Типы разделок кромок под сварку

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Тип сварного соединения определяется взаимным пространственным расположением свариваемых элементов и формой разделки кромок под сварку.

1.Взаимное пространственное расположение свариваемых элементов.

По взаимному пространственному расположению свариваемых элементов различают следующие типы сварных соединений: стыковые (рис. 6С, а); тавровые (рис. 6С, б и в); угловые (рис. 6С, г); нахлесточные (рис. 6С, д); торцевые (рис. 6С, е); крестообразные (рис. 6С, ж);перекрестные (рис. 6С, з); соединения нескольких деталей (рис. 6С, и); прорезные (рис. 6С, к).

Стыковое соединение – тип соединения, при котором заготовки лежат в одной плоскости и примыкают друг к другу торцевыми поверхностями.

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

Выполняются как сваркой плавлением, так и давлением.

Тавровое соединение под прямым углом – тип соединения, при котором заготовки сопрягаются под прямым углом (образуя Т-образную форму).

Соединения обеспечивают высокую прочность конструкции, но чувствительны к изгибающим нагрузкам.

Как правило, выполняются сваркой плавлением, давлением – редко.

Тавровое соединение под острым углом тип соединения, при котором заготовка примыкает к другой под острым углом.

Соединения обеспечивают высокую прочность конструкции, но чувствительны к изгибающим нагрузкам.

Как правило, выполняются сваркой плавлением, давлением – редко.

Угловое соединение – тип соединения, при котором угол между поверхностями двух заготовок в месте примыкания кромок свыше 30°.

Применяются как связующие и рабочие нагрузки не передают. Выполняются только сваркой плавлением.

Нахлесточное соединение – тип соединения, при котором заготовки параллельны друг другу и частично перекрывают друг друга. Соединения менее прочные, чем стыковые и тавровые и менее экономичные из-за наличия перекрытия элементов L. Их применяют, когда по конструктивным соображениям стыковые швы применить невозможно. В конструкциях, под­верженных действию вибрационных и знакопеременных нагрузок, нахлесточные соединения применять не рекоменду­ется (создается значительная концентрация напряжений).

Выполняются как сваркой плавлением, так и давлением.

Торцовое соединение тип соединения, при котором угол между поверхностями двух заготовок в месте примыкания кромок составляет от 0° до 30°.

Соединения прочные и передают основные рабочие нагрузки. Выполняются только сваркой плавлением.

Крестообразное соединение – тип соединения, при котором две заготовки, лежащие в одной плоскости, примыкают под прямым углом к третьей заготовке, лежащей между ними (образуя двойную Т-образную форму).

Соединения прочные и передают основные рабочие нагрузки. Как правило, выполняются сваркой плавлением, давлением – редко.

Перекрестное соединение – тип соединения, при котором две заготовки (например проволоки) лежат друг на друге пересекаясь.

Применяются как связующие и рабочие нагрузки не передают. Выполняются сваркой плавлением и давлением.

Соединение нескольких деталей – тип соединения, при котором не менее трех заготовок примыкают друг к другу под любым установленным углом.

Соединения прочные и передают основные рабочие нагрузки. Выполняются только сваркой плавлением.

Прорезное соединение закрытого типа, заваренное по периметру

Прорезное соединение открытого типа, заваренное полностью

Прорезные сварные соединения выполняются для усиления нахлесточных соединений. В верхнем листе перед сваркой фрезеруется паз. В зависимости от ширины паза (обычно 2–3 толщины свариваемых элементов) и его назначения прорези либо заваривают полностью, либо обваривают по периметру. Выполняются сваркой плавлением.

Прорезные соединения бывают закрытого или открытого типа.

Рис. 6С Типы сварных соединений

2. Форма разделки кромок под сварку

Разделка кромок – придание кромкам, подлежащим сварке, необходимой формы.

Разделка кромок под сварку выполняется с целью обеспечения:

– проплавления по всей толщине свариваемых элементов;

– доступа сварочного инструмента к нижней точке разделки кромок (к основанию сварного шва).

По форме разделки кромок под сварку различают сварные соединения без разделки кромок (рис. 7С, а), с отбортовкой кромок (рис. 7С, б) и с разделкой кромок под сварку. Кроме того, сварные соединения с разделкой кромок подразделяются на сварные соединения с односторонним скосом одной (рис. 7С, в) или двух (рис. 7С, г, д) кромок (односторонняя разделка со скосом одной или двух кромок) и сварные соединения с двусторонним скосом одной (рис. 7С, е) или двух (рис. 7С, ж) кромок (двусторонняя разделка одной или двух кромок). Двусторонняя разделка кромок выполняется в том случае, когда имеется доступ сварочного инструмента к двум сторонам (по толщине) свариваемых элементов (доступ к обратной стороне шва).

Рис. 7С Форма разделки кромок под сварку

Параметры разделки являются важной характеристикой, от которой зависит качество шва и общая работоспособность изделия. Поэтому для каждого способа сварки и группы изделий нормативными документами определяются требования к выполнению разделки кромок под сварку.

Форма разделки кромок характеризуются следующими основными конструктивными элементами: угол скоса кромки β; угол разделки кромок α= 2 β; притупление С; зазор b.

Скос кромки – прямолинейный наклонный срез кромки, подлежащей сварке.

Угол скоса кромки β – острый угол между плоскостью скоса кромки и плоскостью торца.

Читайте также:  Станок для фрезерования печатных плат

Угол разделки (раскрытия) кромок α – угол между скошенными кромками свариваемых частей.

Угол скоса кромок β при щелевой разделке изменяется в пределах от 0 до 8 градусов.

Стандартный угол разделки кромок α в зависимости от способа варки и типа сварного соединения изменяется в пределах от 60 ± 5 до 20 ± 5 градусов. Угол разделки кромок выполняется для обеспечения доступа электрода к основанию формируемого сварного шва.

Притупление кромки С – нескошенная часть торца кромки, подлежащей сварке.

Притупление кромок С обычно составляет 2 мм ± 1 мм. Назначение притупления – обеспечить формирование сварного шва без образования прожога (см. Дефекты сварных соединений). Иногда, в связи с конструктивными особенностями сварного соединения, значение притупления может приниматься равным нулю (С=0). В этом случае необходимо предусматривать технологические мероприятия, исключающие появление прожога (сварка на подкладке, сварка на флюсовой подушке, укладка подварочного шва – см. Выполнение швов сварных соединений).

Зазор b – кратчайшее расстояние между кромками собранных для сварки деталей.

Зазор b обычно равен 1,0 – 3,0 мм. При принятых углах разделки кромок наличие зазора необходимо для обеспечения проплавления всей толщины свариваемых элементов в результате затекание расплавленного металла между их кромками. В отдельных случаях при той или иной технологии зазор может быть равным нулю или достигать 8-10 мм и более. Если зазор b = 0, выполняемая сварка называется сваркой без зазора, если b ≠ 0 –сваркой с зазором (или по зазору).

R назначается для обеспечения плавного сопряжения вертикальных и горизонтальных плоскостей разделки. Величина R зависит от геометрических особенностей профиля разделки.

Форма разделки кромок определяет количество необходимого дополнительного металла для заполнения разделки, а значит, производительность сварки. Так, например, Х-образная разделка кромок по сравнению с V-образной позволяет уменьшить объем наплавленного металла в 1,6- 1,7 раза.

Форма разделки кромок, а также размеры параметров разделки (профиль разделки кромок, угол разделки кромок, величина зазора и притупление) зависит от свариваемого материала, толщины свариваемых элементов, и способа сварки. Параметры разделки кромок являются важной характеристикой, от которой зависит качество шва и общая работоспособность изделия. Поэтому для каждого способа сварки и группы изделий нормативными документами определяются требования к выполнению разделки кромок под сварку.

Содержание:

Одним из этапов подготовки металлических деталей для их сваривания в неразъемное соединение является работа с их кромками. Придание им определенной формы называется разделкой. С какой целью выполняют разделку кромок свариваемых деталей? Это необходимо для повышения качества будущей сварной конструкции. Скос кромок обеспечивает хороший провар по всей ширине шва. Кроме того, это гарантирует доступ инструмента сварщика к корню сварного шва. Это главные причины, для чего выполняется разделка кромок при сварке.

Размеры скосов относятся к конструктивным значениям, регламентируемым нормативными документами. Они разделяются в зависимости от формы соединений и способа сварки. Так, например, ГОСТ 5264, в котором содержатся требования к ручной дуговой сварке, не распространяется на соединения трубопроводов, описания которых изложены в ГОСТе 16037. При автоматической сварке и с применением полуавтомата следует обратиться к ГОСТу 11533. Суть разделки кромок под сварку заключается в удалении части металла на торце под определенным углом, называемым скосом.

Нюансы разделки кромок

Разделка под сварку имеет свои особенности. При разделке увеличивается ширина сварного шва. Это приводит к дополнительному расходу материалов. При некоторых ситуациях разделка кромок отсутствует, и сварка производится без этого подготовительного этапа. Если свариваются тонкие детали, то прибегают к отбортовке.

Отбортовкой называется загиб кромок соединяемых деталей. Выполняют отбортовку ручным или машинным способом. Вручную она может выполняться на наковальне с применением молотка или кувалды. Механическая обработка также может проводиться строганием, фрезерованием, долблением, применением абразивов, что требует соответствующего оборудования, например, строгальных или фрезеровальных станков.

Устройство строгальных станков достаточно простое. Высокопрочный резец, проходя вдоль торца под установленным углом, снимает за каждый проход слой металла. Затем механизм станка изменяет его положение и операции повторяются. Фрезеровальные станки находят применение, когда поверхность деталей имеет криволинейную форму. Фаска образуется с помощью фрезы, совершающей перемещение вдоль линии шва.

Для больших конструкций и трубопроводов используют кромкоскалыватели, работающие методом долбления. Абразивную обработку применяют для заготовок маленького размера и для окончательной доводки после строгания и фрезерования. Снимать кромку можно с помощью газового резака. Для машинного способа используют зигмашину.

Фаски на кромках делают с одной стороны или с обеих. Односторонние скосы на прямых деталях способствуют легкости протекания процесса сварки. При двухсторонних фасках необходимо обеспечить сварщику доступ к обеим сторонам соединения.

Конструктивные параметры

Типы разделки кромок под сварку различаются в зависимости от выбранных конструктивных параметров:

  1. Угол скоса. Обозначается буквой "β". Это острый угол между двумя плоскостями: торца и скошенной поверхностью. Находится в диапазоне от 10 до 30 градусов. Если скашивается только одна кромка, то угол составляет 45 градусов.
  2. Угол разделки. Обозначается буквой "α". Под этим термином подразумевается угол между скошенными поверхностями. Когда угол скоса обеих деталей одинаков, то угол разделки равняется его двойному значению. Соответственно, находится в диапазоне от 20 до 60 градусов. Правильный выбор угла раскрытия обеспечивает проникновение электрода вглубь, достаточного для хорошей проварки корня шва.
  3. Величина притупления. Обозначается буквой "С". Часть торца кромки, оставшаяся нескошенной, может иметь острую форму. Это может помешать процессу сварки и вызвать в этой тонкой части прожоги металла. Чтобы этого избежать прибегают к затуплению кромок. Размер притупления составляет порядка 2 мм.
  4. Зазор. Обозначается буквой "b". Является расстоянием между кромками в зоне корня шва. Зазор оставляют для лучшего провара в этой области. Его значение обычно составляет около 1,5 мм. Эта величина может быть уменьшена или увеличена в зависимости от технологии процесса сварки.
  5. Длина скоса. Обозначается буквой "L". Регулирует плавность перехода от минимального размера скошенной части до толщины детали. Правильно выбранное значение устранит дополнительные напряжения в этой области.
  6. Высота и ширина обозначаются как "h" и "в" соответственно.
  7. Катет шва. Обозначается буквой "К". Это наименьшее расстояние от плоскости одной детали до границы треугольного шва на другой.
Читайте также:  Точение на токарном станке это

Элементы геометрической подготовки формы кромок под сварку имеют свое обозначение, которое используется на чертежах, в технологической и конструкторской документации.

Виды разделок

Классификация предлагает различные виды разделки кромок под сварку. Они находят применение в зависимости от толщины элементов, применяемой технологии, типа шва. Каждый вид получил название по латинской букве, которую он напоминает. Три вида имеют прямолинейный скос, а один – криволинейный.

V-образная

Является наиболее часто применяемой. Это объясняется простотой выполнения и возможностью использования для различных толщин свариваемых деталей. Диапазон толщин – от 3 до 26 мм.

Представляет собой разделку обеих кромок с одной стороны. Угол разделки – 60 градусов. Применяется для стыковых, угловых и тавровых соединений.

X-образная

Используется также достаточно часто. Скосы выполняют с обеих сторон. Способ применяется для соединения деталей, имеющих толщину от 12 до 60 мм. Угол разделки такой же, как в предыдущем варианте. С каждой стороны осуществляется несколько проходов. При таком способе значительно снижается расход электродов при сварке. Остаточные деформации при нагреве являются незначительными.

U-образная

Единственный вид криволинейного скоса. Иногда называется "рюмочным". Разделка кромок для сварки таким способом является наиболее трудной. Применение оправдано, когда необходимо получит высокое качество шва. Обе кромки скашиваются одинаково с одной стороны. Подходящая толщина деталей – от 20 до 60 мм. При сварке кромок таким способом происходит уменьшенный расход электродов. Вручную выполнять трудно, поэтому применяются кромкорезы.

К-образная

Наиболее редко применяемый способ. Скос кромок под сварку в соединении делается только для одной детали. Одна из кромок односторонняя, а вторая имеет сразу два скоса. Если возникли затруднения, какая подходит разделка кромок под сварку таблица поможет сделать правильный выбор.

Из нее видно, что форма кромок зависит от типа соединения, характера шва и толщины свариваемых деталей.

Смещение деталей

Кромки не обязаны отличаться симметричностью и быть параллельными между собой. Однако, смещение кромок сварных стыковых соединений имеет ограничение. Все допуски указаны в нормативных документах. Величина допускаемого смещения зависит от толщины соединяемых деталей.

Свои нюансы имеет сварка трубопроводов и других различных труб. Это потребует повышенной точности. Допустимое смещение кромок при сварке труб будет гораздо меньшем, чем у деталей, имеющих плоскую форму. Способом предупреждения появления значительного смещения является надежная фиксация соединяемых элементов. Оправдавшим себя методом фиксации является выполнение прихваток – коротких поперечных швов.

Кромки для труб

К соединениям из труб, в частности к трубопроводам, предъявляются повышенные требования. Они являются наиболее трудными при сварке, требуют прочности, надежности и долговечности. Разделка кромок под сварку трубопроводов из стали определена требованиями ГОСТа 16037.

Большое значение придается перпендикулярности оси трубы к ее торцевой поверхности. Чтобы выдержать это требование, перед началом разделки кромок следует совершить обрезку торцов и проконтролировать получение требуемого прямого угла. Угол раскрытия должен составлять 60-70 градусов. Величина притупления кромок составляет 2-2,5 мм. Кромки под сварку труб могут обрабатываться различными способами: с помощью механической обработки, газовой резкой и другими.

При сборке соединения необходимо отслеживать, чтобы совпадали оси и поверхности стыков. Жесткое требование предъявляется к величине зазора. Его значение находится в диапазоне 2-3 мм. Чтобы не произошло перекоса соединения, зазор должен быть одинаковым по всей окружности.

Интересное видео

Что такое разделка кромок? Для чего выполняется разделка кромок при сварке? Эти вопросы часто задают многие новички. Многие не понимают, зачем вообще тратить время на разделку кромок. Неужели качество шва будет заметно лучше? Наш ответ: да. Любое металлическое изделие требует предварительной подготовки перед сваркой. Разделка кромок — это подготовительный этап, включающий в себя придание кромкам определенной формы.

Нужно ли выполнять разделку кромок в любом случае? Мы не рекомендуем это делать. Разделка нужна для деталей, где толщина металла минимум 5 миллиметров и выше. Если толщина детали менее 5 миллиметров, что разделка кромок свариваемых изделий не принесет желаемого результата. Это лишь один из множества нюансов, которые стоит учитывать при разделке. О них мы и расскажем в этой статье.

Перед разделкой

Разделка под сварку выполняется для общего улучшения качества шва, поскольку металл хорошо проваривается и у сварщика есть прямой доступ к корню сварного соединения. Но есть один главный нюанс, который вы должны учесть, чтобы добиться хорошего качества работ. Это подготовка металла под разделку. Без подготовки вся ваша работа потеряет смысл. И речь идет не о простой очистке поверхности от грязи и масла. Речь идет о полноценной подготовке металла.

Читайте также:  Домашняя зернодробилка своими руками

Если вы будете варить листовой металл, то первое, что нужно сделать — это пропустить его через вальцы. Вальцы — это два металлическим валика, между которыми пропускается листовой металл. Такой процесс также называется правкой металла. Правку можно выполнять и вручную с помощью молотов, но это не лучший способ добиться ровной поверхности. Ведь в результате вы должны избавиться от искривлений металла.

Дальше нужно металл как следует зачистить. Удалите всю грязь, пятна от масла и краски. Это можно сделать с помощью любого растворителя, мы в своей работе используем уайт спирит. Въевшуюся грязь и признаки коррозии можно удалить с помощью кордщетки, болгарки или абразивного круга. Если деталь сделана из нержавеющей стали, то ее нужно начистить до зеркального блеска.

Далее нужно детали немного прогреть. Делается это с помощью специальных электрических печей или газовых горелок. Если деталь еще только на чертежах, то сделайте на металле разметку и вырежьте детали с помощью роликовых ножниц по металлу. Также можно использовать методы плазменной и газовой резки.

Все, теперь деталь можно подвергать разделке. Только при соблюдении всех этих процедур вы можете добиться качественного результата при разделке кромок. Но это только начало, ведь дальше нужно правильно выполнить скосы кромок, чтобы снизить напряжение у шва и улучшить его качество. Далее мы расскажем о формах скосов и о том, как правильно выполнять разделку.

Формы скосов кромок

Существуют разные виды разделки кромок под сварку. Но корректнее называть их видами формы скосов кромок. Каждая форма имеет свои характерные особенности, поэтому форма подбирается индивидуально для каждой детали. Нельзя бездумно выбирать произвольную форму просто потому, что вы научились делать только ее. Обучитесь выполнять скосы всех форм, чтобы расширить свои возможности. Итак, существуют следующие формы скосов кромок.

V-образная форма

V-образный скос кромок под сварку — самый популярный тип скоса, поскольку делается проще всего и широко применяется в большом диапазоне толщин. Выполняется с двух или с одной стороны. Рекомендуемый угол скоса должен составлять около 60 градусов, если скосов два с обеих сторон. Если скос выполняется только для одной кромки под сварку, то рекомендуем угол в 50 градусов.

X-образная форма

X-образный скос — выполняется с двух сторон, применяется при разделке толстых металлов. Рекомендуемый угол скосов — 60 градусов.

U-образная форма

U-образный скос — самый сложно выполнимый для многих новичков за счет непростой формы. Выполняется с двух сторон, подходит для сварки толстых металлов от 20 миллиметров. Зачастую кромки разделывают таким образом, когда нужно выполнить РДС сварку. Это связано с тем, что при такой форме скосов металл меньше наплавляется и электроды расходуются медленнее.

Это основные формы скосов. Бывают и другие (например, К-образный скос), но они применяются в редких случаях.

Разделка кромок

Теперь поговорим непосредственно о разделке кромок. Существует несколько основных способов разделки. Это газовая резка, механическая резка и ручная резка. Газовая резка применяется редко, поскольку требует использования баллонов с газом, а это не всегда удобно. К тому же, после газовой резки вам в любом случае придется доработать скос механическим или ручным способом. Так что давайте остановимся на них поподробнее.

Механическая разделка кромок самая популярная. Ее можно выполнить в любых условиях и без особо опыта. Выполняется с помощью различных приспособлений. Например, ножниц по металлу с последующей ручной доработкой, расточного станка, фрезеровочного станка или болгарки. Болгарка (она же угловая шлифовальная машинка) — самый недорогой способ механической обработки кромок. Применяется повсеместно.

Что касается ручной разделки кромок, то этот метод используется нечасто. И скорее для доработки уже готовой кромки, которую разделали механическим методом. Для ручной разделки можно использовать напильник или метод рубки металла зубилом.

Обратите внимание, что существует допустимое смещение кромок при сварке. Допустимое смещение кромок — это тема для отдельной статьи, поскольку информации много. Так что мы не будем подробно расписывать здесь все нормы. Вы можете прочесть их в ГОСТах или любых других нормативных документах.

Просто держите в голове, что кромки не должны быть идеально симметричными и параллельными друг другу. Также учитывайте, что при разделке разных изделий могут быть свои нюансы. Например, разделка кромок под сварку трубопроводов требует особой точности.

Вместо заключения

Теперь вы знаете, с какой целью выполняют разделку и какие существуют типы разделки кромок под сварку. Да, в рамках одной небольшой статьи трудно раскрыть все особенности и нюансы, рассказать обо всех углах скосов и предостеречь от ошибок. Но это основная информация, которая поможет вам на начальном этапе. Опытные мастера могут поделиться своим опытом разделки кромок в комментариях ниже, чтобы начинающие сварщики могли узнать для себя что-то новое. Желаем удачи в работе!

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector