Нередко причиной брака у начинающих сварщиков становится неправильно выбранные сварные соединения. Что неудивительно, так как со дня проведения первой сварки было разработано больше сотни разновидностей. В них несложно разобраться, поскольку сварные швы и соединения объединены в несколько групп по технике выполнения, положению деталей и другим признакам.
Что такое сварочное соединение
Новички ошибочно полагают, что понятия сварной шов и соединение равноценны. На самом деле шов ― это место стыковки двух заготовок расплавленным металлом с последующим охлаждением. Сварное соединение ― это три участка, которые подверглись действию высокой температуры. К ним относят:
- Один или несколько швов, которые образуются при плавлении только основного или с добавлением присадочного металла.
- Зону сплавления, расположенную между сварным швом и основным металлом деталей. Она не нагревается до температуры плавления, но может насыщаться элементами, которые вводят в сварочную ванну электродами или флюсом. Поэтому по составу отличается от основного металла.
- Зону термического воздействия. Это полоса, примыкающая к зоне сплавления, где под действием температуры изменились свойства металла.
Схема сварного соединения: 1 — сварной шов; 2 — зона сплавления; 3 — зона термического влияния; 4 — основной металл
Важно не путать два абсолютно разных понятия — сварочный шов и сварное соединение!
Сварочный шов ― это место стыковки двух заготовок расплавленным металлом с последующим охлаждением. Сварное соединение ― это три участка, которые подверглись действию высокой температуры.
Виды сварных соединений
В зависимости от того как расположены заготовки между собой к основным видам сварочных соединений относят:
- стыковые;
- угловые;
- нахлесточные;
- тавровые;
- торцевые.
Типы сварных соединений: а) стыковое; б) угловое; в) тавровое; г) нахлесточное; д) торцевое
Стыковые
Самые простые по выполнению швы даже для начинающих сварщиков. Ими соединяют заготовки, примыкающие друг к другу торцами, размещенные в одной плоскости или на ровной поверхности.
При сварке деталей с разной толщиной допускается смещение поверхностей. Стыковым способом сваривают конструкции из листового проката, резервуары, трубы.
Сравнительно с другими сварными соединениями сокращаются сроки выполнения работы и расход материалов, но нужно тщательно подготавливать кромки.
Способы выполнения стыковых соединений
Угловые
Это сварные соединения двух металлических деталей под любым углом.
Если заготовки разной толщины, толстостенную размещают снизу, чтобы на тонкой не появились прожиги и подрезы, сварочную ванну создают за счет плавления металла толстой заготовки.
Для повышения прочности соединения швы накладывают с обеих сторон. Внутренний угол сваривают малым током, чтобы снаружи не образовалось закругление.
Угловые сварные соединения удобно выполнять способом «в лодочку». Заготовки прихватывают под нужным углом, затем устанавливают так, как будто это плывущий кораблик. После расплавления металл будет равномерно растекаться по обеим сторонам без образования дефектов.
Угловым способом сваривают каркасы небольших строений, емкости, навесы, кузова грузовиков. Кроме этого устанавливают детали конструкций в труднодоступных местах.
Способы выполнения угловых соединений
Нахлесточные
Такими сварными швами соединяют параллельно расположенные металлические пластины, которые наложены одна на другую с небольшим перекрытием.
Для повышения прочности на разрыв и предотвращения проникновения влаги внутрь сварку выполняют с обеих сторон. Этим способом можно соединять листы толщиной до 12 мм.
Для выполнения нахлесточных соединений от сварщика не требуется высокая квалификация, так как нет опасности прожога и не нужно подготавливать кромки. Недостатком считают повышенный расход металла.
Способы выполнения соединений внахлест
Тавровые
Это сварное соединение торца одной детали с боковой поверхностью другой под прямым или небольшим углом.
Если толщина заготовки больше 4 мм сварка проводится с обеих сторон с тщательной подготовкой кромок вертикальной пластины. Тавровые соединения применяют преимущественно при сборке несущих конструкций.
Поэтому, если есть возможность изменения положения, сварку ответственных узлов лучше выполнять «в лодочку».
Способы выполнения тавровых соединений
Торцевые
При выполнении таких соединений сваривают торцы заготовок, которые плотно примыкают одна к другой или расходятся от места стыка под углом не больше 30⁰. Способ применяют при производстве кожухов, вентиляционных коробов, контейнеров, металлических шкафов и пр.
К достоинствам торцевого типа сварочных соединений относят низкую вероятность образования прожогов и внутренних напряжений, вызывающих деформацию. Недостатками считают завышенный расход материала и появление коррозии при проникновении воды между листами через дефекты шва.
Выбор сварного соединения зависит от расположения заготовок относительно друга друга.
Классификация сварных швов
Даже в одном типе соединения сварочные швы могут отличаться по конфигурации, протяженности, технологии и т. д. Поэтому в нормативных документах они сгруппированы по параметрам.
По положению в пространстве
По пространственному положению сварные швы могут быть:
- Нижними, когда стык находится внизу относительно сварщика. Расплавленный металл не вытекает из сварочной ванны, а шлак и газы беспрепятственно поднимаются на поверхность. При сварке электрод или пламя горелки ведут вдоль стыка с небольшими поперечными движениями.
- Горизонтальными, если сваривают вертикально установленные детали справа налево или наоборот. Для предотвращения стекания металла нижнюю заготовку смещают на 1 мм, чтобы получился уступ. После завершения работы разница будет незаметна. Важно не ошибиться со скоростью сварки, поскольку при медленном перемещении дуги или пламени горелки появятся потеки, а при быстром ― непровары.
- Вертикальными, когда вертикально установленные детали соединяют сверху вниз или в обратном направлении. Для удержания расплава в сварочной ванне сварку ведут снизу вверх прерывистой дугой на малом токе.
- Потолочными, если стык расположен над головой мастера. Расплавленный металл удерживается поверхностным натяжением.
Сварные швы по положению в пространстве
По конфигурации
В эту группу занесены три вида сварочных швов, которые зависят от формы стыков. Они бывают прямолинейными, криволинейными, кольцевыми (спиральными). Конфигурация швов не зависит от пространственного положения заготовок.
Классификация сварных швов по конфигурации
По степени выпуклости
По форме поперечного сечения сварные швы квалифицируют как:
- Выпуклые (усиленные). Используют для сборки узлов эксплуатируемых с большой статической нагрузкой.
- Вогнутые (ослабленные). Используют при сварке тонкого металла.
- Нормальные (плоские). Хорошо противостоят динамическим и разнонаправленным воздействиям.
- Специальные в виде неравнобедренных треугольников применяют в угловых и тавровых соединениях, на которые действуют переменные нагрузки.
Типы сварных швов по степени выпуклости или по внешнему виду
По протяженности
В эту классификацию входят сплошные и прерывистые сварные швы, которые выполняют отрезками по 10 — 30 см, но учитывается суммарная протяженность соединения. По расположению отрезков сварки прерывистые типы называют:
- цепными одно или двухсторонними, если разрывы равномерно расположены по обе стороны заготовки;
- шахматными двухсторонними, когда отрезки сварки на одной стороне сдвинуты относительно участков на другой;
- точечными при контактной сварке.
Виды сварных швов по протяженности
В зависимости от длины сварные швы относят к трем категориям:
- короткие ― до 25 см;
- средние ― 25 — 100 см;
- длинные ― больше 1 м.
Как варить нержавейку полуавтоматом
По количеству проходов
Независимо от типа сварочные швы выполняют одним или несколькими проходами. Выбор варианта определяется толщиной металла и необходимой прочностью. При каждом проходе наплавляется один валик. Если их расположить на одном уровне образуется слой сварного шва.
Детали толщиной до 5 мм соединяют однопроходными швами. Угловые соединения из заготовок со стенками 6 — 8 мм сваривают одним слоем, а стыковые двумя. Многослойные швы используют при работе с толстостенными элементами и для предотвращения термических деформаций.
Типы сварных швов по количеству проходов: а) однослойный, однопроходной; б) многослойный; в) многопроходной
По направлению действующего усилия и вектору действия внешних сил
По этим критериям соединения и швы подразделяются на 4 вида:
- продольный (фланговый) ― усилие параллельно стыку;
- поперечный (лобовой) ― вектор направлен под углом 90⁰;
- комбинированный ― сочетает признаки предыдущих;
- косой ― направление усилия меньше 90⁰.
Виды сварных швов по направлению действующего усилия
По виду сварки
Классификацию по этому критерию проводят по типу сварочного аппарата, который создает условия для выполнения сварки. Из длинного списка технологий можно выделить основные виды;
- ручная электродуговая;
- автоматическая;
- в среде инертных газов;
- плазменная;
- лазерная;
- газопламенная.
Требования к сварным швам
Требования к швам зависят от условий эксплуатации, видов нагрузки, свойств металла, технологии сварки и пр. Для их классификации по конкретным условиям были разработаны ГОСТы. Например, требования к соединениям ручной сварки приведены в ГОСТ 5264-80.
К общим для всех швов независимо от условий относят:
- прочность;
- надежность;
- долговечность;
- стойкость к коррозии и агрессивным веществам.
Чтобы шов был качественным, необходимо соблюдать технологию подготовки металла и выполнения сварки.
О длине и толщине швов в зависимости от особенностей конструкции и марки металла, методах проверки качества и т. д. можно узнать из тематических СНиПов, которые нетрудно найти в свободном доступе. Полученные сведения можно использовать как шпаргалку при выполнении сложной работы.
Что влияет на качество сварного соединения
Качество соединения сваркой зависит не только от соблюдения технологии, но и от подготовки деталей. Даже форма кромок влияет на качество соединения. Независимо от вида соединения подготовку проводят в следующем порядке:
- зону шириной не меньше 20 мм от линии стыка очищают от грязи и коррозии;
- на кромках, если толщина металла больше 3 мм, снимают фаски, оставляя притупление;
- устанавливают зазор между деталями.
Зависимость угла разделки, величины притупления и зазора от толщины металла показана в таблице:
Таблица разделки металла под сварку
Знание основных видов соединений и принципов их применения поможет правильно выбирать сварочный шов нужного типа для каждого конкретного случая. Для повышения квалификации полезно следить за технологическими новостями, чтобы не пропустить появление новых сплавов и методов сварки.
Типы сварных соединений
В настоящее время сварка стала одним из самых популярных технологических процессов по соединению различных деталей и элементов конструкции. Процесс настолько технологически проработан, что иногда трудно составить полную классификацию всех типов такого процесса. Их классифицируют по двум группам: непосредственно сам сварной шов и подготовительные работы (подготовка кромок).
Типы сварных соединений
Какие бывают сварочные швы и соединения классификация
Все типы сварных соединений классифицируются по следующим признакам.
По способу выполнения
По способу выполнения технологический процесс производят следующим образом:
- высокотемпературным плавлением;
- посредством давления.
Плавление создаёт условия улучшения атомно-молекулярных связей благодаря высокой температуре, введению дополнительного металла.
Второй способ отличается от предыдущего тем, что вблизи сварной зоны происходит пластическая деформация элементов под сильным давлением. Это способствует повышению качества итогового результата.
Способы выполнения сварки
Сам нагрев осуществляется различными типами технических приёмов:
- созданием электрической дуги;
- образованием пламени с помощью газокислородной смеси;
- высокочастотным током;
- с помощью лазерного луча.
Для защиты зоны прилегающей к стыку применяют различные методы: работу в специальных ваннах, среде из инертных газов. Согласно подсчётам специалистов типы сварных швов имеют более 70 хорошо проработанных способов, называемых сваркой.
Этот параметр определяется как профиль поперечного сечения полученного стыка. Его форма зависит от нагрузок, которые будут прикладываться к готовой конструкции. Различают следующие типы швов по степени выпуклости:
- выпуклые (разной степенью геометрической округлости);
- нормальные (шов получается треугольной формы, катет треугольника равен толщине свариваемого листа);
- вогнутые (катет треугольного соединения меньше толщины листа примерно на величину 0,8);
- для угловых швов применяют специальные профили (отходят от правила создания равнобедренного треугольника, создают фигуру, имеющую индивидуальные параметры).
Схематичное изображение выпуклого шва
По положению в пространстве
Рассматривают два вида взаимного положения различных элементов:
- положение деталей во время проведения сварной операции;
- положение самого сварного шва относительно будущей конструкции.
В первом случае различают следующие типы положения:
- нижнее;
- вертикальное;
- потолочное;
- горизонтальное положение шва на вертикальной плоскости;
- угловой шов (в профессиональной литературе можно встретить такой термин «сварка в лодочку»).
Классификация швов по положению в пространстве
Во втором случае выделяют два основных вида относительно поверхности детали:
- односторонний (он выполняется только с одной стороны сварной конструкции);
- двусторонний (в этом случае сварка производится с двух сторон).
По протяжённости
Рассматривается полная длина контактного отрезка. Качество работ, выполненных вдоль всей длины, определяет надёжность полученного элемента. Сварной шов делят на три категории:
- короткие швы (длина не превышает 250 миллиметров);
- категория средних (длина увеличивается от 250 мм до 1 метра);
- длинные швы (их длина превышает один метр).
Сварные швы по протяженности
Виды сварных соединений и швов по взаимному расположению
Положение свариваемых деталей друг относительно друга подразделяет все швы на основные типы:
- сварные в стык листов металлопроката (их называют стыковые);
- тавровые (после сварки происходит образование тавровых швов);
- угловые (один элемент приваривается к другому под определённым углом);
- перед сваркой одну часть листа накладывают на другой (нахлёсточный тип);
- сварка двух изделий в торец один с другой;
- действие производится таким образом, что поперечное сечение образует фигуру напоминающее крест;
- свободное совмещение нескольких элементов установленным порядком;
- сварка с применением технологии прорезания (прорезной тип).
Виды сварных соединений по расположению
По направлению действующего усилия и вектору действия внешних сил
Особое внимание при проведении сварочных работ уделяется оценка по направлению действующего усилию и вектору действия внешних сил прикладываемого к полученной конструкции. Знание этих параметров позволяет оценить надёжность сварного шва. Их рассматривают как следующие типы сварочных соединений:
- продольные или фланговые направления (вектор сил направлен параллельно линии образованного соединения);
- поперечные или лобовые (вектор действующих сил составляет относительно продольной линией прямой угол);
- комбинированные направления (угол находиться в интервале от 0 до 90°, но перпендикуляр к оси);
- косые (угол наклона изменяется вдоль оси полученного соединения).
Фланговый шов
Виды сварных швов по форме свариваемых изделий
Во многом качество сварки зависит от правильного подхода к оценке геометрической формы свариваемых деталей. Следует понимать, что виды сварных швов оценивают по форме свариваемых изделий.
Их точного деления не существует. Сварной шов делят условно на две большие категории. Полученный на плоских поверхностях и сферических поверхностях.
Виды швов зависят также от толщины рабочего материала и от длины самого стыка.
Сварной шов получится качественным после тщательно проведенных подготовительных работ. Они необходимы перед сваркой конструкций, толщина элементов которой превышает 5 миллиметров. При односторонней сварке.
Подготовительная операция называется разделка кромок. Правила и качество таких работ определяется требованиями ГОСТ.
Снятие загрязнений всего края должна производиться на расстоянии минимум 20 миллиметров до места будущей сварки.
Скачать ГОСТ 5264-80
Основными видами этой операции являются:
- посредством тщательной разделки;
- без предварительной разделки;
- так называемая отбортовка.
Подготовка кромок и их параметры
Отбортовка производится односторонней для угловых соединений, двухсторонней при стыковых соединениях.
Подготовка осуществляется вручную (используя напильник, наждачную бумагу, щётку для металла) или применяя электрический инструмент (дрели, оснащённые необходимыми насадками, шлифовальные машины, заводское оборудование).
Для металла толщиной начиная 3 мм, заканчивая 26 мм, используется V-образный односторонний или двусторонний тип скоса края. Для металла толщиной от 12 до 60 мм делается Х-образный тип скоса.
Порядок подготовки кромок
Установлен порядок подготовки материала к последующей работе с любым типом сварных соединений. Он включает следующие пункты:
- зачистка края металла (снимаются любые загрязнения, налёты, коррозия);
- снятие необходимых фасок (эта операция зависит от способа, используемого при сварке);
- подготовка зазора (величина, качество должны соответствовать определённому типу).
Зачистка края металла
Параметры подготовки кромок
Чтобы правильно выполнить подготовку необходимо выдержать следующие параметры:
- величина угла разделки края;
- размер интервала между краями образующими надёжный контакт;
- степень притупления края заготовки.
Классификация сварных швов
Классификация по протяженности
По протяженности швы подразделяют:
| Сплошные |  |
|
| Прерывистые | цепные |  |
| шахматные |  |
Классификация по отношению к направлению действующих усилий
Швы подразделяются:
| Продольный(фланговый) | усилие параллельно оси шва |  |
| Поперечный(лобовой) | ось шва перпендикулярна направлению действия усилий |  |
| Комбинированный | комбинация продольного и поперечного швов |  |
| Косой | ось шва располагается под углом к направлению действующих усилий |  |
Классификация по форме наружной поверхности
Швы подразделяются:
| нормальные | ||
| выпуклые(усиленные) | ||
| вогнутые(ослабленные) |
Выпуклые швы лучше работают в соединениях при статических нагрузках, однако чрезмерный наплыв приводит к лишнему расходу электродного металла и поэтому выпуклые швы неэкономичны.
Плоские и вогнутые швы лучше работают при динамических и знакопеременных нагрузках, так как нет резкого перехода от основного металла к сварному шву. В противном случае создается концентрация напряжений, от которых может начаться разрушение сварного шва.
Классификация по условиям работы сварного узла
В процессе эксплуатации изделия сварные швы подразделяют:
- рабочие — которые непосредственно воспринимают нагрузки
- нерабочие (соединительные или связующие) — предназначенные только для скрепления частей или деталей изделия
Классификация по ширине
Швы делятся на:
Ниточные швы обычно выполняют при сварке тонкого металла, а уширенные швы — при наплавочных работах.
Классификация по числу проходов (слоев)
По числу проходов (слоев) сварные швы подразделяются:
- однопроходные (однослойные)
- многопроходные (многослойные)
При сварке каждый слой многослойного стыкового шва, кроме усиления и подварочного шва, отжигается при наложении следующего слоя. В результате такого теплового воздействия улучшается структура и механические свойства металла шва.
Классификация по характеру выполнения
- односторонние
- двусторонние
- Сварочные работы / В.И. Маслов. — М.: Издательский центр «Академия», 2002. — 240 с.
Типы сварных соединений. Расчет соединений при действии осевых сил
Сварные соединения по своей конструкции различаются следующим образом:
- соединения встык;
- соединения внахлестку;
- соединения впритык (в тавр или в угол).
Наименование швов и виды сварных соединений приведены в таблице Тип сварных соединений.
Классификация швов по положению в пространстве
Сварные швы, при помощи которых осуществляются соединения, подразделяются по ряду признаков, а именно:
- по положению в пространстве — на нижние, вертикальные, горизонтальные и потолочные;
- по конструкции шва — на стыковые и угловые; угловые швы по их расположению к действующим усилиям делятся на фланговые и лобовые (торцовые);
- по типу обработки (разделки) кромок листов — на V-образные (обозначаются латинской буквой V), X (икс)-образные, К-образные (таблица Классификация швов по типу обработки кромок);
- по протяженности — на сплошные и прерывистые;
- по числу слоев, накладываемых во время сварки, — на однослойные и многослойные;
- по назначению — на рабочие (передающие усилия) и конструктивные, не связывающие.
Условные обозначения швов и их размеров, применяемые на чертежах, даны в таблице Условные обозначения сварных швов.
Обычно преобладающий на данном чертеже размер швов, а также тип электродов указывают в примечании, помещаемом около штампа (наименование чертежа) в правом нижнем углу листа. Непосредственно у изображения шва показывают только размеры, отличающиеся от преобладающего размера шва.
Указания об обработке кромок даются на чертеже только в случае отклонения их от нормальных.
«Проектирование стальных конструкций»,К.К.Муханов
Соединение называется комбинированным, если в нем имеется несколько различных видов сварных швов: фланговых, лобовых или стыковых. Простейшим комбинированным соединением является соединение с прямоугольными накладками, обваренными по всему контуру, т. е….
Этот тип соединения применяется, например, в случае крепления консоли к колонне или соединения листов под прямым углом и т. п. Вследствие своей простоты это соединение имеет широкое применение. Однако оно…
Соединение внахлестку может осуществляться с накладками и без них при помощи угловых швов. В зависимости от расположения по отношению к действующим усилиям угловые швы могут быть: фланговые (расположенные параллельно усилию)…
Соединение с накладками при помощи лобовых швов показано на фигуре, а. При симметричном расположении накладок лобовые швы дают достаточно высокую прочность. Однако вследствие рез кого изменения направления потока силовых линий…
Соединение встык наиболее рационально применять для соединения листов. Однако не исключена возможность его применения и при стыковании двутавровых балок, швеллеров и уголков. При конструировании соединений встык необходимо заботиться как о…
Классификация и типы сварных швов. Требования к качеству | Машкрепеж
Термин «сварной шов» обозначает сегмент сварочного соединения, посредством которого непосредственно сопрягаются свариваемые детали. Из этого определения вытекает, что сварной шов это не одно и то же, что сварное соединение, несмотря на принадлежность к одному производственно-технологическому процессу.
Так, под соединением подразумевается неразъемная конструкция, включающая хотя бы 2 металлических компонента. А сварной шов является следом, оставленным после соединения.
Именно его качество непосредственным образом оказывает влияние на величину нагрузок, которые будет способен выдержать создаваемый объект, и на временной интервал удерживания деталей с надежностью требуемого уровня. Об этом и поговорим.
Как наклонен электрод
Подразделение сварных швов на виды осуществляется по ряду основных критериев.
Формирование самого шва зависит от следующих факторов: расположение в пространстве, скорость перемещения и траектория передвижения электрода (его иное общепринятое название – расходный материал).
Сегодня существует много разновидностей сварных соединений. Рассматривать их необходимо, принимая во внимание все нюансы процесса.
Начало работы – предварительная установка рабочей силы тока и полярности подключения. Каждому мастеру присущ свой, так сказать, стиль выполнения сварки, особенностью которого является, в том числе, наклон электрода. Профессионалы придерживаются следующего мнения:
- оптимальный угол расположения расходного материала по отношению поверхности свариваемого объекта – 70°;
- если же брать за основу вертикальную ось, то относительно нее формируется угол, равный приблизительно 20°.
Встречаются случаи, когда сварка должна проводиться на участке с ограниченным доступом из-за недостатка пространства. Тогда подойдет вариант со строго перпендикулярным расположением электродов.
Расходный материал можно перемещать к себе либо в обратном направлении. Такая свобода действий бывает очень кстати. Касается это, прежде всего требуемого уровня прогрева кромок:
- если нагревать их сильно не нужно, передвигать электрод следует «от себя»;
- чтобы обеспечить сильный прогрев кромок, расходный материал перемещается в обратную сторону, то есть «к себе».
Траектория перемещения
Вроде бы, этот параметр отнюдь не значимый. Но, как показывает многолетняя практика, формирование сварного шва во многом определяется траекторией перемещения электрода. Но в любом случае должны выполняться колебательные движения. Причина такого требования очевидна: «склеить» в одно целое две заготовки иным способом просто невозможно.
Конфигурация колебательных движений бывает совершенно различной: схожей с восьмерками, с отличающимися по градусам углами – острыми (резкими) либо плавными (тупыми) – и других форм. Сварной шов можно будет назвать качественным, если ровные края сочетаются с его приятным внешним видом. Кроме того, ширина наплава должна быть идентична его высоте. Ну и, конечно же, при отсутствии дефектов, наиболее критичными из которых являются следующие:
- не перекрытый либо не заваренный участок в конечной точке валика – кратер;
- канавка на металле вдоль всего шва – подрез;
- несплошность, образовавшаяся по причине неспособности расплавленного металла заполнить пустоты сварного шва – непровар.
Что такое катет
Начало формирования сварочного шва – момент перехода металла в жидкое агрегатное состояние под воздействием высокой температуры, а заканчивается этот процесс после того, как тот полностью остынет. Общепринятая классификация предусматривает группировку сварочных соединений по ряду критериев:
- конфигурация шва и его длина;
- метод сопряжения заготовок;
- пространственная ориентация стыка (горизонтально либо вертикально направленный);
- общее количество уложенных слоев.
Нормы ГОСТа 5264-80 утверждают разновидности сварочных соединений и их главные характеристики. В данном стандарте освещены вопросы, касающиеся параметров катета созданного сварного шва.
Под таковым подразумевается сторона равнобедренного треугольника с углом при вершине 90°, который можно визуально вписать в сечение (не продольное, а поперечное) самого шва. Этот параметр определяет прочностные характеристики сформированного соединения.
Поэтому важно уметь корректно определять его численное значение. От умышленного увеличения катета при расчетах ожидать что-то хорошее не стоит, поскольку такой подход не обеспечит укрепление сварного шва.
А неоправданное манипулирование цифрами обусловит, если и не поломку конструкции, то, по крайней мере, ее деформацию. Достоверные сведения будут получены при использовании специального шаблона для определения величины катета, который продается в магазинах стройматериалов.
Разновидности сварных швов
Тип соединения определяет расположение в пространстве подлежащих сварке объектов:
- встык. Сопрягаются торцы деталей, располагающихся в одной плоскости. Операция выполняется несколькими способами: с загибом кромок соединяемых пластин – т.н. отбортовка кромок; со скосом кромок. Актуально, когда проводится односторонняя сварка пластин толщиной, не превышающей 5,0 мм и двусторонняя сварка листовых элементов с толщиной от 8,0 мм. Впрочем, формировать стыковой шов допускается без скоса кромок;
- внахлест. Свариваются по крайней мере две пластины, уложенные одна на другую с частичным либо полным перекрытием их поверхностей. Наиболее широко применяется для профильных соединений и трубных изделий. Небольшой участок одного из элементов конструкции погружается в ответную часть другого;
- угол. Соединение листов осуществляется так, чтобы их поверхности образовывали пространственный угол. Сечение шва имеет приблизительно треугольную форму;
- тавровое. Пол виду схоже с литерой «Т». Но встречаются случаи, когда поверхности заготовок формируют острый угол;
- торцовое. Плоскости листов прилегают одна к другой, свариваются же их торцы. Соединения данного типа применяются обычно для тонких пластин. Так исключается возможность их прожога.
Форма шва и его протяженность
Сварной шов бывает плоским, вогнутым и выпуклым. Однако необходимость в формировании шва второй конфигурации возникает очень нечасто. Соединения такого вида применяются, когда предполагается работа под воздействием динамических нагрузок.
Выпуклые швы считаются усиленными. Рекомендованы к созданию при функционировании сварочного аппарата в статическом режиме.
Сварные швы плоские (их другое общепринятое название – нормальные) являются оптимальным вариантом при знакопеременных нагрузках. Их с полным на то основанием принято считать универсальными.
То же касается протяженности сварного шва, то она бывает без промежутков, то есть сплошной, либо, что встречается реже – с интервалами. У последнего типа существует разновидность, применяемая на производственных предприятиях.
Это – контактная шовная сварка. Для ее выполнения задействуется специальное технологическое оборудование, в конструкцию которого входят дисковые вращающиеся электроды.
Иное их название – роликовые, соответственно сама методика сварки именуется роликовой.
Впрочем, посредством этого оборудования можно без каких-то сложностей формировать сплошной шов. Он отличается повышенными прочностными характеристиками и полной герметичностью. Таким способом в условиях современного производства свариваются стыки трубных изделий, резервуары и иные герметичные объекты.
Слои и их пространственное расположение
Называть однослойным принято сварной шов, выполненный за 1 проход. Но для обеспечения требуемой прочности сопряжения двух заготовок большой толщины этого недостаточно. Потребуется выполнить несколько проходов. Такие манипуляции сопровождаются формированием нескольких валиков, которые укладываются последовательно друг над другом. А это – уже многослойное соединение.
Сегодня существует множество ситуаций, связанных с необходимостью соединения металлических объектов. Поэтому вполне очевидно, что расположение сварочных швов может меняться от случая к случаю. По этому признаку они бывают вертикальными, горизонтальными, нижними и верхними/потолочными.
Формирование вертикального шва осуществляется обычно так: работник ведет расходный материал снизу-вверх. Оптимальными траекториями для этого случая являются:
- полумесяц. Сначала на привариваемые торцы наплавляется полочка. Далее производится наплавление металла небольшими по объему порциями, постепенно передвигая электрод выше. При этом готовый шов остается внизу;
- зигзаг. Расходный материал попеременными движениями вверх-вниз перемещается все выше. Расплавленный горячий металл в ходе этого процесса должен непрерывно направляться на кромки и переноситься с помощью электрода вверх;
- елочка. Начальное движение расходного материала – вправо-вверх. Затем его нужно опустить под некоторым углом вниз. Дав капле расплавленного металла застыть между кромками, далее электрод необходимо переместить влево-вверх и опять опустить под тем же наклоном вниз так, чтобы осталась очередная порция металла.
Самый простой вариант траектории – полумесяц. Поэтому он подходит для сварщиков, не имеющих особых профессиональных навыков. Стыковое и угловое соединения осуществляется способом «в лодочку»:
- симметричным. Может подаваться ток с любой полярностью. Сварка на обратной полярности производится на дуге самой короткой длины;
- несимметричным. Применяется для формирования швов в местах с ограниченным доступом. Наклон электрода – 30°-60°.
С наибольшими трудностями связана верхняя/потолочная сварка. Достичь более-менее приемлемого результата без наличия опыта, практически, невозможно. Проблема очевидна: металл, находящийся в жидком агрегатном состоянии под воздействием силы гравитации покидает не только ванну, но и всю рабочую область.
Для предотвращения такого хода развития событий используются два метода:
- понижение силы тока. При этом нужно контролировать горение дуги. Можно уменьшать значение этого параметра на 15%, но не более чем на 50%;
- производство работ на короткой дуге.
При сварке потолочным методом пластин с толщиной не меньшей 8,0 мм придется выполнить два, а то и более проходов. Первый шов должен характеризоваться толщиной приблизительно 4,0 мм. Значение этого параметра у всех последующих немного больше – всего на 1,0 мм.
Выбирая положение расходного материала, нужно принимать во внимание ориентацию шва в пространстве. Проварку вертикальных, потолочных, а также горизонтальных соединений следует делать, чтобы электрод располагался углом вперед. Аналогичная пространственная ориентация расходного материала должна быть при обработке неповоротных стыков трубных изделий.
Иной подход актуален при сварке поверхностей, расположенных встык или образующих пространственный угол. В данных случаях электроды нужно наклонять назад. В местах с ограниченным доступом допускается их держать так, чтобы продольная ось образовывала с обрабатываемой поверхностью прямой угол.
Обработка сварных швов
По окончании сварки на поверхности деталей остаются пятна шлаков. Попадание этих включений в выполненный шов ведет к ухудшению его прочностных характеристик.
Такие наслоения нужно обязательно удалять путем зачистки. Данное требование распространяется, прежде всего, на вариант многослойного соединения. Зачищать поверхность нужно после каждого прохода.
Самый простой вариант предполагает, что:
- сначала место стыка оббивается с помощью молотка;
- потом оно подвергается обработке щеткой с жестким проволочным ворсом.
Финишную процедуру удаления шлаков рекомендуется проводить по иной методике:
- первый этап – грубая очистка. Выполняется с использованием специального инструмента, схожего с ножом, либо шлифовальными кругами с крупным зерном. Грубая очистка швов после сварки крупных заготовок проводится на станках;
- второй этап – полировка шва. Чаще всего делается это посредством фибрового круга, установленного на шлифовальную машинку.
Фиксация
Прежде чем приступить к сварке, нужно надежно зафиксировать создаваемое соединение. Так будет исключен сдвиг уже в ходе самого процесса. Реализуется это обычно при помощи т.н. прихваток.
Данный термин обозначает небольшие сварные швы, которые выполняются там, где будет пролегать основной шов, но в поперечном относительно него направлении и имеющие сечение, не превышающее половину его ширины.
Каждая прихватка не должна быть длиннее 2,0 см. Такие элементы больших размеров допускаются только когда свариваются трубопроводы. Длина шва оказывает влияние на удаленность соседних прихваток одной от другой. Величина этого показателя изменяется в пределах 10,0 см…80,0 см. Если же шов короткий, можно производить по краям точечную сварку.
Создаются прихватки за 1 проход. Благодаря их наличию конструкция обретает дополнительную жесткость. Этот момент весьма важен для крупногабаритных объектов.
Постоянные прихватки после завершения сварки остаются, а временные удаляются. Место, где они выполняются – обратная сторона детали. Формирование прихваток должно вестись на предварительно зачищенных поверхностях.
Заключение
Положения нормативных документов содержат ряд требований к сварочным швам, определяющих допустимые дефекты. В частности, их классификация определена ГОСТом 5264-80. Причины появления дефектов могут носить как объективный характер, так и субъективный.
К числу первых относятся, например, неисправность применяемых аппаратов или материал низкого качества. Ко вторым причисляются нарушения техпроцесса, в частности, когда выполнение работ поручено сварщику, не имеющему достаточной квалификации, и т.д.
Немаловажное значение в этом контексте имеет своевременность проверки работоспособности сварочного оборудования.
Загрузка...
