Щоб отримати міцний шов, відповідний нормативам ДЕРЖСТАНДАРТів, потрібно виконати підготовку металу під зварювання. Так як саме від підготовки металу залежить якість зварювального шва, тобто підготовчий етап можна назвати важливою складовою зварювальних робіт.

Метал знаходиться в постійній взаємодії з повітрям, що призводить до його окислення, утворення іржі. На листах металу утворюються забруднення, крім того, сам край листа може бути недостатньо рівним. Всі ці нюанси впливають на утворення дефектів при зварних роботах. Тому особливу увагу потрібно приділяти правильній підготовці металу.

Підготовчо-зварювальні роботи мають на увазі правку, зачистку, розмітку, різання, підігрів, холодне або гаряче згинання та обробка кромок. Кожен з перерахованих етапів сприяє поліпшенню з’єднання і умов зварюваності. При цьому в окремо взятому випадку може знадобитися різний набір операцій, але всі вони в цілому регулюються відповідно до ГОСТ 5264-80.

Перший етап підготовки металу – це правка. Виконувати її можна з використанням листоправних вальців. Спосіб підходить для вирівнювання кутового профілю та листової сталі. За допомогою гвинтового преса та кувалди, вручну, можна правити швелери та двутаври.

Після того, як завершено 1 етап, можна приступати до розмітки. Ця дія потрібна для того, щоб визначити контури зрізу і форму виготовленої деталі. Для нанесення розмітки використовують крейду або керно.

Процес різання в залежності від поставлених цілей може бути виконаний як в автоматичному  так і в ручному режимі із застосуванням різних способів:

1. Механічне різання, в основному, застосовується для прямого різу і рідше для додання виробу вигнутих форм. Проводиться за допомогою гільйотини або ножиць по металу. Якщо потрібно зробити вигнуті різи, то застосовують роликові ножиці з дисковими ножами;
2. До автоматичних способів можна віднести різання за допомогою зварювання або КШМ (Кутова Шліфувальна Машина – «Болгарка»). «Болгарку» зручніше використовувати для різання тонких листів.

Особливу увага при підготовці металу необхідно приділяти етапу зачищання. Зачищання проводитися по краю металевого листа. Приступають до нього після того, як виробу надали необхідної форми. Робочу поверхню необхідно знежирити, видалити з неї зайву вологу і всілякі неметалічні предмети, окалини, відчистити від іржі та інших забруднень.

Обробляти кромки потрібно з обох сторін на відстань 20 см від краю деталі. Ретельно опрацьовуються торці, скоси і притуплення.

Існують наступні типи зачистки:

1. Вручну - з використанням металевих щіток, напилків, наждачного паперу і хімічної обробки;
2. В напівавтоматичному режимі, із застосуванням шліфувальної машини.

Проводити зачищання необхідно з особливою ретельністю, так як будь-яке дрібне забруднення може призвести до утворення пор і тріщин, появі напруги в металі, а якість шва знизиться.

Підготовчо-зварювальні роботи не обходяться без якісної підготовки кромок під зварювання. Щоб шов вийшов максимально надійним і охайним, після зачищання кромок їм необхідно надати правильну геометричну форму. Підготовка кромок під зварювання має складаєтися з:

1. Виставлення зазору. Від того наскільки ретельно він зроблений залежить провар шва.

2. Виконання притуплення. Виконання збірки під зварювання передбачає притуплення кромки деталі. Особливо важливо проводити притуплення при зварюванні закладних деталей. Справа в тому, що якщо зварювати гострі кромки, то це призведе до створення нестійких конструкцій: деталі нерідко з’їжджають, утворюються пропали, відбувається деформація швів, створюється додаткове напруження і з’єднання в цілому виходить менш міцним. Головне правило, яке потрібно дотримати – величина притуплення не може бути менше 1 і більше 3 мм. Розраховується вона виходячи з товщини деталі виробу.

3. Довжина скосу. Скоси допомагають згладити переходи між деталями

різної товщини. Якщо довжина скосу підібрана неправильно, в готовій конструкції може виникнути напруження. Залежно від форми оброблення існують кромки з прямолінійним одностороннім, з криволінійним, з прямолінійним двостороннім, з прямолінійним двостороннім симетричним, з комбінованим прямолінійним двостороннім або з комбінованим (криволінійних і прямолінійних) скосами.

4. Кут скосу кромки. Кут кромки може розчищатися уже від товщини металу більше 3 мм. Нехтування розробкою кутів призведе до непроварів та перегрівання металевих деталей. Існують різні способи підготовки кромок під зварювання. Наприклад, із застосуванням фрезерних, поздовжньо стругальних і кромко стругальних верстатів або з використанням газокисневого полум’я. Невеликі за обсягом роботи можна зробити пневматичним зубилом.

Отримати скіс кромок під зварювання можна за допомогою токарного верстата (допомагає підготувати кромку з торця труби). Якщо необхідно обробити кольорові метали або нержавіючу сталь використовують плазмову різку.

Гнуття металу – це ще один важливий етап підготовчих робіт. Суть процесу в тому, що підготовлені металеві заготовки пропускають через листозгинальні агрегати.

Для того, щоб зігнути лист великої товщини вдаються до гарячого методу гнучкі, так як при нагріванні матеріал стає більш м’яким і податливим, а для його згинання потрібно менше зусиль.

Коли всі описані вище етапи виконані, можна приступати до складання виробу. Для того, щоб складально-зварювальні роботи були проведені правильно потрібно врахувати ряд моментів:

1. Зварювальник повинен мати вільний доступ до робочого місця.

2. Окремі деталі виробу потрібно добре закріпити, витримуючи задану

форму і розміри. При необхідності можна вдатися до точкового прихоплення кромок. Виконується в тому випадку, якщо надійно зафіксувати деталь в потрібному положенні не представляється можливим. Прихоплюють деталі тільки на початку і в кінці зварювального шва.

3. Щоб виключити можливі зсуви і перекоси, будь-які переміщення в

просторі під час зварювальних робіт повинні звестися до мінімуму.

4. Для того, щоб отримати виріб високої якості, що відповідає встановленим стандартам і ГОСТам необхідно на кожному етапі здійснювати контроль складання.

5. Зібраний виріб не повиннен ускладнювати наступну роботу. Тому перед

початком робіт потрібно продумати габарити і розміщення готового виробу.

Якщо у виробництві використовуються метали з підвищеною чутливістю температурному режиму, то підготовка та складання деталей під зварювання обов’язково повинна включати етап прогрівання металу. Крім того, це своєрідне гартування, яке зробить метал більш стійким до деформації. При цьому виконується прогрів металу, найчастіше, з використанням газового пальника.

Прогрів металу можна проводити і після зварювання. На цьому етапі він допоможе зняти напруги у  металі, якщо вони виникли через підвищений вміст водню.

Вибір необхідних підготовчо-зварювальних робіт багато в чому визначається типами вироблених виробів, а також використовуваним матеріалом. Однак, який би метод обробки і з’єднання не був вибраний, виробляти його потрібно в точній відповідності до встановлених нормативів. Тільки в такому випадку можна говорити про якість швів і якість виробу в цілому.

Викладач Тарас Щербаков