Зварні шви та їх розташування. Зварні з'єднання і шви

Початківцю зварнику, тільки заімевшіе зварювальний апарат, Завжди цікаво, які види зварювальних швів існують, і як краще поєднувати металеві поверхні. Тому вважаємо за доцільне розбір зварювальних з'єднань, підрозділи їх на типи. Але для початку слід розібратися з визначеннями швів і з'єднань, відмінностями між ними.

визначення

Зварювальним швом називається кристалізований метал, що знаходиться в процесі роботи в розплавленому стані. Щодо зварювальних з'єднань, то ними називаються обмежені ділянки металевої конструкції, що містять один, або кілька зварювальних швів.

Види швів і з'єднань

Класифікація зварювальних швів і з'єднань за такими ознаками:

По виду зварювальних робіт можна виділити наступні шви:

Дугового зварювання;
Дугового зварювання в середовищі захисних газів;
Автоматичної, напівавтоматичної;
Електрозаклепочние;
Електрошлакового зварювання;
Паяних з'єднань;
Контактної електричного зварювання.

Класифікація за ступенем опуклості:

нормальні;
увігнуті;
Опуклі.

Класифікація по просторовому розташуванню:

нижні;
вертикальні;
горизонтальні;
Стельові.

За ступенем протяжності:

суцільні;
Переривчасті.

Види зварювальних швів (в залежності від форми):

Стикові - тип швів стикового скріплення;
Кутові - тип швів кутового, таврового або нахлестанного скріплення;
Прорізні - тип швів, що отримується в результаті повного проплавлення верхнього, в рідкісних випадках подальших листів, а також нижнього листа.

Види з'єднань (в залежності від характеру сполучення металевих поверхонь):

стикові;
таврові;
кутові;
нахлесточного;
Торцеві.

стикові

Розглядаючи основні види з'єднань, варто розглянути найбільш поширений тип з'єднань - стикові. Розглядаючи типи з'єднань, стикові варіанту варто приділити особливої увагу, так як він є скріплення двох металевих елементів, які примикають один до одного торцевими поверхнями, розміщуються на одній поверхні, або в одній площині.

Залежно від розташування шва можуть бути:

односторонніми;
Двосторонніми.

Розрізняються по підготовці місця під зварювання, спираючись на товщину виробів:

З скосом кромок;
Без скоса кромок.

Односторонні скріплення поверхонь без скосу кромок передбачають роботу з листами, товщина яких досягає 4 міліметрів, в той час як двосторонні без скосу кромок виконуються в процесі зварювання листів металу до 8 міліметрів. Обидва варіанти з'єднань передбачають виконання незначного зазору між деталями товщиною в межах 1-2 міліметрів для забезпечення якісної роботи.

Скіс кромок частин деталі при односторонньому скріпленні бажано виконувати для діаметрів від 4 до 25 міліметрів. Варто зазначити, що великою популярністю користується зварювання з виконанням скоса V-образного зразка. Меншою популярністю серед зварювальників користується U-образне скріплення металів. Рекомендується виконувати також несуттєве притуплення крайок. Якщо є товщини від 12 міліметрів і більше, двостороння зварювання вимагає виконання Х-образної оброблення.

таврові

Тавровим способом зварювання називаються такі скріплення металів, в яких торцева поверхня одного металевого елемента примикає під кутом, приєднується до бічної поверхні іншого металевого елемента.

Протягом реалізації таврових з відносно товстим матеріалом, бажано витримувати кут нахилу електрода відносно швів так, щоб він дорівнював приблизно 60 градусам.

Всі види зварювальних робіт можна спростити в тому випадку, якщо робити укладання «у човник». Таким чином, стає можливою робота переважно в нижньому положенні, при цьому збільшується швидкість роботи, а ймовірність прояву підрізів істотно зменшується. Розглядаючи види з'єднань металевих поверхонь, варто знати, що тавровий варіант найбільш часто допускає непровари і інші дефекти.

Є спеціалізовані типи зварювальних процесів, які сприяють збільшенню проплавления. Використовуючи в роботі дані методи, стає можливою одностороння зварювання деталей зі значними діаметрами, при цьому буде спостерігатися якісний проварена, а також формування обробленого валика з іншого боку.

кутові

Основні види з'єднань мають кутові типи скріплення металевих поверхонь. Кутові скріплення металів - вид з'єднань двох металевих елементів, які розміщуються під кутом, з'єднуються в зоні примикання крайніх частин. Як і деякі інші види скріплень, даний тип також може виконуватися зі скосом кромок частин деталі, а також без нього, спираючись на діаметр вироби. В даному випадку має місце проварювання деталі з внутрішньої сторони.

нахлесточного

Нахлесточного вид з'єднань являє собою скріплення металевих елементів, які розміщені паралельно, при цьому поверхні частково перекриваються. В даному випадку методика має на увазі використання досить товстих деталей, діаметр яких може досягати 1 сантиметра.

Варто знати, що зварювати листи матеріалу необхідно з обох сторін. Виконувати цю рекомендацію слід для того, щоб звести нанівець ймовірність попадання вологи між ними. Також потрібно знати, що кількість зварювальних швів становить 2, а тому знадобиться збільшити час на роботу, а також витратні матеріали.

торцеві

Типи швів у своєму розпорядженні торцевих видом скріплень металевих поверхонь. Торцевими зварювання називаються ті, в яких бічні поверхні металевих деталей примикають один до одного.

Властивості сполук металевих поверхонь

Якісні показники робіт залежать від безлічі факторів, до яких можна віднести свариваемость металевих поверхонь, окислюваність, чутливість до термічних впливів. У зв'язку з цим для відповідності швів тих чи інших умов експлуатації необхідний облік всіх важливих критеріїв.

Зчіплюваність металів і сплавів визначається в залежності від здатності окремих матеріалів, або сплавів утворювати сполуки в умовах відповідної технологічної обробки, яке буде відповідати необхідним параметрам. На даний показник впливають фізичні, хімічні якості матеріалів, наявність домішок, будова кристалічної решітки, величина легування і т. Д. Скріплення металів може бути технологічним, а також фізичним.

Фізична свариваемость є властивість матеріалу створювати якісне і довговічне зчеплення зі стійкою хімічним зв'язком. Щодо фізичної зварюваності робочих поверхонь, то вона досягається шляхом застосування чистих металів, технічних сплавів, а також рядом інших поєднань матеріалів з неметалами. Технологічна зварюваність деталей являє собою реакцію металу на зварювальні роботи.

Підсумовуючи, варто сказати, що якісна сторона роботи визначає не тільки наявність високотехнологічного обладнання, а й знання самого зварника. Не слід нехтувати фаховими знаннями, вважаючи, що Ви все знаєте, а прислухатися до діловим порадам.

Їх застосовують як при малоповерховому будівництві, так і при будівлях великих будинків, офісних і спортивних центрів. За допомогою зварювання з'єднують 2 або більше деталей в 1. При цьому утворюється міцний і надійний шов, який може прослужити тривалий час, не порушуючи і не викликаючи пошкодження деталі в цілому.

Крім того, зварні з'єднання і шви можуть бути використані, як для стику металевих деталей з однорідного типу стали, так і елементів, виконаних з різних сплавів. При таких складних роботах необхідно правильно підібрати технологію зварювання, силу струму, витратні матеріали (електроди). Крім того, зварник повинен мати достатній досвід і вміннями, щоб не допустити запису деталі, уникнути зайвих напружень і деформації в подальшій експлуатації.

Класифікація зварювальних швів

Всі зварні з'єднання нормуються спеціальної документацією, яка визначає поняття, області та місця виконання зварювання. Описана термінологія може бути застосована для технічної документації, що додається після закінчення виконання швів. Ці ж поняття вказані в навчальних та методичних посібниках, За якими проводиться підготовка зварників, а також подальше навчання і підвищення їх кваліфікації.

Таблиця класифікацій зварних швів.

Використовуючи загальноприйняті скорочення, навіть при відсутності документації по маркуванню з'єднання або загальної специфікації можна визначити, яке саме зварене з'єднання виконано в тому чи іншому місці будівельної конструкції. Прийнято наступні умовні позначення: стикові зварні з'єднання прийнято позначати буквою «З», при виконанні шва внахлест - вказують «Н», якщо передбачені таврові стики, то на специфікації позначено «Т», кутові - «У».

В основному зварювальні з'єднання і шви прийняти розділяти за кількома ознаками:

По виду кінцевої форми поперечного перерізу:

Стикові, тобто зварюються деталі розташовують по одній площині.
Кутові, коли металеві деталі знаходяться один до одного під кутом, при цьому його величина значення не має.
Прорізні, якщо деталі, накладені один на одного, взаємно проплавляются. При цьому одна з деталей (верхня) проплавляя цілком, а інша частина зварного з'єднання (нижня) лише частково. Сам шов являє собою заклепку. Це з'єднання ще називають електрозаклепочним.

По конфігурації при зварюванні:

прямолінійного характеру;
криволинейного виду;
кільцевого виду.

За тривалістю зварного з'єднання:

З'єднання, виконані суцільним швом. Їх довжина коливається від 300 мм до 1 м і більше.
Які виконані переривчасто. При цьому розташування шва може бути по ланцюжку, в шаховому порядку, в залежності від конструктивних особливостей деталі і пропонованих вимог.

За способом застосовуваної технології зварювання:

дугове зварювання без застосування додаткових засобів (газу, флюсу);
зварювання, виконана в середовищі з наявністю газу (наприклад, аргону).

За кількістю нанесення зварювальних елементів:

односторонній;
двостороннє з'єднання;
багатошарові.

За кількістю металу, який утворився в результаті наплавления:

нормальне;
посилене;
ослаблене.

Зазвичай немає строгого поділу за всіма типами класифікацій. При роботі зварні з'єднання можуть бути прямолінійні стикові посилені. Тобто поєднання можуть бути найрізноманітнішими, залежно від складності металевої конструкції, вимог жорсткості і надійності, наявності витратних матеріалів, а також майстерності зварника.

Характеристика зварних з'єднань

Основні типи зварних з'єднань.

Залежно від того, яким повинен вийти в результаті, необхідно враховувати особливості його виконання та технологію виконання.

Стикові зварні з'єднання представляють собою з'єднання деталей шляхом сплаву між собою. Деталі мають у своєму розпорядженні в одній площині і найчастіше застосовують дугове зварювання. При цьому такі шви можуть бути використані для з'єднання деталей з різною кромкою. Обробка кромки для зварювання залежить від товщини листа. Якщо в процесі виконання робіт потрібно з'єднати деталі різної товщини, то більш товстий край повинен бути скошений під розмір меншого. Це забезпечує надійний шов.

За типом країв, які беруть участь при зварюванні, стикові зварні з'єднання можна розділити на:

деталі, які не мають скоса кромки. Вони повинні бути товщиною 3-5 мм;
елементи, які мають криволінійну крайку;
деталі з кромкою, що утворює букву «U», їх товщина складає 20-60 мм;
деталі, у яких кромка має вигляд «Х», товщина металу 12-40 мм.

Більш докладно про з'єднання

стикові зварні шви мають найнижчим значенням напруги, менш схильні до деформацій. Це обумовлює часте їх застосування. При виконанні стикового з'єднання витрата металу є мінімальним, сама підготовка до роботи повинна виконуватися ретельно і скрупульозно.

Таврові елементи являють собою з'єднання деталей з металу, коли одна з них розташована перпендикулярно до іншої. Виходить стик у вигляді літери «Т». При такому типі сам шов може розташовуватися як з однієї зі сторін, так і з двох. Все залежить від вимог жорсткості, технічної та конструктивної можливості провести роботи. Таврові системи використовуються для складання каркасів для ферм, різних видів колон, стійок. Крім того, таке з'єднання добре застосовувати для зварювання балок.

Кутові з'єднання виконують в тих випадках, де елементи в конструкції не будуть нести значних напружень. Наприклад, при зварюванні ємностей, резервуарів. Щоб забезпечити необхідну надійність і міцність, товщина зварюваного металу не повинна перевищувати 1-3 мм. При кутовому з'єднанні деталі прикладають один до одного під необхідним кутом і зварюють. Величина кута не має значення. Шов проробляють двостороннім суцільним таким чином, щоб в нього не могла проникнути волога.

Нахлесточного з'єднання утворюються тоді, коли деталі розташовані паралельно одна до одної. Шов при цьому знаходиться на бічних поверхнях металевих елементів. Кромки металу не потребують додаткової обробки, на відміну від стикового методу. Витрати металу як основного, так і наплавляємого будуть значними.

Товщина самої конструкції при такій обробці становить не більше 12 мм. Для виключення проникнення вологи в саме з'єднання його необхідно виконувати двостороннім.

Шви при тавровому, Нахлесточного, кутовому з'єднанні можуть виконуватися у вигляді маленьких відрізків, тобто точковим методом. Якщо треба зробити попередні наплавления, то вони виконуються круглої форми. Тобто утворюються при повному проплавления однією з деталі і частково другий.

додаткові моменти

Відомі способи виконання дугового зварювання без додаткової обробки крайок можуть бути зроблені при товщині металу 4 мм при ручному вигляді робіт, 18 мм - при механізованому роботі. Тому якщо потрібно зварити деталі значної товщини, використовуючи ручну дугову методику, то кромки необхідно додатково обробляти.

До елементів геометрії з'єднання можна віднести зазор, який присутній між елементами, кут оброблення, скоса і відхилення деталей, що беруть участь в зварюванні по відношенню один до одного. Кут скосу визначає кут оброблення, який є визначальним для забезпечення необхідного доступу дуги на всю глибину шва, значить, повноцінного виконання самого шва. Величина кута в залежності від типу з'єднання і методу обробки в основному коливається в межах 20-60 ° з допуском в 5 °. Величина зазору становить 0-4 мм.

Якщо метал досить товстий, а зазор відсутній, то може утворитися непровар.

А кромки, які позбавлені притуплення, можуть привести до виникнення прожогов. При великому зсуві деталей, процес їх зварювання може стати неможливим.

Остаточний вибір методу і способу, яким будуть виконуватися шви і з'єднання в металевій конструкції визначаються її складністю і матеріалом виконання. При проектуванні, розробці кошторисів на будівництво, необхідно врахувати ці особливості і при необхідності закласти використання додаткових коштів, які забезпечать належну надійність і жорсткість.

В процесі виконання зварювальних робіт виходять різні сполуки. Зварювальні шви здатні з'єднувати не тільки метали, а й інші різнорідні матеріали. Зістиковано в нероз'ємний вузол елементи являють собою з'єднання, яке можна розмежувати на кілька ділянок.

Зони зварювального з'єднання

З'єднання, отримане в процесі зварювання, розбивають на такі зони:

Місце сплаву - межа між основним металом і металом отриманого шва. У цій зоні знаходяться зерна, які відрізняються за своєю структурою від стану основного металу. Відбувається це через часткове розплавлення під час зварювального процесу.
Область термічного впливу - зона основного металу, яка не зазнала оплавлення, хоча в процесі нагрівання металу структура її була змінена.
Зварювальний шов - ділянку, який утворився під час кристалізації в процесі охолодження металу.

Типи зварних з'єднань

Залежно від розташування стикуються виробів один щодо одного з'єднання діляться на такі типи:

Встик. Стикування елементів конструкції здійснюється в одній площині торцями один до одного. Залежно від різної товщини деталей, що з'єднуються торці можуть відносно один одного вертикально зміщуватися.
Кутове з'єднання. В цьому випадку суміщення торців проводиться під кутом. Зварювальний процес здійснюється на прилеглих краях деталей.
З'єднання внахлест. Деталі під зварювання розташовані паралельно з частковим перекриттям.
Торцеве з'єднання. Зварювані елементи поєднані паралельно один одному і зістиковано по торцях.
Таврове з'єднання. В цьому випадку торець однієї деталі примикає до бічної частини іншої під кутом.

Зварювальні з'єднання також характеризують види зварювальних швів, кваліфікувати які можна за деякими ознаками.

Показники зварного шва

Існує кілька параметрів, за якими можна охарактеризувати всі отримані зварювальні шви:

ширина - це розмір між кордонами шва, які вимальовуються видимими лініями сплаву;
корінь шва - зворотна його сторона, яка знаходиться в максимальній віддаленості від лицьової частини;
опуклість - визначається в найбільш опуклій частині шва і позначається відстанню від площині основного металу до кордону найбільшого виступу;
увігнутість - цей показник актуальний, якщо має місце в звареному шві, тому що, по суті, є дефектом; визначається даний параметр в тому місці, де шов має найбільший прогин - від нього до площини основного металу вимірюється розмір угнутості;
катет шва - він має місце тільки в кутовому і тавровому з'єднанні; вимірюється цей показник найменшою відстанню від бічної поверхні однієї деталі, що зварюється до обмежувальної лінії шва на поверхні другої.

Види швів за способом виконання

Види зварювальних швів по просторовому положенню і протяжності

Розрізняють такі положення зварювання:

нижнє, коли зварюваний шов знаходиться в нижній горизонтальній площині, т. е. під кутом 0º щодо землі;
горизонтальне, напрямок зварювання ведеться горизонтально, а деталь може перебувати під кутом від 0º до 60º;
вертикальне, в цьому положенні зварювана поверхня знаходиться в площині від 60º до 120º, і зварювання ведеться в вертикальному напрямку;
стельове, коли робота проводиться під кутом 120-180º, тобто зварювальні шви розташовані над майстром;
"В човник", це положення стосується лише кутовим або тавровим з'єднанням, деталь виставляється під нахилом, і зварювання ведеться «в кут».

Розбивка по протяжності:

безперервні, так виконуються практично всі шви, але бувають і виключення;
переривчасті шви, вони мають місце тільки в кутових з'єднаннях; двосторонні шви такого типу можуть виконуватися як в шаховому, так і в ланцюговому порядку.

оброблення кромок

Ця конструктивна особливість застосовується в тому випадку, коли товщина металу, що використовується для зварювання, більше розміру 7 мм. Оброблення кромок - це видалення металу з кромок в певній формі. Даний процес виконується при однопрохідної зварюванні стикових швів. Це необхідно для того, щоб отримати правильний зварювальний шов. Що стосується товстого матеріалу, оброблення необхідна для того, щоб проплавити спочатку кореневої прохід і потім наступними наплавляються валиками, рівномірно заповнюючи порожнину, проварити метал по всій товщині.

Оброблення крайок можна виконувати, якщо товщина металу не менше 3 мм. Тому що більш низька її значення призведе до прожогам. Оброблення характеризується такими конструктивними параметрами: зазор - R; кут оброблення крайок - α; притуплення - с. Розташування цих параметрів показує креслення зварювального шва.

Оброблення кромок збільшує кількість витратних матеріалів. Тому дану величину всіляко намагаються мінімізувати. Вона поділяється на кілька видів за конструктивним виконанням:

V-образна;
X-подібна;
Y-образна;
U-подібна;
щілинна.

Особливості оброблення крайок

Для малої товщини зварюваного матеріалу від 3 до 25 мм зазвичай застосовується одностороння V-образна оброблення. Скіс може виконуватися на обох торцях або на одному з них. Метал товщиною 12-60 мм доцільно зварювати з двостороннім X-подібною обробленням. Кут α при обробленні в X, V формі дорівнює 60º, якщо скіс виконується тільки на одній кромці, тоді значення α дорівнюватиме 50º. Для товщини 20-60 мм найбільш економним буде витрата наплавляємого металу при U-подібної обробленні. Скіс також може бути виконаний по одному або по обох торцях. Притуплення складе 1-2 мм, а значення зазору дорівнюватиме 2 мм. Для великої товщини металу (понад 60 мм) найефективнішим способом буде щілинна оброблення крайок. Для зварного з'єднання дуже важлива дана процедура, вона впливає на кілька факторів шва:

Стандарти та ДСТУ

Ручна Зварювальні шви і з'єднання по ГОСТу 5264-80 включають типи, конструктивні розміри для зварювання, покриті електродами у всіх просторових положеннях. Сюди не входять тільки трубопроводи зі сталі.
Сварка сталевих трубопроводів. ГОСТ 16037-80 - визначає основні типи, оброблення крайок, конструктивні розміри при механізованому способі зварювання.
Сварка трубопроводів з міді і мідно-нікелевих сплавів. ГОСТ 16038-80.
Дугова зварка алюмінію. ГОСТ 14806-80 - форма, розміри, підготовка кромок для ручної і механізованої зварювання алюмінію і його сплавів, процес виконується в захисному середовищі.
Під флюсом. ГОСТ 8713-79 - зварювальні шви і з'єднання виконуються автоматично або механізованим зварюванням у висячому положенні, на флюсовій подушці. Поширюється на товщину металу від 1,5 до 160 мм.
в ГОСТ 27580-88 - стандарт на ручне, напівавтоматичне і Вона виконується не плавиться, в інертних газах з присадним матеріалом і поширюється на товщину алюмінію від 0,8 до 60 мм.

Позначення зварювального шва

згідно нормативним документам наявність зварювальних швів показується на або на загальному вигляді. Зображуються зварювальні шви суцільними лініями, якщо вони видимі. А якщо навпаки - то штриховими відрізками. Від даних ліній відводяться винесення з односторонніми стрілками. Умовне позначення зварювальних швів виконується на полиці від винесення. Напис робиться над полицею, якщо шов знаходиться на лицьовій стороні. У зворотному варіанті позначення буде перебувати під полицею. Сюди включається інформація про шві в такій послідовності:

Допоміжні знаки. На перетині винесення з полицею може стояти значок:

○ - замкнутий шов;

┐ - зварювання шва проводиться при монтажі.

Позначення зварювальних швів, їх конструктивних елементів та ГОСТ з'єднання.
Найменування шва по стандарту.
Спосіб зварювання по нормативним стандартам.
Вказується катет, цей пункт стосується тільки кутових з'єднань.
Уривчастість шва, якщо така має місце. Тут вказується крок і розташування відрізків зварювання.
Додаткові значки допоміжного значення. Розглянемо їх окремим пунктом.

допоміжні позначення

Ці знаки також наносяться зверху полки, якщо зварювальний шов на кресленні видимий, і під нею, коли невидимий:

--- зняття посилення шва;
обробка поверхні, яка забезпечить плавний перехід до основного металу, виключивши напливи і нерівності;
шов виконується по які замкнутої лінії; цей знак застосовується тільки до видимих на кресленні зварювальним швам;
чистота обробки поверхні зварного з'єднання.

Для спрощення, якщо всі шви конструкції виконані по одному ГОСТу, мають однакові оброблення крайок і конструктивні розміри, позначення і стандарт на зварювання вказуються в технічних вимогах. В конструкції можуть бути не всі, але велика кількість однакових швів. Тоді їх розбивають по групам і привласнюють їм порядкові номери в кожній групі окремо. На одному шві вказують повне позначення. На інших ставлять тільки порядкові номери. Кількість груп і число швів в кожній з них має бути зазначено в нормативної документації.

Зварні шви і з'єднання

Нероз'ємне з'єднання, яке було виконано за допомогою зварювання, називається зварним. Воно складається з декількох зон (рис. 77):

Зварного шва;

сплаву;

Мал. 77. Зони зварного з'єднання: 1 - зварного шва; 2 - сплаву; 3 - термічного впливу; 4 - основного металу

Термічного впливу;

Основного металу.

За протяжністю зварні з'єднання бувають:

Короткими (250-300 мм);

Середніми (300-1000 мм);

Довгими (більше 1000 мм). Залежно від довжини зварного шва вибирають і спосіб його виконання. При коротких з'єднаннях шов ведуть в одному напрямку від початку до кінця; для середніх дільниць характерно накладення шва окремими ділянками, причому його довжина повинна бути такою, щоб для його завершення вистачило цілого числа електродів (два, три); довгі з'єднання зварюють обратноступенчатим способом, про який говорилося вище.

За типом зварні з'єднання (рис. 78) підрозділяються на:

1. Стикові. Це найбільш часто зустрічаються сполуки при різних способах зварювання. Їм віддають перевагу, тому що вони характеризуються найменшими власними напруженнями і деформаціями. Як правило, стиковими з'єднаннями зварюють конструкції з листового металу.

Мал. 78. Види зварних з'єднань: а - стикові; б - таврові; в - кутові; г - нахлесточного

Мал. 78 (закінчення). д - прорізні; е - торцеві; ж - з накладками; 1-3 - основний метал; 2 - накладка: 3 - електрозаклепкі; з - з електрозаклепкамі

Основними перевагами даного з'єднання, розраховувати на які можна за умови ретельної підготовки і підгонки крайок (завдяки притуплення останніх запобігають пропал і перебіг металу в процесі зварювання, а дотримання їх паралельності забезпечує ка кількісний рівномірний шов), є наступні:

Мінімальна витрата основного і наплавленого металу;

Найменший часовий проміжок, необхідний для зварювання;

Виконане з'єднання може за своєю міцністю не поступатися основному металу.

Залежно від товщини металу кромки при дугового зварювання можуть бути обрізані під різними кутами до поверхні:

Під прямим кутом, якщо з'єднують сталевими листами товщиною 4-8 мм. При цьому між ними залишають зазор в 1-2 мм, що полегшує проварювання нижньої частин кромок;

Під прямим кутом, якщо з'єднують метал товщиною до 3 і до 8 мм при одно- або двосторонньої зварювання відповідно;

З одностороннім скосом кромок (V-об-різному), якщо товщина металу становить від 4 до 26 мм;

З двостороннім скосом (X-образно), якщо листи мають товщину 12-40 мм, причому цей спосіб більш економічний, ніж попередній, оскільки кількість наплавленого металу зменшується практично в 2 рази. Це означає економію електродів і електроенергії. Крім того, для двостороннього скоса в меншій мірі характерні деформації і напруги при зварюванні;

Кут скосу можна зменшити з 60 ° довести до 45 °, якщо зварювати листи товщиною більше 20 мм, що знизить обсяг наплавленого металу і заощадить електроди. Наявність зазору в 4 мм між крайками забезпечить необхідний проварена металу.

При зварюванні металу різної товщини кромку більш товстого матеріалу скошують сильніше. При значній товщині з'єднувальних дугового зварювання деталей або листів застосовують чашеобразную підготовку кромок, причому при товщині 20-50 мм проводять односторонню підготовку, а при товщині більше 50 мм - двосторонню.

Сказане вище наочно показано в табл. 44.

2. Нахлесточного, найчастіше використовувані при дугового зварювання конструкцій, товщина металу яких становить 10-12 мм. Від попереднього з'єднання даний варіант відрізняє відсутність необхідності спеціальним чином готувати кромки - досить просто обрізати їх. Хоча збірка і підготовка металу під з'єднань внапуск не настільки обтяжливі, слід врахувати, що витрата основного і наплавленого металу збільшується в порівнянні зі стиковими з'єднаннями. Для надійності і уникнення корозії внаслідок попадання вологи між листами такі сполуки проварюють з обох сторін. Є види зварювання, де застосовують виключно даний варіант, зокрема при точкового контактного і роликового.

3. Таврові, широко поширені при дугового зварювання. Для них кромки скошують з однієї або обох сторін або взагалі обходяться без скоса. Особливі вимоги пред'являються тільки до підготовки вертикального листа, який повинен мати одно обрізану крайку. При одно- і двосторонніх скосах кромки вертикального листа передбачають зазор в 2-3 мм між вертикальної і горизонтальної площинами, щоб проварити вертикальний лист на всю товщину. Односторонній скіс виконують в тому випадку, коли конструкція вироби така, що неможливо проварити її з обох сторін.

Таблиця 44

Вибір стикового з'єднання в залежності від товщини металу

5. Прорізні, до яких вдаються в тих випадках, коли Нахлесточного шов нормальної довжини не дає необхідної міцності. Такі сполуки бувають двох типів - відкриті і закриті. Проріз проробляють за допомогою кисневого різання.

6. Торцеві (бічні), при яких листи накладають один на інший і зварюють по торцях.

7. З накладками. Для виконання такого з'єднання листи зістиковують і перекривають стик накладкою, що, природно, тягне за собою додаткові витрати металу. Тому даний спосіб використовують в тому випадку, коли виконати стикового або Нахлесточного шов не представляється можливим.

8. З електрозаклепкамі. Дане з'єднання є міцним, але недостатньо щільним. Для нього верхній лист просвердлюють і заварюють отримане отвір таким чином, щоб захопити і нижній лист.

Якщо метал не дуже товстий, то просвердлювання і не потрібно. Наприклад, при автоматичному зварюванні під флюсом верхній лист просто проплавляется зварювальної дугою.

Конструктивний елемент зварного з'єднання, який при його виконанні утворюється внаслідок кристалізації розплавленого металу по лінії переміщення джерела нагріву, називається зварним швом. Елементами його геометричної форми (рис. 79) є:

Ширина (b);

Висота (h);

Величина катета (K) для кутових, напусткових і таврових з'єднань.

Класифікація зварних швів грунтується на різних ознаках, які представлені нижче.

Мал. 79. Елементи геометричної форми зварного шва (ширина, висота, величина катета)

1. За типом з'єднання:

стикові;

Кутові (рис. 80).

Мал. 80. Кутовий шов

Кутові шви практикують при деяких видах зварних з'єднань, зокрема при напусткових, стикових, кутових і з накладками.

Сторони такого шва називаються катетами (k), зона ABCD на рис. 80 показує ступінь нерівності шва і не береться до уваги при розрахунку міцності зварного з'єднання. При його виконанні необхідно, щоб катети були рівні, а кут між сторонами OD і BD становив 45 °.

2. По виду зварювання:

Шви дугового зварювання;

Шви автоматичного і напівавтоматичного зварювання під флюсом;

Шви дугового зварювання в середовищі захисних газів;

Шви електрошлакового зварювання;

шви контактного зварювання;

Шви газового зварювання.

3. За просторовому положенню (рис. 81), в якому виконується зварювання:

Мал. 81. Зварені шви в залежності від їх просторового положення: а - нижній; б - горизонтальний; в - вертикальний; г - стельовий

горизонтальні;

вертикальні;

Стельові.

Найпростіше виконується нижній шов, найважче - стельовий.

В останньому випадку зварювальники проходять спеціальне навчання, причому стельовий шов легше зробити газовим зварюванням, Ніж дугового.

4. За протяжності:

безперервні;

Переривчасті (рис. 82).

Мал. 82. Переривистий зварений шов

Переривчасті шви практикують досить широко, особливо в тих випадках, коли немає необхідності (розрахунок на міцність не передбачає виконання суцільного шва) щільно з'єднувати вироби.

Довжина (l) ділянок, що з'єднуються становить 50-150 мм, проміжок між ними приблизно в 1,5-2,5 рази перевершує зону зварювання, а разом вони утворюють крок шва (t).

5. За ступенем опуклості, т. Е. Формі зовнішньої поверхні (рис. 83):

нормальні;

опуклі;

Увігнуті.

Тип використовуваного електрода визначає опуклість шва (a '). Найбільша опуклість характерна для тонкопокритие електродів, а толстопокритие електроди дають нормальні шви, оскільки відрізняються більшою жидкотекучестью розплавленого металу.

Мал. 83. Зварені шви, що розрізняються за формою зовнішньої поверхні: а - нормальні; б - опуклі в - увігнуті

Досвідченим шляхом було встановлено, що міцність шва не збільшується зі збільшенням його опуклості, тим більше якщо з'єднання «працює» при змінних навантаженнях і вібрації. Такий стан пояснюється так: при виконанні шва з великою опуклістю неможливо домогтися плавного переходу від валика шва до основного металу, тому в цій точці кромка шва як би підрізає, і тут в основному концентруються напруги.

В умовах змінних і вібраційних навантажень в цьому місці зварене з'єднання може піддаватися руйнуванню. Крім того, опуклі шви вимагають підвищеної витрати електродного металу, енергії і часу, т. Е. Є неекономічним варіантом.

6. По конфігурації (рис. 84):

прямолінійні;

кільцеві;

Мал. 84. Зварені шви різної конфігурації: а - прямолінійний; б - кільцевої

вертикальні;

Горизонтальні.

7. По відношенню до діючих сил (рис. 85):

флангові;

торцеві;

комбіновані;

Косі. Вектор дії зовнішніх сил може бути паралельним осі шва (характерно для флангових), перпендикулярним осі шва (при торцевих), проходити під кутом до осі (для косих) або поєднувати напрямок флангових і торцевих сил (при комбінованих).

8. За способом утримання розплавленого металу шва:

Без підкладок і подушок;

На знімних і залишаються сталевих підкладках;

Мал. 85. Зварені шви по відношенню до діючих сил: а - фланговий; б - торцевий; в - комбінований; г - косою

На мідних, флюсо-мідних, керамічних і азбестових підкладках, флюсових і газових подушках.

При накладенні першого шару шва головне - зуміти втримати рідкий метал в зварювальної ванні.

Щоб запобігти його витікання, використовують:

Сталеві, мідні, азбестові і керамічні підкладки, які підводяться під кореневої шов. Завдяки їм можна збільшити зварювальний струм, Що забезпечує наскрізне проплавлення крайок і гарантує стовідсотковий проварена деталей. Крім того, підкладки утримують розплавлений метал в зварювальної ванні, перешкоджаючи утворенню прожогов;

Вставки між зварюються крайками, які виконують ті ж функції, що і прокладки;

Подрубкі і підвариво кореня шва з протилежного боку, при цьому не прагнуть до наскрізного проплавлению;

Флюсові, флюсо-мідні (при зварюванні під флюсом) і газові (при ручного дугового, автоматичної і аргонно-дугового зварювання) подушки, які підводять або подають під перший шар шва. Їх мета - не допустити витікання металу зі зварювальної ванни;

З'єднання в замок при виконанні стикових швів, які попереджають пропали в кореневому шарі шва;

Спеціальні електроди, покриття яких містить особливі компоненти, що збільшують силу поверхневого натягу металу і не дозволяють йому витікати з зварювальної ванни при виконанні вертикальних швів зверху вниз;

Імпульсну дугу, завдяки якій відбувається короткочасне розплавлення металу, що сприяє більш швидкому охолодженню і кристалізації металу шва.

9. По стороні, на якій накладається шов (рис. 86):

односторонні;

Двосторонні.

10. За зварюються матеріалами:

На вуглецевих і легованих сталях;

Мал. 86. Зварені шви, що розрізняються своїм розташуванням: а - односторонній; б - двосторонній

На кольорових металах;

На Біметал;

На пінопласт і поліетилені.

11. По розташуванню деталей, що з'єднуються:

Під гострим або тупим кутом;

Під прямим кутом;

В одній площині.

12. За обсягом наплавленого металу (рис. 87):

нормальні;

ослаблені;

Посилені.

13. По розташуванню на виробі:

поздовжні;

Поперечні.

14. За формою зварювальних конструкцій:

На плоских поверхнях;

На сферичних поверхнях.

15. За кількістю наплавлених валиків (рис. 88):

одношарові;

багатошарові;

Багатопрохідні.

Перед здійсненням зварювальних робіт кромки з'єднуються виробів, конструкцій або частин повинні бути відповідним чином підготовлені, оскільки від їх геометричної форми залежить міцність шва

Мал. 87. Зварені шви, що розрізняються за обсягом наплавленого металу: а - ослаблений; б - нормальний; в - посилений

Мал. 88. Зварені шви, що розрізняються кількістю наплавлених валиків: а - одношаровий; б - багатошаровий; в - багатошаровий багатопрохідний

Елементами підготовки форми є (рис. 89):

Кут оброблення кромки (?), Який повинен бути виконаний, якщо товщина металу становить понад 3 мм. Якщо пропустити цю операцію, то можливі такі негативні наслідки, як непровар по перерізу зварного з'єднання, перегрів і перевитрата металу. Оброблення кромок дає можливість здійснювати зварювання декількома шарами невеликого перерізу, завдяки чому структура зварного з'єднання поліпшується, а внутрішня напруга і деформації знижуються;

Мал. 89. Елементи підготовки КРОМО

Зазор між сполучаються крайками (a). Від правильності встановленого зазору і підібраного режиму зварювання залежить, наскільки повним буде проварена по перетину з'єднання при формуванні першого (кореневого) шару шва;

Притуплення крайок (S), необхідне для того, щоб надати процесу накладення кореневого шва певну стійкість. Ігнорування цієї вимоги призводить до пережогу металу при зварюванні;

Довжина скоса листа в тому випадку, якщо є різниця по товщині (L). Цей елемент дозволяє забезпечувати плавний і поступовий перехід від більш товстої деталі до тонкої, що знижує або усуває ризик концентрації напружень в зварних конструкціях;

Зміщення кромок по відношенню один до одного (?). Оскільки це знижує міцності з'єднання, а також сприяє непровари металу і утворення вогнищ напруги, ГОСТом 5264-80 встановлені допустимі норми, зокрема зміщення повинно складати не більше 10% товщини металу (максимум 3 мм).

Таким чином, при підготовці до зварювання необхідно виконати наступні вимоги:

Очистити кромки від забруднень і корозії;

Зняти фаски відповідного розміру (за ГОСТом);

Встановити зазор відповідно до ГОСТу, розробленим для того чи іншого типу з'єднання.

Про деякі види кромок вже говорилося раніше (хоча вони і розглядалися в іншому аспекті) при описі стикових з'єднань, але тим не менш необхідно ще раз загострити на цьому увагу (рис. 90).

Вибір того чи іншого виду кромок визначається цілою низкою чинників:

Способом зварювання;

Товщиною металу;

Способом з'єднання виробів, частин та ін.

Для кожного способу зварювання розроблений окремий стандарт, в якому вказані форма підготовки кромок, розмір шва і допустимі відхилення. Наприклад, ручна дугова зварка здійснюється за ГОСТом 5264-80, контактна - по ГОСТу 15878-79, електрошлакове - по ГОСТу 15164-68 і т. Д.

Мал. 90. Види крайок, підготовлених до зварювання: а - зі скосом обох крайок; б - зі скосом однієї кромки; в - з двома симетричними скосами однієї кромки; г - з двома симетричними скосами двох кромок; д - з криволінійним скосом двох кромок; е - з двома симетричними криволінійними скосами двох кромок; ж - з скосом однієї кромки; з - з двома симетричними скосами однієї кромки

Крім того, є стандарт на графічне позначення зварного шва, зокрема ГОСТ 2.312-72. Для цього використовується похила лінія з односторонньою стрілкою (рис. 91), яка вказує ділянку шва.

Характеристика шва, рекомендований спосіб зварювання і інша інформація представлені над або під горизонтальною полицею, з'єднаної з похилою лінією-стрілкою. Якщо шов видимий, т. Е. Знаходиться на лицьовій стороні, то характеристика шва дається над полицею, якщо невидимий - під нею.

Мал. 91. Графічне позначення зварних швів

До умовних позначень зварного шва відносяться і додаткові знаки (рис. 92).

Для різних видів зварювання прийняті буквені позначення:

Дугове зварювання - Е, але оскільки цей вид найбільш поширений, то в кресленнях буква може і не вказуватися;

Газове зварювання - Г;

Електрошлакове зварювання - Ш;

Сварка в середовищі інертних газів - І;

Зварювання вибухом - Вз;

Плазмова зварювання - Пл;

Контактна зварювання - Кт;

Зварювання тертям - Тр;

Холодне зварювання - Х.

При необхідності (якщо реалізується кілька способів зварювання) перед позначенням того чи іншого різновиду мають буквене позначення використовуваного способу зварювання:

Мал. 92. Додаткові позначення зварного шва: а - переривчастий шов з ланцюгової послідовністю ділянок; б - переривчастий шов з шахової послідовністю ділянок; в - шов по замкнутому контуру; г - шов по незамкнутому контуру; д - монтажний шов; е - шов зі знятим посиленням; ж - шов з плавним переходом до основного металу

Ручна - Р;

Напівавтоматична - П;

Автоматична - А.

Дугова під флюсом - Ф;

Сварка в активному газі електродом, що плавиться - УП;

Сварка в інертному газі плавиться - ІП;

Сварка в інертному газі не плавиться, - ІН.

Для зварних з'єднань також є спеціальні буквені позначення:

Стикове - С;

Таврове - Т;

Нахлесточного - Н;

Кутове - У. По цифрах, проставленим після букв, визначають номер зварного з'єднання по ГОСТу на зварювання.

Узагальнюючи сказане вище, можна констатувати, що умовні позначення зварних шов складаються в певну структуру (рис. 93).

Мал. 93. Структура умовних позначень зварного шва: 1 - зварні шви; 2 - допоміжні знаки шва по замкнутій лінії; 3 - дефіс; 4 - допоміжні знаки; 5 - для переривчастого шва - довжина шва, знак або, крок; 6 - для точкового шва - розмір точки; 7 - для контактного зварювання - діаметр точки, знак або, крок; 8- для шовного зварювання - довжина шва; 9 - ширина і довжина шва, знак або, крок; 10 - знак і катет за стандартом; 11 - умовне зображення способу зварювання; 12 - тип шва; 13 - стандарт з'єднання

Як приклад розшифруємо позначення:

Шов розташовується на невидимій стороні - позначення знаходиться під поличкою;

Таврове з'єднання, шов № 4 по ГОСТу 14771-76 - Т4;

Сварка в вуглекислому газі - У;

Зварювання напівавтоматичне - П;

Зварювання є одним з основних способів з'єднання, яке застосовується в промисловості і в приватній сфері. Це відносно дешевий і надійний метод, який забезпечує отримання нероз'ємного з'єднання. З урахуванням того, що існує безліч різновидів металу, кожен з яких має свої особливості зварювання, а також різні умови проведення роботи і самі вимоги до з'єднання, виділяються різноманітні види зварних з'єднань і швів.

Зони зварного з'єднання

Зона сплаву - займає від 0,1 до 0,4 мм основного металу. У ній присутні частково оплавлені зерна. Коли метал прогрівається в даній зоні, то він набуває игольчатую структуру. Вона володіє низькою міцністю і високою крихкістю.

Зона термічного впливу - вона поділяється на чотири ділянки. Перша ділянка відноситься до основного металу, який нагрівся до температури вище 1100 градусів Цельсія. Він володіє крупнозернистою структурою. Зерна в даній області, приблизно, в 12 разів більше стандартних. Через перегріву знижується в'язкість, пластичність і інші механічні властивості металу. Це найслабший дільницю зварювання, в якому часто відбувається розрив.

Друга ділянка - це зона нормалізації, де основний метал прогрівається на 900 градусів Цельсія. Структура зерна тут набагато менша, ніж в попередньому випадку. Дана ділянка займає від 1 до 4 мм.

Третя ділянка - зона неповної кристалізації. Тут основний метал прогрівається від 750 до 900 градусів Цельсія. На ньому зустрічаються як дрібні, так і великі зерна. За рахунок нерівномірного розподілу кристалів механічні властивості знижуються.

Четверта ділянка - зона рекристалізації. Область прогрівається від 450 до 750 градусів Цельсія. Тут відновлюється форма зерен, які були деформовані минулими механічними діями. Орієнтовна ширина даної ділянки становить від 5 до 7 мм.

Зона основного металу - починається від ділянки, який прогрівається менш ніж 450 градусів Цельсія. Тут структура схожа з основним металом, але за рахунок прогрівання сталь втрачає свої властивості фортеці. По межі виділяються нітриди і оксиди, які послаблюють зв'язок зерен. Метал набуває більш високу міцність в даному місці, але отримує меншу ударну в'язкість і пластичність.

Повна класифікація зварювальних швів і з'єднань

Види зварних швів поділяються на кілька категорій за різними ознаками. Одним з них є відмінність за зовнішнім виглядом. Тут виділяють:

Увігнуті (вони ж ослаблені);
Опуклі (вони ж посилені);
Нормальні (вони ж плоскі).

За типом виконання зустрічаються:

односторонні;
Двосторонні.

За кількістю проходів:

багатопрохідні;
Однопрохідні.

За кількістю шарів:

Багатошарові (при зварюванні товстих металів);
Односторонні.

Класифікація зварних швів виділяє ще різновиди по протяжності:

Точкові шви (їх створюють за допомогою);
Двосторонні шахові;
Двосторонні ланцюгові;
Односторонні переривчасті;
Односторонні безперервні.

Типи зварних швів у напрямку зусилля впливу:

Лобовий (поперечний) - зусилля здійснюється перпендикулярно;
Фланговий (поздовжній) - зусилля проводиться паралельно шву;
Косий - зусилля здійснюється під кутом;
Комбінований - поєднує в собі флангову і лобову різновид.

Види зварювальних швів і з'єднань по просторовому положенню:

Нижній;
горизонтальний;
вертикальний;
стельовий;
напівгоризонтального;
полувертикальном;
Полупотолочний;
В човник.

За своїми функціями і призначенням категорії зварювальних швів бувають:

герметичні;
міцні;
Міцно-щільні.

По ширині:

Розширені - робляться за допомогою поперечних коливальних рухів електрода;
Ниткові - ширина шва яких практично не перевищує величину діаметра.

особливості швів

стикові

Це найбільш поширений варіант, який представляє собою звичайне з'єднання листів або торцевих поверхонь. На нього потрібна мінімальна кількість металу і часу. Його можуть проводити без скосу кромок, якщо листи тонкі. Для товстих виробів потрібно, де буде потрібно скошувати кромки для збільшення глибини проварювання. Це актуально при товщині від 8 мм і вище. Якщо деталь товщі 12 мм, то тут необхідно двостороннє стикове з'єднання зі скошуванням крайок. Такі сполуки найчастіше проводяться в горизонтальному положенні.

Таврове

Таврові різновиди з'єднань і швів представляються у вигляді літери «Т». Воно може бути одно- або двосторонніми, а також можуть з'єднувати вироби різної товщини. Якщо перпендикулярно встановлюється менша деталь, то електрод під час зварювання потрібно нахиляти до 60 градусів. Тут же можна скористатися прихватками, щоб нахилити деталь і здійснити більш простий варіант зварювання «у човник». Це зменшує ймовірність утворення підрізів. Шов, як правило, накладається за один прохід. Зараз існує багато апаратів для здійснення автоматичної таврової зварювання.

кутове

Кутовим вважається з'єднання, яке розташовується під кутом 90 градусів, або іншої величини. У таких з'єднань часто підкошуються кромки, щоб шов зміг залягти на потрібну глибину для забезпечення надійності. Двостороння проварка робить з'єднання більш міцним.

внахлест

Цей метод застосовується для зварювання листів товщиною менше 1 сантиметра. Вони кладуться внахлест один на одного і проварюються з двох сторін. Слід стежити, щоб між ними не потрапляла волога. Іноді, для кращого скріплення, таке з'єднання вариться з торця.

Геометрія зварного шва

Розглянувши види зварних швів і способи їх нанесення, варто звернути увагу на основні геометричні параметри.

Геометричні параметри шва встик

E - ширина утвореного шва;
S - товщина заготовки;
B - зазор між зварюються заготовками;
T - товщина отриманого шва;
H - глибина залягання провареної частини;
Q - розмір опуклою частини.

A - товщина кутового шва, в яку. Входить величина опуклості і розрахункової висоти;
P - розрахункова висота, яка відповідає перпендикулярній лінії, проведеної з місця найглибшого про плавлення до гіпотенузи найбільшого прямого трикутника, вписаного в зовнішню частину шва;
Q - опуклість наплавленої області;
K - катет кутового шва являє собою відстань від поверхні однієї заготовки до кордону кута інший.

особливості вибору

Всі види зварних з'єднань і швів помітно відрізняються за своїми властивостями. Тому, для кожного конкретного випадку доводиться підбирати свій набір параметрів для вдалого поєднання. В першу чергу слід звертати увагу на просторове положення. Чим легше проходить робота, тим краще якість шва. Найбільш легкими у виконанні вважаються горизонтальні шви, тому, майстри намагаються поставити заготовки в таку позицію. Іноді навіть доводиться кілька разів перевертати один і той же виріб, щоб забезпечити високу якість шва. «Важливо! Не слід забувати, що зварювання за один прохід допомагає досягти кращої фортеці, ніж багаторазові проходи. Тому, потрібно знаходити баланс між зручністю і кількістю проходів. »

При товстих заготовках завжди потрібно обробляти кромки і після цього ще обробляти поверхню, щоб додати їй чистоту. Стикові варіанти є найпростішими і переважними до роботи, так як їх простіше фіксувати, щоб уникнути спотворень геометрії отриманих деталей. Крім правильного вибору типу шва, потрібно звертати увагу ще й на температурний режим, так як тоді можуть зміститися зони проварки і виріб просто переплавиться або недоваріть.

Головна » інструкції » Зварні шви та їх розташування. Зварні з'єднання і шви