Как варить вертикальный шов полуавтоматом: снизу вверх или сверху вниз?

Коротко

• Вертикальный шов полуавтоматом держится на переносе с короткими замыканиями дуги - он один пригоден для сварки во всех положениях без крупной стекающей ванны.
• Направление шва - выбор между глубоким проваром на подъём и гладким аккуратным швом на спуск, а не дело вкуса, и его проверяют на пробной пластине.
• Горелку ведут поперечными движениями с паузой у кромок, а не по прямой без остановок.
• На угловом шве тепло распределяют на обе стенки, иначе в корне остаётся непровар.
• Режим и технику проверяют на пробной пластине того же металла и той же толщины, прежде чем варить основной шов.

Здесь собраны ответы для тех, кто варит вертикальный шов полуавтоматом и хочет, чтобы ванна не стекала. Ниже разбираем, почему ванна стекает, в каком направлении вести шов, как наклонять горелку при обычном и угловом шве, как настроиться на пробной пластине и как варить вертикаль без газа.

С электродом вертикаль спасает опытная рука сварщика. С полуавтоматом руки недостаточно: если горелка выдаёт крупнокапельный или струйный перенос с большой ванной, металл потечёт, сколько бы вы ни старались. Поэтому прежде чем разбирать вертикаль отдельно, стоит понять, как варить шов полуавтоматом вообще: аппарат сам держит дугу и подаёт проволоку, а сварщик отвечает за режим, наклон горелки и скорость её ведения - и на вертикали цена ошибки в любом из этих пунктов выше, чем в нижнем положении.

1. Почему при сварке полуавтоматом на вертикали ванна стекает вниз?

Ванна стекает по той же причине, по которой течёт любая жидкость: сила тяжести тянет расплавленный металл вниз, и чем он горячее и жиже, тем быстрее наплыв съезжает с кромки. Когда ванна стекает раньше, чем успевает слиться с основным металлом, в шве остаются подрез и кратер - оба этих дефекта прямо определены в ГОСТ Р ИСО 6520-1-2012, и оба ослабляют шов.

Вывод простой: чем меньше тепла и жиже - точнее, гуще - ванна в каждый момент времени, тем меньше она успевает стечь до застывания. Отсюда и выбор режима переноса металла для вертикали.

2. Как варить вертикальный шов полуавтоматом: снизу вверх или сверху вниз?

Направление шва - не дело вкуса, а следствие того, как ведёт себя ванна. Чем выше ток и крупнее капля металла, тем горячее и больше становится ванна - и тем быстрее она стекает, не успевая застыть на вертикальной плоскости. Поэтому на вертикали применяют перенос с короткими замыканиями дуги: капля касается ванны и гаснет, не долетая по дуге, - ванна остаётся небольшой и быстро остывает, что и годится для сварки во всех положениях, хотя наплавляет такой перенос медленнее.

Направление сварки - снизу вверх (на подъём) или сверху вниз (на спуск) - ГОСТ 11969-79* обозначает отдельными символами именно потому, что это разные технологические случаи одного и того же вертикального положения. Какое направление, какой перенос металла и какой режим подходят для конкретной толщины и марки проволоки - показывает пробная пластина того же металла, а не общее правило.

ГОСТ 11969-79* «Сварка плавлением. Основные положения и их обозначения» отдельно называет вертикальное положение шва и особо оговаривает, что направление сварки обозначается стрелкой после буквы положения: острие вниз - сварка на спуск, острие вверх - сварка на подъём. То есть сам стандарт различает эти два направления как разные случаи одного и того же вертикального положения, а не как взаимозаменяемые варианты.

3. Как правильно варить вертикальный шов полуавтоматом: наклон горелки и движения?

Чтобы вертикальный шов полуавтоматом не потёк, держите короткую дугу - минимальный вылет проволоки от сопла до металла - и не задерживайте горелку на одном месте дольше, чем нужно для проварки корня. В вертикальном и потолочном положении горелку ведут поперечными движениями, чтобы металл укладывался равномерно и проваривал обе кромки.

• Ведите горелку поперечными движениями - от одной кромки к другой и обратно, с короткой паузой у каждой кромки, чтобы металл успел заполнить угол, а в середине не набух наплывом.
• На подъёме горелку слегка наклоняют углом вперёд по ходу движения - так дуга подпирает ванну снизу и не даёт ей стекать под сопло.
• Скорость ведения выбирайте по ванне: если валик начал наплывать посередине, двигайтесь быстрее и делайте паузы у кромок короче.

Общие цифры тока и скорости подачи проволоки для этого не подобрать без паспорта конкретной проволоки и марки аппарата - режим для вертикали настраивают ниже, чем для нижнего положения, а точный ориентир смотрят в инструкции к аппарату или на упаковке проволоки.

4. Как варить полуавтоматом вертикальный угловой шов: распределение тепла на обе стенки?

Угловой вертикальный шов добавляет вторую сложность: тепло от дуги должно равномерно прогревать обе стенки - вертикальную и ту, что к ней примыкает, - а не только ту, куда смотрит горелка. Если задержаться у одной стенки дольше, вторая останется непроваренной, и в корне шва образуется непровар.

Для этого поперечное движение горелкой у углового шва делают несимметрично: у более толстой или более теплоёмкой стенки задерживаются на долю секунды дольше, у тонкой - проходят быстрее, чтобы не прожечь. Горелку при этом направляют так, чтобы дуга захватывала обе кромки угла, а не била в один угол ванны.

Здесь разбирается угловой шов, собранный без зазора и с ровной подгонкой кромок, - только тогда поперечное движение вообще имеет смысл: широкий или неровный зазор сваркой полуавтоматом на вертикали не выбрать без сплошных прожогов.

5. Как правильно варить угловой шов полуавтоматом: настройка на пробной пластине?

Прежде чем вести угловой или прямой вертикальный шов на детали, режим и технику отрабатывают на обрезке того же металла той же толщины, поставленном в то же положение. Смотрят на три вещи:

1. Не стекает ли ванна вниз при выбранном переносе металла и скорости подачи проволоки - если стекает, снижают напряжение и скорость подачи или переходят на более тонкую проволоку.
2. Проваривает ли дуга обе кромки угла, если шов угловой, - смотрят срез пробного шва, а не только его вид сверху.
3. Успевает ли рука за движением горелки на выбранной скорости ведения - если валик получается рваным, скорость ведения слишком высокая или слишком низкая для этого режима.

Пробная пластина занимает несколько минут, а переваривать основной угловой шов из-за непровара в корне - куда дольше.

6. Как варить вертикальный шов полуавтоматом без газа?

На самозащитной порошковой проволоке принцип тот же - короткая дуга, поперечное движение, перенос без крупной капли, - но полярность другая. Для самозащитной порошковой проволоки без газа рабочая полярность прямая - DCEN, проволока на минусе, - в отличие от порошковой проволоки в среде газа, где полярность обратная. Спутать полярность - частая причина, почему на самозащитной проволоке дуга нестабильна и на вертикали ванна ведёт себя ещё хуже обычного.

7. Частые ошибки на вертикальном шве полуавтоматом

• Ставят режим под нижнее положение и переходят на вертикаль без снижения напряжения и скорости подачи - ванна становится слишком жидкой и стекает.
• Держат горелку неподвижно вместо поперечного движения - середина шва набухает наплывом, а кромки остаются непроваренными.
• На угловом шве смотрят только на переднюю стенку и не задерживаются у второй - в корне остаётся непровар.
• Пробуют варить на спуск тем же переносом металла, что и на подъём, - крупная ванна крупнокапельного или струйного переноса на спуске стекает ещё быстрее.
• Ставят обратную полярность на самозащитной порошковой проволоке без газа - дуга становится нестабильной, шов пористый.

Для вертикальных швов пригодится аппарат с запасом по регулировке напряжения и подачи проволоки - выбрать его можно среди сварочных аппаратов MIG/MAG, а под него - горелка из раздела горелок для полуавтомата и проволока из проволоки для углеродистых сталей. Полярность для газовой и самозащитной проволоки разная, и в этом стоит разобраться отдельно - схема выбора есть в статье «Прямая и обратная полярность при сварке».