектов выделяются еще и некоторые недочеты, которые могут возникнуть в процессе выполнения работы: лунки, пустоты, кратеры, трещины, свищи, образование твердых посторонних включений.

Подготовка сторон шва

Обратите внимание! Прежде чем начать выполнять сварной шов, надо произвести подготовку сторон и стыков.

Осуществляя подготовку поверхностей для тавровых соединений, следует учитывать, что одна из сторон конструкции, подвергающейся сварке, образует горизонтальную плоскость, а другая – вертикальную. Таким образом, между обеими плоскостями образуется прямой угол.

При Т-образном (тавровом) соединении, подготавливать кромку вертикальной плоскости нужно исходя из толщины листов, которые выбраны для сварки. Если толщина металлического листа не превышает показатель в 12 мм, то ему подготовка и вовсе не нужна. Если же толщина варьируется в промежутке от 12 до 25 мм, то на ее кромке надо сделать V-образную подготовительную обрезку. Если же толщина заготовки, предусмотренной для вертикальной поверхности составляет 25-40 мм, то в данном случае нужно создать U-образные скосы кромок в одну сторону. При толщине листа более 40 мм, выполняются скосы кромок с обеих сторон в виде буквы V.

В отличие от таврового, никакой подготовки кромок не требуют нахлесточные угловые соединения. Швы нужно наложить на обе стороны в углах, образующихся после того, как металлические листы будут совмещены, посредством накладки один на одного.

В случае создания классического углового соединения (две соединенные детали из металла образую угол), надо обрезать торец лишь одного из элементов.

Угловые швы при сварке. Отличительные особенности.

Процесс угловой сварки характеризуется рядом отличительных особенностей. Рассмотрим наиболее приемлемые способы, при помощи которых осуществляется сварка угловых соединений.

Если плоскость шва расположена внизу, то сваривать детали лучше по способу «лодочки». Такой метод позволит получить максимально качественный шов и он хорошо подходит для новичков в выполнении сварочных работ. Изделие ставится в V-образную форму, напоминающую лодку, отсюда и название метода.

При сварке «лодочкой», риск образования таких дефектов как: подрез кромок или непровар, практически сведен к нулю.

Однако, такие подходящие условия для создания углового шва, не всегда присутствуют. Зачастую, в месте соединения металлических изделий посредством «лодочки», тавровые сварные швы образуются таким образом, что одна из поверхностей находится строго в вертикальном положении, другая – в горизонтальном.

Читать еще: Выбор торцовочной пилы с протяжкой

В подобной ситуации непросто получить качественное соединение, т.к. в верхней части угла и в горизонтальной плоскости шва деталь может не провариться. На плоскости, расположенной вертикально, могут появиться подрезы. Причиной их возникновения может стать стекающий вниз расплавленный металл.

Для того, чтобы избежать появления вышеуказанных дефектов, важно вести электрод по линии сварки легкими колебательными движениями.

Совет! Проводку электрода осуществляйте одинарным швом с катетом 8 мм.

Чтобы исключить риск непровара, возбуждение сварочной дуги должно начинаться на дистанции 3-4 мм от кромки катета на нижней горизонтальной плоскости. После, дугу надо направить на верхнюю точку шва и задержать ее там. Таким образом, вы получите хорошо проваренную деталь.

Для получения качественного и прочного углового сварного шва, нужно четко придерживаться последовательности действий. Для создания углового соединения подойдет любой сварочный аппарат. Не забывайте о мерах предосторожности и выполняйте сварочные работы в защитном костюме и маске.

Сварка изделий из металлического уголка

При изготовлении различных металлических конструкций, стальной угловой прокат (уголок) относится к наиболее часто применяемым материалам. Кроме сварки угловых заготовок между собой, часто возникает необходимость приварить уголок к трубе или к плоской поверхности. Такие соединения используют при строительных и монтажных работах, изготовлении мебели и поделок.

Виды соединения

Сварка стальных изделий с применением уголка сводится к нескольким основным видам соединений:

стыковая сварка заготовок из углового проката;
сварка угловых заготовок под углом 90 °;
сварка угловой стали с другими изделиями.

Создавая конструкцию, хороший сварщик решает как минимум, две задачи. Первая заключается в том, чтобы сварить прочное изделие, успешно выдерживающее определенные нагрузки. Вторая задача в том, чтобы выполненная работа смотрелась эстетично. Ведь работа настоящего мастера всегда радует глаз.

Рассмотрим типовые примеры, показывающие, как сваривать железные уголки между собой, а также с другими поверхностями.

Стыковое соединение

Можно сварить куски углового профиля встык. Такой вид сварки часто требуется для того, чтобы удлинить имеющийся отрезок стали. Технология выполнения такого соединения проста и в основном не отличается от стыкового соединения листовых заготовок. Но некоторые особенности всё же имеются.

Вначале следует произвести ровную обрезку соединяемых участков. Этой процедуре должна предшествовать тщательная разметка материала. Вообще, это должно быть правилом при работе с металлом, если есть цель качественно выполнить работу. Острые края срезов нужно обработать напильником, удалив с них заусенцы и обрезки металла.

Для того чтобы сварить металлические детали ровно, лучше всего предварительно совместить их, зажать в специальной струбцине. Тщательно проверив и при необходимости скорректировав положение заготовок с помощью уровня, можно сделать первые прихватки.

Не следует начинать сварку с наложения чистового шва по одной из полок углового проката. При интенсивном нагревании в процессе сварки, металл деформируется, в результате чего стык по второй полке угловой заготовки может разойтись. Правильней сначала сварить металл прихватками по краям полок и в середине уголка, а уже после этого окончательно приварить заготовки друг к другу.

Сварка профилей под углом 90 °

Когда появляются вопросы, подобные тому, как сварить рамку из уголка, необходимо уметь правильно соединять детали под углом 90 °. Существует три варианта исполнения.

Первый способ заключается в том, что наружная часть одной из полок одного уголка накладывается на внутреннюю часть полки второго. Этот способ наиболее прост, но при его выполнении один уголок оказывается выше другого на толщину полки.

Второй способ состоит в предварительной обрезке полки одного из уголков на величину высоты полки. После этого второй уголок можно приложить к вырезу заподлицо и сварить с первым.

Третий способ сварки также позволяет сварить заготовки на одном уровне. Для этого каждая из заготовок предварительно обрезается под углом 45 °C, после чего они соединяются углами, образуя в итоге прямой угол.

Чтобы сварить рамку, необходимо взять четыре заготовки из углового проката, подготовленные для сварки под прямым углом по одному из приведенных способов. Для предварительного закрепления лучше использовать с струбцины.

Совместив все заготовки, необходимо проконтролировать геометрические размеры будущего изделия. Затем, сделав прихватки по четырём углам, вновь сделать замеры диагоналей рамки, при необходимости подкорректировав их легкими ударами молотка вдоль большей диагонали. После этого можно осуществлять сварку стыков.

Приварка к трубам и плоскостям

Наиболее удобно сваривать уголок с профильной трубой, так как её плоские поверхности плотно прилегают к полкам уголка и при сварке образуют надежное соединение.

Например, если надо сварить верстак, стол для мастерской или подставки, то основой будущей столешницы может служить рамка из уголка, а ножками – отрезки труб.

В этом случае рамку можно ориентировать плоскостью вверх, а стальные трубы – ножки приварить к её внутренним углам. При выполнении этой работы также полезно применять струбцины нужной формы и трубы круглого сечения.

Если прочность предполагаемого соединения недостаточна, можно сварить усиливающие элементы в виде треугольных косынок из листового металла или отрезков уголка.

Соединение уголка с плоской поверхностью не вызывает затруднений. Если требуется приварить уголок с прилеганием полки к плоскости, швы вдоль полки надежно крепят уголок.

Если угловую заготовку нужно приварить торцом, сварка выполняется как при классическом тавровом соединении, которое подробно описывает ГОСТ.

Конструктивные особенности сварных рам

На рис. 9, 1 — 18 показаны способы сварки рам из уголков. Наиболее употребительны соединения с расположением уголков вертикальными полками наружу, обеспечивающие гладкую наружную форму рамы (виды 1—6).
Чаще всего применяют стыковое соединение со скосом кромок под углом 45° (вид 1). Значительно сложнее соединения с вязкой угла в шип, т.е. по вырезам в полках уголков (виды 2 — 4)

На виде 5 показан способ вязки кромок со скруглением наружного угла соединения. Прочное соединение получается также при сгибе уголков по целой стенке с разрезкой полок и соединением их под углом 45° (вид 6). Расположение уголков вертикальными полками внутрь (виды 7—12) ухудшает внешний вид рамы, но облегчает крепление диагональных связей

Читать еще: Виды резцов на токарный станок

Чаще всего применяют стыковое соединение со скосом полок под углом 45° (вид 7), обычно в сочетании с усиливающими косынками (вид 8). На видах 9, 10 показаны стыковые соединения прямыми кромками. Соединение вида 10 можно усилить косынкой (вид 11); в соединении вида 9 применить косынку нельзя

На виде 12 показано соединение с вязкой кромок в шип.
Способы вязки рам со смешанным расположением уголков (один уголок полкой внутрь, другой наружу) показаны на видах 13 — 18.
Диагональные связи в рамах с расположением уголков вертикальными полками внутрь приваривают к стенкам уголков встык со скосом кромок под углом 90° (вид 19). Соединение можно усилить косынкой (вид 20). Аналогично крепят трубчатые связи (вид 21)

При расположении уголков вертикальными полками наружу диагональные связи крепят с помощью косынок (вид 22). Стыковое соединение с фигурной вырезкой кромок (вид 23) нетехнологично и менее прочно, чем соединение косынками

Взамен диагональных связей нередко применяют угловые раскосы (вид 24). Подобно диагональным связям их легче приваривать при расположении уголков рамы вертикальными полками внутрь

Перекрестное соединение диагональных связей в центре рамы (виды 25—30) представляет известные затруднения, особенно если связи выполнены из несимметричных профилей (например из уголков).
Соединение целых уголков, сваренных по полкам (вид 25), просто и достаточно прочно, но отличается тем недостатком, что диагональные уголки должны быть вдвое меньше по высоте полки, чем основные уголки рамы

В конструкции 26 уголок f целый, уголок h разрезной. Уголки обращены полками в противоположные стороны и приварены к косынке, расположенной между полками. Высота уголков в этой конструкции может быть равной высоте основных уголков рамы минус толщина косынки.
В конструкции 27 целый уголок, m и разрезной n обращены полками в одну сторону и приварены один к другому и к косынке. Диагональные уголки могут быть одинаковыми с основными уголками рамы; косынка выступает за плоскость рамы

В конструкции 28 ребро уголка t вырезано под полку уголка v. Соединение по прочности уступает предыдущим двум соединениям. Высота уголков может быть равной высоте основных уголков рамы минус толщина полки.
В конструкции 29 гнутые уголки сварены один с другим полками. Здесь диагональные уголки могут быть одинаковыми с основными уголками рамы. Соединение можно усилить косынкой (вид 30).
На валах 31—33 показаны способы вязки рам из швеллеров с полками, обращенными внутрь, на видах 34 — 36 — наружу, на видах 37 — 39 — со смешанным расположением, на видах 40 — 42 — с полками, перпендикулярными к плоскости рамы. Способы перекрестного соединения диагональных связей из швеллеров, расположенных «стоя», представлены на видах 43 — 45, «лежа» — на видах 46 — 48

На рис. 10 показаны приемы гиба уголков с разрезкой полок.
В конструкции а с прямоугольным вырезом при сгибании образуется треугольное отверстие, подлежащее заварке или закрываемое косынкой.
Полное смыкание кромок обеспечивает фигурный вырез по виду б. Разрез отодвигают от стенки уголка на расстояние s, несколько превышающее радиус галтели между внутренними стенками уголка, что облегчает вырезку и увеличивает прочность соединения

При вязке трубчатых рам чаще всего применяют стыковое соединение со скосом торцов под углом 45° (рис. 11, 1).
Жесткость углов усиливают расплющиванием торцов труб (вид 2), приваркой косынок встык (вид 3) или в прорезь (вид 4), косынок двойных (вид 5), гнутых U-образных (вид 6), фасонных (вид 7), состоящих из двух половин, обнимающих трубы, привариваемых по обводу труб и свариваемых между собой точечной сваркой.
На виде 8 показано прочное, но дорогое соединение с помощью штампованного угольника с отверстиями, в которые заводят срезанные под углом 45° концы труб. В конструкции 9 угольник выполнен с цапфами, к которым приваривают трубы

Трубчатые диагональные связи приваривают к углам рам встык (вид 10) с расплющиванием диагональной трубы (вид 11), с усилением U-образной косынкой с прорезью для подварки диагональной трубы (вид 12).
Перекрестные соединения диагональных трубчатых связей выполняют встык (вид 13) или в чашку (вид 14) с вырезкой одной или обеих труб. Другие способы: осадка труб на плоскость на участке соединения (вид 15); соединение цилиндрической муфтой (вид 16), соединение фигурными листовыми накладками (вид 17). На виде 18 изображено соединение гнутых труб с расплющиванием труб в месте стыка на плоскость. Вариант соединения — срез труб на плоскость на участке стыка

Как качественно и правильно сваривать профильные трубы — рекомендации специалистов

Сварка — способ соединения деталей, который дает возможность создать конструкцию самой сложной конфигурации – под любым углом и наклоном.

Профильные трубы часто применяют для создания каркаса для теплиц, заборов и других ограждений, беседок и т.д. Все металлические трубы соединяются с помощью сварки различных видов, при выборе требуется учитывать толщину стенок.

Особенности и характеристика профильных труб

Профильные трубы применяются для строительства сооружений различного назначения и находят применение в мебельном производстве.

Использование металла оправдывается небольшими финансовыми затратами, способностью изделий удерживать форму при высоких температурах воды и довольно простым монтажом.

Чаще всего профильные трубы изготавливаются из углеродистых и низколегированных видов стали. Прочность и гладкость материала, как снаружи, так и внутри, обеспечивает комфортную эксплуатацию и долговечность всей созданной системы.

Сечение профиля бывает прямоугольным, квадратным, в виде многогранника или овальным, что обеспечивает высокий запас прочности на излом и сгиб. Но именно из-за особенностей сечения сварка профильных труб имеет определенные нюансы.

Виды сварочных работ для соединения профильных труб

От толщины стенок зависит как способ сварки, так и особенности подготовительного этапа работ:

Для труб с толщиной стенок от 4 мм и выше, концы изделий обрабатывают фаскоснимателем – под углом от 25 до 50 градусов. Это позволит в будущем создавать несколько слоев сварки, что обеспечивает шву надежность и прочность.
Тонкие трубы варятся одним швом. Чтобы он получился идеальным, рекомендуется жесткая фиксация изделия. Зажимы снимаются только после полного остывания шва.
При большом диаметре и толщине, срезы сначала прихватывают по линии соприкосновения и только затем производят основное сваривание.
Скорость работ должна соответствовать плавке металла без его растекания.

Читать еще: Станок для изготовления холодной ковки своими руками

Обратите внимание! Во время работы важно следить, чтобы шлак и капли не попадали в отверстие. Жидкий металл может попасть во внутреннюю часть трубы, что уменьшит ее пропускную способность, здесь будет скапливаться налет, что неизбежно приведет к коррозии.

Для сваривания профильных труб применяют следующие виды сварочных работ:

контактная сварка;
электродуговая;
газовая.

Электродуговая сварка

Особенность этого вида сварочных работ в том, что он дает возможность соединять трубы даже в труднодоступных местах. Выполняется с помощью сварочного аппарата и электродов.

При горении элемент начинает плавиться, расплавляя и обволакивая срезы стыков.

После соприкосновения с электрода с поверхностью, как только появилась дуга, инструмент быстро отводят на несколько миллиметров выше среза.
Движения производят плавно вдоль линии соприкосновения, без пропусков, чтобы металл успевал оплавиться, но не стекал каплями.
По технологии предусмотрено постоянное горение, перерывы позволительны только для смены электрода.
В конечной точке дугу придерживают пару секунд, чтобы исключить возникновение трещин или расслоения.

Для бытовых, то есть обладающих небольшой мощностью, электросварочных аппаратов, достаточно иметь подключение к однофазной проводке.

Сварочный трансформатор способен преобразовывать переменный ток из домовой сети в постоянный, что и необходимо для сварки. Однако оборудование не в состоянии поддерживать постоянство или стабильность дуги, поэтому часто к нему приобретается выпрямитель.

Для начинающих наиболее удобно производить дуговую сварку с помощью инвертора, потому что в таком случае предусмотрено изменение импульсного режима, при котором исключается залипание электрода, это обеспечивает постоянную силу тока, что стабилизирует длину электрической дуги.

Дуговая сварка дает возможность соединять трубы разными способами: внахлест, встык, под углом, тавровым швом. При этом качество соединения целиком зависит от выбора электрода.

Выбор электродов

Для профильных труб используются электроды, имеющие характеристики, соответствующие металлам или сплавам, а также толщине изделий. От правильно подобранных параметров зависит прочность и качество шва.

Существует два основных вида электродов: плавящиеся и неплавящиеся, для которых дополнительно применяются с присадкой из проволоки оловянной или латунной с добавлением фосфатов.

Диаметр электрода всегда подбирается в соответствии толщиной стенок труб и их диаметром.

Электрод должен быть всегда меньше или равняться толщине профиля:

диаметр расходника 1,5 мм подходит для изделий толщиной до 2 мм;
2 мм – для труб, толщиной от 2 до 3 мм;
4 мм — для толщины стенок от 4 до 6 мм.

Важно! При высоких значениях тока дуга появляется на близких расстояниях электрода от поверхности. Без навыка определения длины дуги и необходимой сноровки можно легко прожечь тонкий металл.

Газовая сварка

Используется в случаях, когда нет возможности подключения сварочного оборудования к электричеству. Способ небезосновательно считается затратным: необходимо приобретение баллонов с ацетиленом и кислородом. Также требуется опыт работы.

Газовая сварка подходит для соединения труб со средней или толстой стенками. Тонкие изделия не поддаются обработке – расплавляются, деформируя металл, шов не получается без пропусков.

Для проведения работ необходимо иметь:

баллон с ацетиленом (бутаном или пропаном) и кислородом;
редуктор,
газовую горелку и к ней набор наконечников;
присадки;
флюсовый порошок;
шланги необходимой длины для подачи газа к месту сварки.

Перед сваркой подготовленные срезы покрывают флюсом. Соединение происходит с помощью присадочной проволоки. Тонкостенные трубы рекомендуется по технологии соединять справа налево, с введением присадки вслед за пламенем горелки. Для более 5 мм – уже слева направо и присадочный материал прокладывается перед горелкой.

После окончания работы и остывания швов, их зачищают и покрывают антикоррозийным составом.

Контактная сварка

Метод контактной сварки требует применения специального оборудования. В процессе соединения труб происходит пропускание электротока путем давления электродов на металлическую поверхность, в результате этого металл деформируется и образуется очень прочный шов. Такую сварку проводят для соединения конструкций промышленных объектов.