Типы стыковых сварных соединений

Читайте также:

  1. I. Основные задачи
  2. I. Основные категории страхования.
  3. I. Основные показатели вариации
  4. I. Основные положения
  5. I. Основные этапы развития знаний об эндокринных железах.
  6. I. Сущность и основные функции перестрахования.
  7. I.3. Основные принципы психологии.
  8. II. Основные задачи и функции
  9. II. Основные направления реформы
  10. II. Основные направления улучшения использования ОФ и производственных мощностей.
  11. II. Основные направления улучшения использования ОФ и производственных мощностей.
  12. III. Основные способы формирования муниципального имущества

Сварным соединением называют конструкцию или ее часть, в которой отдельные ее элементы соединены с помощью сварки. В сварное соединение входят сварной шов, прилегающая к нему зона основного металла с изменениями от термического действия сварки (зона термического влияния) и примыкающие к ней участки основного металла. При дуговой сварке плавлением сварной шов представляет собой закристаллизовавшийся металл, который в процессе сварки находился в расплавленном состоянии. Свойства сварного соединения определяются свойствами металла самого шва и зоны термического влияния.

Сварной шов представляет собой участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации (затвердевания) жидкого металла сварочной ванны.

Рисунок – Химическая неоднородность сварного соединения(а – схема, б – микроструктура): 1 – свариваемые детали, 2 – зона термического влияния (ЗТВ), 3 – сварной шов

Сварные швы классифицируют по ряду признаков:

По типу соединений

Стыковое соединение (рисунок 41, а) – сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями.

Угловое соединение(рисунок 41, б) сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев.

Нахлесточное соединение(рисунок 41, в) сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга.

Тавровое соединение(рисунок 41, г) сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента.

Торцовое соединение(рисунок 41, д) сварное соединение, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу.

Рисунок 41 – Основные типы сварных соединений

По положению в пространстве

нижние (т.е. швы, расположенные в нижнем пространственном положении), вертикальные (расположенные в вертикальном положении),

горизонтальные (расположенные в горизонтальном положении) и потолочные (расположенные в потолочном положении).

Горизонтальные угловые швы дополнительно подразделяют на горизонтально-вертикальные (расположенные на стыке горизонтального и нижнего положений) и горизонтально-потолочные (расположенные на стыке горизонтального и потолочного положений). Необходимо отметить, что кроме понятия «положение швов в пространстве» существует родственное ему понятие «положение швов при сварке» (или «положение сварки»).

Положение швов при сварке определяет не только расположение швов в пространстве, но и направление сварки. На рисунке 42показаны базовые положения стыковых и угловых швов при ручной дуговой сварке по ГОСТ 11969-93 (ISO 6947:1990) «Сварные швы. Положения при сварке. Определения и обозначения углов наклона и поворота».

РА – нижнее; PF – вертикальное снизу вверх; PG – вертикальное сверху вниз; PC – горизонтальное; РЕ – потолочное; РВ – горизонтально-вертикальное; РД – горизонтально-потолочное

Рисунок 42 – Положения сварки при выполнении стыковых (а) и угловых (б) швов при ручной дуговой сварке

По положению относительно действующего усилия

лобовые, фланговые, косые и комбинированные (рисунок 43).

а – лобовое; б – фланговое; в – косое; г – комбинированное

Рисунок 43 – Положение сварных швов относительно действующего усилия Р

По протяженности угловые швы

Непрерывный шов –сварной шов без промежутков по длине.

Прерывистый шов –сварной шов с промежутками по длине.

Цепной прерывистый шов –двухсторонний прерывистый шов, у которого промежутки расположены по обеим сторонам стенки один против другого.

Рисунок 44 – Цепной прерывистый шов

Шахматный прерывистый шов –двухсторонний прерывистый шов, у которого промежутки на одной стороне стенки расположены против сваренных участков шва с другой ее стороны

Рисунок 45 – Шахматный прерывистый шов

Многослойный шов –это шов выполненный за несколько проходов.

Подварочный шов –меньшая часть двухстороннего шва, выполняемая предварительно для предотвращения прожогов при последующей сварке или накладываемая в последнюю очередь в корень шва.

Прихватка –короткий сварной шов для фиксации взаимного расположения подлежащих сварке деталей.

Монтажный шов –сварной шов, выполняемый при монтаже конструкции

Валик –Металл сварного шва, наплавленный или переплавленный за один проход.

Корень шва –Часть сварного шва, наиболее удаленная от его лицевой поверхности (рисунок 46).

Рисунок 46 – Корень шва

По форме поверхности шва:

на выпуклые и прямые стыковые швы, а также выпуклые, вогнутые и прямые угловые швы. Прямые стыковые швы — это швы, поверхность которых заподлицо с основным металлом, прямые угловые — швы, ограниченные плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом. Прямые стыковые швы и вогнутые угловые швы с плавным переходом к основному металлу хорошо работают при динамических нагрузках.

а – выпуклая; б – прямая; в – вогнутая

Рисунок 47 – Форма поверхности сварных швов

По количеству слоев

однослойные (однопроходные) и многослойные (рисунок).Под слоем сварного шва понимают часть металла шва, которая состоит из одного или нескольких валиков, располагающихся на одном уровне поперечного сечения шва.

цифрами показаны слои швов

Рисунок 48 – Однослойные (а) и многослойные (б) сварные швы

По форме разделки кромок соединяемых деталей различают следующие основные типы стыковых швов:

Читайте также:  Как разобрать якорь болгарки

– с отбортовкой кромок (рисунок 49, а);

– без разделки кромок – односторонние и двусторонние (рисунок 49, б);

– с разделкой одной кромки – односторонней, двусторонней; с прямолинейной или криволинейной формой разделки (рисунок 49, в);

– с односторонней разделкой двух кромок;

– с V-образной разделкой (рисунок 49, г);

– с двусторонней разделкой двух кромок;

– Х-образной разделкой (рисунок 49, д).

Разделка может быть образована прямыми линиями (скос кромок) либо иметь криволинейную форму (U-образная разделка, (рисунок 49, е).

Рисунок 49 – Виды стыковых швов по форме подготовки кромок.

По форме поперечного сечения угловые и тавровые швы могут быть без разделки кромок (рисунок 50, а), с односторонней разделкой кромки (рисунок 50, б), с двусторонней разделкой кромок (рисунок 50, в). По протяженности угловые и тавровые швы могут быть непрерывными и прерывистыми с шахматным и цепным расположением отрезков шва. Пробочные швы по своей форме в плане (вид сверху) обычно имеют круглую форму и получаются в результате полного проплавления верхнего и частичного проплавления нижнежнего листов – их часто называют электрозаклепками, либо путем проплавления верхнего листа через предварительно проделанное в верхнем листе отверстие. Прорезные швы получают путем приварки верхнего (накрывающего) листа к нижнему угловым швом по периметру прорези.

Рисунок 50 – Виды швов тавровых соединений

Существующие способы дуговой сварки без разделки кромок позволяют сваривать металл ограниченной толщины (при односторонней ручной дуговой сварке до 4 мм, при двусторонней – до 6 мм, при сварке под флюсом до 18 мм). Поэтому при сварке металла большой толщины необходимо разделывать кромки. Угол скоса кромки обеспечивает определенную величину угла разделки кромок, что необходимо для доступа дуги в корень соединения и полного проплавления кромок на всю их толщину.

Подготовку кромок при ручной дуговой сварке конструкций из листового металла и сортового проката покрытыми электродами регламентирует ГОСТ 5264-80. Форму разделки кромок и их сборку под сварку (см.рисунок 49) характеризуют основные конструктивные элементы: зазор b, притупление с, угол скоса кромки b и угол разделки кромок a, равный b или 2b в зависимости от того, односторонний или двусторонний скос кромки в соединении.

Стандартный угол скоса кромок в зависимости от способа сварки и типа соединения изменяется в пределах от 8-10° до 45-50°. Тип разделки и величина угла разделки кромок определяют количество необходимого дополнительного металла для заполнения разделки, а значит, производительность сварки. Так, например, Х-образная разделка кромок посравнению с У-образной позволяет уменьшить объем наплавленного металла в 1,6 – 1,7 раза и уменьшается время на обработку кромок. Правда, в этом случае возникает необходимость кантовать свариваемые изделия или вести сварку с одной стороны шва в неудобном потолочном положении.

Притупление с обычно составляет (1-2)±1 мм. Его назначение – обеспечить правильное формирование шва и предотвратить прожоги в корне шва. Зазор b обычно равен 1 – 3 мм, так как при принятых углах разделки кромок наличие зазора необходимо для провара корня шва.

Элементы геометрической формы сварного шва: при стыковых соединениях – ширина и высота шва, при угловых, тавровых и нахлесточных соединениях –катет шва и глубина проплавления.

Для всех типов швов важны полный провар кромок соединяемых элементов и внешняя форма шва как с лицевой, так и с обратной стороны. В стыковых, особенно односторонних, швах трудно проваривать кромки притупления на всю их толщину без специальных приемов, предупреждающих прожог и обеспечивающих хорошее формирование обратного валика.

Важное значение также имеет образование плавного перехода металла лицевого и обратного валиков к основному металлу, так как это обеспечивает высокую прочность соединения при динамических нагрузках. В угловых швах также трудно проварить корень шва на всю его толщину (рисунок 50, б-в). Для этих швов рекомендуется вогнутая форма поперечного сечения шва с плавным переходом к основному металлу, что снижает концентрацию напряжений в месте перехода и повышает прочность соединения при динамических нагрузках.

| следующая лекция ==>
Сварные соединения | Условные изображения и обозначения швов сварных соединений

Дата добавления: 2014-01-13 ; Просмотров: 4791 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

В промышленности и в быту соединение металлических деталей в единую конструкцию производится с помощью сварки. Этот метод считается самым надежным и достаточно дешевым. Относительно не очень сложное оборудование (сварочный аппарат, электроды, средства защиты) позволяет в короткое время и с достаточно надежным качеством создавать и ремонтировать многие металлические конструкции.

Для создания прочного изделия из металла начинающему сварщику необходимо досконально знать особенности и виды стыковых сварных соединений, а также технологию выполняемой работы.

Определение сварного соединения

Сваркой металлов называют их соединение посредством расплавления кромок изделия и последующей их кристаллизацией в процессе охлаждения. Процесс сварки протекает в сопровождении сложных физических и химических процессов. Эти многочисленные факторы и обязан учитывать сварщик во время выполнения работы. При этом все эти физико-химические процессы сопряжены между собой по времени и пространству.

Во время сварки возникает несколько специфических зон, которые и характеризуют сварное соединение:

  • место сплавления (сварочная ванна), где на границе основного металла и шва находятся расплавленные зерна металла и электрода;
  • сварной шов, который образуется после охлаждения и кристаллизации сварочной ванны;
  • зона термического воздействия определяется участком металла, который не расплавился, но изменил свой состав и структуру в результате нагрева;
  • основной металл, который подвержен сварке, но не меняющий при этом своих свойств.

Виды сварных соединений

Классифицируют соединение двух металлических деталей по их взаимному расположению относительно друг друга. Вид соединения при проведении сварочных работ выбирает сварщик, учитывая характерные особенности металла и возможность добиться качественного результата.

Читайте также:  Пилки для электролобзика для дсп

В зависимости от размещения изделий в пространстве соединения разделяют на следующие виды:

  • стыковое соединение;
  • угловое соединение;
  • тавровое скрепление;
  • соединение внахлест;
  • торцевой вид.

Стыковая сварка

Наиболее распространенным типом сварки является стыковое соединение. При такой сварке две соединяемые детали располагаются в одной плоскости, поэтому поверхность одного элемента является продолжением другого.

Элементы во время сварки стыковым соединением примыкают друг к другу торцевыми поверхностями. Торцы свариваемых кромок могут быть со скосом или без скоса. Причем без скоса наиболее качественным получается сварочный шов металлических листов толщиной до 4 мм. Двухстороннее стыковое сварное соединение без скоса торцов металла позволяет добиться хорошего результата при толщине деталей до 8 мм. Для улучшения качества соединения необходимо делать между пластинами зазор в пределах до двух миллиметров.

Одностороннюю сварку деталей, толщиной от 4 до 25 миллиметров, желательно выполнять с предварительным скосом кромок. Большей популярностью пользуется у сварщиков V-образный скос торцевой поверхности. Листы толщиной от 12 мм рекомендуется сваривать двухсторонним способом с X-образной разделкой.

Классификация по положению шва

Качественное выполнение сварного шва зависит от положения изделия в пространстве. Существует четыре основных способа выполнения стыкового соединения сварных швов:

  1. Нижний метод соединения применяется, когда сварщик располагается сверху, по отношению к свариваемым поверхностям изделия. Этот способ самый удобный, так как расплавленный металл не стекает вниз или по сторонам, а попадает прямо в кратер. При этом шлак и газ без препятствия удаляются из сварочной ванны и свободно выходят на поверхность.
  2. Горизонтальные швы выполняются на вертикально расположенных пластинах, при этом ведение электрода осуществляется слева направо или справа налево. Качественное выполнение горизонтального шва заключается в строгом контроле за расплавленным металлом, не допуская его стекания вниз, поэтому необходимо правильно подбирать скорость движения электрода и силу тока.
  3. Вертикальный способ применяется на деталях расположенных вертикально, при этом шов стыкового соединения ведется сверху вниз или наоборот. Сложность такой сварки в том, что расплавленный металл стекает вниз, нарушая при этом внешний вид и качество соединения. Обычно сварщики стараются избегать выполнения работы в таком положении. Только опытные мастера прибегают к этому способу, опираясь на свои теоретические и практические знания.

Систематизация швов по виду сварки

Стыковые соединения можно классифицировать по типу воздействия сварочного оборудования. Именно применение соответствующих аппаратов и приспособлений позволяет получить следующие виды швов:

  • Ручная дуговая электрическая сварка способствует созданию сварного шва с помощью специального электрода и позволяет получить надежное скрепление металлических деталей толщиной от 0,1 до 100 мм.
  • Дуговая сварка с использованием инертного газа позволяет получить прочные и эстетичные швы, так как все сварочные процессы протекают под защитой газового облака.
  • Автоматическая сварка осуществляет стыковое соединение металла в режиме самостоятельного действия инвертора, здесь сварщик контролирует процесс после настройки оборудования.
  • При газовой сварке формирование сварного шва происходит за счет высокой температуры, горящей газовой смеси.
  • С помощью паяльника существует возможность создавать паяные швы.

Профиль сварочного шва

Если разрезать стыковое соединение, то легко определить характер шва по его виду:

  • Вогнутый шов является ослабленным, поэтому применяется в основном для сварки тонких элементов, для конструкций с небольшой динамической нагрузкой.
  • Выпуклые швы считаются усиленными, поэтому находят широкое применение в конструкциях с большой статической нагрузкой, создание такого шва требует увеличенного расхода электродов.

  • Нормальные швы используются при динамических нагрузках, в этом случае не существует особого перепада между основным металлом и высотой шва.

Виды швов по протяженности

Еще одним значительным фактором получения качественного соединения двух металлов является протяженность сварного шва. Расчет стыковых соединений происходит с учетом вида и длины сварного шва.

По протяженности швы соединения классифицируются как сплошные или прерывистые:

Сплошные сварочные швы не имеют свободных от сварки промежутков по всей длине соединения двух металлических поверхностей. Такой вид сварки позволяет получить наиболее качественное и прочное соединение любых конструкций. Недостатком непрерывного ведения электродом является большой расход материала и медленное выполнение работы.

Прерывистый способ применяется в случае, когда не требуется создания особо прочного соединения. Такие швы чаще всего делают определенной длины со строгим синхронным интервалом. Сварка прерывистым методом может вестись в шахматном порядке или цепной дорожкой.

Меры безопасности при сварке

Сварочный процесс сопровождается рядом факторов, способных повлиять на безопасность здоровья человека. Основными поражающими факторами считается наличие излучения, поражающего зрение, пагубное действие выделяемого газа, а также воздействие расплавленного металла.

Поэтому на всех современных предприятиях особое внимание уделяется защитному обмундированию сварщика:

  • брезентовый костюм;
  • сапоги или ботинки с закрытыми шнурками;
  • маска сварщика или защитные очки;
  • респиратор, защищающий органы дыхания;
  • брезентовые рукавицы.

Все вещи должны быть чистыми, без пятен маслянистой жидкости.

Начинающему сварщику для приобретения навыков проведения сварочных работ лучше начинать с простых изделий, так как от качественного соединения зависит надежность и прочность любой металлической конструкции. Правильное выполнение технологического процесса сварочных работ является основным залогом качественной работы.

Основными видами сварных соединений являются стыковые, угловые, тавровые и внахлестку:

стыковые (С) – детали соединяются встык по торцевым поверхностям (рис. 1а);

– угловые (У) – детали располагаются под углом и соединяются по кромкам снаружи угла (рис. 1б);

тавровое (Т) – детали образуют форму буквы Т (рис.1в);

внахлестку (Н) – детали частично перекрывают друг друга (рис. 1г).

Читайте также:  Как выбрать садовую пилу

Швы этих соединений обозначают буквой с индексом, соответствующим определенному характеру выполнения шва (табл. 3). Выполняются швы сварных соединений без скоса кромок, со скосом одной кромки, со скосом двух кромок и в стыковых соединениях с отбортовкой двух кромок.

Рисунок 1 – Основные типы сварных соединений:

а) стыковое; б) угловое; в) тавровое; г) внахлестку

3 Условные изображения и обозначения сварных швов

Для каждого способа сварки разработаны стандарты, в которых указаны конструктивные элементы швов, их условные изображения и обозначения.

По характеру выполнения швы могут быть точечными, прерывистыми, непрерывными, т.е. сплошными. Прерывистый шов выполняется либо цепным, либо в шахматном порядке.

Сплошные видимые швы сварных соединений изображаются сплошной основной линией (рис. 2а); а невидимые – штриховой (рис. 2б). При этом за лицевую сторону одностороннего шва сварного соединения принимают сторону, с которой производят сварку. За лицевую сторону двустороннего шва сварного соединения с несимметрично подготовленными кромками принимают ту, с которой производят сварку основного шва. За лицевую сторону двустороннего шва с симметрично подготовленными кромками может быть принята любая сторона.

Рисунок 2 – Условные изображения швов:

а) видимый; б) невидимый

Видимые одиночные сварные точки независимо от способа сварки условно изображают пересекающимися тонкими сплошными линиями длиной 5…10мм (рис. 2а). Невидимые одиночные точки не изображают на чертежах.

При наличии на чертеже нескольких одинаковых швов условные обозначения наносят у одного изображения, а от остальных – проводят линии-выноски с полками (рис. 3а, б).

Одинаковым швам присваивают один номер, который наносят на линии-выноске с полкой, на которой находится обозначение шва, и указывают число швов (рис. 3а).

У остальных швов наносят только номер шва соответственно над полкой или под полкой линии-выноски, в зависимости от видимости сварного шва (рис. 3б).

Рисунок 3 – Условные изображения при наличии на чертеже одинаковых швов:

а) у одного изображения; б) у одинаковых изображений; в) упрощенное или все швы на чертеже одинаковые.

Если все швы на чертеже одинаковы и изображены с одной стороны (лицевой или обратной), порядковый номер им не присваивается, а швы без обозначения отмечают линиями-выносками, без полок (рис. 3в).

Линия-выноска для обозначения сварного шва наносится со стороны ведения сварки и предпочтительно на том изображении детали, где сварной шов вычерчен в натуральную величину.

На чертеже симметричного изделия допускается отмечать швы только на одной части изображения.

Условное обозначение шва наносят:

– на полке линии-выноски, проведенной от изображения шва с лицевой стороны (рис 3а);

– под полкой линии-выноски, проведенной от изображения шва с оборотной стороны (рис. 3б). При этом предпочтительно линию-выноску проводить от изображения видимого шва.

Линия-выноска, проведенная от изображения шва или одиночной сварной точки, всегда заканчивается односторонней стрелкой (рис. 3). Если сварной шов невидимый, то односторонняя стрелка наносится сверху линии-выноски, если шов невидимый – снизу (рис. 3а, б).

Одинаковые требования, предъявляемые ко всем швам или группе швов, приводят один раз в технических требованиях или таблице швов (рис.4). В этом случае на изображении указывают только порядковый номер сварного шва.

Рисунок 4 – Таблица швов

Условное обозначение стандартных сварных соединений по ГОСТ 2.312-72 наносится по схеме, в соответствии с рисунком 5.

Рисунок 5 – Схема условного обозначения стандартных сварных швов.

В условное обозначение швов сварных соединений через знаки «дефис» входят:

1. Вспомогательные знаки шва по замкнутой линии и монтажного шва (см. табл. 2).

2. Обозначение стандарта на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений (например, ГОСТ 5264-80; см. табл. 1).

3. Буквенно-цифровое обозначение шва по стандарту на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений (например С2, см. табл.3).

4. Условное обозначение способа сварки по стандарту на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений (например, А, но можно и не указывать).

Таблица 2 – Вспомогательные знаки для обозначения сварки швов

Нанесение знака в обозначении шва на чертеже

Шов прерывистый или точечный с цепным расположением.

Угол наклона линии 60

Шов прерывистый или точечный с шахматным расположением

Шов по замкнутой линии. Диаметр знака – 3…5мм

Шов по незамкнутой линии. Знак применяют, если расположение шва ясно из чертежа

Шов выполнить при монтаже изделия, т.е. при установке его по монтажному чертежу на месте его применения

Усиление шва снять

Наплывы и неровности шва обработать с плавным переходом к основному металлу

5. Знак катета сварного шва  (равнобедренный прямоугольный треугольник) и размер катета (толщины) шва, согласно стандарту, на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений (например, 5, табл. 3). Толщина шва должна находиться в пределах от 4мм до 1,2 толщины соединяемых элементов или равна. Знак выполняется сплошными тонкими линиями. Высота знака должна быть одинаковой с высотой цифр, входящих в обозначение шва.

6. Для прерывистого шва – размер длины провариваемого участка, знак / или Z и размер шага (например, 5/40; 6 Z 70).

Для одиночной сварной точки – размер расчетного диаметра точки (например, 6).

Для шва контактной точечной электросварки или электрозаклепочного – размер расчетного диаметра точки или электрозаклепки; знак / или Z и размер шага (например, 5/60; 4 Z 80).

Для шва контактной роликовой электросварки – размер расчетной ширины шва (например, Кр-5).

Для прерывистого шва контактной роликовой электросварки – размер расчетной ширины шва, знак умножения «», размер длины провариваемого участка, знак / и размер шага (например, 5  10/60).

Таблица 3 – Буквенно-цифровое обозначение шва по стандарту на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector