Классификация сварных соединений и швов
Все, что сопутствует или способствует сварке, называют сварочным, а все, что получается в результате сварки, называют сварным. Так, например, ванна – сварочная, электрод – сварочный, но изделие – сварное, шов – сварной, соединение – сварное.
1. Термины и определения
Металл шва – сплав, образованный переплавленным основным или основным и наплавленным металлами.
Наплавленный металл – переплавленный присадочный металл, введенный в сварочную ванну или наплавленный на основной металл.
Основной металл – металл деталей, подлежащих соединению сваркой
Присадочный металл – металл, подаваемый в зону дуги дополнительно к расплавленному основному металлу.
Соединения – конструктивные скрепления частей изделий. Различают разъемные соединения (болтовые), которые можно разбирать и снова собирать, и неразъемные (сварные и заклепочные).
Сварное соединение – неразъемное соединение двух и более элементов (деталей), выполненное с помощью сварки. В сварное соединение входят сварной шов, прилегающая к нему зона основного металла со структурными и другими изменениями в результате термического действия сварки (зона термического влияния) и примыкающие к ней участки основного металла.
Сварной шов – участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.
Сварной узел – часть сварной конструкции, в которой сварены примыкающие друг к другу элементы.
Сварная конструкция – металлическая конструкция, изготовленная из отдельных деталей или узлов с помощью сварки.
2. Типы сварных соединений
Работоспособность сварного изделия определяется типом сварного соединения, формой и размерами сварных соединений и швов, их расположением относительно действующих сил, плавностью перехода от сварного шва к основному металлу и др.
При выборе типа сварного соединения учитывают условия эксплуатации (статические или динамические нагрузки), способ и условия изготовления сварной конструкции (ручная сварка, автоматическая в заводских или монтажных условиях), экономию основного металла, электродов и др.
По форме сопряжения соединяемых деталей (элементов) различают следующие типы сварных соединений: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные, торцовые (табл. 1). Каждый вид сварного соединения имеет свои преимущества и недостатки.
Основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений приведены в таблице 2.
Стыковое соединение представляет собой сварное соединение двух элементов, расположенных в одной плоскости и примыкающих один к другому торцовыми поверхностями. Условные обозначения стыковых соединений: С1-С45.
Различают следующие стыковые соединения: с отбортовкой, без скоса кромок, с односторонним скосом (V-образным), с двусторонним скосом (Х-образным), с криволинейным скосом кромок.
Стыковое соединение наиболее распространено в сварных конструкциях, поскольку имеет ряд преимуществ перед другими видами соединений. Его применяют в широком диапазоне толщины свариваемых деталей от десятых долей миллиметра до сотен миллиметров почти при всех способах сварки. При стыковом соединении на образование шва расходуется меньше присадочного материала, легко и удобно контролировать качество. Однако стыковое соединение требует более точной сборки деталей под сварку плавлением — нужно выдержать равномерный зазор между кромками по всей длине стыка. Особенно сложно обрабатывать и подгонять кромки длинных (до нескольких метров) стыков и кромки профильного проката (уголков, швеллеров и т.п.).
Металл шва – сплав, образованный переплавленным основным или основным и наплавленным металлами.
Наплавленный металл – переплавленный присадочный металл, введенный в сварочную ванну или наплавленный на основной металл.
Основной металл – металл деталей, подлежащих соединению сваркой
Присадочный металл – металл, подаваемый в зону дуги дополнительно к расплавленному основному металлу.
Соединения – конструктивные скрепления частей изделий. Различают разъемные соединения (болтовые), которые можно разбирать и снова собирать, и неразъемные (сварные и заклепочные).
Сварное соединение – неразъемное соединение двух и более элементов (деталей), выполненное с помощью сварки. В сварное соединение входят сварной шов, прилегающая к нему зона основного металла со структурными и другими изменениями в результате термического действия сварки (зона термического влияния) и примыкающие к ней участки основного металла.
Сварной шов – участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.
Сварной узел – часть сварной конструкции, в которой сварены примыкающие друг к другу элементы.
Сварная конструкция – металлическая конструкция, изготовленная из отдельных деталей или узлов с помощью сварки.
2. Типы сварных соединений
Работоспособность сварного изделия определяется типом сварного соединения, формой и размерами сварных соединений и швов, их расположением относительно действующих сил, плавностью перехода от сварного шва к основному металлу и др.
При выборе типа сварного соединения учитывают условия эксплуатации (статические или динамические нагрузки), способ и условия изготовления сварной конструкции (ручная сварка, автоматическая в заводских или монтажных условиях), экономию основного металла, электродов и др.
По форме сопряжения соединяемых деталей (элементов) различают следующие типы сварных соединений: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные, торцовые (табл. 1). Каждый вид сварного соединения имеет свои преимущества и недостатки.
Основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений приведены в таблице 2.
Стыковое соединение представляет собой сварное соединение двух элементов, расположенных в одной плоскости и примыкающих один к другому торцовыми поверхностями. Условные обозначения стыковых соединений: С1-С45.
Различают следующие стыковые соединения: с отбортовкой, без скоса кромок, с односторонним скосом (V-образным), с двусторонним скосом (Х-образным), с криволинейным скосом кромок.
Стыковое соединение наиболее распространено в сварных конструкциях, поскольку имеет ряд преимуществ перед другими видами соединений. Его применяют в широком диапазоне толщины свариваемых деталей от десятых долей миллиметра до сотен миллиметров почти при всех способах сварки. При стыковом соединении на образование шва расходуется меньше присадочного материала, легко и удобно контролировать качество. Однако стыковое соединение требует более точной сборки деталей под сварку плавлением — нужно выдержать равномерный зазор между кромками по всей длине стыка. Особенно сложно обрабатывать и подгонять кромки длинных (до нескольких метров) стыков и кромки профильного проката (уголков, швеллеров и т.п.).
Таблица 1. Основные типы сварных соединений.
Угловое соединение представляет собой сварное соединение двух элементов, расположенных под углом друг к другу и сваренных в месте приложения их кромок. Условные обозначения угловых соединений: У1—У10.
Угловые соединения широко применяются в машиностроительных, а также строительных конструкциях (балках, мачтах, фермах и т.п.).
Швы угловых соединений желательно выполнять в нижнем положении, которое называют «в лодочку». В таком положении обеспечиваются лучшие условия формирования сварного шва.
Тавровое соединение – это соединение, в котором к боковой поверхности одного элемента примыкает под углом и приварен торцом другой элемент. Как правило, угол между элементами прямой. Условные обозначения тавровых соединений: Т1 – Т9.
Угловые и тавровые соединения обычно определяются особенностями конструкции свариваемого изделия. При большой толщине соединяемых деталей в стыковых, угловых и тавровых соединениях на соединяемых кромках выполняют разделку, которая обеспечивает возможность полного проплавления кромок.
Нахлесточное соединение представляет собой сварное соединение, в котором соединяемые элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга. Эти соединения могут быть как с односторонними, так и с двусторонними швами. Условные обозначения: Н1 и Н2.
Таблица 2. Основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений.
Нахлесточные соединения в разделке не нуждаются – это одно из их преимуществ. Они отличаются простотой сборки: за счет величины нахлестки можно подгонять размеры собираемой детали, увеличивать допуск на непараллельность кромок деталей. Но нахлестка требует увеличения расхода основного материала – величина нахлестки должна быть не менее трех толщин наиболее тонкой из свариваемых деталей. В щель между деталями по длине нахлестки может попасть влага, что приведет к коррозии соединения. Сварные швы в нахлесточном соединении расположены в разных плоскостях, при эксплуатации в них будет сложное напряженное состояние, поэтому нахлесточные соединения хуже работают при переменной или динамической нагрузке.
Соединение внахлестку широко используют при изготовлении резервуаров, мачт, ферм, колонн и других конструкций.
Торцовое соединение – это соединение, в котором боковые поверхности элементов примыкают друг к другу, а шов выполняют общим на торцах обеих деталей. Условных обозначений в стандарте пока нет.
Помимо стыковых, тавровых, нахлесточных, угловых соединений, при сварке применяют соединения в кромку (при толщине свариваемых элементов до 3 мм) и прорезные соединения, имеющие прорезь в одной из деталей, привариваемой внахлестку. Прорезные соединения имеют круглые и удлиненные отверстия. Если диаметр отверстия превышает 30 мм, то сварку по внутреннему контуру отверстия выполняют без его полного заполнения.
Сварные швы в зависимости от типа соединения подразделяют на стыковые (в стыковых соединениях) и угловые (в угловых, тавровых и нахлесточных соединениях).
Соединение внахлестку широко используют при изготовлении резервуаров, мачт, ферм, колонн и других конструкций.
Торцовое соединение – это соединение, в котором боковые поверхности элементов примыкают друг к другу, а шов выполняют общим на торцах обеих деталей. Условных обозначений в стандарте пока нет.
Помимо стыковых, тавровых, нахлесточных, угловых соединений, при сварке применяют соединения в кромку (при толщине свариваемых элементов до 3 мм) и прорезные соединения, имеющие прорезь в одной из деталей, привариваемой внахлестку. Прорезные соединения имеют круглые и удлиненные отверстия. Если диаметр отверстия превышает 30 мм, то сварку по внутреннему контуру отверстия выполняют без его полного заполнения.
Сварные швы в зависимости от типа соединения подразделяют на стыковые (в стыковых соединениях) и угловые (в угловых, тавровых и нахлесточных соединениях).
3. Классификация сварных швов
Сварной шов является элементом сварного соединения, который образуется после кристаллизации (затвердевания) расплавленного металла сварочной ванны по линии перемещения сварочной дуги при сварке.
Сварные швы классифицируют по ряду признаков.
По внешнему виду швы делят на выпуклые, нормальные, вогнутые (рис. 1). Как правило, все швы выполняют с небольшой выпуклостью. Если требуются швы без выпуклости, это должно быть указано на чертеже. Ослабленными (вогнутыми) выполняют угловые швы, что также отмечается на чертеже. Такие швы требуются для улучшения работы сварных соединений, например при переменных нагрузках. Стыковые швы ослабленными не делают, вогнутость в этом случае является браком. Увеличение размеров сварных швов по сравнению с заданными приводит к увеличению массы сварной конструкции и перерасходу электродных материалов. В результате возрастает себестоимость конструкции, повышается трудоемкость сварочных работ.
Сварной шов является элементом сварного соединения, который образуется после кристаллизации (затвердевания) расплавленного металла сварочной ванны по линии перемещения сварочной дуги при сварке.
Сварные швы классифицируют по ряду признаков.
По внешнему виду швы делят на выпуклые, нормальные, вогнутые (рис. 1). Как правило, все швы выполняют с небольшой выпуклостью. Если требуются швы без выпуклости, это должно быть указано на чертеже. Ослабленными (вогнутыми) выполняют угловые швы, что также отмечается на чертеже. Такие швы требуются для улучшения работы сварных соединений, например при переменных нагрузках. Стыковые швы ослабленными не делают, вогнутость в этом случае является браком. Увеличение размеров сварных швов по сравнению с заданными приводит к увеличению массы сварной конструкции и перерасходу электродных материалов. В результате возрастает себестоимость конструкции, повышается трудоемкость сварочных работ.
По протяженности швы бывают непрерывные и прерывистые. В основном швы выполняют непрерывными.
Непрерывный шов – сварной шов без промежутков по длине. Термин «Сплошной шов» — не допускается.
Прерывистый шов – сварной шов с промежутками по длине. Прерывистые швы обычно используют при малых нагрузках, действующих на конструкцию.
Сварная точка – элемент точечного шва, представляющий собой в плане круг или эллипс.
Точечный шов – сварной шов, в котором связь между сваренными частями осуществляется сварными точками.
Ядро точки – зона сварной точки, металл которой подвергался расплавлению.
Швы тавровых соединений бывают двусторонние прерывистые, односторонние прерывистые, двусторонние цепные, двусторонние шахматные (рис. 2).
Цепной прерывистый шов – двусторонний прерывистый шов, у которого промежутки расположены по обеим сторонам стенки один против другого.
Шахматный прерывистый шов – двусторонний прерывистый шов, у которого промежутки на одной стороне стенки расположены против сваренных участков шва с другой ее стороны.
Непрерывный шов – сварной шов без промежутков по длине. Термин «Сплошной шов» — не допускается.
Прерывистый шов – сварной шов с промежутками по длине. Прерывистые швы обычно используют при малых нагрузках, действующих на конструкцию.
Сварная точка – элемент точечного шва, представляющий собой в плане круг или эллипс.
Точечный шов – сварной шов, в котором связь между сваренными частями осуществляется сварными точками.
Ядро точки – зона сварной точки, металл которой подвергался расплавлению.
Швы тавровых соединений бывают двусторонние прерывистые, односторонние прерывистые, двусторонние цепные, двусторонние шахматные (рис. 2).
Цепной прерывистый шов – двусторонний прерывистый шов, у которого промежутки расположены по обеим сторонам стенки один против другого.
Шахматный прерывистый шов – двусторонний прерывистый шов, у которого промежутки на одной стороне стенки расположены против сваренных участков шва с другой ее стороны.
Короткие, прерывистые швы, накладываемые при сборке деталей для фиксации их перед сваркой, называют прихваточными.
Листовые детали внахлестку сваривают иногда отдельными точками по высверленным в верхнем листе отверстиям или со сквозным проплавлением верхнего листа. Эти швы называют точечными, или электрозаклепочными.
По выполнению швы подразделяют на односторонние и двусторонние (рис. 3). Швы выполняют как на весу, так и на различных подкладках и флюсовых подушках. Меньшая часть двустороннего шва, выполняемая предварительно для предотвращения прожогов при последующей сварке или накладываемая в последнюю очередь в корень шва, называется подварочным швом. Корень шва – часть сварного шва, наиболее удаленная от его лицевой поверхности.
Листовые детали внахлестку сваривают иногда отдельными точками по высверленным в верхнем листе отверстиям или со сквозным проплавлением верхнего листа. Эти швы называют точечными, или электрозаклепочными.
По выполнению швы подразделяют на односторонние и двусторонние (рис. 3). Швы выполняют как на весу, так и на различных подкладках и флюсовых подушках. Меньшая часть двустороннего шва, выполняемая предварительно для предотвращения прожогов при последующей сварке или накладываемая в последнюю очередь в корень шва, называется подварочным швом. Корень шва – часть сварного шва, наиболее удаленная от его лицевой поверхности.
Рис.4.Классификация швов по числу слоев и проходов
По числу слоев и проходов различают однослойные, многослойные, однопроходные, многопроходные швы (рис. 4).
I-IV – слои;
1-8 – проходы;
7 – облицовочный шов;
8 – корневой шов
I-IV – слои;
1-8 – проходы;
7 – облицовочный шов;
8 – корневой шов
Слой сварного шва – часть металла сварного шва, которая состоит из одного или нескольких валиков, располагающихся на одном уровне поперечного сечения шва.
Валик (проход) – валик, полученный при сварке без поперечных колебаний сварочной проволоки или сварочного инструмента. Валик – металл сварного шва, наплавленный или переплавленный за один проход.
Уширенный валик – валик, полученный при сварке с поперечными колебаниями сварочной проволоки или сварочного инструмента.
При сварке каждый слой многослойного шва отжигается при наложении последующего слоя. В результате такого теплового воздействия на металл сварного шва улучшаются его структура и механические свойства. Толщина каждого слоя в многослойных швах примерно равна 5- 6 мм
Валик (проход) – валик, полученный при сварке без поперечных колебаний сварочной проволоки или сварочного инструмента. Валик – металл сварного шва, наплавленный или переплавленный за один проход.
Уширенный валик – валик, полученный при сварке с поперечными колебаниями сварочной проволоки или сварочного инструмента.
При сварке каждый слой многослойного шва отжигается при наложении последующего слоя. В результате такого теплового воздействия на металл сварного шва улучшаются его структура и механические свойства. Толщина каждого слоя в многослойных швах примерно равна 5- 6 мм
Рис. 1.5. Классификация швов по действующему усилию
а – продольные (фланговые);
б – поперечные (лобовые);
в – комбинированные;
г - косые
б – поперечные (лобовые);
в – комбинированные;
г - косые
Рис. 1.6-1.7. Классификация сварных швов по их положению в пространстве
По положению в пространстве различают нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные швы (рис. 1.6-1.7). Отличаются они друг от друга углами, под которыми располагается поверхность свариваемой детали относительно горизонтали. Наиболее труден для исполнения потолочный шов, лучше всего шов формируется в нижнем положении. Потолочные, вертикальные и горизонтальные швы приходится обычно выполнять при изготовлении и особенно при монтаже крупногабаритных конструкций.
Н – нижние;
П – потолочные;
Пп – полупотолочные;
Г – горизонтальные;
Пв – полувертикальные;
В – вертикальные;
Л – «в лодочку»;
Пг – полугоризонтальные
Н – нижние;
П – потолочные;
Пп – полупотолочные;
Г – горизонтальные;
Пв – полувертикальные;
В – вертикальные;
Л – «в лодочку»;
Пг – полугоризонтальные
Швы-прихватки. При сборке конструкций под сварку часто используют сборочные швы – прихватки – короткие сварные швы для фиксации взаимного расположения подлежащих сварке деталей. Длина и сечение прихваток зависят от массы собираемых элементов и их толщины: чем они больше, тем больше длина и сечение прихваток. Для сборки конструкций из тонкого металла прихватки обычно выполняют коротким (точечным) швом. Проплавные швы. Элементы металлических конструкций нередко соединяют проплавными швами. Проплавной шов – это сварной шов, образуемый в результате сквозного проплавления одного из соединяемых элементов. Соединение, выполненное проплавным швом, называют проплавным. Проплавной сварной шов применяют в нахлесточном или тавровом соединении если толщина проплавляемых деталей не превышает 10 мм.
4. Геометрические параметры сварного шва
4. Геометрические параметры сварного шва
Рис. 8. Геометрические параметры стыкового шва.
Элементами геометрической формы стыкового шва (рис. 8) являются:
ширина шва – е;
выпуклость шва – q;
глубина провара – h;
толщина шва – t;
зазор – b;
толщина свариваемого металла – S.
ширина шва – е;
выпуклость шва – q;
глубина провара – h;
толщина шва – t;
зазор – b;
толщина свариваемого металла – S.
Ширина сварного шва – расстояние между видимыми линиями сплавления на лицевой стороне сварного шва при сварке плавлением.
Выпуклость сварного шва определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом, и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости.
Глубина проплавления (провара) представляет собой наибольшую глубину расплавления основного металла в сечении шва. Это глубина проплавления свариваемых элементов соединения.
Толщина шва включает выпуклость сварного шва и глубину проплавления (t =q + h).
Зазор – расстояние между торцами свариваемых элементов. Устанавливается в зависимости от толщины свариваемого металла и составляет 0- 5 мм (большой размер – для толстого металла). Расстояние между свариваемыми деталями минимально при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом с присадочной проволокой, больше при сварке плавящимся электродом в среде защитных газов и максимально при дуговой сварке под флюсом.
Характеристикой формы шва является коэффициент формы сварного шва Кп – коэффициент, выражаемый отношением ширины стыкового или углового шва к его толщине. Для стыкового шва Кп = е/t. Оптимальный Кп – от 1,2 до 2 (может изменяться в пределах 0,5-4).
Другой характеристикой формы шва является коэффициент выпуклости сварного шва, который определяют отношением ширины шва к выпуклости шва: Ку = е/q . Коэффициент Ку не должен превышать 7-10.
Ширина сварного шва и глубина провара зависят от способа и режимов сварки, толщины свариваемых элементов и других факторов.
Выпуклость сварного шва определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом, и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости.
Глубина проплавления (провара) представляет собой наибольшую глубину расплавления основного металла в сечении шва. Это глубина проплавления свариваемых элементов соединения.
Толщина шва включает выпуклость сварного шва и глубину проплавления (t =q + h).
Зазор – расстояние между торцами свариваемых элементов. Устанавливается в зависимости от толщины свариваемого металла и составляет 0- 5 мм (большой размер – для толстого металла). Расстояние между свариваемыми деталями минимально при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом с присадочной проволокой, больше при сварке плавящимся электродом в среде защитных газов и максимально при дуговой сварке под флюсом.
Характеристикой формы шва является коэффициент формы сварного шва Кп – коэффициент, выражаемый отношением ширины стыкового или углового шва к его толщине. Для стыкового шва Кп = е/t. Оптимальный Кп – от 1,2 до 2 (может изменяться в пределах 0,5-4).
Другой характеристикой формы шва является коэффициент выпуклости сварного шва, который определяют отношением ширины шва к выпуклости шва: Ку = е/q . Коэффициент Ку не должен превышать 7-10.
Ширина сварного шва и глубина провара зависят от способа и режимов сварки, толщины свариваемых элементов и других факторов.
Рис.9. Геометрические параметры углового шва.
Элементами геометрической формы углового шва (рис. 9) являются:
катет шва – k,
выпуклость шва – q ,
расчетная высота шва – р,
толщина шва – а.
катет шва – k,
выпуклость шва – q ,
расчетная высота шва – р,
толщина шва – а.
Катет углового шва – кратчайшее расстояние от поверхности одной из свариваемых частей до границы углового шва на поверхности второй свариваемой части.
Выпуклость сварного шва определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом, и поверхностью сварного шва, наибольшей выпуклости.
Расчетная высота углового шва – длина перпендикуляра, опущенного из точки максимального проплавления в месте сопряжения свариваемых частей на гипотенузу наибольшего вписанного во внешнюю часть углового шва прямоугольного треугольника.
Толщина углового шва – наибольшее расстояние от поверхности углового шва до точки максимального проплавления основного металла.
Если шов выполнен вогнутым, то измеряют вогнутость углового шва. Она определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы углового шва с основным металлом, и поверхностью шва, измеренным в месте наибольшей вогнутости.
Выпуклость сварного шва определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом, и поверхностью сварного шва, наибольшей выпуклости.
Расчетная высота углового шва – длина перпендикуляра, опущенного из точки максимального проплавления в месте сопряжения свариваемых частей на гипотенузу наибольшего вписанного во внешнюю часть углового шва прямоугольного треугольника.
Толщина углового шва – наибольшее расстояние от поверхности углового шва до точки максимального проплавления основного металла.
Если шов выполнен вогнутым, то измеряют вогнутость углового шва. Она определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы углового шва с основным металлом, и поверхностью шва, измеренным в месте наибольшей вогнутости.
Рис. 10. Площади сечения расплавленного основного металла и наплавленного электродного металла
В зависимости от параметров сварки и формы подготовки свариваемых кромок деталей доли участия основного и наплавленного металлов в формировании шва могут существенно изменяться (рис. 1.10). Коэффициент доли основного металла в металле шва определяют по формуле Ko = Fo /( Fo + Fэ )
где Fo – площадь сечения шва, сформированная за счет расплавления основного металла; Fэ – площадь сечения шва, сформированная за счет наплавленного электродного металла.
где Fo – площадь сечения шва, сформированная за счет расплавления основного металла; Fэ – площадь сечения шва, сформированная за счет наплавленного электродного металла.
При изменении доли участия основного и присадочного металлов в формировании шва его состав может изменяться, следовательно, изменяются и его механические, коррозионные и другие свойства.
Основные типы и конструктивные элементы швов сварных соединений регламентируют ГОСТы.
ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные.
ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные.
ГОСТ 14806-80 Швы сварных соединений. Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов.
ГОСТ 16098-80 Соединения сварные из двухслойной коррозионно-стойкой стали.
ГОСТ 16038-80 Швы сварных соединений трубопроводов из меди и медно-никелевого сплава.
ГОСТ 11533-75 Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом. Соединения сварные под острыми и тупыми углами.
ГОСТ 27580-88 «Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах. Соединения сварные под острыми и тупыми углами.
ГОСТ 8713-79 Сварка под флюсом. Соединения сварные.
ГОСТ 15164-78 Электрошлаковая сварка. Соединения сварные.
ГОСТы не регламентируют технологию сборки и сварки конкретных изделий. Последовательность операций, сборочное и сварочное оборудование, количество и размеры прихваток, количество и последовательность наложения слоев, режимы сварки каждого слоя для различных способов сварки определяют отраслевые стандарты на сварку изделий конкретного типа: ведомственные строительные нормы (ВСН), строительные нормы и правила (СНиП), руководящие документы (РД), отраслевые стандарты (ОСТ) и другие нормативные документы.
Эти документы определяют технологию очистки кромок и прилегающей к ним поверхности основного металла, вырезку деталей и способы подготовки кромок (механической обработкой на пресс-ножницах, кромкострогальных или фрезерных станках; газокислородной или плазменной резкой), точность подготовки кромок. В них указывается также необходимость и виды обработки кромок после резки (химическим травлением, шлифовальными кругами, металлическими щетками или другими инструментами и способами). Только обязательное выполнение всех указанных в нормативных документах операций и режимов определяет требуемое качество сварных соединений.
5. Конструктивные элементы разделки кромок
Существующие способы ручной дуговой сварки позволяют сваривать без разделки кромок металл ограниченной толщины – до 5 мм, при механизированной сварке в защитных газах – до 10 мм, под флюсом – до 20 мм. Поэтому при сварке металла большой толщины выполняют разделку кромок под сварку для доступа сварочной дуги в глубь соединения и обеспечения качественного провара и формирования сварного шва.
Параметры разделки кромок являются важными характеристиками сварного соединения, от которых зависит качество, экономичность, прочность и работоспособность сварного изделия, и поэтому для каждого способа сварки и для каждой группы изделий (объектов) определены ГОСТами, отраслевыми стандартами и нормативными документами на выполнение сварочных работ на данном объекте.
Разделка кромок – придание кромкам, подлежащим сварке, необходимой формы (рис. 1.11).
Элементами геометрической формы подготовки кромок под сварку являются: угол разделки кромок – α, угол скоса кромки – β, зазор – b, притупление кромок – с.
Угол разделки кромок – угол между скошенными кромками свариваемых частей. В зависимости от способа сварки и типа соединения он изменяется от 60 до 90°. От типа и величины разделки кромок зависят количество дополнительного металла для заполнения разделки, а значит, и производительность сварки. Так, например, Х-образная разделка кромок по сравнению с У-образной позволяет уменьшить объем наплавленного металла в 1,6-1,7 раза.
Основные типы и конструктивные элементы швов сварных соединений регламентируют ГОСТы.
ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные.
ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные.
ГОСТ 14806-80 Швы сварных соединений. Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов.
ГОСТ 16098-80 Соединения сварные из двухслойной коррозионно-стойкой стали.
ГОСТ 16038-80 Швы сварных соединений трубопроводов из меди и медно-никелевого сплава.
ГОСТ 11533-75 Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом. Соединения сварные под острыми и тупыми углами.
ГОСТ 27580-88 «Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах. Соединения сварные под острыми и тупыми углами.
ГОСТ 8713-79 Сварка под флюсом. Соединения сварные.
ГОСТ 15164-78 Электрошлаковая сварка. Соединения сварные.
ГОСТы не регламентируют технологию сборки и сварки конкретных изделий. Последовательность операций, сборочное и сварочное оборудование, количество и размеры прихваток, количество и последовательность наложения слоев, режимы сварки каждого слоя для различных способов сварки определяют отраслевые стандарты на сварку изделий конкретного типа: ведомственные строительные нормы (ВСН), строительные нормы и правила (СНиП), руководящие документы (РД), отраслевые стандарты (ОСТ) и другие нормативные документы.
Эти документы определяют технологию очистки кромок и прилегающей к ним поверхности основного металла, вырезку деталей и способы подготовки кромок (механической обработкой на пресс-ножницах, кромкострогальных или фрезерных станках; газокислородной или плазменной резкой), точность подготовки кромок. В них указывается также необходимость и виды обработки кромок после резки (химическим травлением, шлифовальными кругами, металлическими щетками или другими инструментами и способами). Только обязательное выполнение всех указанных в нормативных документах операций и режимов определяет требуемое качество сварных соединений.
5. Конструктивные элементы разделки кромок
Существующие способы ручной дуговой сварки позволяют сваривать без разделки кромок металл ограниченной толщины – до 5 мм, при механизированной сварке в защитных газах – до 10 мм, под флюсом – до 20 мм. Поэтому при сварке металла большой толщины выполняют разделку кромок под сварку для доступа сварочной дуги в глубь соединения и обеспечения качественного провара и формирования сварного шва.
Параметры разделки кромок являются важными характеристиками сварного соединения, от которых зависит качество, экономичность, прочность и работоспособность сварного изделия, и поэтому для каждого способа сварки и для каждой группы изделий (объектов) определены ГОСТами, отраслевыми стандартами и нормативными документами на выполнение сварочных работ на данном объекте.
Разделка кромок – придание кромкам, подлежащим сварке, необходимой формы (рис. 1.11).
Элементами геометрической формы подготовки кромок под сварку являются: угол разделки кромок – α, угол скоса кромки – β, зазор – b, притупление кромок – с.
Угол разделки кромок – угол между скошенными кромками свариваемых частей. В зависимости от способа сварки и типа соединения он изменяется от 60 до 90°. От типа и величины разделки кромок зависят количество дополнительного металла для заполнения разделки, а значит, и производительность сварки. Так, например, Х-образная разделка кромок по сравнению с У-образной позволяет уменьшить объем наплавленного металла в 1,6-1,7 раза.
Угол скоса кромки – острый угол между плоскостью скоса кромки и плоскостью торца. Обычно составляет 30-50°.
Скос кромки – прямолинейный наклонный срез кромки, подлежащей сварке.
Зазор – кратчайшее расстояние между кромками собранных для сварки деталей. В зависимости от толщины свариваемого металла он обычно составляет 0- 5 мм. Наличие зазора необходимо для провара корня шва. Чем больше зазор, тем глубже проплавление металла.
Притупление кромки – нескошенная часть торца кромки, подлежащей сварке. В зависимости от толщины свариваемого металла составляет 1- 3 мм. Его назначение – обеспечить правильное формирование шва и предотвратить прожоги в корне шва.
Скос кромки – прямолинейный наклонный срез кромки, подлежащей сварке.
Зазор – кратчайшее расстояние между кромками собранных для сварки деталей. В зависимости от толщины свариваемого металла он обычно составляет 0- 5 мм. Наличие зазора необходимо для провара корня шва. Чем больше зазор, тем глубже проплавление металла.
Притупление кромки – нескошенная часть торца кромки, подлежащей сварке. В зависимости от толщины свариваемого металла составляет 1- 3 мм. Его назначение – обеспечить правильное формирование шва и предотвратить прожоги в корне шва.
Рис.12. Смещение Δ свариваемых кромок
При сборке деталей под сварку может возникать смещение Δ свариваемых кромок друг относительно друга (рис. 12). Допустимое смещение свариваемых кромок в зависимости от толщины свариваемого металла указано в таблице 3.
Таблица 3 – Допустимое смещение Δ свариваемых кромок
При сварке листов разной толщины разделку кромок выполняют по схеме, показанной на рис. 13. Для односторонней разделки ширина скоса
L = 5 (S1 – S), где S1 и S – толщина соответственно толстого и тонкого металла.
Для двусторонней разделки ширина скоса L1 = 2,5 (S1 – S).
L = 5 (S1 – S), где S1 и S – толщина соответственно толстого и тонкого металла.
Для двусторонней разделки ширина скоса L1 = 2,5 (S1 – S).
Рис. 13. Разделка кромок листов разной толщины
а – скос одной кромки;
б – скос двух кромок
б – скос двух кромок
Литература
1. Лупачев А.В. Технология сварки плавлением учеб. пособие / А. В. Лупачев, В. Г.Лупачев. - Минск : РИПО, 2020.- 446 с.
2. Лупачев, А. В. Оборудование и технология механизированной и автоматической сварки : учеб. пособие / А. В. Лупачев, В. Г. Лупачев. - Минск : РИПО, 2016.- 387 с.
1. Лупачев А.В. Технология сварки плавлением учеб. пособие / А. В. Лупачев, В. Г.Лупачев. - Минск : РИПО, 2020.- 446 с.
2. Лупачев, А. В. Оборудование и технология механизированной и автоматической сварки : учеб. пособие / А. В. Лупачев, В. Г. Лупачев. - Минск : РИПО, 2016.- 387 с.