Содержание
Для неразъемного соединения между собой металлических деталей сваркой используют различные типы сварных соединений.
Неразъемное соединение деталей выполненных из металлических заготовок и получаемое при помощи расплавления их краев электродуговой или газом. Одновременно с этим происходит наплавка дополнительного металла, это может быть расплавленный электрод или специально подаваемый в зону нагрева пруток. В результате этих манипуляций в месте соединения заготовок образуется сварочный шов.
Для соединения металлических деталей применяют различные виды сварки. Список сварочных технологий довольно большой, но к основным видам можно отнести:
- электродуговую;
- газопламенную;
- плазменную;
- лазерную и многие другие.
Основные типы сварочных соединений
Все вопросы, касающиеся сварочного дела, так или иначе, стандартизированы. Один из основополагающих документов это ГОСТ 2601-92. Этот документ нормирует термины и основные понятия в области сварочного дела. В этом же документе определены и основные виды соединений при помощи сварки. К ним относят:
Стыковые
Торцы плотно прилегают друг к другу. Это широко применяемый вид соединения, который можно получать при использовании различных сварочных технологий. Стыковые швы обладают рядом преимуществ, в сравнении с другими – высокая скорость выполнения работ, соответственно высокая производительность, выполняемых работ. Минимальный расход материала. Высокая прочность сварного соединения, разумеется, она достигается при полном соблюдении всех технологических норм и правил. Но использование стыкового соединения требует предварительной подготовки кромок, то есть, подготовить фаску, кроме того, необходимо обеспечить точность установки заготовок.
Такой вид используют для соединения листового, трубного и сортового проката.
Нахлесточные
При этом способе сборки, заготовки располагают так, что их плоскости расположены параллельно друг другу и при этом частично перекрывают друг друга. Соединения этого типа чаще всего используют при выполнении точечной и контактной сварки. В других случаях при выполнении такого шва неоправданно увеличивается расход самого металла и электродов. При выполнении соединения внахлест нет необходимости в предварительной разделке кромок. Но в любом случае листы должны быть обрезаны с применением специального оборудования, например, механических ножниц. Во избежание коррозии, которая может возникнуть между листами металла, целесообразно проварить такое соединение по всей длине.
Такое скрепление заготовок целесообразно использовать если их толщина не превышает 10 мм.
Угловое
Заготовки располагают друг относительно друга под определенным углом, а шов пролегает в месте их контакта.
Угловые соединения могут иметь одно- или двустороннее исполнение. Их используют при слиянии деталей из листового проката, фасонных изделий и труб. Угол может быть различным, все зависит от назначения конструкции. Небольшое осложнение вызывает то, что необходимо разделать кромки примыкающей заготовки.
Тавровое
Торец одной заготовки примыкает к плоскости другой, чаще всего под прямым углом.
Деталь, устанавливаемая вертикально должна в обязательном порядке иметь обрезанную кромку. Таким образом, обеспечивается примыкание одной детали к другой. Кстати, при подготовке ее к сварке, в зависимости от толщины, может потребоваться предварительная разделка кромки. Если металл довольно толстый, к примеру, свыше 20 мм, то фаску необходимо снимать с двух сторон заготовки. Такой подход обеспечит провар соединения.
Торцовое
Такая форма слияния поверхностей, при котором края свариваемых заготовок прилегают друг к другу и получаемая деталь напоминает бутерброд в разрезе.
Соединения, выполненные при помощи сварки, получили распространение в промышленности, строительстве. Сварка широко используется для замены кованых изделий и деталей, которые изготавливают с помощью литья.
Технологические особенности сварочных работ
Любая работа имеет свои секреты, которыми по большей части владеют профессионалы и сварка тут не исключение. Например, при выполнении таврового соединения, состоящего из листов разной толщины, следует держатель электрода установить таким образом, чтобы угол между ним и толстым листом составлял 60 градусов.
Другая особенность выполнения таврового типа заключается в установке листов в «лодочку», то есть угол между заготовкой и горизонтальной плоскостью должен составлять 45 градусов. При такой форме установки заготовок электрод может быть установлен строго вертикально. В результате вырастает скорость сварки и снижается вероятность появления таких дефектов, как подрез, кстати, это чаще всего встречающийся дефект таврового шва. В зависимости от толщины металла может возникнуть необходимость выполнения нескольких проходов электродом. Сварку в «лодочку» применяют при использовании автоматической сварки.
Классификация по расположению соединения
Кроме вышеприведенной квалификации, сварные швы можно классифицировать и по другим характеристикам. Одна из таких – это по степени выпуклости.
Сварные швы можно разделить на:
Во многом этот параметр зависит от параметров сварочных материалов и от режимов сварочного аппарата. Если при выполнении сварки применяют длинную дугу, то шов выйдет ровным и широким. При использовании короткой дуги, ширина шва уменьшиться, а сам он станет выпуклым. Нельзя забывать и о том, что на качество и геометрию шва большое значение оказывает скорость движения электрода и, конечно, форма и размеры разделки кромки.
Сварные швы можно классифицировать по их положению в пространстве. То есть они могут быть расположены – внизу, вертикально и на потолке.
Оптимальным расположением сварочного шва считают нижнее. Такой вид шва рекомендуется использовать при разработке рабочей документации на изделия. Сварщик, при обработке нижнего шва, находиться поверх него и прекрасно видит и движение электрода, и процесс формирования шва.
Вертикально расположенные или потолочные швы могут выполнять только сварщики определенной квалификации. Потолочное расположение шва это самый трудоемкая и небезопасная работа.
Квалификация сварных соединений по протяженности
Неразъемные соединения, полученные при помощи сварки можно разделить на сплошные и прерывистые. Первые выполняют там, где необходимо обеспечить герметичность соединения или там, где по прочностным требованиям невозможно применить второй вариант (прерывистый)
Нормативная база
Сварочные соединения могут быть классифицированы по разным параметрам – это и геометрия шва, и тип соединения и многое другое. При проектирования изделия, в котором будут использоваться сварочные швы, проектировщик в первую очередь должен руководствоваться результатами прочностных расчетов. И только после этого выбирать способ соединения заготовок.
В своей работе проектировщики и изготовители должны руководствоваться следующими документами:
На основании данных из этих нормативных документов, необходимо определить геометрию шва и тип сварки. Уже затем должны быть установлены критерии раздела кромок, если таковой требуется. На последней стадии определяют допустимые и предельные отклонения размеров шва.
Дефекты сварочных соединений
Сварочные работы относят к особо ответственным. И это понятно. Сварку используют и при изготовлении емкостей, работающих под давлением, и трубопроводов и котлов. И от качества выполненного соединения зависит работоспособность и, главное, безопасность работы оборудования. Практически на всех производствах и строительных площадках. Где используют сварку, применяют различные методы контроля качества. В соответствии с требованиями ГОСТ 3242-79 для контроля сварочных соединений предусмотрено несколько способов контроля. Среди них такие, как:
- Визуальный, его применяют при контроле неответственных соединений.
- Ультразвуковой — его применяют для контроля разных типов соединений.
На особо ответственные, например, на мостовых конструкциях или трубопроводах высокого давления, сварщик должен оставить отпечаток личного клейма.
Текст ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА. СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ, КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ
Основные типы, конструктивные элементы и размеры
Manual arc welding. Welding joints.
Main types, design elements and dimensions
МКС 25.160.40 ОКП 06 0200 0000
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24.07.80 № 3827 дата введения установлена
Ограничение срока действия снято по протоколу № 5—94 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12—94)
1. Настоящий стандарт устанавливает основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений из сталей, а также сплавов на железоникелевой и никелевой основах, выполняемых ручной дуговой сваркой.
Стандарт не распространяется на сварные соединения стальных трубопроводов по ГОСТ 16037-80.
2. Основные типы сварных соединений должны соответствовать указанным в табл. 1.
3. Конструктивные элементы и их размеры должны соответствовать указанным в табл. 2—54.
Характер сварного шва
Форма поперечного сечения
Толщина свариваемых деталей, мм
Условное обозначение соединения
С отбортовкой кромок
С отбортовкой одной кромки_
szzzzfSkss:
руууЖччч
Без скоса кромок
Односторонний на съем-ной подкладке
Односторонний на остающейся подкладке
Издание официальное Перепечатка воспрещена
^ Издание (ноябрь 2009 г.) с Изменением № 1, утвержденным в январе 1989 г. (ИУС 4—89),
Поправкой (ИУС 9—2009).
© Издательство стандартов, 1980 © СТАНДАРТИНФОРМ, 2010
Характер сварного шва
Толщина свариваемых деталей, мм
Условное обозначение соединения
Без скоса кромок
Без скоса кромок с последующей строжкой
Односторонний на съемной подкладке
Со скосом одной кромки
Односторонний на остающейся подкладке
С криволинейным скосом одной кромки
С ломаным скосом одной кромки
С двумя симметричными скосами одной кромки
С двумя симметричными криволинейными скосами одной кромки
С двумя несимметричными скосами одной кромки
Характер сварного шва
Толщина свариваемых деталей, мм
Условное обозначение соединения
Со скосом кромок
Со скосом кромок с последующей строжкой
С криволинейным скосом кромок
С ломаным скосом кромок
С двумя симметричными скоса-ми кромок
С двумя симметричными криволинейными скосами кромок
С двумя симметричными ломаными скоса-ми кромок
Односторонний на съем-ной подкладке
Односторонний на остающейся подкладке_
С двумя несимметричными скосами кромок
Характер сварного шва
Толщина свариваемых деталей, мм
Условное обозначение соединения
Без скоса кромок
Со скосом одной кромки
С криволинейным скосом одной кромки
С двумя симметричными скосами одной кромки
С двумя симметричными криволинейными скосами од-ной кромки
Без скоса кромок
YZZZZZX
tsWWN
Условное обозначение сварного соединения
подготовленных кромок свариваемых деталей
Размер для справок.
подготовленных кромок свариваемых деталей
Условное обозначение сварного соединения
Условное обозначение сварного соединения
подготовленных кромок свариваемых деталей
* Размер для справок.
Условное обозначение сварного соединения
подготовленных кромок свариваемых деталей
Условное обозначение сварного соединения
подготовленных кромок свариваемых деталей
Условное обозначение сварного соединения
подготовленных кромок свариваемых деталей
Условное обозначение сварного соединения
подготовленных кромок свариваемых деталей
подготовленных кромок свариваемых деталей
Пред. Но-откл. мин.
подготовленных кромок свариваемых деталей
подготовленных кромок свариваемых деталей
подготовленных кромок свариваемых деталей
подготовленных кромок свариваемых деталей
Св. 54 до 60 Св. 60 до 66
Св. 90 до 96 Св. 96 до 100
подготовленных кромок свариваемых деталей
Св. 84 до 90 Св. 90 до 96
Св. 96 до 100 Св. 100 до 108
подготовленных кромок свариваемых деталей
подготовленных кромок свариваемых деталей
* Размер для справок.
подготовленных кромок свариваемых деталей
подготовленных кромок свариваемых деталей
От 3 до 5 Св. 5 до 8 Св. 8 до 11 Св. 11 до 14 Св. 14 до 17 Св. 17 до 20 Св. 20 до 24 Св. 24 до 28 Св. 28 до 32 Св. 32 до 36 Св. 36 до 40 Св. 40 до 44 Св. 44 до 48 Св. 48 до 52 Св. 52 до 56 Св. 56 до 60
подготовленных кромок свариваемых деталей
подготовленных кромок свариваемых деталей
подготовленных кромок свариваемых деталей
4. Сварка стыковых соединений деталей неодинаковой толщины при разнице, не превышающей значений, указанных в табл. 55, должна проводиться так же, как деталей одинаковой толщины; конструктивные элементы подготовленных кромок и размеры сварного шва следует выбирать по большей толщине.
Толщина тонкой детали
Разность толщин деталей
Для осуществления плавного перехода от одной детали к другой допускается наклонное расположение поверхности шва (черт. 1).
При разности в толщине свариваемых деталей свыше значений, указанных в табл. 55, на детали, имеющей большую толщину должен быть сделан скос с одной или двух сторон до толщины тонкой детали s, как указано на черт. 2, 3 и 4. При этом конструктивные элементы подготовленных кромок и размеры сварного шва следует выбирать по меньшей толщине.
5. Допускается смещение свариваемых кромок перед сваркой относительно друг друга, не более:
0,5 мм — для деталей толщиной до 4 мм;
1.0 мм — для деталей толщиной 4—10 мм;
0,1 s, но не более 3 мм — для деталей толщиной 10—100 мм;
0,01 5 + 2 мм, но не более 4 мм — для деталей толщиной более 100 мм.
6. В стыковых, тавровых и угловых соединениях толщиной более 16 мм, выполняемых в монтажных условиях, допускается увеличение номинального значения размера b до 4 мм. При этом соответственно сможет быть увеличена ширина шва е, е(.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
7. При сварке в положениях, отличных от нижнего, допускается увеличение размера g и не более:
1.0 мм — для деталей толщиной до 60 мм;
2.0 мм — для деталей толщиной свыше 60 мм.
8. При выполнении двустороннего шва с полным проплавлением перед сваркой с обратной стороны корень шва должен быть расчищен до чистого металла. Для несимметричных соединений с двусторонним швом в случае строжки корня первого шва допускается увеличение размеров подварочного шва до размеров первого шва.
9. Размер и предельные отклонения катета углового шва К, К должны быть установлены при проектировании. При этом размер катета должен быть не более 3 мм для деталей толщиной до 3 мм включительно и 1, 2 толщины более тонкой детали при сварке деталей толщиной свыше 3 мм. Предельные отклонения размера катета угловых швов от номинального значения приведены в приложении 3.
8, 9. (Измененная редакция, Изм. № 1).
10. (Исключен, Изм. № 1).
11. Минимальные значения катетов угловых швов приведены в приложении 1.
12. При применении электродов с более высоким временным сопротивлением разрыву, чем у основного металла, катет углового шва в расчетном соединении может быть уменьшен до значений, приведенных в приложении 2.
13. Допускается выпуклость и вогнутость углового шва до 30 % его катета. При этом вогнутость не должна приводить к уменьшению значения катета Кп (черт. 5), установленного при проектировании.
Примечание. Катетом Кп является катет наибольшего прямоугольного треугольника, вписанного во внешнюю часть углового шва. При симметричном шве за катет Кп принимается любой из равных катетов, при несимметричном шве — меньший.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
14. Допускается применять установленные настоящим стандартом основные типы сварных соединений, конструктивные элементы и размеры сварных соединений при сварке в двуокиси углерода электродной проволокой диаметром 0,8—1,4 мм (УП).
15. Допускается в местах перекрытия сварных швов и в местах исправления дефектов увеличение размеров швов до 30 % номинального значения.
16. При подготовке кромок с применением ручного инструмента предельные отклонения угла скоса кромок могут быть увеличены до +5°.
При этом соответственно может быть изменена ширина шва е, ех.
15, 16. (Введены дополнительно, Изм. № 1).
Минимальный катет углового шва для толщины более толстого из свариваемых элементов
