Аргонно дуговая сварка гост

Сварка в защитной атмосфере — прогрессивная технология создания неразъемных соединений заготовок из цветных и черных металлов. Они используются в самых разных областях: от строительной до аэрокосмической. Чтобы гарантировать прочность и долговечность швов в ответственных конструкциях, ГОСТ 14771 76 «Швы сварных соединений сварка в защитных газах» регламентирует виды швов, способы разделки кромок, методики проверки качества и другие моменты.

Виды сварных соединений и швов

Сварка черных металлов и нержавейки, определяемая гост 14771 76, предусматривает следующие основные виды сварных соединений:

Стыковое

Две листовых или трубных заготовки находятся в одной плоскости, шов заполняет небольшой зазор между ними. Это наиболее часто встречающийся тип. Он обеспечивает минимальный расход сварочных материалов и трудоемкости. Шов может быть односторонним, провариваемым только сверху, и двухсторонним, который варится последовательно (или одновременно) с двух сторон.

При сварке заготовок средней и большой толщины (более 4 мм), для обеспечения глубокого провара, кромки заготовок подвергают разделке, снимая с них фаски. Тип разделки зависит от односторонности шва и толщины листа

При толщине листа от 12 мм рекомендуется применять двусторонний шов и х-образную разделку. Это позволяет улучшить провар и сэкономить сварочные материалы.

Тавровое

Соединяет два листа (или полосы) одинаковой или разной толщины. В зависимости от нее применяется односторонний или двусторонний шов с разделкой либо без таковой.

Для лучшего проплавления металлических заготовок при выполнении такого шва заготовки размещают под углом 45 о к вертикали

Рекомендованное положение для сварки тавровых и угловых соединений.

Тавровое соединение следует проваривать с двух сторон. При толщине заготовок более 4 мм применяют разделку. В промышленных условиях сварка ведется механизированным способом на специальных стендах.

Угловое

Соединение применяется при сборке различных корпусов и сосудов. При возможности внутренний шов также рекомендуется варить под углом 45о, как и тавровый.

Внахлест

Используют для повышения прочности стыка, в этом случае проваривается с двух сторон. Применяется также при ремонте трубопроводов и сосудов из стали, при этом используется односторонний шов.

Классификация по другим признакам

Сварочные швы ГОСТ 14771-76 подразделяют также и по другим параметрам.

По степени выпуклости профиля они делятся на такие категории, как:

По пространственному положению различают:

• нижнее: наиболее удобное для формирования качественного шва;
• горизонтальное, появляется риск вытекания расплава;
• вертикальное: средний риск вытекания;
• потолочное: наиболее сложное, применяются специальные режимы, приемы и материалы.

Сварочные положения.

При нижнем положении также достигается наибольшая скорость сварки и общая производительность. Не требуется высокая квалификация работника.

Определение и особенности

Сварка ГОСТ 14771-76 осуществляется с применением нескольких видов процесса. Их расшифровка следующая:

1. ИН — в инертных газах неплавящимся электродом. Дуговая сварка проводится без применения присадочного прутка или проволоки. Электрическая цепь замыкается неплавким электродом на основе вольфрама. Используется для соединений с минимальным зазором, весь шовный материал формируется из металла заготовок. При работе следует руководствоваться ГОСТ на сварку аргоном.
2. ИНп – то же, но с присадочными материалами. Этот способ позволяет получать наиболее прочные швы. Присадочный пруток подается сварщиком в рабочую зону аргонодуговой сварки вручную. Проволока подается полуавтоматическим сварочным аппаратом с постоянной скоростью. Присадочный материал плавится и входит в состав материала шва. Процесс описывается отдельным ГОСТ на сварку полуавтоматом. Присадочная проволока, ее состав, размеры и механические свойства также описывается в ГОСТ на полуавтоматическую сварку в защитном газе.
3. ИП — в инертных газах и их смесях с Co2 и кислородом плавящимся электродом. В этом случае электрод замыкает электрическую цепь и одновременно служит источником присадочного материала, плавясь и пополняя сварочную ванну.
4. УП — в углекислом газе плавящимся электродом. Технология аналогична ИП, но вместо дорогих инертных газов применяется углекислый газ. Качество соединения получается ниже, используется для массового выполнения менее ответственных соединений.

При выпуске чертежа согласно ГОСТ на сварку металлоконструкций в газовой среде 14771 76 на нем рядом со стыком обязательно обозначается вид сварки. В обозначение также могут входить рекомендованное сварочное положение и способ разделки.

Конструктивные элементы и размеры

В это понятие входят размеры для разделки кромок и геометрические параметры шва:

• зазор b— расстояние, разделяющее торцы заготовок (b);
• притупление с — остающаяся прямой часть кромки над скосом;
• угол разделки α — измеряется между разделанными на скос кромками;
• угол скоса кромки β — измеряется между плоскостями скоса и торцевой.

Конструктивные параметры для разных видов соединений.

Кроме того, для швов определяются следующие важные параметры и их обозначения:

• ширина e: измеряется между его границами на лицевой стороне;
• усиление стыка q: высота шовного материала, выступающего над заготовкой;
• то же для углового q: выпуклость над линией, соединяющей границы;
• глубина проплавления h: расстояние от поверхности заготовки до нижней части шовного материала;
• катет k: расстояние между границами для углового соединения;
• толщина t или α: сумма глубины проплавления и усиления.

Геометрические параметры соединений.

Глубина провара обычно задается равной толщине заготовки.

Проверка сварных швов на герметичность керосином

При монтаже сосудов и трубопроводов необходимо проверять герметичность каждого заваренного стыка. Швы на других конструкциях также требуется проверять на плотность и отсутствие микродефектов. Такие проверки регламентированы ГОСТ 3242-79, озаглавленным «Соединения сварные методы контроля качества». Метод керосиновой пробы использует уникальное свойство этого вещества- очень высокую текучесть. Керосин обладает низкой вязкостью, растворяет жировые пленки и способен проникать в самые мелкие поры и трещинки.

С одной стороны шва наносят мелкодисперсный индикаторный состав (например, мел), а другую смачивают небольшим количеством керосина. Жидкость просачивается через неплотности сварного соединения и окрашивает индикаторный порошок. Так можно локализовать дефекты, не видимые невооруженным глазом, не прибегая к аппаратным методам неразрушающего контроля.

Применяют несколько разновидностей метода керосиновой дефектоскопии:

• обычный: индикаторный состав и жидкость наносятся подл атмосферным давлением;
• пневматический: проверяемое соединение обдувают сжатым воздухом, ускоряя проникновение керосина в поры;
• вакуумный: со стороны индикаторного состава создают разрежение, «вытягивающее» индикаторную среду из пор и трещин;
• вибрационный: в контролируемом изделии с помощью пьезоэлектрических вибраторов возбуждаются колебания высокой частоты(ультразвук), они также повышают проницаемость шовного материала для молекул керосина.

Если требуется повысить разрешающую способность метода, применяют окрашенный различными цветными пигментами керосин — цветная дефектоскопия. Таким способом обнаруживаются трещины и поры размером до одной десятой миллиметра. Толщина испытываемых деталей достигает 25 мм.

На точность метода сильно влияет степень очистки индикаторной жидкости на основе керосина. Загрязнения, особенно масложировые, существенно снижают его проникающую способность и возможность проверить шов. Поэтому для контроля используют специальный керосин высокой очистки, а поверхность изделия тщательно обезжиривают.

Капиллярный контроль

Дефектоскопия по этому методу регламентирована ГОСТ 18442-80 «Капиллярный контроль сварных соединений». Он основан на свойстве сверхтекучих жидкостей проникать через капилляры — мельчайшие отверстия в материале шва.

Способ обладает следующими достоинствами:

• простота применения;
• дешевизна;
• безопасность;
• быстрота.

Присущи способу и недостатки:

• выявляется ограниченный перечень дефектов;
• требуется определенная ориентация испытуемого изделия в пространстве, что бывает сложным при больших его размерах;
• требуются расходные материалы высокой чистоты.

Капиллярный способ контроля используется как промышленными предприятиями, так и небольшими мастерскими и даже домашними умельцами. Он не требует специального обучения и дорогостоящей аппаратуры, как ультразвуковой или лазерный контроль. Сложное и опасное связанное с радиацией оборудование, организация его сохранности, требуемая ГОСТ на рентгенографический контроль, не требуется

Стандарт описывает следующие этапы проведения контроля:

1. Очистка проверяемой поверхности. Требуется удалить как механические загрязнения (стружку, окалину, пыль) так и полностью очистить поверхность от масложировых отложений, которые препятствуют проникновению индикаторной жидкости в материал изделия.
2. Просушка.
3. Нанесение проникающего состава, или пенетранта. Состав обычно окрашивают в красный или синий цвет. Необходимо соблюдать температурный режим, указанный в инструкции. Обычно это от +5 до +50 о С.
4. Удаление излишков состава, сушка изделия сжатым воздухом.
5. Нанесение проявляющего компонента. Обычно это состав белого цвета.
6. Визуальный контроль поверхности. В местах нахождения дефектов слой проявляющего состава окрашивается. По форме пятен и интенсивности окраски судят о размерах и месте расположения дефекта.
7. Документальная фиксация результатов проверки, промывка поверхности от остатков индикаторного и проявляющего составов.

Заключение

Государственный стандарт подробно описывает основные виды сварных соединений, их геометрические параметры, способы и виды, применяемые для сварки стальных сплавов в защитной атмосфере. Следуя этим требованиям, сварщик обеспечивает высокую долговечность и прочность швов. Капиллярный метод неразрушающего контроля позволяет убедиться в качестве соединения и отсутствии дефектов.

Английское название: Gas-shielded arc welding. Welded joints. Main types, design elements and dimensions

Настоящий стандарт устанавливает основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений из сталей, а также сплавов на железоникелевой и никелевой основах, выполняемых дуговой сваркой в защитном газе.

Стандарт не устанавливает основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений стальных трубопроводов по ГОСТ 16037-80

Дата издания: 01.12.2006
Дата введения в действие: 01.07.1977

При создании металлоконструкций широко применяется ручная дуговая сварка.

Она представляет собой процесс создания неразъемного соединения посредством расплавления металла электрической дугой.

Сущность процесса сварки

Сварка заключается в создании дуги между покрытым защитным слоем электродом и сварочной ванной. Поджиг производится посредством быстрого касания и отведения на небольшое расстояние от поверхности детали металлического стержня. От высокой температуры появившейся дуги он расплавляется и образует сварной шов. Вместе с электродом расплавляется его покрытие, образуя защиту из газа и шлака, предохраняющую металл от окисления. После каждого этапа сварки шлаковый налет удаляется с поверхности шва.

Ограниченная длина электрода вызывает прерывание процесса сварки, так как постоянно приходится менять его на новый. Перерывы в работе являются причиной образования в сварном шве дефектов.

Изготовителем электродов указываются рекомендуемые пределы изменения величины требуемого тока, зависящие от свойств покрытия, толщины стержня и положения сварки.

При разогреве стержня обмазка плавится тоже, создавая поток газа, направленного к сварочной ванне. В результате в нее переносятся капли расплавленного металла. Движение газа настолько интенсивно, что он перемещает металл снизу вверх при сварке в потолочном положении.

Тип и толщина свариваемых деталей

Ручная дуговая сварка применима к нелегированным и легированным сталям толщиной до 50 мм в производстве единичных или мелкосерийных изделий. Тонкий металл (менее 1,5 мм) быстро проплавляется и "проваливается" до появления сварочной ванны. Для него нужны специальные приспособления.

Прочность сварочного соединения металла снижается с увеличением содержания в нем углерода.

Выгодно использовать ручную сварку для изделий толщиной 3-20 мм. Исключением являются единичные швы сложной конфигурации.

Для электродов подбирают специальные материалы стержня и обмазочного слоя, содержащего шлакообразующие, стабилизирующие и другие вещества.

Назначения покрытия следующие.

Производство шлака, который обволакивает сварочную ванну и расплавленные капли металла, предохраняя их от окисления кислородом воздуха и влияния паров воды.

Образование защитного газа, образующегося при сгорании органической составляющей покрытия.

Выполнение раскисления металла шва. Кроме того, в обмазке могут находиться легирующие добавки, переходящие из шлака в капли металла.

Электроды для ручной дуговой сварки имеют определенный тип, соответствующий заданным механическим характеристикам наплавленного металла. Буква Э с числом в обозначении его типа указывает на величину временного сопротивления (кг/мм2). Наличие буквы А характеризует высокие пластичность и ударную вязкость.

Положение сварки в пространстве

Сварка допускается во всех положениях, но самым удобным является нижнее, для которого не требуется высокая квалификация исполнителя. Здесь могут применяться электроды больших диаметров, а ток может быть высоким, что позволяет процесс сделать более производительным. При потолочном и вертикальном положениях шва капли металла держатся только за счет поверхностного натяжения. Размер сварочной ванны уменьшается и требуется меньший диаметр электрода.

Условия работы сварщика

Процесс электросварки может производиться в самых разных условиях: в помещениях, на открытом воздухе, на конструкциях, трубопроводах и других объектах. При этом не требуется подача воды, газа, а из применяемых материалов требуются только электроды. Для работы требуется источник питания. Кабели могут удаляться от него на большое расстояние. При этом растут энергетические потери на их нагрев. В отдаленных местах могут использоваться электрические генераторы с приводом от двигателя, работающего на бензине или дизельном топливе.

Снег, дождь и ветер являются помехами, и от них требуется защита рабочей зоны.

Тип сварочного тока

Ручная дуговая сварка осуществляется на переменном или постоянном токе. Для этого применяются специальные электроды, но они могут быть универсальными, предназначенными для обоих типов тока.

Постоянный ток позволяет создать более стабильную дугу, и работать с ним удобней. Расплавленный металл имеет лучший смачивающий эффект, а шов формируется равномерный. Поэтому для сварки мелких изделий или тонких листов этот способ необходим.

Дефекты сварных соединений

К качеству соединений в металле предъявляются технические требования и устанавливаются нормы. Если от них имеются отклонения, которые приводят к снижению работоспособности конструкций и надежности, то появляются дефекты. По причинам возникновения их разделяют на две группы. К первой относятся дефекты, возникающие в процессах кристаллизации металла, а также его остывания: трещины, поры, включения шлака, ухудшение свойств металла на швах и рядом с ними. Во 2-ю группу входят дефекты, связанные с неправильной подготовкой и нарушением режима сварки: подрезы, непровары, наплывы, прожоги, кратеры, отклонения швов от расчетных размеров.

Ручная дуговая сварка: соединения сварные

Для создания надежного соединения, когда толщина металла не менее 7 мм, необходимо подготовить кромки заготовок. С их помощью обеспечивается полный провар заготовок.

На тонком металле делается 1 или 2 шва, а на больших толщинах сначала выполняется корневой проход, а затем полость заполняется наплавляемыми валиками.

ГОСТ "Ручная дуговая сварка" (5264-80) регламентирует, как разделывать края деталей в зависимости от того, какой выбран тип соединения. По форме, различают V, К, Х-образные кромки. Шов может выполняться с одной или двух сторон.

Кромку можно срубить зубилом, но качество достигается самое низкое. Ровные и чистые они получаются на специальных строгальных или фрезерных станках. Если это сделать невозможно, используют кислородную резку.

Особое внимание уделяется очистке кромок от ржавчины, окалины и прочих загрязнений. Это делается стальной щеткой. Для облегчения применяют предварительный подогрев участков пламенем газовой горелки. Типы сварных соединений определяются взаимным расположением деталей и могут быть следующими:

ГОСТ "Ручная дуговая сварка. Соединения сварные" (5264-80) различает типы швов по положению в пространстве.

Нижний – самый простой и надежный. Детали располагаются под электродом. Здесь важно не проплавить заготовки.

Горизонтальный – деталь располагается под углом 0-600, а сварка ведется в горизонтальном направлении.

"В лодочку" – установка детали под наклоном и сварка в угол.

Вертикальный – шов делается снизу вверх. Работа усложняется из-за стекания металла.

Потолочный – шов располагается сверху. Сварка ведется короткими импульсами при пониженном токе.

Швы на готовых изделиях проверяются на соответствие требованиям ГОСТ. Ручная дуговая сварка не должна приводить к образованию дефектов, а геометрические и механические характеристики соединений необходимо поддерживать в заданных пределах.

Оборудование для ручной дуговой сварки – это прежде всего специальный аппарат, которым может быть:

трансформатор с выпрямителем;

Особую популярность приобрели сварочные инверторы. Функции форсирования дуги и антиприлипания позволяют делать относительно качественные швы даже новичкам. Высокая стоимость не останавливает покупателей, благодаря высоким техническим характеристикам и большей надежности.

На рынке можно купить профессиональные устройства с высокой производительностью и для бытового применения, когда нет необходимости в непрерывной работе.

Технология ручной дуговой сварки

Для ручной сварки сначала производится розжиг касанием или чирканьем. Затем электрод отводится на небольшое расстояние, чтобы дуга постоянно горела. Технология ручной дуговой сварки заключается в перемещении стержня в трех плоскостях:

приближение и удаление электрода от поверхности заготовки колебательными движениями;

движение в направлении формирования шва;

формирование валика металла перемещением электрода поперек оси шва.

Сварка труб ручной дуговой сваркой

Для труб применяются обычные способы соединения и положения шва. Они должны соответствовать ГОСТ "Ручная дуговая сварка. Соединения сварные" (5264-80). К соединениям труб предъявляются особые требования, чтобы они были герметичными и выдерживали заданное давление перекачиваемой среды.

Поэтому стараются производить сварку труб в нижнем положении, а изделие при этом периодически поворачивается. Их подготовка заключается в создании перпендикулярных торцов с притуплением -2,5 мм и скосом кромок на угол 60-700.

Сварка производится большей частью встык, и для этого сначала делают прихватку в 4 местах трубы. Если ее диаметр превышает 300 мм, расстояние между участками сварки составляет около 200 мм. Длина прихваток составляет около 50 мм. После выполняют сварку трубы по всей окружности.

Ручная дуговая сварка производится для соединения деталей в мелкосерийном и единичном производстве. Для получения качественных соединений необходимо иметь подходящий аппарат и электроды, а также обладать навыками подготовки деталей и выполнения сварки.

Советуем подписаться на наши страницы в социальных сетях: Facebook | Вконтакте | Twitter | Google+ | Одноклассники