Виды и способы соединений сварных деталей, разделки их швов и кромок. Виды сварочных швов
Основные сведения по технологии сварочных работ. Типы сварочных швов и соединений. Виды сварки
Сваркой называют процесс получения неразъемных соединений металлических изделий с применением местного нагрева. Металлические части в местах соединения плавятся и соединяются в одно целое. Cварку применяют для соединения однородных и разнородных металлов и сплавов, металлов с неметаллическими материалами (керамикой, стеклом, графитом), а также пластмасс. Физическая сущность процесса сварки заключается в установлении прочных межатомных связей поверхностных слоев соединяемых заготовок.
Для образования соединения необходимо выполнение следующих условий: очистка свариваемых поверхностей от загрязнений, оксидов, инородных атомов, активизация поверхностных и приповерхностных атомов, сближение соединяемых поверхностей на расстояние межатомного взаимодействия
Свариваемость металлов неодинакова и зависит от их физических свойств, методов и режимов, применяемых при сварке. В зависимости от состояния материалов в момент образования сварного соединения все многообразие способов сварки можно разделить на две группы: сварку в жидком и сварку в твердом состоянии, т.е. на сварку плавлением и сварку давлением.
Сварка плавлением. Образование сварного соединения плавлением протекает в 2 стадии:
- расплавление соединяемых поверхностей и образование общей ванны жидкого металла;
-затвердевание этого общего объема металла, образование сварного шва.
Сварка давлением. Для сварки давлением характерны 2 стадии:
-сближение соединяемых поверхностей до образования физического контакта;
- появление участков межатомного взаимодействия с установлением металлической связи под действием пластической деформации.
В результате всех видов сварки образуется сварное соединение. Существуют 4 типа сварных соединений (рис. 8): стыковое соединение 1 - 7 (соединение торцов свариваемых деталей), соединение внахлестку 8 – 9 (соединение боковых поверхностей свариваемых деталей), тавровое соединение 10 – 12 (соединение торца одной детали с боковой поверхностью другой детали), угловое соединение 13 – 15 углов свариваемых деталей.
Способы сварки плавлением. Наиболее распространена электродуговая сварка плавлением с применением металлического электрода.
Электродуговая сварка основана на использовании теплоты от электрической дуги, возникающей между двумя проводниками (электродами) при пропускании электрического тока.
При электродуговой сварке одним полюсом является свариваемая деталь, другим – угольный или металлический электрод. В случае применения угольного электрода необходим присадочный металл, для чего расплавляют специальный пруток, а при металлическом электроде расплавляется сам электрод. При сварке металлическим электродом его конец и свариваемое изделие расплавляются, капли металла электрода заполняют сварной шов и удерживаются на нем силами поверхностного натяжения.
При применении переменного тока расход энергии меньше, чем при применении постоянного тока, а оборудование проще и дешевле. Применение постоянного тока обеспечивает более стабильное горение дуги, чем при переменном токе.
Рисунок 8 - Типы сварных соединений.
Электроды. Электроды, применяемые при сварке изделий должны обеспечивать высокие механические свойства сварного соединения и высокую производительность процесса сварки. Они могут быть плавящимися (стальными, чугунными, алюминиевыми) и неплавящимися (угольными, вольфрамовыми). Качество электрода зависит от марки применяемого металла и вида обмазки.
Стальные электроды изготавливают из проволоки диаметрами от 2 до 12 мм. Электродами диаметром 2 мм сваривают металл толщиной до 2 мм, диаметром 3 мм – металл толщиной 2 мм и выше. Для сварки металла толщиной 5-10 мм применяют электроды диаметром 4-5 мм, а для толщин свыше 10 мм – электроды диаметром 5-8 мм.
Угольные электроды состоят из аморфного угля или графита. Он сгорает достаточно медленно. Угольный электрод не прилипает к металлу, а длина дуги может достигать 30-50 мм.
На электроды наносят различного вида обмазки для повышения устойчивости горения дуги путем ионизации воздушного промежутка, создания вокруг металла и дуги защитного слоя из газов и шлака, необходимого для защиты металла от окисления. В зависимости от толщины покрытия электроды подразделяются на тонкопокрытые с толщиной обмазки 0,1 - 0,3 мм и толстопокрытые с толщиной обмазки 0,25 - 0,35 d, где d – диаметр электрода в мм.
Тонкие предназначаются для увеличения устойчивости дуги, поэтому называются ионизирующими покрытиями. Наиболее распространенным является меловое покрытие, состоящее из 80 - 85% мелко просеянного мела и 15 - 20% жидкого стекла. К более сложным тонким покрытиям относится покрытие МВТУ, состоящее из 62 % титанового концентрата, 31 % полевого шпата и 7 % калия хромовокислого, которое позволяет с высоким качеством сваривать тонкий металл.
Для получения сварных швов с высокими показателями прочности и пластичности используют электроды с толстым покрытием. В состав толстого покрытия входят газообразующие, шлакообразующие и легирующие вещества и раскислители в виде ферросплавов (ферротитана, ферромарганца, ферросилиция и др.). Газообразующие добавки (мука, крахмал, целлюлоза и др.) предназначаются для создания в процессе плавления электрода газовой защитной среды, состоящей в основном из водорода и оксида углерода. Шлакообразующие вещества (полевой шпат, марганцевая или титановая руда, мел, каолин и др.) образуют при плавлении электрода шлаки, защищающие расплавленный металл от воздействия воздуха и улучшающие условия формирования металла шва. Легирующие элементы из покрытия, выгорая, переходят в шов, что повышает его механические свойства. Раскислители вводят для раскисления металла шва.
Сварочные машины и аппараты для дуговой сварки. Для получения равномерного процесса сварки необходимо, чтобы характеристика источника питания обеспечивала постоянство рабочего тока. Питание дуги постоянным током осуществляется сварочной машиной – генератором. Питание переменным током производится от сварочного трансформатора. Осцилляторы применяют для повышения устойчивости горения дуги при сварке переменным током и представляют собой искровый генератор токов высокой частоты.
Дуговую сварку используют для сваривания малоуглеродистых, конструкционных и легированных сталей.
Газовая сварка основана на получении необходимой теплоты для расплавления свариваемых деталей за счет химической реакции горения газа (ацетилена, водорода, бутана и др.). Газовое пламя получают при сгорании горючего газа в атмосфере технически чистого кислорода. Чаще всего в качестве горючего газа используют ацетилен, так как он обеспечивает получение пламени с более высокой температурой горения - 3200о С. Совокупность ацетиленового и кислородного баллонов с горелкой или резаком составляют оборудование газосварочного поста. При газовой сварке для создания сварочного шва вводят присадочные прутки, имеющие химический состав, близкий к составу свариваемого металла.
Наибольшее значение этот вид сварки получил при изготовлении различных тонкостенных конструкций и деталей из жаропрочных и нержавеющих сплавов и сплавов из алюминия.
Плазменная сварка – процесс сваривания плавлением, при котором соединение деталей осуществляется при нагреве плазменной струей. Плазменная струя – это поток ионизированных частиц газа, имеющий температуру 10000 - 30000о. Плазму получают, пропуская поток газа через столб электрической дуги. Дугу можно создавать как между электродом и деталью (горелка прямого действия), так и между электродом и водоохлаждаемой горелкой (горелка косвенного действия). В качестве плазмообразующего газа используют аргон, водород и азот.
Способы сварки давлением. Контактная сварка – это процесс сварки давлением, заключающийся в совместном термическом и деформационном воздействии на соединяемые детали. Она основана на нагревании места сварки электрическим током высокой плотности с одновременным сдавливанием деталей для облегчения взаимного проникновения атомов свариваемых металлов. Детали, зажатые в электродах сварочной машины, сжимают для обеспечения физического контакта свариваемых поверхностей. Затем включают ток, металл разогревается до пластического состояния, далее его деформируют до образования неразъемного соединения.
Существуют следующие виды контактной сварки: стыковая сварка сопротивлением, стыковая сварка оплавлением, точечная сварка, шовная сварка, сварка запасенной энергией, сварка по методу Игнатьева.
Стыковая сварка сопротивлением является видом контактной сварки, при которой детали соединяются по всей поверхности соприкосновения. Детали, зажатые в электродах сварочной машины, сжимают для обеспечения физического контакта свариваемых поверхностей. Затем включают ток, металл разогревается до пластического состояния, далее его деформируют до образования неразъемного соединения.
Стыковая сварка оплавлением заключается в сближении деталей одновременно с включением тока. В момент сближения торцов начинается процесс расплавления сначала отдельных контактов, затем число их непрерывно растет и заканчивается, когда обе торцовые поверхности будут покрыты тонким и равномерным слоем жидкого металла. Процесс протекает очень быстро и для оплавления всей торцевой поверхности детали в зависимости от сечения необходимо затратить от 0,5 до 3 с.
Точечная сварка – самый распространенный вид контактной сварки. Она применяется при соединении деталей в отдельных местах в виде небольших площадок (точек). Необходимая для разогревания теплота создается электрическим током, подводимым медными электродами, между которыми помещается и зажимается свариваемая деталь. Точечная сварка используется при сваривании пересечений арматуры для железобетонных конструкций, прокатных и штампованных профилей и др.
Шовная сварка – это модернизированный вид точечной сварки. Процесс такой же, только электроды выполняются в виде роликов. Ролику сообщают вращательное движение с одновременным пропусканием тока и получают перекрывающие друг друга сварные точки, образующие сплошной герметичный сварной шов.
Сварка запасенной энергией – это вид контактной сварки, при которой используется энергия, запасенная в соответствующем аккумулирующем устройстве. Наиболее широкое применение получила конденсаторная сварка, при которой энергия от питающей электрической сети накапливается в батарее конденсаторов, а затем расходуется на сварку металлов.
Сварка по методу Игнатьева- это вид контактной сварки, при которой электрический ток протекает параллельно плоскости соединения. Ток подводят к одной из деталей, от которой нагревается другая деталь. Когда достигается необходимая для сварки температура, детали сжимают. При этом образуется неразъемное соединение.
Диффузионная сварка – это процесс сварки давлением, при котором соединение образуется в результате взаимной диффузии атомов поверхностных слоев соединяемых деталей, находящихся в твердом состоянии. Свариваемые детали с тщательно зачищенными поверхностями загружают в специальную камеру, где для активизации процесса диффузии создают постоянную нагрузку на детали, разряжение атмосферы (вакуум) и нагрев.
Ультразвуковая сварка – это процесс сварки давлением, при котором соединение образуется в результате ультразвуковых колебаний одной детали относительно другой. В ультразвуковой сварке используют давления, нагрев и трение, возникающие при перемещение свариваемых поверхностей. Источником ультразвука является преобразователь, вызывающий возвратно-поступательные движения высокой частоты одной детали относительно другой. В результате сдвиговых деформаций контактные поверхности взаимно очищаются, нагреваются, с усилием сближаются и, пластически деформируясь, образуют сварное соединение.
Холодная сварка - это процесс сварки давлением, при котором соединение деталей проводится при значительной пластической деформации без применения внешнего нагрева. Металл деталей деформируется с помощью пуансонов. В процессе деформации пленка окислов выдавливается в периферийную область, а между соединяемыми поверхностями устанавливаются межатомные связи, т.е. происходит сварка деталей.
классификация, типы сварочных соединений, основные геометрические параметры шва
Одним из способов соединения частей материала является сварка. Метод нашел очень широкое применение в разных областях. С помощью этого относительно дешевого и вместе с тем надежного метода получают неразъемные соединения. С учетом разновидностей металлов, у каждого из которых свои особенности сваривания, различий условий проведения работ и требования к соединению, выделяют разнообразные виды сварных швов и соединений.
Зоны сварки
Зона сплавления с частично оплавленными зернами — 0,1−0,4 мм главного металла. Когда металл в этой зоне прогреется, его структура становится игольчатой с высокой хрупкостью и низкой прочностью.
Зона термического делится на четыре участка:
- I — относится к основному металлу, нагревшемуся до температуры превышающей 1100 °C. Структура этого участка крупнозернистая, а зерна в этой области приблизительно в 12 раз больше, чем стандартные. Вследствие перегрева уменьшается, вязкость, пластичность и другие механические свойства металла, и в слабейшем участке сварки часто происходит разрыв.
- II — участком является зона нормализации, в которой главный металл прогревается на 900 °C. Структура зерна тут гораздо мельче, чем в предыдущем случае. Занимает этот участок 1−4 мм.
- III — зона неполной кристаллизации, в которой главный металл прогревается до 750− 900 °C. Здесь попадаются и мелкие, и крупные зерна. Механические свойства снижаются вследствие неравномерности распределения кристаллов.
- IV — зона рекристаллизации. Прогревается до 450− 750 °C и восстанавливается форма зерен, деформированных из-за прошлых механических воздействий. Примерная ширина — 5−7 мм.
Зона главного металла начинается от участка, прогревающегося менее чем на 450 °C. Структура здесь сходна со структурой основного металла, но сталь теряет крепость за счет прогревания. По границе выделяются оксиды и нитриды, ослабляющие связь зерен. Металл в этом месте становится более прочным, однако, получает меньшую пластичность и ударную вязкость.
Классификация сварных соединений и швов
Виды швов в зависимости от признаков делятся на несколько категорий. По внешнему виду выделяются:
- Нормальные.
- Выпуклые.
- Вогнутые.
По типу сварные швы бывают одно- и двусторонними. По числу проходов — одно- и многопроходными. По числу слоев: односторонние и многослойные (при сваривании толстых металлов).
Есть также разновидности по протяженности:
- Односторонние непрерывные.
- Односторонние прерывистые.
- Двусторонние цепные.
- Двусторонние шахматные.
- Точечные швы (создаваемые контактной сваркой).
Типы швов по вектору усилия воздействия:
- Поперечный — усилие перпендикулярно шву.
- Продольный — усилие параллельно шву.
- Косой — усилие под углом.
- Комбинированный — признаки и поперечного и продольного шва.
По пространственному положению:
- полупотолочный;
- горизонтальный;
- нижний;
- вертикальный;
- полугоризонтальный;
- полувертикальный;
- потолочный;
- в лодочку.
По функциям швы делятся на следующие:
- Прочные.
- Прочно-плотные.
- Герметичные.
По ширине:
- Ниточные швы, чья ширина практически не превышает величину диаметра электрода.
- Уширенные швы делаются поперечными колебательными движениями стержня.
Особенные соединения
Стыковое. Самый распространенный вариант, представляющий обыкновенное соединение торцевых поверхностей или листов. Для их формирования требуется минимум времени и металла. Могут выполняться без скоса кромок, если листы тонкие. Для изделий толстых нужно подготавливать металла под сварку, где нужно будет скашивать кромки, чтобы увеличить глубину проварки. Актуально это при толщине от 8 мм. Если толщина будет больше 12 мм, понадобится двустороннее стыковое соединение и скашивание кромок. Чаще эти соединения выполняются в горизонтальном положении.
Тавровое. Тавровые соединения имеют Т-образную форму и бывают одно- или двусторонними. С их помощью могут соединяться изделия разной толщины. Если меньшая деталь устанавливается перпендикулярно, в процессе сварки электрод наклоняется до 60°. Для осуществления более простого варианта сварки «в лодочку» пользуются прихватками. Благодаря этому уменьшается вероятность образования подрезов. Обычно шов накладывается за проход. Сегодня выпускается много аппаратов для автоматической тавровой сварки.
Угловое. У этих соединений (под разными углами) нередко подкашиваются кромки, чтоб шов залег на требуемую глубину. Двусторонняя проварка делает соединение крепче.
Внахлест. Данным способом сваривают листы толщиной менее 1 см. Они кладутся друг на друга внахлест и провариваются с двух сторон. Между ними не должно быть влаги. Для лучшего скрепления соединение иногда варится с торца.
Геометрия шва
S — толщина заготовки.
E — ширина.
B — зазор между заготовками.
H — глубина залегания проваренного участка.
T — толщина.
Q — величина выпуклой части.
P — расчетная высота, соответствующая перпендикулярной линии из места проплавления к гипотенузе наибольшего прямого треугольника, вписанного во внешнюю часть.
A — толщина углового шва, куда входит величина выпуклости и расчетной высоты.
K — катет представляет собой расстояние от поверхности одной заготовки до границы угла другой.
Q — выпуклость наплавленного участка.
Выбор
Виды швов и сварных соединений отличаются по свойствам, и для каждого случая подбираются параметры удачного сочетания. Первым делом оценивается пространственное положение. Чем легче идет работа, тем лучшим получается качество. Легче сделать горизонтальные швы, поэтому заготовки стараются выставить именно горизонтально. Иногда, для обеспечения качества деталь приходится переворачивать неоднократно.
Сваривание за проход помогает добиться лучшей крепости, чем в случае многократных проходов. Так что, требуется баланс между удобством и числом проходов.
Когда заготовки толстые, кромки разделываются, а поверхность обрабатывается для добавления ей чистоту. Стыковые варианты наиболее простые, предпочтительнее выбирать их, так как проще обеспечивается фиксация во избежание искажений геометрии готовых деталей. Кроме выбора типа внимание обращают также на температурный режим, потому что могут сместиться зоны проварки и изделие не доварится или переплавится.
tokar.guru
3 вида сварочных швов: потолочные, угловые, кольцевые
Сварочным швом принято называть неразъемное соединение, которое образуется в процессе застывания сварочной ванны от оплавления электродом кромок металлов.Также сварочным швом называют пластическое соединение, которое получается после сваривания металлических фрагментов давлением или лазером.
Виды сварочных швов
Какие бывают сварочные швы? По инженерному исполнению все сварочные швы разделяют на четыре основные группы:
Существует ряд типов сварных швов в зависимости от вида соединения:
- шов стыкового соединения, когда две заготовки с ровными торцами стыкуются между собой и провариваются ровным швом в круговую;
- шов на тавр или двутавровую балку. Часто используется в производстве железных свай или рельсов;
- шов соединения в внахлест, когда одна сварная заготовка лежит поверх;
- шов соединений, которые расположены относительно друг друга под углом.
Сварочные электроды — основной из расходных материалов при большинстве видов сварки, но самым основным методом, с которым проводятся сварочные работы электродами, является метод электрической дуговой сварки.
Сварочные аппараты любого вида, инверторные или полуавтоматы – качественное оборудование, но рано или поздно наступает момент для его ремонта и удаления возникших неисправностей. Читайте подробнее о ремонте сварочных аппаратов.
Сварка потолочных швов
Прокладка потолочного шва происходит в два технологических этапа, первый из которых – проваривание коренного шва.
Для этого, как правило, используется электрод “тройка” – 3 мм. и малая сила тока при нарастающем напряжении.
В зависимости от условий, в которых предстоит осуществлять работу, сварочные работы можно выполнить двумя методами:
- если есть возможность, то потолочный шов желательно класть короткими отрывистыми швами. Все дело в том, что сварочная ванна удерживается в шве только благодаря силам поверхностного натяжения, если масса шва превысит эти силы, то расплавленный металл прольется вниз.Требуется отдельное провариание в начале и конце общего шва (корни шва). После необходимо проварить металлические плиты с обратной стороны – потолочный валик – сварка горизонтальных швов;
- если есть возможность, то лучше проваривать металл в потолочном положении на максимально, короткой дуге. В этом случае метал будет застывать до раскаленной жесткой формации сразу же после отвода дуги.
Для того, чтобы шов не был сильно выпуклым и не выдавался над уровнем металла необходимо поддерживать постоянную скорость сварки. Точно таким же образом производится сварка вертикальных швов.
Сварка угловых швов
При сварке углового соединения можно использовать различную технику в зависимости от угла:
- две заготовки расположены перпендикулярно. В этом случае можно проварить только сам внутренний стык, так как участок основного усилия на сгиб и разрыв находится здесь. При сварке трубок, расположенных под углом, необходимо изготовить концентрический шов по окружности;
- угол 60 градусов и меньше. В этом случае две заготовки провариваются полностью с обоих сторон. Запрещается варить такие соединения прихваточными швами.
Электрод требуется наклонять в разных плоскостях относительно шва, но не превышать угол в 45 градусов – катет шва при сварке.
Если сварное соединение тонкое, то достаточно одного шва, если более 8 миллиметров, то шов требуется проварить дополнительно.Если есть необходимость прокладки многослойного шва, то сначала необходимо проварить корень шва – своеобразный валик не более 1-2 сантиметров. Весь шов начать от корня, в случае необходимости проварить дополнительно.
Среди множества технологий по обработке металла лазерная резка выделяется своей экономичностью и эффективностью. Читайте подробнее о лазерной резке на нашем сайте.
Чрезвычайно похожая на аргонную, плазменная сварка, происходит при помощи потока плазменной дуги. Подробнее читайте здесь.
Сварка кольцевых швов
Баллоны, валы, круглые баки, бочки и прочие цилиндрические запчасти и изделия – сфера, в которой распространено применение кольцевых сварочных швов.
Поскольку сварка цилиндрических изделий и прокладка кольцевых швов часто используется в производстве коленчатых и прямолинейных труб, то процесс часто автоматизируют – контактная шовная сварка.
Но, если шов ложится в ручную, то необходимо соблюдать следующую технологию:
Проваривать шов необходимо только снаружи, это объясняется элементарной недоступностью прокладки шва внутри трубопровода. В случае сварки валов, можно сделать предварительную торцевую напайку. Глубина шва не должна превышать 5-6 мм.
Сварочные работы под слоем флюса — качественный метод соединения двух металлов посредством электродуговой сварки, когда ванна расплава — сварочная ванна защищена от атмосферного воздуха слоем порошкообразного флюса.
Читай о резке алюминия тут.
Зачистка сварных швов после сварки
После прокладки сварного шва необходимо произвести зачистку шва, для того чтобы убрать шлак и окалину. Зачистка сварочных швов выполняется в три этапа:
Очистка зоны вокруг шва. Необходимо зачистить всю поверхность металла вокруг шва, так как в процессе варки на поверхность металла могла попасть окалина или капельки раскаленного металла. Их требуется отбить с помощью зубила или молотка. После этого можно обработать поверхность антиоксидным составом.
Полировка шва.Как правило, шов всегда несколько выступает вверх относительно свариваемых поверхностей, если требуется ровная поверхность, то шов шлифуется шлифовальной машиной или “болгаркой” с абразивным кругом.
Лужение шва. Процедура лужения заключается в нанесении тонкого слоя расплавленного олова на сварной шов, это необходимо, если варились пластичные металлические соединения.
Полуавтоматическая сварка в защитной газовой среде, широко применяется при кузовном ремонте на специализированных СТО, при строительно-монтажных работах и многих других областях производства.
Самый популярный метод сварки металлов, точечный. Подробнее читайте здесь.
Дефекты сварочных шов
Как правило, дефекты сварочных швов возникают из-за несоблюдения технологических норм сварки, некачественных электродов, возникновения блуждающих токов и попадания атомарных частиц воздуха в сварочную ванну.
Все дефекты швов сведены в единый стандарт, который предъявляет технические требования к сварочным соединениям.
Стандартом же регламентируется и контроль сварочных швов, который включает в себя техническую проверку и звуковую дефектоскопию.
Согласно этому стандарту дефекты сварных соединений подразделяются на шесть групп:
- треснувшие швы, трещины;
- кратеры и лунки, свищи, которые образованы процессе искрения и полостей в сварочной ванне;
- твердотельные включения – электродная окалина, спазмы металла;
- не проваренные участки, отсутствие металлической связи;
- форма шва, которая не отвечает технологии сварки.
Эти дефекты выделяются в качестве основных.
Сварочные швы – неразъемные соединения металлов, поэтому к производству швов сваркой предъявляются повышенные требования.
Соблюдение всех норм и технологии позволит прокладывать высококачественные и надежные швы любых категорий.
Читайте также:
3 критерия выбора сварочного аппарата Сварочный аппарат - агрегат постоянного электрического тока, необходимый для производства сварочных работ должен быть в гараже каждого […]
4 нюанса сварки для начинающих Профессия сварщика несомненно требует некоторых профессиональных навыков.Обучение этой специальности проводят в училищах и ПТУ, где студенты […]
metallmaster.org
Виды и способы соединений сварных деталей
Самое элементарное, что нужно знать начинающему сварщику, это то, как соприкасаются между собой сварные детали. В зависимости от проектного положения, по правилам ГОСТ и СНиП существуют разные виды сварных соединений, как показано на рисунке ниже. Это касается не только пластин, но и уголков, швеллеров, труб, квадратов и других прокатных изделий.
Ни одно более-менее серьезное строительное производство не обходится без применения ручной электродуговой сваркой низкой и средней мощности. В меньшем количестве случаев (когда нет доступа к электричеству) виды сварных швов выполняются газопламенной ручной сваркой, которая менее распространена по причине ее большей громоздкости.
В любом случае, мало знать и уметь пользоваться сварочным аппаратом для того, чтобы сварить те или иные детали. Важно знать, какие бывают виды сварного шва, то есть, как производить обработку кромок деталей для их состыковки, фиксации в том или ином пространственном положении и дальнейшей их сварки.
Как правило, тот или иной вид шва сварного соединения формируется при помощи электроинструмента – болгарка с двумя типами кругов: отрезной по металлу и угловой шлифовальный. Первый предназначен для обрезки детали под тем или иным углом, второй – для обработки, их отрезных поверхностей, шлифованию, чтобы они ровно прилегали друг к другу. Кроме того, сам сварочный аппарат способен работать в режиме резки.
Способы разделки швов стыковых сварных соединений
В данном случае обе детали соединяются торцами, которые заранее специальным образом обрабатывают, либо оставляют необработанными. Это зависит от толщины металла деталей, стыковое соединение которых предполагается выполнить.
Также стоит обратить внимание (рис) на то, что может быть обработан торец только одной детали, что позволяет уменьшить расход металла, сварочной проволоки при солидной толщине деталей. Кроме этого, виды стыковых соединений могут быть обработаны с одной стороны – для односторонней сварки и с двух сторон – для двусторонней сварки.
Соединение без разделки не обрабатывается каким-либо образом, только возможно убираются зазубрины, неровности и шероховатости, чтобы совершить состыковку с зазором не более 2 мм, как положено по ГОСТ. Бывает односторонним и двухсторонним, соответственно рассчитано на сварные стыковые соединения деталей, толщина металла которых не превышает 4 мм и 8 мм соответственно.
Соединение со скосом торцов выполняется во многих вариациях, как показано на рис. Это может быть и односторонний ровный/овальный скос кромки, и двусторонняя разделка, так называемый V-образный, U-образный скос. Применяются все эти типы стыковых соединений для деталей с толщиной металла 4-25 мм с зазором 1-2 мм.
Соединение с двусторонней разделкой имеет смысл выполнять при толщине свариваемой детали от 12 мм, так как именно с этой величины начиная можно заметить снижение расхода материала для сварки, металла. При этом и сама сварка стыковых соединений происходит быстрее, чем в случае с односторонней разделкой кромок по V-образному или U-образному способу, а расход сварочных материалов уменьшается в два раза как минимум.
Способы разделки швов тавровых сварных соединений
Как можно заметить, детали имеют положение, напоминающее букву «Т», отсюда именуется как тавровое соединение, при котором одна деталь находится перпендикулярно относительно второй. Таким образом, сваркой соединяется поверхность кромки одной детали с плоскостной поверхностью второй. Соответственно, обрабатываться разделкой может лишь одна деталь, как на рисунке ниже.
Соединение без разделки сваривается с двух сторон и применяется для деталей одинаковой толщины металла, не превышающей 10 мм. Никакой особой обработки кромки перпендикулярно расположенной детали не применяется, лишь шлифование при необходимости для плотного прилегания кромки к плоскости (до 2 мм зазор). Важно учесть, что сварка тавровых соединений без разделки отличается в случае, если перпендикулярно расположенная (вертикально стоящая) деталь имеет меньшую толщину, чем вторая, горизонтально примыкающая. Просто электрод ставят под углом 60 градусов к более толстой детали, что способствует большему ее плавлению.
Соединение с разделкой выполняется в случае, если требуется особо прочный шов и тавровое сварное соединение имеет перпендикулярно размещающуюся (вертикально стоящую) деталь, толщина металла которой больше, чем 10 мм (как минимум — 8 мм). Это может быть и одностороння и двусторонняя разделка, при этом кромку обрезают прямолинейно, под углом 45 градусов. Так, сварка большой толщины деталей происходит в несколько слоев, пока не заполнится все около разделочное пространство.
Способы разделки швов сварных соединений внахлест
В случае, когда производится соединение внахлест, одна деталь располагается на другой, сварка происходит по кромкам обеих деталей. При этом разделки кромок не предусматривается технологически, лишь подготовка для плотного прилегания одной плоскости ко второй. Соединяются детали двумя сварными швами, которые связывают кромки с ближе лежащими плоскостными поверхностями.
Соединение без усиления целесообразнее всего производить при соединение внахлестку деталей, имеющих толщину не более 10 мм. Двойной шов в этом случае выполняют из соображений по герметизации, то есть для того чтобы влага не попадала между нахлестом и не происходил усиленный процесс коррозии. Сам способ соединения называется «соединение внахлестку с лобовыми швами».
Соединение с усилением выполняется при особых требованиях к прочности, а также при большой толщине металла свариваемых изделий. На рисунке показано сварное соединение внахлест с дополнительными сварными креплениями, которые получают путем прогревания нижней и проплавления верхней детали, а также те, которые заранее пропиливают в месте сварного соединения. Кроме вспомогательных креплений, в редких случаях они могут также выполняться без лобовых швов при небольшой толщине изделий, но в таком случае на особую прочность не стоит рассчитывать.
Способы разделки швов угловых сварных соединений
Данное соединение отчасти похоже на тавровое из-за перпендикулярно размещенных сварных деталей. Подобно тавровому, угловое соединение обрабатывается лишь одной стороной кромки, вторая также участвует в сварном процессе, но разделке не подвергается, лишь ровной обрезке строго под 90 градусов и шлифовке от заусениц, зазубрин и т. д., остальных деффектов.
Соединение без разделки кромки, как показано на рис, производится со смещением детали из-под заподлицо второй кромки. При этом сварочный шов соединяет оба торца с наружной стороны, но угловые сварные соединения могут также быть дополнительно усилены и вторым швом, выполненным с внутренней стороны угла. При этом второй шов сваривает внутренние плоскости деталей, при этом увеличивается расход материала для сварки и время сварки, но получается крепчайшее сварное соединение.
Соединения с разделкой кромки применяются в случае большой толщины деталей, как и при тавровых соединениях. Односторонняя или двусторонняя разделка кромки нужна в случае, если выполняется сварка угловых соединений деталей с толщиной от 8 мм до 25 мм. При односторонней разделке выходит очень глубокий шов, в связи с этим сварку производят в 2-3-4 слоя. Двусторонняя V-образная сварка куда более экономичная и быстрая в производстве во многих случаях.
Это была статья про подготовку и состыковку сварных соединений под ручную сварку – малейшая крупинка в познании процессов сварочного производства. Отдельной темой является то, как виды сварных соединений и швов, описанных ранее, произвести тем или иным типом сварки.
mastery-of-building.org
