ABLOY-FIRE.RU - Надежная автоматика для противопожарных дверей

Abloy
Главная
Продукция
Решения для одностворчатых дверей
Решения для двустворчатых дверей
Где купить


Новости

21.05.07 - Итоги семинара "Системы автоматического закрывания противопожарных дверей Abloy"

10.05.07 - Первый в России семинар: "Системы автоматического закрывания противопожарных дверей Abloy"

30.04.07 - Открыт новый сайт "Надежная автоматика для противопожарных дверей Abloy"

Что такое сварное соединение


Сварные соединения и швы: какие бывают виды, классификация

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:

  1. Один или несколько швов, которые образуются при плавлении только основного или с добавлением присадочного металла.
  2. 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.
  3. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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:

  1. Выпуклые (усиленные). Используют для сборки узлов эксплуатируемых с большой статической нагрузкой.
  2. Вогнутые (ослабленные). Используют при сварке тонкого металла.
  3. Нормальные (плоские). Хорошо противостоят динамическим и разнонаправленным воздействиям.
  4. 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.

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.

виды и типы сварных соединений

Сварка представляет собой способ соединения деталей в неразъемную конструкцию. При этом остается след - сварной шов. Он выглядит по-разному в зависимости от многих факторов - материала деталей, способа сварки, примененного оборудования. Соединение деталей, осуществленное сваркой, называется сварочное соединение. Несмотря на то, что сварные соединения и швы относятся к одному производственному процессу, не следует смешивать эти понятия. Соединение - это неразъемная конструкция из двух металлических деталей, а сварочный шов - это след, оставленный после соединения.

К шву и соединению предъявляются конкретные требования, закрепленные в нормативных документах. Сварщик и руководитель сварочных работ обязаны иметь четкое представление, что такое сварной шов, как он должен выглядеть и каким требованиям удовлетворять.

Элементы конструкции шва

Конструктивные элементы сварного шва определены ГОСТом 2601. Нормативные документы дают определение, что такое сварочный шов, его геометрические параметры, перечисляют имеющиеся типы сварочных швов.

К таким элементам относятся форма и размер кромок после их подготовки.

Классификация сварочных швов

Имеются многочисленные типы и виды сварных соединений и сварных швов. Это вызвало потребность в их четкой классификации. Она разработана в зависимости от многих факторов. Классификация учитывает технологические особенности швов, их пространственное положение, размеры. Достоинством такого дифференцирования является применение обозначений на каждый тип сварного шва.

Существует много различных позиций, по которым имеется классификация, включающая существующие виды сварки и типы сварных соединений.

Положение шва в пространстве

Немаловажную роль играет расположение шва в пространстве.

Нижнее положение является самым выигрышным. Шов при этом получается прочным и надежным. При верхнем, который иначе называют потолочном, положении, сварщику приходится принимать неестественную позу. Долго сохранять ее весьма трудно. А ведь одним из условий получения качественного шва является непрерывность процесса.

Для повышения точности следует использовать короткую дугу, а ширину шва делать не превышающей диаметр электрода. Для выполнения потолочного шва требуется не только получение профильного образования, но и приобретение практических навыков при более благоприятных условиях.

При выполнении швов во всех положениях существует проблема стекания вниз расплавленного металла. Нижнее положение при этом является самым выигрышном. Потолочное и нижнее положения относятся к горизонтальным. Стекание металла, являющееся чрезмерным, уменьшают, снизив температуру нагрева. Это можно сделать, увеличив скорость передвижения электрода, или регулярно прерывать дугу, давая возможность остыть металлу.

Вертикальный шов часто встречается в конструкциях, но самым простым вариантом не является. Если шов расположен вертикально, то вниз устремляться будет не сварочная ванна целиком, а только отдельные капельки. Если сварка осуществляется по направлению сверху вниз, то эти капельки начнут быстро застывать, образуя своеобразную преграду. Поэтому вести сварку при вертикальном способе следует снизу вверх. Свариваемые детали при вертикальном положении должны быть надежно зафиксированы.

Протяженность шва

Сварочные швы и соединения разделяются по их протяженности. По этому признаку шов бывает сплошным и прерывистым. При выполнении прерывистого шва в нем предусмотрены определенные интервалы, имеющие постоянный размер. Сварные швы прерывистого характера бывают различными. Они так же, как непрерывные, могут быть односторонними и двусторонними.

Такая градация отражается на обозначении шва в чертежах. При этом вводится такое понятие, как шаг шва.

Форма поверхности

Виды сварных швов разделяются по форме, которая имеет их наружная поверхность.

Каждый вид имеет свои преимущества. Играет роль, какую нагрузку выдерживает сварной шов. Когда предстоят статические нагрузки, то целесообразно применять выпуклый шов. Он имеет несколько слоев, что ведет к дополнительному расходу электродов и удорожанию сварочного процесса.

Если предстоит сварка тонких металлических листов, то лучше применять вогнутую форму. Если сварное изделие при эксплуатации будет подвергаться динамическим нагрузкам, то следует выполнять плоские швы или вогнутой формы. Такой выбор объясняется тем, что не будет большого перепада между поверхностями шва и основного материала.

В зависимости от условий эксплуатации типы сварных швов разделяются на рабочие и нерабочие. Рабочим предстоит выдерживать значительные нагрузки, что заставляет предъявлять к ним повышенные требования. Нерабочие просто осуществляют функцию соединения. Однако, если предполагается их использование при не совсем благоприятных погодных условиях, то необходим тщательный контроль за отсутствием трещин и внутренних пустот.

Когда предстоит сварка тонких металлических листов, то лучше выполнять ее ниточным швом. При наплавочном способе больше подойдет уширенный вариант.

Количество слоев

Виды швов в сварке зависят от количества выполняемых слоев. Однослойные швы выполняются за один проход, а многослойные являются многопроходными. Многослойный вариант используют для соединений, имеющих определенную конфигурацию.

Выполнение многопроходного шва является более сложным. Каждый новый слой следует накладывать быстро, пока не остыл предыдущий. К тому же надо успеть убрать шлак, образовавшийся ранее. На механические характеристики многослойного шва оказывает положительное действие то, что при наложении последующего шва, в предыдущем происходит отжиг.

Соединения

Сварные соединения разделяются на различные виды.

Виды сварных соединений:

  1. Стыковые. Детали располагаются в одной и той же плоскости.
  2. Угловые. Детали, подлежащие соединению, располагают под необходимым углом. Наиболее распространенным является прямой угол.
  3. Тавровые. Торец одной детали располагают перпендикулярно или под небольшим углом по отношению к основной поверхности второй детали.
  4. Нахлесточные. Положение деталей в пространстве - параллельное. При этом одна деталь частично налегает на другую.
  5. Торцевые. Воедино сваривают два торца элементов.

Сварной стыковой шов применяется для сварки трубопроводов, различных труб и металлических листов. Сварке подлежат торцовые поверхности. Сварка встык требует проведение подготовительных работ, которые заключаются в тщательной подгонке торцевых поверхностей друг к другу. Для обеспечения точности может применяться предварительный подварочный шов. Сварку встык можно осуществлять как на весу, так и на подкладке - стальной или медной. При стыковых соединениях возможны различные виды скосов кромок или сварка без них.

К преимуществам такого способа относится уменьшенный расход вспомогательного материала, в частности, электродов. Одинаковая толщина элементов не является обязательным требованием. Но при этом электрод следует направлять к более толстой детали. Это обеспечит ее более сильный нагрев, а тонкую деталь убережет от прожогов.

Угловые швы находят применение для соединения частей различных емкостей и резервуаров. Для получения качественного углового соединения рекомендуется установка деталей "лодочкой".

Сварной шов тавровый применяют при сварке несущих конструкций. Поверхности деталей требуют тщательной подготовки. Такой вид сварки относится к наиболее прочным. Достоинством таврового соединения является то, что его можно применять в труднодоступных местах. Такой вид сварного шва помогает выдерживать повышенные нагрузки.

Соединение нахлесточным способом находит применение при необходимости сварки металлических листов толщиной не более 12 мм. Необходимостью является отсутствие зазоров между поверхностями деталей. Плотность прилегания необходима для качественного соединения. Выполнение нахлесточного соединения не является сложным и может осуществляться сварщиками, имеющими невысокий разряд.

При нахлесточном способе два шва находятся на расстоянии друг от друга. Это придает соединению дополнительную прочность. Если при эксплуатации возможны нагрузки на излом, то применять его не стоит.
Торцевые виды сварочных соединений предусматривают сварку торцов деталей. Таким способом возможно соединение деталей любой толщины. К достоинству относится минимальная деформация свариваемых элементов.

Положение электрода во время сварочного процесса

Наклон электрода зависит от видов сварных соединений и швов. Угол наклона влияет на скорость разогрева металла. При дуговой сварке для того, чтобы зажглась дуга, электрод следует держать перпендикулярно. Затем необходимо осуществлять небольшой наклон. Сварочный шов получится более качественным, если сварку проводить короткой дугой.

Применять сварку способом "углом вперед" имеет смысл, когда процесс осуществляется в труднодоступных местах. Однако, способ не лишен недостатков. Процессу сварки будет мешать жидкий шлак, находящийся все время впереди. Сварная дуга может или совсем погаснуть, или начать "блуждать". Качество шва может быть значительно снижено, если появятся пропущенные участки.

Способ "углом назад" находит применение в угловом варианте и при соединении стыков. При сварке под прямым углом электрод держат перпендикулярно поверхности. Это позволяет контролировать жидкий шлак и следить за тем, чтобы он перемещался вслед за сварочной ванной. На качество шва это будет оказывать благоприятное воздействие. Если шлак окажется перед электродом, то это можно исправить, перейдя на некоторое время на способ "назад углом".

Движения электрода

Виды сварочных швов и способы их нанесения, в частности, зависят от того, каким способом перемещается электрод. Траекторию его движения может выбрать сам сварщик в зависимости от толщины элементов и типов сварных соединений.

Если электрод перемещается вдоль шва, то получается тонкий валик. Такой нитевидный шов можно использовать как первый слой при многоходовом способе.

Когда электрод совершает поперечные колебания, то соединение становится более прочным. Колебательные движения обеспечивают хороший прогрев корня шва и его кромок. Амплитуда колебания позволяет получить шов заданного размера. Характер движения электрода при этом - возвратно-поступательный. Конец электрода может описывать разные фигуры - "лестницы", "треугольники", "елочки", "полумесяц", "петлю".

Выбор зависит от типов сварочных соединений. Например, для стыковых и угловых швов будет уместен "полумесяц", а "петля" обеспечит соединение тонких листов металла.

Подготовка к свариванию

Немаловажным фактором, чем определяются свойства сварного соединения, являются подготовительные действия. Они включают в себя несколько этапов.

Правка

Она является восстановительной операцией и проводится в случае, когда во время транспортировки деталей к месту сварки произошла их деформация. Также необходимо вернуть частям изделия первоначальную форму, если время хранения произошли искажения в виде вмятин, выпучиваний, волнистости, коробления поверхности, различного рода искривлений.

Ее могут осуществлять при нагревании или холодном виде, что зависит от сложности полученного дефекта и его размера. Правку можно выполнять как вручную, так и машинным способом при промышленном производстве.

Для ручной правки используют такие инструменты, как молоток, кувалду или ручной пресс. Если повреждение носит более серьезный характер, то могут использоваться прессы, оснащенные электродвигателями. Удобно использование наковальни. Также подойдут стальная или чугунная плиты.

Молоток для правки изготавливается из мягкого материала. В зависимости от дефекта может подойти резиновый. Не стоит применять молоток, форма бойка которого имеет квадратную форму, поскольку на металле могут остаться вмятины. Предпочтительной является круглая форма. Следует проверить, чтобы поверхность бойка была отполирована. Если металл закаленный, то надо применять рихтованный молоток.
В качестве альтернативы можно воспользоваться деревянной или металлической гладилкой.

Различные дефекты исправляют по-разному. Волнообразность и выпуклость можно исправить ударами по поверхности. Двигаться при этом надо от краев к центральной части. При приближении к центру увеличивают частоту ударов, но уменьшают их силу. Брусками-гладилками исправляют тонкие детали.

Разметка

Размеры детали должны быть приведены в соответствие с указанными в чертежах на них. Чтобы можно было обрезать лишние куски, требуемые размеры можно задать с помощью разметки.

Разметку можно наносить карандашом, ручкой, мелом, тонким фломастером, а также любым острым предметом. Из инструментов потребуются линейка или рулетка, штангенциркуль, угольник. Когда выпускается партия однотипных деталей, то можно применить шаблон. Помимо контуров детали с помощью разметки можно отмечать предполагаемые места сгибов.

Резка

Резку заготовок производят с целью получения нужного размера. Резку производят по нанесенным ранее разметкам. Следует проявлять особую внимательность - неправильно отрезанную деталь относят к браку или используют для иных целей.

Эту операцию проводят не только механически ножницами по металлу или болгаркой, но и с помощью плавления металла. Для термической резки можно применять дуговую сварку. Еще одним инструментом является кислородный рюкзак.

Зачистка

Она является важной подготовительной операцией. На поверхности не должны оставаться грязь, пятна краски и жира, посторонние вкрапления, оксидная пленка, что может привести к возникновению дефектов в виде трещин, пор, инородных вкраплений.

Из инструментов применяются металлические щетки и болгарка. При использовании химического способа очистить некрупную деталь можно погружением ее в емкость с химикатами. С помощью такого метода хорошо происходит очищение от ржавчины и оксидных пленок. Перед сваркой детали необходимо высушить.

Подготовка кромок

Залог получения хорошего шва - грамотная подготовка кромок. Это правило применимо ко всем видам сварочных швов. Результат этой операции - получение формы, которая подходит для лучшего сварного соединения. Особую актуальность подготовка приобретает в случае, когда сварке подлежат трубы и детали большой толщины. При правильном скосе с изделия снимается напряжение во время его эксплуатации. Разделка кромок позволяет получить широкий, а значит более надежный шов.

Основные параметры - угол скоса, ширина зазора, величина притупления. Для разделки используют напильник, ножницы по металлу, болгарку, зубило. В промышленном производстве находят применение фрезерные и специальные кромкострогальные станки. Возможно использование пламенной резки.

Скос начинает играть важную роль, когда предстоит сварка деталей разной толщины. К притуплению кромок прибегают, когда на конце они имеют острую форму, поскольку это может вызвать образование прожогов, созданию напряжения в этих местах и деформацию шва, что уменьшит прочность соединения.

Для разных типов сварных соединений и швов выполняют различные виды скосов:

  1. Букву "V" имеет скос с одной стороны одной или обеих кромок. Является наиболее востребованным и может применяться при разных толщинах деталей. Когда разделываются обе кромки, то угол составляет 60 градусов, а при одной - 50.
  2. Букву "X" имеет скос обеих кромок с двух сторон. Его применяют для изделий толщиной 10-60 мм. Угол разделки - 60 градусов.
  3. Скос, имеющий форму буквы "U" выполняют с одной стороны. Такая криволинейная форма подходит для металлов толщиной 20-60 мм.
  4. Скос, имеющий форму буквы "К", применяют редко. Суть состоит в том, что для одной кромки делают двухсторонний скос, а для второй - односторонний.

Кромкам необходимо придать необходимую геометрическую форму. Если соединению подлежат тонкие детали, то кромку делают плоской. Для деталей, имеющих значительную толщину, кромки выполняются в форме букв "V" или "X". Глубина снимаемого слоя зависит от марки металла.

На чертежах скос обозначается буквой "β", а угол его раскрытия - "α". Необходимо отсутствие не кромках перепадов. Для контроля правильности разделки находят применение шаблоны.

Гибка

При необходимости в подготовительные операции включают гибку металла. Листогибочные машины используют для придания нужной формы металлическим листам или полосам. Специальные прессы применят для профильных деталей.

Предварительный нагрев сделает металл более податливым и на гибку потребуется меньше усилий.

Фиксация

Перед началом сварки необходимо осуществить надежную фиксацию свариваемого соединения. Это гарантирует отсутствие сдвига во время сварочного процесса. Фиксацию можно осуществить с помощью прихваток. Под этим термином понимают небольшие швы, выполненные поперек направления основного шва. Их сечение не должно быть более половины ширины шва.

Длина каждой прихватки не должна составлять более 2 см. Более длинные прихватки допускаются только при сварке трубопроводов. В зависимости от длины шва расстояние между прихватками находится в диапазоне от 10 до 80 см. Для коротких швов допустимо точечное соединение на краях.

Прихватки выполняют за один проход. Наличие прихваток придает конструкции сварного соединения дополнительную жесткость, что особенно важно для крупных изделий.

Временные прихватки после сварки удаляют, а постоянные остаются. Выполнение прихваток происходит на обратной стороне изделия. Перед началом их выполнения необходимо произвести зачистку поверхностей.

Дефекты швов

Практически все виды сварочных швов и соединений после окончания процесса сварки имеют дефекты. Некоторые из них подлежат исправлению, а другие приходится отправлять в брак.

В нормативных документах указаны требования к сварным швам, которые определяют, какие дефекты в каких видах швов сварки допустимы и их геометрические параметры. Выполнение этих требований является строго обязательным, поскольку их наличие может вызвать при эксплуатации разрушение конструкции. ГОСТ 5264 определяет классификацию существующих дефектов. Допустимые отклонения от нормы должны быть указаны в чертеже на изделие.

Имеются причины, вызывающие различные виды дефектов. К ним могут относиться как объективные, например, некачественный материал или неисправность применяемого оборудования, так и субъективные - ошибки при проведении производственного процесса, недостаточная квалификация сварщика, нарушение технологического процесса.

К причинам возникновения дефектов также относятся: выбор электродов неправильного размера, включение на оборудовании несоответствующего виду сварки режима, колебания напряжения в электросети, неподходящая скорость процесса. К возникновению дефектов может привести отсутствие или недостаточность проведения предварительной подготовки. При проведении сварки на свежем воздухе могут неблагоприятно подействовать плохие погодные условия.

Перед началом сварки необходимо убедиться в исправности и работоспособности используемого оборудования. Не должен быть пропущен срок очередной поверки, что указывается в паспорте на него.

Имеется три вида дефектов, возникающих в результате сварки:

  • местом расположения которых является наружная поверхность;
  • внутри сварного соединения;
  • сквозные.

Наружные дефекты хорошо видны при визуальном осмотре, с которого должен начинаться контроль получившегося при сварке соединения. К внешним дефектам относятся наплывы, трещины, выпуклости и углубления, подрезы, свищи. К ним также относится наличие в сварном шве участков, различающихся по ширине, а при угловых соединениях - разная величина катетов.

Причинами возникновения внутренних дефектов могу быть недостаточно качественный основной материал, нарушение технологии сварки. Трещины могут появляться не только на наружных поверхностях, но и внутри соединений, где они могут стать источниками растущего напряжения, что может привести к разрушению конструкции. Одна из причин их появления - чересчур быстрое охлаждение.

К внутренним дефектам относится непровар, который может появиться, когда на деталях была оставлена ржавчина или окалины. Еще одной причиной непровара может служить небольшая величина силы тока. Если обнаружен не проплавленный участок большой протяженности, то потребуется переплавка соединения.
Внутри сварного шва возможно образование пор, заполненных газом. Причина их появления - посторонние примеси и излишек влаги. Если нарушена технология, то внутри сварного шва могут появиться включения вольфрама и шлака.

Сквозные дефекты - это поры, проходящие всю толщину шва. Такой дефект можно обнаружить при визуальном осмотре.

Методы контроля

Все виды сварочных швов в обязательном порядке после окончания процесса обязаны проходить контроль. Особо жесткие требования предъявляются к конструкциям с повышенной ответственностью. Помимо визуального осмотра имеются и другие методы контроля.

Капиллярный

К наиболее часто применяемым относится капиллярный метод. Для его использования необходимо наличие специальных жидкостей, называемых пенетрантами или индикаторами. Эти жидкости обладают способностью проникать в трещинки любого размера, даже самые мельчайшие. Пенетранты имеют яркую окраску, поэтому наличие трещин становится заметным при визуальном наблюдении.

Нанесение индикаторов осуществляется после очистки поверхностей и их осушения. Жидкость наносится путем смачивания или нанесением из баллончика. При небольшом размере изделие можно погружать в емкость с пенетрантом. При вакуумном способе жидкость втягивается в пустоту, а при компрессионном - загоняется внутрь давлением воздуха. Ультразвуковой способ состоит в заполнении пустот индикаторами ультразвуком, а деформационный загоняет проникающую жидкость колебаниями звуковой волны.

Магнитная дефектоскопия

Этот метод можно использовать только для ферромагнитных соединений. С его помощью выявляются трещины, находящиеся внутри и включения инородных тел. Для создания магнитного поля требуется наличие прибора, называемого дефектоскопом. С его помощью можно обнаружить микроскопические трещинки.

Имеется несколько способов контроля с помощью магнитной дефектоскопии:

  1. Магнитопорошковый. Используется ферримагнитный порошок, состоящий, как правило, из частиц железа. Он может быть сухим, или представленным в виде водной эмульсии или суспензии. Когда порошок перемещается по поверхности равномерно, то, натыкаясь на дефект, он образует скопление. Его размер и форма соответствуют параметрам дефекта.
  2. Магнитографический. Исследование поверхности осуществляется совместно с лентой-магнитоносителем. Запись информации с ленты осуществляется особыми устройствами дефектоскопов.

Индукционный способ

Контроль происходит с помощью индукционных катушек. Их соединяют с регистраторами. Во время перемещения индукционной катушки при встрече ее с местом нахождения дефекта происходит изменение магнитного потока и возникновение электродвижущей силы. Специальный прибор регистрирует индукционный ток.

Ультразвуковой способ

Ультразвук, натыкаясь дефектную область, изменяет свое направление, что регистрируется специальным прибором. Ультразвуковой метод имеет несколько разновидностей. Способ позволяет выявлять большое количество разных дефектов. Им можно контролировать все основные типы сварных соединений. Метод является безопасным и может использоваться при выездных работах.

Радиационный способ

Позволяет обнаруживать поры, область непроваров, инородные включения, трещины. Осуществляется просветка рентгеновскими и гамма-лучами. Прохождение лучей регистрируется специальным прибором. Выявление дефектов происходит при изучении полученной рентгенограммы.

Расчет нормативов

Нормативные документы определяют существующие виды сварки типы сварных швов и соединений и их расчет. В первую очередь к такому документу относится СНиП. Он содержит правила и нормативы, которые должны соблюдаться при осуществлении сварочного процесса. В СНиПе указаны требования к следующим нормам:

  • времени;
  • выработки;
  • расхода электроэнергии;
  • комплектующим.

В понятие расхода времени входит не только то время, которое затрачивается на непосредственно производственный процесс, но и вспомогательное, необходимое для доставки на место сварки деталей изделия, оборудования, инструментов, газовых баллонов.

Учитывается время, необходимое для того, чтобы сварщик успел переодеться в защитный костюм, а также время перерывов на отдых и на обед. Сюда же входит время на подготовительные работы перед сваркой и уборку после ее окончания.

Дополнительное время дается на выставление необходимых параметров на оборудовании, проверку его работоспособности, розжиг дуги, нанесение флюса. При расчетах учитывают квалификацию исполнителя и его опыт, которые влияют на скорость выполнения всех операций. Для расчета времени используются таблицы и формулы.

К нормам выработки относятся работа, которая должна быть выполнена за определенное время. За единицу измерения могут быть приняты значение метров сварного шва, выполненного за один час, или количество соединений, осуществленных за это время.

Расход электроэнергии является важной составляющей планирования. За единицу измерения принимаются киловатт-часы. Помимо электроэнергии, необходимой для работы оборудования, учитываются затраты на освещение рабочего места сварщика.

К необходимым расходам относятся затраты на комплектующие изделия. В их число входят инструменты и принадлежности, в том числе необходимые для проведения подготовительных работ. В затраты на комплектующие входят расходы на приобретение электродов, флюса, газа.

В нормативные составляющие по расходам входит износ оборудования и отдельных комплектующих элементов типа роликовых направляющих. Чтобы не было разных толкований, все нормативные документы дают четкое определение, какие бывают типы сварных соединений и какие бывают типы сварных швов.

Методы сварки

Наиболее распространенным методом является ручная дуговая сварка. Она применима практически ко всем типам соединений сварных швов. При соприкосновении электрода с основным металлом образуется электрическая дуга, которую необходимо поддерживать во время всего сварочного процесса.

Сколько будет выдерживать сварной шов, зависит, в частности, от правильно выбранного электрода. В продаже имеется большое разнообразие электродов различных диаметров и покрытий. Для ответственных конструкций следует приобретать хотя и более дорогой, но надежный инструмент. Виды швов, выполненные дуговой сваркой, практически не имеют ограничений. В зависимости от электродов таким способом можно сваривать изделия из различных металлов, в том числе высоколегированную сталь. Наиболее частое применение дуговая сварка находит при соединении изделий из конструкционной стали небольшой толщины.

Имеются разные типы покрытий электродов, каждое из которых решает свою задачу. Широко применяются электроды с основным и рутиловым покрытиями. Целлюлозная обмазка используется при сварке постоянным током. Достоинством кислого покрытия является нетрудный поджиг и сведенное к минимуму разбрызгивание горячего металла.

Выбор диаметра электродов зависит от толщины деталей, подлежащих сварке.

Одним из важных обстоятельств при дуговой сварке является правильный выбор тока, а также установка нужного расстояния между концом электрода и металлической поверхностью.

К прогрессивным методам относится получение сварочных швов полуавтоматом. Производительность проведения работ при таком способе является высокой. Источники питания для полуавтоматов - инверторы или выпрямители. Стоимость инверторов выше, но их применение более предпочтительно.

Вместо электродов при сварке полуавтоматом используется проволока нужного диаметра. Она подается автоматически с помощью специального устройства на место проведения работ. Через сварочный рукав кроме проволоки осуществляется подача газа и охлаждающей жидкости.

Проволока наматывается на катушки различных диаметров. Натяжение проволоки можно регулировать вручную. Диаметр проволоки выбирают в зависимости от толщины деталей. Деформации шва при таком способе являются незначительными, а сами сварочные швы - качественными. Такой способ удобно применять для всех основных видов сварных соединений.

Требования государственного стандарта

Нормативный стандарт ФНП определяет основные требования, предъявляемые к сварочным работам. В нем дается пояснение, какие бывают сварочные швы, и описываются требования к каждому из них. В содержании документа находится обоснование, каким именно требованиям должны соответствовать разные виды сварных соединений и типы швов.

В нормативных документах также поясняются обозначения, которые имеют все сварные соединения и виды сварки. В них необходимо разбираться всем исполнителям. Соблюдение этих требований является гарантией того, что швы сварных соединений получатся крепкими и надежными.

Интересное видео

их типы и чертежи согласно ГОСТ

Сваркой металлов пользуются в тех случаях, когда необходимо получить наиболее прочные, герметичные и надежные неразъемные соединения. Сварочные технологии послужили толчком для бурного развития технического прогресса.

Многие конструкции просто не могли быть созданы без их использования. Существуют различные сварочные технологии, основанные на применении процессов электрической или газовой сварки, а также типы сварочных соединений, классификация которых довольно проста.

Типы сварки

Практически все многообразие применяемых сварочных технологий можно отнести к одному из следующих типов:

Электродуговая сварка заключается в том, что между соединяемой заготовкой и сварочным электродом подается напряжение, вызывающее зажигание электрической дуги.

Высокая температура, возникающая при горении дуги, приводит к расплавлению участков соединяемых деталей, непосредственно прилегающих к месту будущего сопряжения.

В месте будущего шва образуется так называемая сварочная ванна, то есть, расплавленный металл, после кристаллизации которого, образуется надежный и прочный сварной шов.

По уровню использования автоматизации процесса, электродуговая сварка может быть ручной, с применением штучного сменяемого сварочного электрода, полуавтоматической, с бесконечным, непрерывно подаваемым проволочным электродом, и автоматической, осуществляемой без участия сварщика.

Кроме перечисленного, электродуговой сварочный процесс может быть атмосферным, либо в среде защитных газов, препятствующих окислению расплавленного металла и способствующих образованию более качественного сварного шва.

В случае электрической контактной сварки соединяемые элементы сжимаются с большим усилием, и через место контакта пропускается значительный электрический ток.

В результате, соединяемые металлические детали разогреваются до пластичного состояния, и под воздействием сжимающего усилия свариваются между собой.

Газовый сварочный процесс происходит благодаря плавлению соединяемых металлов, а также присадочного материала при горении газа с применением специального газопламенного оборудования.

Как соединяют детали

Технологию производства сварочных соединений, включая их виды, размеры основных элементов и их условные обозначения на чертежах, устанавливает ГОСТ 5264-80. Чтобы правильно прочитать чертеж, предназначенный для сварки конструкции, надо ознакомиться с данным стандартом.

В соответствии с ГОСТом, при выполнении сварочных работ, могут применяться следующие виды соединений:

  • стыковые;
  • угловые;
  • тавровые;
  • нахлесточные.

О каждом из них стоит поговорить отдельно, поскольку выбор сварочного соединения и подготовка кромок заготовок напрямую влияют на качества шва.

Стыковые

Такое сварочное соединение характеризуется примыканием боковых поверхностей свариваемых деталей, находящихся в одной плоскости.

Существуют разновидности выполнения данной сварочной операции. Работа может выполняться без подготовки соединяемых поверхностей. При сваривании сравнительно тонкого листового материала, его края могут быть предварительно отбортованы, то есть, загнуты под углом 90 °C.

У более толстых заготовок для осуществления полного провара материала по толщине применяется скашивание кромок с одной или с двух сторон. Форма скоса кромок может быть прямолинейной или криволинейной.

Для удержания сварочной ванны в зоне шва, под свариваемые листовые заготовки иногда помещается плоская подкладка, которая после выполнения работ удаляется.

Сам шов при выполнении стыкового соединения может быть односторонним или двухсторонним.

Угловые

Это соединение применяют к деталям, не находящимся в одной плоскости, кромки которых расположены под некоторым углом друг относительно друга. Такие соединения также выполняются с предварительной подготовкой поверхностей, или без нее.

Подготовка заключается в скашивании соединяемых кромок разными способами, одна из плоскостей может быть отбортована. Сварные швы, в зависимости от конструктивных требований, односторонние или двухсторонние.

Тавровые

При тавровом соединении, кромка одной из свариваемых деталей присоединяется к поверхности другой детали под углом 90 °. Таким образом, поперечный разрез соединения имеет форму буквы «Т».

Для улучшения качества соединения применяются односторонние или двухсторонние скосы кромок присоединяемого элемента. Обработке подвергаются те детали, торцы которых привариваются к плоскостям других деталей.

Для лучшей проварки металла обычно при закреплении деталей обеспечивают наличие небольшого зазора между ними. Величина зазора составляет 2 – 3 мм.

Вообще, для каждой конкретной процедуры должна быть составлена технологическая карта операции, учитывающая все требования проекта собираемой конструкции.

Внахлест

Детали, соединяемые внахлест, накладываются одна на другую, находясь при этом в параллельных плоскостях. Швы выполняются с одной или с обеих сторон.

Производить скос кромок в этом случае не имеет смысла, так как торцевые участки и плоскости соединяемых деталей образуют вогнутый угол, хорошо удерживающий сварочную ванну и позволяющий выполнить прочный шов.

Другие классификации

В зависимости от протяженности шва сварочные соединения могут быть прерывистыми (стежками) и непрерывными. Последние используют для получения герметичной конструкции (трубы, различные емкости).

Меняя длину дуги, скорость сварки, глубину разделки, можно получать выпуклые и вогнутые сварочные соединения. Существует также нормальный вариант, когда соединение практически ровное, и шов не выступает над поверхностью, но и не образуем выемки.

Сварочные швы получают при различных положениях заготовки. В зависимости от этого они могут быть нижними (самое простое соединение), горизонтальными, вертикальными и потолочными (самый сложный вариант сварочных работ).

Расчеты

При проектировании различных конструкций, все технические параметры, включая применение определенного вида сварки, а также выбор способа соединения деталей, осуществляется на основании предварительного расчета. В первую очередь, производится расчет конструкции на прочность.

Исходными данными для этого служит моделирование нагрузок, которым будет подвергаться конструкция в процессе эксплуатации. Исходя из этого, выбирается материал и способ соединения отдельных элементов. Методы расчета каждого вида сварного соединения стандартизованы и унифицированы.

При проведении расчетов на прочность сварных швов определяют характер, направления и величины нагрузок на участки соединения. Полученные величины сравнивают с максимально допустимыми значениями для применяемых материалов.

На основании их сравнения делают заключение о запасе прочности конструкции. Такой расчет производится многократно, отдельно для каждого варианта соединения, вида применяемой сварки и конструкционного материала. Только в случае правильного расчета можно получить надежное соединение.

Сварные соединения - Svarcom

Сварным соединением называется неразъемное соединение, выполненное сваркой.

Сварное соединение включает три образующиеся в результате сварки характерные зоны металла в изделии: зону сварного шва 1, зону сплавления 2,

зону термического влияния 3, а также часть основного металла 4, прилегающую к зоне термического влияния.

Сварные конструкции характеризуются широким диапазоном применяемых толщин, форм и размеров соединяемых элементов, а также многообразием взаимного расположения свариваемых деталей.

В зависимости от взаимного расположения свариваемых деталей различают пять типов сварных соединений (согласно ГОСТ 5264-80 «Швы сварных соединений, ручная дуговая сварка» и ГОСТ14771-76 «Швы сварных соединений, сварка в защитныхгазах»):

— Стыковое – «С»;

— Торцевое – «С»;

— Нахлёсточное – «Н»;

— Тавровое – «Т»;

— Угловое – «У».

В СТЫКОВОМ (С) сварном соединении поверхности свариваемых элементов располагаются в одной плоскости или на одной поверхности, а сварка выполняется по смежным торцам. Основные виды стыковых сварных соединений представлены на рисунке ниже.

Стыковое соединение обеспечивает наиболее высокие механические свойства сварной конструкции, поэтому широко используется для ответственных конструкций. Однако, оно требует достаточно точной подготовки деталей и сборки.

ТОРЦЕВОЕ (С) соединение сваривается по торцам соединяемых деталей, боковые поверхности которых примыкают друг к другу.

Такие соединения используют, как правило, при сварке тонких деталей во избежание прожога.

ВНАХЛЁСТОЧНОМ (Н) сварном  соединении поверхности свариваемых элементов располагаются параллельно так, чтобы они были смещены и частично перекрывали друг друга.

Нахлёсточные соединения менее чувствительные к погрешностям при сборке, но хуже чем стыковые работают при нагрузках, особенно знакопеременных.

ТАВРОВОЕ (Т) сварное соединение получается, когда торец одной детали под прямым или любым другим углом соединяется с поверхностью другой.

Тавровые Соединения обеспечивают высокую жёсткость конструкции, но чувствительны к изгибающим нагрузкам.

УГЛОВЫМ (У) называют соединение, в котором поверхности свариваемых деталей располагаются под прямым, тупым или острым углом и свариваются по торцам.

Все сварные соединения могут быть выполнены:

односторонние (SS), когда источник нагрева перемещается с одной стороны соединения;

двухсторонние (BS) ,когда источник нагрева перемещается с двух сторон соединения.

В таком сварном соединении корень стыкового шва находится внутри сечения.

Основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений приведены в таблице:

При сварке плавлением для обеспечения необходимой глубины проплавления выполняют разделку кромок. Форма разделки кромок , а также размеры параметров разделки (угол раскрытия кромок, величина зазора, притупление и др.) зависит от материала, толщины, способа сварки.

 

Разделка одной кромки

   

α- угол разделки кромок (60-90˚)β- угол скоса кромки (30-50˚)b- зазор (1-4мм) в зависимости от толщины свариваемого металла.Присварке плавящимся электродом зазор b обычно составляет 0-5мм. Чем больше зазор, тем глубже проплавление металла.c- притупление кромок (1-3мм) в зависимости от толщины свариваемого металла.X-образная разделка кромок, по сравнению с V-образной, позволяет уменьшить объем наплавляемого металла в 1,6-1,7 раза

Разделка двух кромок

 

V-образная                                       X-образная

U-образная

Смещение свариваемых кромок

 

Δ- смещение свариваемых кромок одна относительно другой

Толщина металла, мм

Наибольшее допускаемое Δ, мм

До 4

0,5

4-10

1,0

10-100

0,1S, но не более 0,3мм

Свыше 100

0,01S+2, но не более 4мм

 

L= 5 (S1-S)

L1=2,5 (S1-S)

Разделка кромок листов разной толщины

 

 

Стандарты сварных соединений и условные обозначения нестандартных швов приведены в таблице:

ГОСТ Наименование
5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные.
8713-79 Сварка под флюсом. Соединения сварные.
11533-75 Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом. Соединения сварные под острыми и тупыми углами.
11534-75 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные под острыми и тупыми углами.
14771-76 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные.
14806-80 Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах. Соединения сварные.
15164-78 Электрошлаковая сварка. Соединения сварные.
15878-79 Контактная сварка. Соединения сварные.
23792-79 Соединения контактные электрические сварные.

Основные типы сварных соединений и виды сварных швов

Соединение металлических деталей сварки давно и прочно вошло в производство, широко применяется в быту и продолжает развиваться в направлениях повышения качества и снижения себестоимости. У этой популярности есть свои плюсы и минусы. 

1 / 1

Соединение металлических деталей сварки давно и прочно вошло в производство, широко применяется в быту и продолжает развиваться в направлениях повышения качества и снижения себестоимости. У этой популярности есть свои плюсы и минусы. Плюс в доступности технологии для широких народных масс. Минус в том, что большое количество непрофессионалов вносит неопределенности в терминологию и описание сварочных процессов. Действующий ныне ГОСТ 5264 – 80 говорит о характеристиках и типах сварных соединений, а также видах сварных швов.

Что представляет собой сварочное соединение

Прежде всего, это неразъемное соединение, которое выполняется сваркой. Существует множество способов выполнения таких работ. Их популярность легко объясняется отличным качеством и высокой прочностью. Низкая стоимость и высокая скорость выполнения позволили этой технологии проникнуть во все сферы народного хозяйства. При этом интерес к сварке не снижается и множество ученых и инженеров продолжают работать над усовершенствованием процесса.

Типы сварных соединений

В сварочной технологии рассматривают следующие типы:

  • стыковое – этот тип соединения предполагает сваривание торцевых поверхностей деталей;

  • нахлесточное – в этом случае детали располагают параллельно, с частичным заходом одной на другую;

  • угловое – детали устанавливают под углом и сваривают вдоль линии примыкания;

  • тавровое – торец одной детали приваривают к боковой поверхности другой детали;

  • торцевое – сваривание производится по примыкающим боковым поверхностям.

Наибольшее распространение имеет стыковое. Оно не требуют высокой квалификации сварщика, отличается надежностью и качеством. Выполняются с разделкой кромок или без, в зависимости от толщины металла.

Преимущество нахлесточного соединения состоит в том, что отпадает необходимость подготовки свариваемой поверхности. Этот тип наиболее актуален для листов толщиной 8 – 12 мм. Чаще всего встречается при точечной, контактной и роликовой сварке.

При необходимости сваривания деталей под некоторым углом применяют угловые соединения. Надежный провар соединения возможен только при наличии скосов кромок. Выполнение скосов более трудоёмкая операция, чем сама сварка.

Тавровое соединение требует выполнения скосов и большого количества наплавляемого металла, что увеличивает расход электродов и себестоимость изделия. Его форма повторяет литеру «Т». Без разделки торцов можно выполнять односторонние швы на металле толщиной не более 4 мм.

Классификация сварных швов

Чаще всего встречается следующая классификация сварных швов:   

  • по положению в пространстве;

  • по конфигурации;

  • по степени выпуклости;

  • по количеству проходов;

  • по направлению действующего усилия и вектору действия внешних сил;

  • по виду сварки;

  • по протяженности.

От пространственного положения шва зависит технология и сложность его выполнения. По этому признаку выделяют следующие виды сварных швов: нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные. Нижние – это азбука всех сварщиков. Они наиболее просты в исполнении и не требуют высокой квалификации сварщика. Самый сложный вид – потолочный. Кроме сложности он неудобен и опасен, возможностью попадания на сварщика капель расплавленного металла.

Разделение по конфигурации не требует особых разъяснений и не отличается особыми приемами. По этому признаку их делят на следующие виды: прямолинейные, криволинейные и кольцевые.

Сварные швы получаются вогнутыми, выпуклыми или плоскими. На этом признаке создали еще одно разделение: по степени выпуклости. Этот признак имеет существенное значение потому, что от него зависят физико-механические свойства. Плоские и вогнутые более гибкие и экономные, по сравнению с выпуклыми. А выпуклые более прочные, но при чрезмерной выпуклости склонны к концентрации напряжений.

С количеством проходов и вектором действия внешних сил все понятно, а вот по виду сварки сварные соединения разделяют по методу:
  • дуговой сварки;

  • автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом;

  • дуговой сварки в защитных газах;

  • электрошлаковой сварки;

  • электрозаклепочные;

  • контактной электросварки;

  • паяных соединений.

По признаку протяженности различают сплошные и прерывистые швы. У прерывистых есть свои преимущества – сниженное тепловложение и низкая стоимость. Они, в свою очередь, делятся на цепные и шахматные. Встречаются крайне редко в связи с тем, что не имеют должной прочности и непроницаемости. На стороне сплошных главные козыри – качество, прочность и непроницаемость.

Требования к сварным швам

К разным швам предъявляют разные требования, но есть и общие положения, применимые ко всем. Швы должны обладать определенными механическими свойствами и соответствовать их основным показателям:    

  • относительное удлинение в пределах 14 – 16%;

  • предел прочности не менее чем у свариваемого металла;

  • показатель твердости не менее чем у свариваемого металла.

Технологические требования сводятся, в основном, к обеспечению полного провара. Иначе трудно гарантировать надежную работу изделия. От внешнего вида шва требуется отсутствие прожогов, наплывов, непроваров и подрезов. Также требуют наличие плавных переходов к основному металлу.

Что влияет на качество сваривания

На этот вопрос можно ответить легко и сложно одновременно. Простым ответом может быть слово «всё». Возьмите любой из множества параметров технологического процесса сваривания, нарушьте его и вы не получите приемлемого качества.

Единственно верным подходом для получения надежной сварки можно считать следующий: технологи готовят полноценное технологическое описание процесса, менеджеры обеспечивают условия, материалы, специалистов, в соответствии с описанием; а сварщики выполняют работу без отклонения от техпроцесса. Только так можно получить изделие, которому можно доверять.

Классификация сварных соединений: прерывистые, нахлесточные и другие

Трудно переоценить значение сварки в народном хозяйстве и при решении личных задач. Сварка обладает большими преимуществами перед другими видами соединений. Имеются различные методы и способы ее применения. Сварщик, осуществляя этот технологический процесс, как правило, не подозревает, что он в этот момент устанавливает путем совместного нагрева межатомные связи в свариваемых им элементах.

Зато он должен обладать более практичными знаниями - классификацию сварных соединений и получаемых в результате швов. Имеются нормативные материалы, где изложены описания различных видов швов, получаемых таким способом. Наиболее популярный из них - ГОСТ-5264. В межгосударственном стандарте ясно и точно определена классификация сварных швов, имеются необходимые условные обозначения сварных соединений, их конструктивные элементы и размеры, описаны технологические особенности.

Позиции, по которым осуществляется классификация

Согласно нормативным документам классификация сварочных швов имеет подразделения в зависимости от их положений, необходимой длине, направленности усилий, числу проходов, особенностям выполнения, в частности количеству слоев. Существуют различные виды сварных узлов в связи с условиями работы. Готовые швы классифицируется по их ширине и наружной форме.

Положение в пространстве

Классификация сварных швов по месту выполнения предлагает всего четыре варианта расположения сварных швов:

  • внизу;
  • сверху;
  • горизонтально;
  • вертикально.

При возможности опытные сварщики сами выбрали бы нижнее положение и посоветовали то же самое новичкам. Преимущества этого положения очевидны, зато каждый из оставшихся вариантов имеет свои особенности при выполнении. Всех их объединяет главная проблема - сила тяжести, под действием которой металл начинает стекать вниз.

Верхнее положение иначе называется потолочным. В этой подгруппе оно считается самым сложным. Начать с него обучение профессии сварщика не стоит - здесь потребуется настоящее мастерство. Электрод может быть только в одном положении - вертикально вверх, что трудно и без того в неудобном положении исполнителя. Сварку следует выполнять круговыми движениями с постоянной скоростью. Дуга не должна быть длинной. Несмотря на выполнение всех рекомендаций, такой шов не всегда может получиться очень качественным.

При горизонтальном положении варить допускается как направо, так и налево. Угол наклона электрода должен быть достаточно большим с учетом величины тока. При значительном стекании металла проблему можно частично решить, увеличив скорость движения, что даст уменьшение нагрева. Еще один вариант - периодически отрывать дугу, давая время на остывание металла.

В отличие от горизонтального положения при вертикальном вниз будет стремиться не вся сварочная ванна, а только капли металла. Шов сваривается в любых направлениях, а дуга делается короткой.

Протяженность

Основная градация по протяженности заключается в разделении на два вида: сплошной и прерывистый. Если с определением сплошного все понятно, то прерывистым называется шов, технология применения которого предусматривает наличие постоянного интервала. Прерывистый сварной шов в свою очередь делится на цепной, шахматный и точечный.

Сварные швы могут выполняться на одной или обеих сторонах. Соединения на цепных дорожках находятся друг против друга. Сварной шов шахматный предполагает сварку, произведенную в шахматном порядке.

ГОСТ 5264 регламентирует правила обозначение сварного шва. В чертежах должно быть указано, имеет ли он цепное или шахматное расположение. Обозначение содержит сведения о размерах. Так, прерывистый сварной шов 50/100 означает, что его длина составляет 50 мм, а шаг - 100 мм. Шаг сварного шва 100/100 имеет такой же размер, как и длина. Прерывистый сварной шов с шагом, длина которого составляет 40 мм, а шаг - 120 будет обозначаться 40/120.

Если требуется указать данные нестандартного сварного шва, то его конструктивные размеры устанавливаются таким образом, чтобы они соответствовали поставленной задаче. Точечный способ не требует наличия сварочной ванны. Элементы металлических изделий при таком способе скрепляются, применяя нахлесточное сварное соединение.

Направление усилий

Еще одной группой квалификации является разделение по направлению прилагаемых усилий.

Дифференциации подвергаются сварные швы вдоль сечения:

  1. При фланговом или продольном способе усилие направлено параллельно оси шва.
  2. При лобовом или поперечном варианте усилия составляют с осью прямой угол.
  3. Комбинированный метод сочетает первые два способа.
  4. При косом варианте действие усилия находится под углом к оси шва.

Форма поверхности

Классификация сварных соединений включает в себя разделение по внешнему виду формы поверхности сварных швов. Существует три вида:

  1. Нормальные. Название говорит само за себя.
  2. Выпуклые. Иначе - усиленные.
  3. Вогнутые. По другому - ослабленные.

Преимущества каждый вид имеет в зависимости от условий работы. Выпуклые швы являются многослойными. Они находят применение, когда скрепляемое соединение предстоит использовать под статическими нагрузками.

Однако, следует учитывать, что увеличенный наплыв приведет к дополнительному расходу электродов, что повышает себестоимость процесса. Вогнутые применяются, когда скреплять предстоит листы из тонкого металла. При динамических нагрузках лучше использовать швы плоские или вогнутые, поскольку в этом случае отсутствует большой перепад между основным материалом и швом.

Условия, в которых предстоит работать узлу, имеющему сваренные поверхности

Разделение зависит исключительно от условий эксплуатации узла изделия. К рабочим относятся сварные швы, которым предстоит принимать на себя нагрузки, иногда значительные. Нерабочие швы являются просто соединительными или связующими. Естественно, в предъявляемых к ним требованиях имеется существенная разница. Рабочие швы необходимо подвергать контролю подходящими для этого методами.

Сварной шов, являющийся нерабочим, но находящийся в неблагоприятных погодных условиях, должен быть избавлен от пустот и трещин.

По ширине

Согласно этому критерию сварочные швы бывают двух видов:

  • уширенные;
  • ниточные.

При работах наплавочного характера применяют уширенный вариант. Если предстоит сваривать листы тонкого металла, выбирают ниточные швы.

Число слоев

Слои иначе называют проходами. Классификация по этому признаку насчитывает два варианта

  • однослойные или однопроходные;
  • многослойные или многопроходные.

Многослойный сварочный шов имеет свою особенность - это такой шов, в котором число слоев совпадает с количеством проходов. Если же какие-то слои были выполнены за несколько проходов, то они получат название многопроходных. Сфера применения многослойных швов - стыковое сварное соединение. Многопроходный вариант используется для угловых швов и с тавровой конфигурацией.

При многопроходном методе наложение последующего слоя происходит на неостывший предыдущий. Перед этим необходимо успеть быстро удалить сварочный шлак. Если сварка производится на участке длиной от 200 мм, то ее ведут в разных направлениях. При наложении следующего слоя в предыдущем происходит отжиг, что положительно влияет на структуру и механические характеристики сварного шва.

Характер выполнения

По характеру выполнения сварные швы делятся на односторонние и двусторонние.

Односторонний шов располагается с одной стороны, а двусторонний - по обе стороны.

Дополнительные технологии

Соединение сваркой может производиться с применением различных дополнительных технологий. К основным видам относятся следующие:

  1. Подварочный. Предварительный шов. Предотвращает прожоги при осуществлении основного процесса.
  2. Прихватка. Фиксирует детали, приготовленные для процесса сваривания.
  3. Временный. Скрепляет заготовки на необходимое время, а затем удаляется.
  4. Монтажный сварной шов. Применяется при монтаже всевозможных конструкций.

Дополнительные технологии облегчают проведение основного процесса и увеличивают положительные характеристики сварных швов.

Виды сварок

Качество сварных швов во многом зависит от применяемого оборудования. Основные сварочные виды:

  1. Ручная дуговая. Этим способом можно скрепить детали из металлов любой толщины.
  2. Автоматическая. Из оборудования требуются трансформатор, выпрямитель или инвертор.
  3. В инертном газе. Соединение получается очень прочным. Инертные газы предохраняют металлические детали от окисления. К плюсам относятся отсутствие шлаков и отходов, а также аккуратный внешний вид.
  4. Газовая. Шов осуществляется под действием температуры горения газа из горелки.
  5. С помощью паяльника.

Вид сварки выбирают, исходя из требованиям к сварному шву.

Вид сварных соединений

К основным типам соединений, произведенных с помощью сварки, относятся:

  1. Стыковые. Особенностью расположения является то, что все свариваемые детали находятся в одной плоскости.
  2. Угловые. Соединяемые элементы могут располагаться друг относительно друга под любым углом.
  3. Нахлесточное. Детали располагаются параллельно друг другу.
  4. Тавровые. Под углом располагаются торец одной детали и поверхность другой.
  5. Торцовые. Свариваемые детали совмещены своими поверхностями.

Сварка стыковых соединений находит широкое применение для соединения деталей в конструкциях из листового металла, труб и резервуаров. Технология сварки стыковых соединений состоит в том, что две свариваемые детали соединяют между собой торцовыми поверхностями. Детали при этом должны располагаться на одной плоскости.

Сварка встык, как иначе называют стыковой вид сварки, является соединением простым и надежным. Рекомендуется применять ее в конструкциях, подвергающихся действию переменного напряжения. Метод обеспечивает высокую прочность и наименьшие деформации. Сложностью применения является необходимость тщательной подгонки кромок друг к другу. Достоинствами являются экономия расходных материалов и небольшое время, необходимое для проведения процесса. Особые требования предъявляются к выбору электродов.

Имеются различные способы сварки стыковых швов:

  • на весу;
  • на подкладке из меди;
  • на стальной подкладке;
  • при выполнении предварительного подварочного шва.

Сваркой на весу получить хороший провар основания шва достаточно трудно. Более предпочтительными являются методы с использованием медной или стальной подкладки. Они должны быть сильно прижаты к сварным кромкам. Это уменьшит вероятность вытекание из ванны жидкого металла. Подварочный шов выполняется с другой стороны, если имеется такая возможность.

Небольшие детали свариваются без разделки кромок. В зависимости от толщины деталей сварка может быть с одной стороны или с двух. Электродом совершают колебательные движения. Во время совершения такого вида сварки надо следить за равномерностью расплава обеих кромок на необходимую глубину.

Преимуществами сварки встык перед другими способами являются уменьшение расхода электродов и электрических ресурсов, простота контроля процесса сварки. Толщина свариваемых деталей не обязательно должна быть одинаковой. Усилить шов в этом случае поможет замковое соединение.

Угловые сварные швы могут применяться для сварки емкостей и различных резервуаров. Они имеют ограничение - толщина металла должна быть не более 3 мм. Не используются в конструкциях, которые испытывают внутреннее давление большой величины. Угловые соединения кажутся простыми, но и в этом виде имеются сложности. Металл может стекать вниз на горизонтальную плоскость. Чтобы этого избежать, необходим постоянный контроль за движениями электрода и выдержка правильного угла его наклона.

Качественную угловую сварку получают в случае применения "лодочки". Если свариваются металлические листы неодинаковой толщины, то электрод следует располагать к утолщенной детали, чтобы обеспечить ей более сильный нагрев. Одновременно это предотвратит прожег тонкого металла. При сварке угловым методом необходимо соблюдение геометрических критериев: ширины, изогнутости, выпуклости.

Нахлесточное соединение применяется для сварки конструкций из металлических листов толщиной до 12 мм. Нахлесточный сварной шов является распространенным видом соединения сваркой. Его использование возможно, когда поверхности соединяемых деталей прилегают друг к другу плотно и без зазоров. Это обеспечивает перекрытие частей соединяемых элементов. Нахлесточное сварное соединение является достаточно простым и подойдет для начинающих без большого опыта в сварном деле. Его применение оправдано в местах, где необходимо достичь большого значения прочности на растяжения.

Швы при этом методе расположены на некотором расстоянии, что обеспечивает дополнительную прочность. Нежелательно применение, если существует нагрузка на излом. Расчет нагрузки соединения внахлест учитывает все виды существующих нагрузок для обеспечения необходимой прочности. К преимуществам способа относятся простота исполнения, высокое значение прочности на разрыв, небольшая себестоимость. В качестве подготовительных работ необходима только обрезка.

Тавровое соединение напоминает перевернутую букву "Т". Свариваются торец одной детали и поверхность второй под углом, который является прямым. Отклонения от значения угла должны быть минимальными. Применяется в сварке несущих конструкций. Необходима тщательная обработка поверхностей. Тавровые соединения удобно осуществлять в вертикальных и горизонтальных положениях.

Наиболее удобно сварку осуществлять в наклонном положении, используя принцип "лодочки". При этом процесс можно проводить в нижнем положении, что является неоценимым преимуществом. Скорость сварки увеличивается, уменьшается вероятность подрезов. Такой вид сварки является одним из наиболее прочных.

Расположение элементов обеспечивает дополнительную жесткость. Соединения тавровым способом позволяют осуществлять сварку в труднодоступных местах. Применяется для сваривания деталей различной толщины. При таких соединениях конструкции способны выдерживать большие нагрузки.

При торцовом виде соединения свариваются торцы двух деталей, а боковые стороны плотно друг к другу прилегают. Могут применяться как для тонких, так и для толстых материалов и деталей. Вероятность появления прожогов невелика, деформации и напряжения небольшие. К достоинствам относится высокая теплопроводность. Особые требования к поверхности торцов не предъявляются. Исполнение является несложным.

Интересное видео

Типы сварных соединений - Портал сварщика

Заявление об ограничении ответственности: welderportal.com поддерживается своей аудиторией. Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать небольшую комиссию без каких-либо дополнительных затрат для вас.

Для разных работ требуются разные типы сварных соединений, так как в разных применениях они должны выдерживать разные потребности и силы. В зависимости от стыка сварщику необходимо выбрать подходящий способ сварки. Существует пять основных типов сварных соединений для соединения двух металлических частей.

Различные типы сварных соединений

Тройник

Тройник образуется, когда две части соединяются под углом 90 градусов, причем одна кромка находится в центре другой. Они размещены в форме буквы T. Этот тип сварного соединения требует использования углового сварного шва, наносимого с обеих сторон металла.

Тройник также можно использовать при приваривании трубы к основному металлу.

Существует семь стилей сварки, которые можно использовать для создания тройника. :

  • Сварной шов
  • Электрозаклепка
  • Угловой шов
  • Сварка под фаску
  • Сварной шов под развальцовку, под фаску
  • Сварка с J-образной канавкой
  • Сквозной шов

стыковое соединение

Стыковые швы образуются при соединении двух металлических частей, когда они размещаются бок о бок в одной плоскости.Его часто используют для сварки труб, клапанов, фитингов и прочего.

Этот тип соединения обычно используется для материалов толщиной до 3/16 дюйма. Также не рекомендуется использовать на металлах, которые в будущем будут подвергаться высоким ударным нагрузкам.

При сварке толстых листов или при необходимости полного проплавления на листах можно снять фаску. Эти типы стыковых швов называются швами с разделкой кромок. Если есть фаска, потребуется больше присадочного металла, что обеспечит более высокую прочность соединения.

Наиболее распространенный вид стыкового соединения сварным швом с квадратной канавкой. Он используется, когда две части размещаются бок о бок параллельно.

Все типы стыковых соединений включают следующие:

  • Сварной шов с квадратной канавкой
  • Сварка под фаску
  • Сварной шов с V-образной канавкой
  • Сварка с П-образной канавкой
  • Сварка с J-образной канавкой
  • Сварка под развальцовку с V-образной канавкой
  • Сварной шов под развальцовку, под фаску

Угловой шарнир

Угловые соединения являются одними из наиболее распространенных типов в индустрии листового металла, например, при строительстве коробок, рам и других подобных областях.Он образуется, когда две части соединяются в центре под прямым углом. Две части образуют букву L.

.

Следующие стили для создания угловых соединений:

  • Паз V-образный
  • U-образный паз
  • J-образный паз
  • Филе
  • Место
  • Край
  • Уголок-фланец
  • Прямоугольник или стык
  • Канавка коническая
  • Отбортовка с V-образной канавкой

Нахлест

Этот тип соединения обычно используется при сварке деталей разной толщины.Он образуется, когда две части накладываются друг на друга внахлест. Соединение можно сваривать как с одной, так и с обеих сторон для большей прочности. Это соединение широко используется при электронно-лучевой, лазерной и точечной сварке сопротивлением.

Существуют следующие стили сварки:

  • Пятно
  • Заглушка
  • Слот
  • Канавка коническая
  • J-образный паз
  • Канавка со скосом под развальцовку

Краевое соединение

Краевое соединение используется для соединения двух или более частей, расположенных параллельно параллельно друг другу.Детали также могут быть приблизительно параллельны или иметь отбортованные края. В процессе свариваются одинаковые кромки двух деталей.

Однако имейте в виду, что это не очень прочное соединение, поскольку сварной шов не полностью проникает по толщине соединения. Таким образом, он в основном используется для соединения кромок листового металла или глушителей или в других приложениях с низким напряжением и давлением. Для усиления пластины сварщик может добавить присадочный металл.

Следующие стили применимы для создания соединений этого типа:

  • J-образный паз
  • Паз V-образный
  • U-образный паз
  • Канавка коническая
  • Уголок-фланец
  • Квадратный паз
  • Кромка-полка

Как вы, наверное, знаете, для сварки важно иметь надлежащее защитное снаряжение.У нас есть статьи, в которых рассматривается различное защитное снаряжение, такое как сварочные шлемы, сварочные ботинки и другие. Мы также рассматриваем различное сварочное оборудование, такое как сварочные аппараты MIG, TIG и плазменные.

.

Что такое сварка? - Определение, процессы и типы сварных швов

Сварка - это процесс изготовления, при котором две или более детали соединяются вместе с помощью тепла, давления или обоих, образуя соединение по мере охлаждения деталей. Сварка обычно применяется к металлам и термопластам, но также может применяться к дереву. Готовое сварное соединение может называться сварной конструкцией.

Нажмите здесь, чтобы увидеть наши последние подкасты по технической инженерии на YouTube .

Некоторые материалы требуют использования определенных процессов и методов. Число считается « несвариваемым », термин, который обычно не встречается в словарях, но полезен и информативен.

Соединяемые детали называются исходным материалом . Материал, добавляемый для формирования соединения, называется наполнителем или расходным материалом . По форме эти материалы могут быть названы основной пластиной или трубой, присадочной проволокой, плавящимся электродом (для дуговой сварки) и т. Д.

Расходные материалы обычно выбираются так, чтобы они были аналогичны по составу основному материалу, таким образом, образуя однородный сварной шов, но бывают случаи, например, при сварке хрупких чугунов, когда используется наполнитель с очень другим составом и, следовательно, свойствами. Такие сварные швы называют неоднородными.

Готовый сварной шов может называться сварной конструкцией .

Если у вас есть вопросы или вам нужна помощь, напишите нам, чтобы получить консультацию специалиста:

contactus @ twi.co.uk

В комплекте:

  1. Как работает сварка?
  2. Общие конфигурации шарниров
  3. Виды сварных соединений
  4. Источники энергии
  5. Различные типы и для чего они используются
  6. Услуги
  7. Где используется?

Соединение металлов

В отличие от пайки и пайки, при которых не плавится основной металл, сварка представляет собой процесс с высокой температурой плавления основного материала. Обычно с добавлением наполнителя.

Нагрев при высокой температуре вызывает образование сварочной ванны из расплавленного материала, которая охлаждается с образованием соединения, которое может быть прочнее, чем основной металл. Давление также можно использовать для создания сварного шва, наряду с нагревом или отдельно.

Он также может использовать защитный газ для защиты расплавленного металла и присадочного металла от загрязнения или окисления.

Соединение пластмасс

При сварке пластмасс также используется тепло для соединения материалов (но не в случае сварки растворителем), и выполняется в три этапа.

Во-первых, поверхности подготавливаются перед приложением тепла и давления и, наконец, материалам дают остыть для плавления. Способы соединения пластмасс можно разделить на методы внешнего и внутреннего нагрева, в зависимости от конкретного используемого процесса.

Соединение дерева

При сварке древесины для соединения материалов используется тепло, выделяемое трением. Соединяемые материалы подвергаются значительному давлению, прежде чем линейное движение трения создает тепло для соединения деталей друг с другом.

Это быстрый процесс, который позволяет соединить древесину без клея и гвоздей за считанные секунды.

стыковое соединение

butt joint

Соединение между концами или краями двух частей, образующих угол между собой 135–180 ° включительно в области соединения.

Т соединение

t joint

Соединение между концом или краем одной части и лицевой стороной другой части, при этом части составляют угол друг с другом от более 5 до 90 ° включительно в области соединения.

Угловой шарнир

corner joint

Соединение между концами или краями двух частей, образующих угол друг к другу более 30, но менее 135 ° в области соединения.

Кромочный стык

edge joint

Соединение краев двух частей под углом друг к другу от 0 до 30 ° включительно в области соединения.

Крестообразный шарнир

cruciform joint

Соединение, в котором две плоские пластины или два стержня приварены к другой плоской пластине под прямым углом и на одной оси.

Lap Joint

lap joint

Соединение двух перекрывающихся частей, образующих угол между собой 0-5 ° включительно в области сварного шва или сварных швов.

Сварные швы на основе конфигурации

weld configurations

Сварка с пазом

slot weld diagram

Соединение между двумя перекрывающимися компонентами, выполненное путем наложения углового сварного шва по периферии отверстия в одном компоненте таким образом, чтобы соединить его с поверхностью другого компонента, открытой через отверстие.

Электрозаклепка

plug weld diagram

Сварка, выполненная путем заполнения отверстия в одном компоненте заготовки присадочным металлом таким образом, чтобы соединить его с поверхностью перекрывающегося компонента, открытого через отверстие (отверстие может быть круглым или овальным).

На основе проникновения

Сварной шов с полным проплавлением

full penetration weld

Сварное соединение, в котором металл шва полностью проникает в соединение с полным проплавлением корня. В США предпочтительным термином является шов с полным проплавлением (CJP, см. AWS D1.1).

Сварной шов с частичным проплавлением

partial penetration weld diagram

Сварной шов, в котором проплавление намеренно меньше полного проплавления. В США предпочтительным термином является шов с частичным проплавлением (PJP).

Сварные швы с учетом доступности

weld accessibility

Характеристики завершенных сварных швов

butt weld diagram

Под сварку встык

fillet weld diagram

Угловой шов

Основной металл

Металл, соединяемый или покрываемый сваркой, пайкой или пайкой.

Присадочный металл

Металл, добавленный во время сварки, пайки твердым припоем или наплавки.

Сварной металл

Весь металл расплавился во время сварки и остался в сварном шве.

Зона теплового воздействия (HAZ)

Часть основного металла, подвергшаяся металлургическому воздействию тепла сварного шва или термической резки, но не расплавленная.

Линия Fusion

Граница между металлом шва и ЗТВ при сварке плавлением. Это нестандартный термин для обозначения сварного соединения.

Зона сварки

Зона, содержащая металл шва и ЗТВ.

Поверхность сварного шва

Поверхность сварного шва, открытая со стороны, с которой был выполнен сварной шов.

Корень сварного шва

Зона со стороны первого участка, наиболее удаленной от сварщика.

Носок под приварку

Граница между поверхностью шва и основным металлом или между прогонами. Это очень важная особенность сварного шва, поскольку пальцы ног являются точками высокой концентрации напряжений и часто они являются точками возникновения различных типов трещин (например, усталостных трещин, холодных трещин).

Чтобы снизить концентрацию напряжения, пальцы ног должны плавно переходить в поверхность основного металла.

Избыток металла шва

Сварной металл, лежащий вне плоскости, соединяющей пальцы ног. Другие нестандартные термины для этой особенности: армирование, перелив.

Примечание: термин «армирование», хотя и обычно используется, не подходит, поскольку любой избыток сварочного металла над поверхностью основного металла и над ним не делает соединение более прочным.

Фактически, толщина, учитываемая при проектировании сварного компонента, является расчетной толщиной горловины, которая не включает избыточный металл сварного шва.

Бег (проход)

weld run pass

Металл расплавился или выпал во время одного прохода электрода, горелки или выдувной трубки.

Слой

Слой металла шва, состоящий из одного или нескольких прогонов.

Различные процессы зависят от используемого источника энергии с использованием множества различных доступных методов.

До конца XIX века кузнечная сварка была единственным методом, который использовался, но с тех пор были разработаны более поздние процессы, такие как дуговая сварка.Современные методы используют газовое пламя, электрическую дугу, лазеры, электронный луч, трение и даже ультразвук для соединения материалов.

Необходимо соблюдать осторожность при использовании этих процессов, поскольку они могут привести к ожогам, поражению электрическим током, повреждению зрения, воздействию радиации или вдыханию ядовитых сварочных паров и газов.

Существует множество различных процессов со своими собственными технологиями и приложениями для промышленности, к ним относятся:

Arc

Эта категория включает ряд общих ручных, полуавтоматических и автоматических процессов.К ним относятся сварка в среде инертного газа (MIG), сварка штучной сваркой, сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), также известная как дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), газовая сварка, сварка в среде активного газа (MAG), дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW), газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW), дуговая сварка под флюсом (SAW), дуговая сварка металлическим электродом в защитных оболочках (SMAW) и плазменная сварка.

В этих методах обычно используется присадочный материал, и они в основном используются для соединения металлов, включая нержавеющую сталь, алюминий, никель и медные сплавы, кобальт и титан.Процессы дуговой сварки широко используются в таких отраслях, как нефтегазовая, энергетическая, аэрокосмическая, автомобильная и др.

Трение

Сварка трением соединяет материалы с использованием механического трения. Это можно сделать разными способами на различных сварочных материалах, включая сталь, алюминий или даже дерево.

При механическом трении выделяется тепло, которое смягчает смешанные материалы, создавая связь по мере их охлаждения. Способ, которым происходит соединение, зависит от точного используемого процесса, например, сварка трением с перемешиванием (FSW), точечная сварка трением с перемешиванием (FSSW), линейная сварка трением (LFW) и ротационная сварка трением (RFW).

Сварка трением не требует использования присадочных металлов, флюса или защитного газа.

Трение часто используется в аэрокосмической промышленности, поскольку оно идеально подходит для соединения легких алюминиевых сплавов, которые иначе не поддаются сварке.

Процессы трения используются в промышленности, а также изучаются как метод склеивания древесины без использования клея или гвоздей.

Электронный луч

В этом процессе соединения сплавлением для соединения материалов используется пучок высокоскоростных электронов.Кинетическая энергия электронов трансформируется в тепло при ударе о детали, заставляя материалы плавиться вместе.

Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) выполняется в вакууме (с использованием вакуумной камеры) для предотвращения рассеивания луча.

ЭЛС имеет много общих применений, например, для соединения толстых профилей. Это означает, что его можно применять в различных отраслях промышленности, от авиакосмической до атомной энергетики и от автомобильной до железнодорожного транспорта.

Лазер

Используется для соединения термопластов или кусков металла, в этом процессе используется лазер для создания концентрированного тепла, идеально подходящего для сварных швов, глубоких сварных швов и высоких скоростей соединения.Благодаря простой автоматизации, высокая скорость сварки, с которой может выполняться этот процесс, делает его идеальным для применения в больших объемах, например, в автомобильной промышленности.

Сварка лазерным лучом может выполняться на воздухе, а не в вакууме, например, при сварке электронным лучом.

Сопротивление

Это быстрый процесс, который обычно используется в автомобильной промышленности. Этот процесс можно разделить на два типа: контактная точечная сварка и контактная сварка швом.

При точечной сварке используется тепло, передаваемое между двумя электродами, которое прикладывается к небольшой площади, когда детали зажимаются вместе.

Шовная сварка аналогична точечной сварке, за исключением того, что электроды заменяются вращающимися колесами, что обеспечивает непрерывный сварной шов без утечек.

TWI предлагает один из самых обширных наборов услуг.

.

Сварное соединение | Статья о сварном соединении по The Free Dictionary

сегмент конструкции или изделия, в котором части соединяются сваркой; соединяемые части могут быть из одного или разных материалов.

Классификация соединений и сварных швов . Взаимное расположение соединяемых компонентов является основой для различных категорий соединений: стыковых соединений, тройников, соединений внахлест и угловых соединений. Каждый тип соединения имеет определенные характеристики, которые зависят от выбранного метода сварки, будь то дуговая сварка (Рисунок 1), электрошлаковая сварка (Рисунок 2), контактная сварка (Рисунок 3) или какой-либо другой метод.Отрезок сварного шва, непосредственно соединяющий свариваемые детали, называется сварным швом. Все типы сварных швов можно классифицировать в соответствии с техникой наплавки металла, как однопроходные сварные швы, сварные швы, сформированные от центра к концам, и сварные швы, образованные обратной сваркой. Сварные швы также можно различить по пространственному расположению во время сварки: вертикальные, горизонтальные, нисходящие и потолочные швы. Сварные швы также можно классифицировать по способу формирования их поперечных сечений на однослойные и многослойные сварные швы.Государственные и отраслевые стандарты определяют основные типы сварных соединений, конструктивные элементы кромок и сварных швов, а также допуски и возможные диапазоны толщин соединяемых компонентов. Эти данные относятся ко всем типам сварных швов.

Характеристики сварных соединений . Сварное соединение содержит ряд зон, образованных в материале свариваемых деталей. Эти зоны отличаются от основного материала и между собой химическим составом, структурой, физико-механическими свойствами, микронапряжением и макронапряжением.Сварное соединение, выполненное сваркой плавлением (рис. 4, а), имеет зону, содержащую металл шва, зону плавления, зону термического влияния и зону, в которой свойства и структура основного металла остаются неизменными. Сварное соединение, образованное сваркой давлением (рис. 4, б), не имеет зоны, содержащей металл шва, или зоны сплавления. Он состоит из зоны соединения, в которой образованы межатомные связи между соединяемыми компонентами, зоны механического воздействия и зоны прилегающего основного металла.

Рисунок 2 . Типы сварных соединений и сварных швов, применяемых при электрошлаковой сварке: а) стыковое соединение, б) тавровое соединение, в) угловое соединение; (1) стыковой шов, (2) угловой сварной шов, (3) сварной шов для углового соединения

Материал сварного шва может состоять из сплава, образованного расплавленным основным материалом, материалом электрода и / или присадочным материалом, или его может состоять исключительно из расплавленных неблагородных металлов. В зоне термического влияния основной металл не плавится; однако на отдельных участках этой зоны воздействие нагрева и охлаждения может по-разному изменять свойства и структуру основного металла.В общем случае сварки плавлением низкоуглеродистой стали зона термического влияния сварного соединения состоит из участков, показанных на рисунке 5. Перегретый участок (I) непосредственно примыкает к зоне сплавления. Материал в этом разделе был нагрет до температуры выше 1100 ° C и приобрел крупнозернистую структуру; следовательно, прочность материала снизилась. В измельченной или нормализованной секции (II) материал был нагрет до температур в диапазоне 900-1100 ° C; этот нагрев вызывает уменьшение размера зерна и увеличение прочности.В секции с частичным измельчением зерна (III) металл был нагрет до температур в диапазоне 700-900 ° C. Металл в этом сечении характеризуется неоднородной структурой или частичным измельчением зерна. В рекристаллизованном участке (IV) металл был нагрет от 500 ° C до температуры, соответствующей критической точке A 1 , что вызывает снижение прочности, а иногда и пластичности. В секции старения (V) металл был нагрет до температур от 100 ° до 500 ° C; он не проявляет видимых структурных изменений, но отличается от исходного основного металла меньшей прочностью, которая наиболее ярко проявляется в диапазоне температур 100–300 ° C.Ширина зоны термического влияния при сварке зависит от способа сварки, технологического процесса, тепловых режимов, а также теплофизических свойств основного металла.

Рисунок 3 . Типы сварных соединений и сварных швов, используемых при контактной сварке: (a) стыковое соединение, образованное контактной сваркой, (b) стыковое соединение, образованное сваркой плавлением, (c) соединение внахлест, образованное одним рядом точечных швов, (d) соединение внахлест образованный множеством рядов точечных швов, (д) ​​соединение внахлестку, образованное одинарным швом

Свойства сварных соединений .Качество сварного соединения определяется его эксплуатационным состоянием и сопротивлением разрушению, вызванным хрупкостью или усталостью. Эксплуатационное состояние сварного соединения характеризуется сложным сочетанием свойств в чередующихся зонах - слоях, которые отличаются от основного металла и друг от друга по своим прочностным свойствам. Слои с более высокими прочностными характеристиками принято называть твердыми, а соседние слои с более низкими прочностными характеристиками - мягкими.Многие факторы определяют, какие слои

Рисунок 4 . Сварные соединения, образованные (а) сваркой плавлением и (б) сваркой давлением; (1) металл шва, (2) зона плавления, (3) зона стыка, (4) зона термического влияния, (5) прилегающий основной металл

квалифицируются как мягкие слои. Они включают свойства основного металла и сварочных материалов, методы и условия сварки и термообработки, а также температуру и скорость приложения нагрузок. Сам сварной шов, зона плавления, ослабленные участки зоны термического влияния и вкрапленные слои других нематериальных металлов могут быть мягкими слоями.Деформации локализуются в мягких слоях. Если слои очень тонкие, деформации не снижают несущую способность сварного соединения. Однако, если мягкие слои относительно толстые, несущая способность сварного соединения ограничивается свойствами мягких слоев.

При проектировании и изготовлении сварных конструкций необходимо учитывать влияние напряженно-деформированного состояния на эксплуатационное состояние сварных соединений, точность размеров и форм стыков, а также стабильность таких свойств в процессе эксплуатации.При анализе напряженно-деформированного состояния различают зону пластических деформаций, зону упругих деформаций и собственные остаточные напряжения, как растягивающие, так и сжимающие. Диаграммы временных и остаточных продольных деформаций и напряжений в стыковом соединении листа из углеродистой стали показаны на рисунке 6.

Устойчивость сварных соединений к отказам, вызванным хрупкостью или усталостью, зависит от свойств металла и от характеристик металла. наличие в металле концентраторов напряжений и концентраторов деформации.Некоторые концентраторы являются частью конструкции соединения, например, участки, где поперечное сечение соединения резко изменяется, как при переходе от металла сварного шва к основному металлу в тройнике или соединении внахлест. Другие образуются в процессе производства, например, резкие переходы с углами повторного вхождения, когда сварной шов усилен, плохое проплавление, неполное слияние и порезы. Еще другие концентраторы могут иметь физическое или химическое происхождение, такое как поры, включения шлака и трещины в сварных швах или зонах термического влияния.

Образование сварного шва сопровождается термопластическим процессом деформации основного металла. Наиболее ярко этот процесс проявляется в сварных стальных конструкциях; вызывает хрупкость в некоторых участках зоны термического влияния. Наибольшая степень хрупкости обусловлена ​​старением, которое происходит в процессе деформации металла при температурах 150–300 ° C. На участках старения сварные соединения демонстрируют ограниченное сопротивление разрушению, вызванное хрупкостью.

Рисунок 5. Схема зоны термического влияния: (I) участок перегрева, (II) участок измельченного (нормализованного) участка, (III) участок частично измельченного зерна, (IV) участок рекристаллизации, (V) участок старения; (1) металл шва, (2) зона плавления

При формировании сварного шва размеры соединяемых компонентов уменьшаются как в продольном, так и в поперечном направлении. Эта усадка учитывается при проектировании и изготовлении сварных изделий.

Принципы проектирования сварных соединений . В СССР используются два метода расчета прочности сварных соединений при статических нагрузках: метод предельных состояний, применяемый в гражданском строительстве, и метод допустимых напряжений, применяемый в машиностроении.

Рисунок 6 . Временные и остаточные деформации и напряжения в стыковом соединении пластины из углеродистой стали: (а) пластина, (б) диаграмма временных деформаций для ∊ max < т , (в) диаграмма временных деформаций для max > ∊ t , (г) диаграмма остаточных деформаций ∊ res , (д) ​​диаграмма остаточных напряжений σ т ; (1) зона пластических деформаций от сжатия, (2) зона упругих деформаций, (3) и (4) растягивающие и сжимающие напряжения и деформации

Промышленные стандарты и нормы проектирования конструкций определяют расчетные значения сварных соединений из стали. различной силы.Значения включают прочность на растяжение, прочность на сжатие, сопротивление сдвигу в стыковых швах и сопротивление сдвигу в угловых швах, а также допустимые растягивающие и сжимающие напряжения σ w и напряжение сдвига τ W . Расчет усталостного воздействия на сварные соединения металлических конструкций машин производится по общепринятым методикам расчета усталости деталей машин. Влияние низких температур на рабочее состояние сварных соединений может быть принято во внимание на этапах проектирования и изготовления путем выбора соответствующих основных металлов и сварочных материалов, правильного проектирования и выбора адекватных процессов и методов контроля качества материалов.

При расчете прочности сварных соединений при статических нагрузках влияние концентраторов напряжений и температуры для широко используемых углеродистых и низколегированных сталей обычно незначительно. При расчете усталостной прочности сварных соединений влияние концентраторов напряжений и остаточных напряжений учитывается путем задания значений допустимых напряжений. Метод предельных состояний применяется для расчета сопротивления усталости сварных соединений пролетов мостов и промышленных стальных конструкций.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Николаев, Г.А. Сварные конструкции , 3-е изд. М., 1962.
Окерблом Н. О. Конструктивно-технологическое проектирование сварных конструкций . Москва-Ленинград, 1964.
Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Расчет, проектирование и изготовление сварных конструкций . М., 1971.
Труфяков В.И. Усталость сварных соединений . Киев, 1973.

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970-1979).© 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

.

Сварные соединения - Вопросы и ответы по конструкции машин

перейти к содержанию Меню
  • Дом
  • разветвленных MCQ
    • Программирование
    • CS - IT - IS
      • CS
      • IT
      • IS
    • ECE - EEE - EE
      • ECE
      • EEE
      • EE
    • Гражданский
    • Механический
    • Химическая промышленность
    • Металлургия
    • Горное дело
    • Приборы
    • Аэрокосмическая промышленность
    • Авиационная
    • Биотехнологии
    • Сельское хозяйство
    • Морской
    • MCA
    • BCA
  • Тест и звание
    • Sanfoundry Tests
    • Сертификационные испытания
    • Тесты для стажировки
    • Занявшие первые позиции
  • Конкурсы
  • Стажировка
  • Обучение
Меню
  • Дом
  • разветвленных MCQ
    • Программирование
    • CS - IT - IS
.

Какие преимущества сварного соединения? (с иллюстрациями)

Сварное соединение возникает, когда два куска материала, традиционно металлических, сливаются вместе с помощью сварочного аппарата. Сварочные соединения бывают двух основных типов и могут использоваться для различных целей. Этот популярный тип металлического соединения имеет множество преимуществ по сравнению с традиционными соединениями, начиная от скорости до прочности, внешнего вида и т. Д. Независимо от того, какое оборудование используется, сварное соединение - важнейшая часть современного строительства.

Человек сваривает.

Ключом к сварному соединению является слияние, когда два металла соединяются, часто с помощью третьего куска металла, через сварочный аппарат. Два основных типа сварки, плавление в жидком и твердом состоянии, и оба нагревают материалы до уровня расплава, чтобы соединить материал вместе.В результате происходит сплавление двух металлов, когда все остывает. Сварщик носит толстые перчатки и толстую маску для защиты от искр и тепла, связанных с этим процессом, который часто требует многолетней практики для правильного выполнения работы.

Крупный план сварки.

Сварка плавлением в жидком состоянии - это процесс плавления третьего элемента, обычно тонкого металла, для соединения сварных швов. Сварка в жидком состоянии включает в себя множество видов сварки, таких как дуговая сварка и сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (TIG). Это дает много преимуществ по сравнению с традиционными соединениями, но наиболее важным является создание эффективного соединения, которое точно соединяет только предполагаемые материалы.Другой кусок металла нагревается и добавляется в состав, поэтому ремонт жидких швов прост, потому что процесс просто повторяется. Сварное соединение жидкостью также является предпочтительным для использования в термообработанных или холодно обработанных металлах, потому что сварной шов не разрушит специальную обработку.

Твердотельное сварное соединение происходит, когда два куска металла нагреваются без использования третьего элемента, поэтому металлы соединяются на молекулярном уровне.Преимущество этого типа сварки перед традиционными соединениями заключается в внешнем виде, материалах и весе. Сварное соединение не требует дополнительного металла, поэтому он весит практически такой же, как и в начале операции, и помогает во многих отраслях промышленности, в которых крошечные колебания веса имеют большое значение. Это также недорогой метод сварки, поскольку не требует дополнительных материалов для соединения двух отдельных деталей. Этот сварной шов также имеет гладкий вид, и на нем не видны болты и винты традиционных соединений или большие шрамы при сварке плавлением в жидком состоянии.

Сварочные очки. .

Смотрите также

ООО ЛАНДЕФ © 2009 – 2020
105187, Москва, ул. Вольная д. 39, 4 этаж.
Карта сайта, XML.