Какие бывают типы сварных соединений?

Типы сварных соединений

Какие бывают типы сварных соединений?

В настоящее время сварка стала одним из самых популярных технологических процессов по соединению различных деталей и элементов конструкции. Процесс настолько технологически проработан, что иногда трудно составить полную классификацию всех типов такого процесса. Их классифицируют по двум группам: непосредственно сам сварной шов и подготовительные работы (подготовка кромок).

Типы сварных соединений

Какие бывают сварочные швы и соединения классификация

Все типы сварных соединений классифицируются по следующим признакам.

По способу выполнения

По способу выполнения технологический процесс производят следующим образом:

  • высокотемпературным плавлением;
  • посредством давления.

Плавление создаёт условия улучшения атомно-молекулярных связей благодаря высокой температуре, введению дополнительного металла.

Второй способ отличается от предыдущего тем, что вблизи сварной зоны происходит пластическая деформация элементов под сильным давлением. Это способствует повышению качества итогового результата.

Способы выполнения сварки

Сам нагрев осуществляется различными типами технических приёмов:

  • созданием электрической дуги;
  • образованием пламени с помощью газокислородной смеси;
  • высокочастотным током;
  • с помощью лазерного луча.

Для защиты зоны прилегающей к стыку применяют различные методы: работу в специальных ваннах, среде из инертных газов. Согласно подсчётам специалистов типы сварных швов имеют более 70 хорошо проработанных способов, называемых сваркой.

Этот параметр определяется как профиль поперечного сечения полученного стыка. Его форма зависит от нагрузок, которые будут прикладываться к готовой конструкции. Различают следующие типы швов по степени выпуклости:

  • выпуклые (разной степенью геометрической округлости);
  • нормальные (шов получается треугольной формы, катет треугольника равен толщине свариваемого листа);
  • вогнутые (катет треугольного соединения меньше толщины листа примерно на величину 0,8);
  • для угловых швов применяют специальные профили (отходят от правила создания равнобедренного треугольника, создают фигуру, имеющую индивидуальные параметры).

Схематичное изображение выпуклого шва

По положению в пространстве

Рассматривают два вида взаимного положения различных элементов:

  • положение деталей во время проведения сварной операции;
  • положение самого сварного шва относительно будущей конструкции.

В первом случае различают следующие типы положения:

  • нижнее;
  • вертикальное;
  • потолочное;
  • горизонтальное положение шва на вертикальной плоскости;
  • угловой шов (в профессиональной литературе можно встретить такой термин «сварка в лодочку»).

Классификация швов по положению в пространстве

Во втором случае выделяют два основных вида относительно поверхности детали:

  • односторонний (он выполняется только с одной стороны сварной конструкции);
  • двусторонний (в этом случае сварка производится с двух сторон).

По протяжённости

Рассматривается полная длина контактного отрезка. Качество работ, выполненных вдоль всей длины, определяет надёжность полученного элемента. Сварной шов делят на три категории:

  • короткие швы (длина не превышает 250 миллиметров);
  • категория средних (длина увеличивается от 250 мм до 1 метра);
  • длинные швы (их длина превышает один метр).

Сварные швы по протяженности

Положение свариваемых деталей друг относительно друга подразделяет все швы на основные типы:

  • сварные в стык листов металлопроката (их называют стыковые);
  • тавровые (после сварки происходит образование тавровых швов);
  • угловые (один элемент приваривается к другому под определённым углом);
  • перед сваркой одну часть листа накладывают на другой (нахлёсточный тип);
  • сварка двух изделий в торец один с другой;
  • действие производится таким образом, что поперечное сечение образует фигуру напоминающее крест;
  • свободное совмещение нескольких элементов установленным порядком;
  • сварка с применением технологии прорезания (прорезной тип).

Виды сварных соединений по расположению

По направлению действующего усилия и вектору действия внешних сил

Особое внимание при проведении сварочных работ уделяется оценка по направлению действующего усилию и вектору действия внешних сил прикладываемого к полученной конструкции. Знание этих параметров позволяет оценить надёжность сварного шва. Их рассматривают как следующие типы сварочных соединений:

  • продольные или фланговые направления (вектор сил направлен параллельно линии образованного соединения);
  • поперечные или лобовые (вектор действующих сил составляет относительно продольной линией прямой угол);
  • комбинированные направления (угол находиться в интервале от 0 до 90°, но перпендикуляр к оси);
  • косые (угол наклона изменяется вдоль оси полученного соединения).

Фланговый шов

Виды сварных швов по форме свариваемых изделий

Во многом качество сварки зависит от правильного подхода к оценке геометрической формы свариваемых деталей. Следует понимать, что виды сварных швов оценивают по форме свариваемых изделий.

Их точного деления не существует. Сварной шов делят условно на две большие категории. Полученный на плоских поверхностях и сферических поверхностях.

Виды швов зависят также от толщины рабочего материала и от длины самого стыка.

https://www.youtube.com/watch?v=qBf24cIxYuU

Сварной шов получится качественным после тщательно проведенных подготовительных работ. Они необходимы перед сваркой конструкций, толщина элементов которой превышает 5 миллиметров. При односторонней сварке.

Подготовительная операция называется разделка кромок. Правила и качество таких работ определяется требованиями ГОСТ.

Снятие загрязнений всего края должна производиться на расстоянии минимум 20 миллиметров до места будущей сварки.

Скачать ГОСТ 5264-80

Основными видами этой операции являются:

  • посредством тщательной разделки;
  • без предварительной разделки;
  • так называемая отбортовка.

Подготовка кромок и их параметры

Отбортовка производится односторонней для угловых соединений, двухсторонней при стыковых соединениях.

Подготовка осуществляется вручную (используя напильник, наждачную бумагу, щётку для металла) или применяя электрический инструмент (дрели, оснащённые необходимыми насадками, шлифовальные машины, заводское оборудование).

Для металла толщиной начиная 3 мм, заканчивая 26 мм, используется V-образный односторонний или двусторонний тип скоса края. Для металла толщиной от 12 до 60 мм делается Х-образный тип скоса.

Порядок подготовки кромок

Установлен порядок подготовки материала к последующей работе с любым типом сварных соединений. Он включает следующие пункты:

  • зачистка края металла (снимаются любые загрязнения, налёты, коррозия);
  • снятие необходимых фасок (эта операция зависит от способа, используемого при сварке);
  • подготовка зазора (величина, качество должны соответствовать определённому типу).

Зачистка края металла

Параметры подготовки кромок

Чтобы правильно выполнить подготовку необходимо выдержать следующие параметры:

  • величина угла разделки края;
  • размер интервала между краями образующими надёжный контакт;
  • степень притупления края заготовки.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Детали машин

Какие бывают типы сварных соединений?


По конструктивным признакам (по взаимному расположению соединяемых элементов) сварные соединения разделяют на:

  • стыковые – свариваемые элементы примыкают торцовыми поверхностями и являются продолжением один другого, область применения таких соединений расширяется;
  • нахлесточные – боковые поверхности соединяемых элементов частично перекрывают друг друга;
  • тавровые – торец одного элемента примыкает под углом (обычно 90°) и приварен к боковой поверхности другого элемента;
  • угловые – соединяемые элементы приваривают по кромкам один к другому. В силовых конструкциях угловые швы почти не применяют и на прочность не рассчитывают.
  • торцовые – соединяемые элементы соединяют боковыми поверхностями и сваривают с торца. Этот вид соединений на прочность, как правило, не рассчитывают.

На рисунке 1 приведены примеры перечисленных выше типов сварных швов.

В зависимости от типа сварного шва различают сварные соединения:

  • со стыковыми швами (в стыковых и тавровых соединениях);
  • с угловыми швами (в нахлесточных, тавровых, угловых и торцовых соединениях).

Исходное условие проектирования сварного соединения – обеспечение равнопрочности сварного шва и соединяемых элементов.
Условие равнопрочности, например, для сварного нахлесточного соединения сводится к тому, что расчет параметров сварного шва следует выполнять по силе [F], определяемой по прочности элемента с наименьшим поперечным сечением:

[F] = δ×b×[σ]р,

где:   δ – толщина свариваемой детали; b – ширина свариваемой детали; [σ]р – допускаемое напряжение растяжения.

Сварные швы разделяют на рабочие и связующие. На прочность рассчитывают только рабочие швы, которые непосредственно передают рабочую нагрузку между соединяемыми элементами.
Связующие швы испытывают напряжения только от совместной деформации с основным металлом. Они мало нагружены и на прочность их не рассчитывают.

Сварные стыковые соединения

Стыковым соединением называется сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцевыми поверхностями и размещенных на одной поверхности или в одной плоскости.

Стандартом ГОСТ 5264-80 предусмотрено 32 типа стыковых соединений, условно обозначенных С1, С2, … С28 и т.д., имеющих различную подготовку кромок в зависимости от толщины, расположения свариваемых элементов, технологии сварки и наличия оборудования для обработки кромок.

Стыковые соединения являются наиболее простыми и надежными из всех сварных соединений. Их рекомендуют в конструкциях, подверженных воздействию переменных напряжений. Встык можно сваривать листы, полосы, трубы, швеллеры, уголки и другие фасонные профили.

Если стыковое соединение образуют два металлических листа, то их сближают до соприкосновения по торцам и сваривают.

Выступ стыкового шва над основным металлом является концентратором напряжений. Поэтому в ответственных соединениях его удаляют механическим способом.

При автоматической сварке в зависимости от толщины δ деталей сварку выполняют односторонним (рис. 1, б, в, г) или двусторонним (рис. 1,а) швами.
При толщинах δ до 15мм сварку выполняют без специальной подготовки кромок. При большей толщине листов предварительно выполняют специальную подготовку кромок.

При ручной сварке без подготовки кромок сваривают листы толщиной до 8мм. Шов накладывают с одной стороны (при δ ≤ 3 мм) или с двух сторон (3 < δ ≤ 8 мм).

В районе сварного шва из-за высокой местной температуры может произойти изменение физических, химических, структурных свойств основного металла и, как следствие, понижение его механических характеристик – появляется так называемая зона термического влияния. Поэтому разрушение сварного соединения происходит обычно в зоне влияния, т.е. вблизи сварного шва.

Расчет стыкового соединения выполняют по размерам сечения детали в зоне термического влияния.
Условие прочности при нагружении растягивающей силой F соединения в виде полосы:

σр = F/(δ×b) ≤ [σ]’р

Допускаемые напряжения для расчета сварных соединений принимают по механическим характеристикам материала в зоне влияния сварного шва и отмечают штрихом [σ]'р в отличие от допускаемых напряжений основного металла [σ]р.

В стыковом соединении, нагруженном изгибающим моментом М, вычисляют напряжения σи изгиба:

σи = М/W ≤ [σ]’p

W = δb2/6

Как уже указывалось выше, стыковое соединение может быть выполнено не только из листов или полос, но и из труб, уголков, швеллеров и других фасонных профилей. Во всех случаях сварная конструкция получается близкой к целой.

***



Нахлесточным соединением называют сварное соединение, в котором сваренные угловыми швами элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга.

Стандартом предусмотрено два таких соединения: Н1 и Н2, которые отличаются только тем, что в соединении H1 к поверхности элементов привариваются два торца, а в соединении H2 – только один торец.

Иногда применяют разновидности нахлесточного соединения: с накладкой и с точечными швами, соединяющими части элементов конструкции.

Сварное нахлесточное соединение выполняют фланговыми (рис. 2,а) или лобовыми (рис. 3) швами. При этом шов заполняет угол между боковой поверхностью одного элемента и кромкой другого. Такие швы называют угловыми.
Угловые швы выполняют однопроходными и многопроходными, без скоса кромок и со скосом кромок.

Основными характеристиками углового шва являются (рис.

2,б): k – катет (по аналогии со стороной прямоугольного треугольника), а – рабочая высота (определяет наименьшее сечение в плоскости, проходящей через биссектрису прямого угла, по которому происходит разрушение – срез).

Обычно для шва при ручной сварке а = 0,7k (высота прямоугольного треугольника с катетами k).
Автоматическую сварку характеризует более глубокий провар: а = k. Условия работы такого шва более благоприятные.
Не рекомендуется применять катет менее 3мм.

Фланговым называют шов, располагаемый параллельно, а лобовым – перпендикулярно линии действия внешней силы. Величина нахлестки l должна быть не менее 4δ,    где δ – толщина листа.

Вследствие различной жесткости соединяемых элементов касательные напряжения τ (напряжения среза) по длине флангового шва распределены неравномерно (рис. 2,а). Чем длиннее шов, тем больше неравномерность. Поэтому длину шва ограничивают:

30 мм < l ≤ 60k,

где:   k – катет сварного шва, мм, l – длина шва.

В швах длиной менее 30 мм не успевает установиться тепловой режим и получается некачественный шов. А при длинных швах существует высокая неравномерность в распределении напряжений.

Угловой шов при нагружении испытывает сложное напряженное состояние. Однако для простоты такой шов условно рассчитывают на срез под действием средних касательных напряжений τ.

Условие прочности флангового шва (рис. 2):

τ = F/(a×2l) ≤ [τ]’    (здесь 2 – число швов)

Во избежание возникновения повышенных изгибающих напряжений лобовые швы следует накладывать с двух сторон (рис. 3).
Как показывает практика, разрушение лобовых швов происходит вследствие их среза по биссектральной плоскости. Поэтому расчет лобовых швов условно ведут по напряжениям среза τ.
Поверхность разрушения определяют размеры а и b:

τ = F / (a×2b) ≤ [τ]’

Применяют также комбинированные швы, состоящие из фланговых и лобовых.
Для простоты считают, что сила F растяжения нагружает швы равномерно:

τ = F / (a×L) ≤ [τ]’

где:    L – периметр комбинированного шва:   L = 2l +b

Сварные угловые соединения

Угловым соединением называется сварное соединение двух элементов, размещенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев (см. рис. 1, д, е, ж).
Стандартом предусмотрено десять типов угловых соединений: от У1 до У10.

Иногда при сварке применяют угловое соединение со стальной подкладкой, которая обеспечивает надежный провар элементов по всему сечению. При толщине металла 8…100 мм применяют двустороннюю разделку примыкающего элемента под углом примерно 45°.

Расчеты угловых сварных соединений на прочность проводятся редко, поскольку в силовых конструкциях их почти не применяют. Способы расчета такого соединения на прочность аналогичны способам расчетов для таврового соединения и зависит от типа шва.
Подробнее методика таких расчетов изложена ниже.

Сварные тавровые соединения

Тавровым соединением называется такое сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и присоединен к боковой поверхности другого элемента. Чаще всего тавровое соединение образуют элементы, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях (рис.

1, з, и, к). Такое соединение может быть выполнено швами с глубоким проплавлением, получаемыми при автоматической сварке и при сварке с предварительной подготовкой кромок (стыковым швом), или угловыми швами при ручной сварке.

Стандартом предусмотрено несколько типов таких соединений: с Т1 по T9.

Метод расчета углового и таврового соединения зависит от типа шва.

Швы с глубоким проплавлением прочнее основного металла. При нагружении соединения силой F разрушение происходит по сечению детали в зоне термического влияния. Расчет проводят по нормальным напряжениям растяжения σр:

σр = F / (δ×b) ≤ [σ]’р

Учет сварки проявляется в том, что принимают допускаемые напряжения для сварного шва, хотя расчет проводят по основному металлу.

Угловой шов менее прочен, чем основной металл. Поверхность разрушения расположена в биссектральной плоскости шва, как в лобовых и фланговых швах нахлесточных соединений.

Напряжения среза:

τр = F / (a×2b) ≤ [τ]’

Если соединение нагружено сжимающей силой, то часть силы передает основной металл и допускаемые напряжения можно повысить примерно на 60 %.

***

Характерные виды брака в сварных швах и соединениях

На рисунке 4 представлены наиболее часто встречающиеся виды брака при сварке изделий, которые могут значительно снизить прочность шва и конструкции в целом.

***

Сравнительная характеристика сварных швов

Из перечисленных сварных соединений наиболее надежными и экономичными являются стыковые соединения, в которых действующие нагрузки и усилия воспринимаются так же, как в целых элементах, не подвергавшихся сварке, т. е. они практически равноценны основному металлу, конечно, при соответствующем качестве сварочных работ.

Однако надо иметь в виду, что обработка кромок стыковых соединений и их подгонка под сварку достаточно сложны, кроме того, применение их бывает ограничено особенностями формы конструкций.
Угловые и тавровые соединения также распространены в конструкциях.

Их положительные свойства сказываются при изготовлении объемных конструкций.

Нахлесточные соединения наиболее просты в работе, так как не нуждаются в предварительной разделке кромок, и подготовка их к сварке проще, чем стыковых и угловых соединений.

Вследствие этого, а также из-за конструктивной формы некоторых сооружений они получили распространение для соединения элементов небольшой толщины, но допускаются для элементов толщиной до 60 мм.
Недостатком нахлесточных соединений является их неэкономичность, вызванная перерасходом основного и наплавленного металла.

Кроме того, из-за смещения линии действия усилий при переходе с одной детали на другую и возникновения концентрации напряжений снижается несущая способность таких соединений.

***

Кроме перечисленных сварных соединений и швов при ручной дуговой сварке применяют соединения под острыми и тупыми углами по ГОСТ 11534-75, но они встречаются значительно реже.

Для сварки в защитном газе, сварки алюминия, меди, других цветных металлов и их сплавов применяют сварные соединения и швы, предусмотренные отдельными стандартами.

Например, форма подготовки кромок и швов конструкций трубопроводов предусмотрена ГОСТ 16037-80, в котором определены основные размеры швов для различных видов сварки.

***

Изображение и обозначение сварных соединений на чертежах



Сварные соединения и швы – основные типы и виды

Какие бывают типы сварных соединений?

Чтобы научиться хорошо варить, недостаточно освоить удержание электрической дуги. Необходимо разобраться в том, какие бывают сварные соединения и швы. Проблемой начинающих сварщиков являются не проваренные места и слабое сопротивление на излом готовых деталей. Причина кроется в неверном выборе типа сварного соединения, а также ошибочной технике его выполнения.

На чертежах всегда указывается все необходимое, что нужно знать сварщику для качественного результата. Но недостаточное знание обозначений сварных соединений тоже может привести к браку в работе. Поэтому хорошо изучить другие статьи про условные знаки очень важно.

В этой же статье подробно рассмотрены виды сварочных швов и всевозможные нюансы по различиям и техникам их выполнения.

Типы сварных швов по видам примыкания поверхностей

В зависимости от толщины металла, требуемой герметичности, и геометрической форме соединяемых частей, используются разные виды сварных швов. Они разделяются на:

  • стыковые;
  • внахлест;
  • угловые;
  • тавровые.

У каждого есть свое предназначение, хорошо подходящее под конкретные потребности готовой продукции. Разнится и техника выполнения сварного соединения.

Стык

Самым часто встречающимся видом сварного соединения является стык. Это применимо при сваривании торцов труб, листов стали, либо других геометрических фигур, присоединяемых друг к другу сторонами.

Основные виды сварных соединений и швов включают в себя множество разновидностей присоединения деталей встык, отличающихся по стороне накладывания шва и толщине изделия.

Их выделяют в следующие подвиды:

  • одностороннее обычное;
  • одностороннее с обработкой краев под 45º и V-образной формой;
  • одностороннее с обработкой одной кромки под 45º шлифовальной машиной, либо выбором фрезой полукруга, равного по количеству снятого металла от косого среза;
  • одностороннее со снятие кромки фрезой на обеих присоединяемых деталях (U-образная разделка);
  • двухстороннее, подразумевающее обрез кромок под 45º с каждой стороны (Х-образная разделка).

В описании к работам они могут обозначаться «С1», или иметь другое число после буквы, в зависимости от техники выполнения. Обычный односторонний шов применяется при скреплении двух пластин, не более 4 мм толщиной.

Если детали имеют до 8 мм толщины металла, то шов накладывается с обеих сторон, что является двухсторонним типом сварного соединения.

Чтобы повысить коэффициент сопротивления на излом, добиваются большей глубины заполнения расплавленным металлом, для чего между двумя частями выставляют зазор до 2 мм.

https://www.youtube.com/watch?v=ZbnEIr5ITFc

При работе с изделиями, толщина которых превышает 5 мм, и требуется наложить шов только с одной стороны, но ожидается высокая прочность, необходима разделка кромок. Ее осуществляют «болгаркой», или напильником. Достаточно скоса в 45º.

Чтобы расплавленный метал не прожег нижнюю сторону и не сделал наплыв с обратной части соединяемых поверхностей, скос кромки выполняют не до конца, оставляя небольшое притупление в 2-3 мм. Схожую разделку можно выполнить на фрезерном станке, что занимает больше времени и ресурсов.

Это применяется только на очень ответственных проектах.

Когда толщина металла превышает 12 мм, рекомендуется двухсторонняя разделка. Х-образный способ обработки помогает сэкономить на количестве заполняемого металла, что ведет к возрастанию скорости сварки и эффективности всего процесса.

Угловое

Основные типы сварных соединений включают несколько вариантов углового шва:

  • односторонний, без разделки;
  • односторонний с предварительной разделкой;
  • двухсторонний, обычный;
  • двухсторонний с разделкой.

Угловой шов позволяет прикрепить два листа между собой под углом в 90º или любым другим. При этом один шов будет внутренним (между двумя пластинами), а второй, наружным (на конце сведенных пластин). Сваривание таким типом широко применяется в изготовлении:

  • каркасов беседок;
  • козырьков;
  • навесов;
  • кузовов грузовых машин.

Подобное сварное соединение обозначается «У1», или другими сопутствующими цифрами, в зависимости от нюансов шва. Если две пластины имеют разную толщину, то более толстую рекомендуется располагать внизу, а тонкую ставить «ребром» на нее. Электрод или горелку направляют преимущественно на толстую часть. Это позволит качественно сварить детали, без образования подрезов и прожогов.

Оптимальным способом выполнения углового сварного соединения является положение «в лодочку», где две поверхности, после прихваток, располагаются так, что это напоминает равные сходы корпуса плавающего судна. В таком случае расплавленный метал равномерно ложится на обе стороны, сводя к минимуму появление дефектов.

При прохождении шва с обратной стороны необходимо уменьшать силу тока, чтобы не оплавлять угол. Благодаря этому не появится сильного закругления на наружной стороне подобных сварных соединений.

Внахлест

Две пластины можно сварить между собой не встык, а слегка натянув одну на поверхность другой. Такие сварные швы применяют там, где нужна большая сопротивляемость на разрыв. Класть шов необходимо с каждой стороны соприкасаемых поверхностей. Это не только повышает прочность, но и предотвращает скопление влаги внутри изделия.

На чертежах такой шов будет иметь знак «Н1». Их бывает всего два вида. Создание этого сварного соединения не требует колебательных движений. Электрод направляется на нижнюю поверхность.

Тавровое

Оно аналогично угловому, но приставляемая «ребром» пластина выставляется не с краю нижнего основания, а на некотором расстоянии. Их применяют в монтаже оснований различных металлических конструкций.

Если толщина стали превышает 4 мм, то рекомендуется двухсторонний шов. Когда габариты изделия позволяют перевернуть его и установить «в лодочку», то это стоит сделать на ответственных узлах.

Остальные швы можно выполнить в обычном положении, применяя рекомендации по угловому соединению.

По пространственному положению

Последующая классификация швов и соединений осуществляется по месту наложения в пространстве. Их делят на:

  • Нижнее. Часто встречается на заводах и крупных производствах. Обеспечивает равномерное распределение расплавленного металла, с минимальным количеством потеков и наплывов. Чтобы сваривать большие изделия в нижнем положении применяются вращающиеся кондукторы. Электрод или горелка всегда направлен сверху вниз. Так можно выполнять все виды стыков по способу соприкосновения друг с другом (углом, внахлестку, и т. д.).
  • Вертикальное. Отличается повышенной сложностью и требует определенных навыков. Применяется при сварке труб (прохождении швов по бокам) или скреплении больших конструкций, за невозможностью перевернуть их для нижнего положения. Требует большего времени для наложения шва, меньшей силы тока, и прерывистой дуги, для предотвращения потеков. Электрод направляется снизу вверх. Так же ведется и сварка.
  • Горизонтальное. Используется при соединении вертикальных труб или листов металла. Чревато потеками при медленном ведении шва, или не проваренными местами при быстром проходе. Для удобства стороны выставляются со смещением в 1 мм, чтобы образовалась «ступенька» для задержки накладываемого металла. После наложения шва разницу в выступлении поверхностей на 1 мм не видно.
  • Потолочное. Самое трудное для сварщиков, но доступное после того, как специалист освоит вертикальный метод. Шов наносится прерывистой дугой, на меньшей силе тока. Используется при сварке труб, когда возможность провернуть изделие отсутствует. Активно применяется на строительных площадках в монтаже потолочных швеллеров и балок.

По форме шва и технологии

Типы сварочных соединений различаются и по образу самого шва. Он может быть:

  • Ровный — достигается при оптимальных настройках аппарата и удобном пространственном положении.
  • Выпуклый — возможен из-за малой силы тока и прохождению в несколько слоев. Часто требует последующей механической обработки.
  • Вогнутый — достигается повышенной силой тока. Отличается хорошей проплавкой и не требует шлифовки.
  • Сплошной — ведется непрерывно и имеет «замок», предотвращающий появление свищей.
  • Прерывистый — применяется на изделиях из тонких листов и со слабой нагрузкой.

Все виды швов могут выполняться за один проход или несколько. Это определяется толщиной свариваемых деталей и требуемой прочностью. Первый шов называют корневым. Он отличается узкими границами и делается на меньшей силе тока. Последующие швы — многопроходными. Они позволяют заполнить пространство между краями пластин. Выполняются на больших токах и с заходом на основной металл.

https://www.youtube.com/watch?v=yww-vPMWEAA

Зная основные типы соединений и их принципиальные отличия, можно грамотно подобрать необходимый вид шва, который будет удовлетворять ключевым требованиям по герметичности и прочности в каждом конкретном случае.

Поделись с друзьями

1

0

1

1

Какие бывают сварочные соединения и швы: виды и параметры

Какие бывают типы сварных соединений?

Сварка широко применяется для соединений элементов из черных и цветных металлов, их сплавов. Виды сварных соединений определяются способом сварки, расположения деталей, толщиной материала и требованиями, предъявляемыми условиями эксплуатации. Способ сваривания зависит от температуры плавления металла, его теплопроводности и способности вступать в реакцию с кислородом и азотом.

На процесс сваривания влияет множество факторов, включая уровень мастерства рабочего. Сварка и контроль – обязательные элементы технологического процесса. Для проверки качества применяют неразрушающий контроль, включающий в себя просвечивания шва, травления, внешнего осмотра. Точно рассмотреть все зоны, их структуру и качество шва позволяет разрушающий способ разрезания и травления.

Что это?

Неразъемное соединение, полученное в результате расплавления кромок совмещаемых деталей и электрода, называют сварными соединениями и швами. В результате получается одна деталь из двух и более элементов. Ее можно обрабатывать резанием, делать термическую обработку для стабилизации структуры.

Нагрев и расплав производиться несколькими способами:

  • электродуговой сваркой;
  • газовой горелкой;
  • контактной сваркой.

Нагрев и создание сварочной ванны температурой электрической дуги происходит от электрода и проволоки. Обязательно расплавляются кромки соединяемых деталей. В дополнение к ним плавится электрод, проволока или присадочный материал.

Газовая горелка регулирует скорость плавления основного материала и присадочного прутка.

При контактной сварке большими токами происходит точечный нагрев и соединение разогретого металла за счет сильного сдавливания.

Типы сварочных соединений выбираются в зависимости от требований к герметичности и прочности шва, условий эксплуатации сваренного изделия.

Параметры

Параметры стыкового и углового шва отличаются. В обоих случаях к ним относится толщина соединяемых деталей, в чертеж вносят размер выпуклости или вогнутости поверхности наплавленного металла. При сборке под сварку выдерживается зазор между соединяемыми элементами.

В процессе проверки сварных швов, соединяемых встык, измеряют глубину провара, от поверхности детали до дна шва. Выпуклость выступает над плоскостью свариваемых поверхностей.

Толщина определяется как сумма значений глубины провара и выпуклости. Она максимальная по продольной оси.

В параметрах углового соединения технологическим и контролируемым размером является катет. Это размеры сторон угла, образованного линией, соединяющей крайние точки материала шва с деталями. По соотношение размеров определяется равностороннее и смещенное соединение.

Классификация

Сварные швы различают по нескольким параметрам. Классификация отражает основной способ соединения и включает в себя:

  • методу сварки;
  • конфигурации;
  • виду соединения;
  • пространственному положению;
  • вектору усилия.

Обозначение шва, его вида и параметров указывается на чертеже в соответствии с ГОСТ 2.312-72.

По способу соединения деталей различают швы:

  • стыковой;
  • нахлесточный;
  • угловой;
  • тавровый.

Стыковой может соединять листы одной толщины и разной. При изготовлении корпусных деталей из листового материала продолжением соединения может быть отбортовка.

Угловой стык можно отнести к разновидности таврового, когда детали соединяются под углом торцами.

Сварка внахлест выполняется в основном контактным методом. Для создания конструкций повышенной прочности края листов накладываются друг на друга, и делается 2 параллельных шва с разных сторон вдоль торца.

По степени выпуклости

Выпуклость определяется относительно линии, образованной точками соприкосновения шва. При угловых соединениях это катет. Для стыковочного соединения плоскость деталей. По степени выпуклости различают швы:

  • нормальные;
  • выпуклые;
  • ослабленные.

Оптимальная высота 2 – 3 мм над поверхностью детали или линией гипотенузы катета. Выпуклые выступают за границу плоскости сильнее.

Ослабленные или вогнутые швы менее прочные, но более гибкие. Они применяются при угловых соединениях. За частое использование при сварке корпусов морских судов, получили название корабельного шва.

По протяженности

Протяженность берется не от общей длины соединения, а характера выполнения:

Сплошные выполняются на изделиях, которые должны быть герметичны или детали, работающие в условиях больших нагрузок.

Прерывистый создает меньше напряжение. Он применяется в малонагруженных конструкциях, например арматура под заливку бетонных плит. Расположенная рядом, она получает малое давление в одном направлении. Основную нагрузку принимает на себя бетон. Прутья удерживают его от разрушения при прогибе.

По форме свариваемых изделий

Конфигурация свариваемых деталей определяет форму шва. Большая часть и разновидность сварных соединений приходится на прямолинейные швы листового материала и плоских деталей.

Кольцевыми сваривают трубы, втулки и другие цилиндрические изделия. Положения стыка может быть вертикальным и свариваться по кругу непрерывным швом в одном пространственном положении. Такие швы выполняются на коротких деталях, которые можно установить вертикально.

Трубопроводы различного диаметра выполняются с переходом положения с потолка на горизонталь через вертикаль.

Зависимость от толщины рабочего материала и от длины самого стыка

Соединяемые элементы могут быть разными по размерам. Сварные швы выполняются в зависимости от толщины.

Подготовка деталей к сварке включает в себя и разделку кромок, придание им определенной конфигурации:

  • ровные – толщина до 5 мм;
  • X или V-образные – толщина 3 – 25 мм;
  • U-образны для деталей с толщиной стенки более 25 мм.

Обе кромки зачищаются и срезаются при стыковой сварке. V-образная зачистка делается при односторонней сварке. Если сварка производится с 2 сторон, то она выглядит как X – соединенные вершинами V-образные вырезы.

Закругленную снизу U-образную зачистку удобно применять при многослойной сварке с одной стороны.

В тавровых соединениях зачищается угол детали, привариваемой торцом под углом к основному элементу.

В карту сварки изделия заносят фамилии сварщиков, схема наложения швов, время начала и окончания работы. Каждый из рабочих ставит клеймо против своего участка шва».

Какие бывают типы сварных соединений – Станки, сварка, металлообработка

Какие бывают типы сварных соединений?

Сварные металлические соединения относятся к основным методам скрепления конструкций, использующихся в быту и производстве. Это весьма надежный метод получения единой конструкции, который еще и относительно дешевый.

Скрепления данного типа образуются путем расплавления металла в области соединения и последующей его кристаллизацией при остывании. Их качество зависит от правильного выбора режима работы электросварочного аппарата, электрода, шовного провара. Это регламентируется действующими нормами, а также стандартами. В них указаны все виды сварных швов, а также типы стыков и их характеристики.

Многочисленные металлы имеют собственные особенности сварки, отличающиеся условия выполнения работ, требования к выполнению скреплений. Для них применяются соответствующие разновидности электросварных соединений. При сварке металлических элементов используются основные виды электросварочных скреплений, о которых далее.

Разновидности сварных швов

В зависимости от используемого материала, толщины, а также конструктивных особенностей используются различные типы сварных швов. Для этого необходимо пройти необходимую теоретическую подготовку.

Это позволит лучше понимать специфику сваривания деталей и избежать брака в работе.

Начинающие сварщики зачастую недостаточно проваривают участки соединений, что влияет на слабое механическое сопротивление стыков.

Выбирая правильные режимы работы и виды сварки, можно получить сварочные швы достаточной прочности, а также качества. Подготовка сварщика заключается не только в практических занятиях, но и в теоретической подготовке с изучением требований, норм и правил, а также включая типы сварочных соединений и используемое оборудование.

Знание принципов использования тех или же иных электросварочных скреплений, техники их получения, стыки будут получаться весьма крепкими и долговечными.

Стыковые

Данный вариант соединений является наиболее используемым среди прочих разновидностей видов швов сварки. Это стыковое сваривание используется на торцевых участках, трубах или же на листовых конструкциях.

Для его получения затрачивается минимальное количество времени, материала и усилий. Эти стыковые скрепления имеют некоторые особенности швов. На тонколистовом металле сваривание проводится без скоса кромок.

https://www..com/watch?v=qBf24cIxYuU

Изделия с большой толщиной участков соединений требуют предварительной подготовки стыков, заключающееся в их скашивании для увеличения глубины сварочного проваривания.

Это необходимо при толщине металлических изделий свыше 8 мм и до 12 мм. Более толстые участки необходимо соединять двусторонней сваркой с предварительным скосом кромок.

Стыковое сваривание выполняется чаще всего на изделиях в горизонтальной плоскости.

Тавровые

Эти разновидности электросварочных соединений выполняются как обычная буква «Т». Они соединяют предметы одинаковой или же различной толщины, от чего зависит ширина сварочного шва. Кроме того, данные типы используются одно- или двусторонними, на что влияют особенности скрепления.

При работе с металлическими элементами различной толщины электрод удерживается в наклоненном положении под углом порядка 60 градусов. Процесс сварки можно значительно упростить, воспользовавшись прихватками, а также свариванием «в лодочку». Данный способ существенно снижает возникновение подрезов. Тавровый шов накладывается за один сварочный проход.

Помимо ручной дуговой сварки, для данного типа широко используются автоматические электросварочные аппараты.

Нахлесточные

Данный способ используется для сварки листового металла при толщине до 12 мм. Соединяемые участки накладываются внахлест и провариваются вдоль стыков с обеих сторон. Нельзя допускать попадания влаги во внутреннюю часть свариваемой конструкции. Для усиления скрепления выполняется полная проварка по периметру.

При данном сваривании формирование соединительного стыка происходит между торцом одного изделия и поверхностью другого. При этом виде сварочных швов и соединений увеличивается расход материалов, что необходимо учитывать заранее. Перед началом работ следует выровнять листовые конструкции и позаботиться об их хорошем прижатии между собой.

Угловые

К данным соединениям относятся скрепления элементов, выполненные под некоторым углом друг к другу. Для них характерно использование предварительных скосов для обеспечения наилучшего провара шва.

Это позволит увеличить глубину сварочного соединения, что повысит надежность конструкции. Для усиления прочности используется двустороннее сваривание металлических изделий, при этом не допускаются зазоры в соединяемых кромках.

Эти типы электросварных швов характеризуются повышенным использованием объема наплавленного металла.

Потолочные

Сваривание потолочным швом, шов которого располагается над сварщиком, относится к наиболее трудным видам выполнения электросварных работ. Он наносится прерывистой сваркой при небольшом значении силы электротока.

Вертикальные и потолочные соединения весьма трудные, поэтому не все сварщики могут их выполнять с достаточным качеством. Они используются в местах, где нет возможности изменить положение свариваемых конструкций. Это трубы, разнообразные металлические сооружения, а также потолочные балки и швеллеры на строительных площадках.

Специфику выполнения потолочных швов, видео с которыми объяснит нюансы, можно освоить на постоянной практике.

Геометрия сварного шва

Изучив многочисленные виды и методы получения соединений путем сварки, необходимо ознакомиться с геометрией соединений, в чем помогут фото сварочных швов.

К основным параметрам шовного стыка относится его ширина – е, толщина сварки – c, выпуклость – q, зазор – b, глубина проваривания – h, а также толщина свариваемого материала – S.

Для угловых соединений используются следующие обозначения: выпуклость – q, толщина – a, катет – k и расчетная высота – p.

Различные способы нанесения сварочных швов, многочисленные их виды, а также параметры подготовленных кромок влияют на объем использования наплавленного и основного металлов. Его количество может заметно отличаться при изменении любых расчетных значений.

Виды сварочных соединений характеризуются коэффициентом формы, который высчитывается отношением ширины к толщине шовного соединения. Для стыковых скреплений данный параметр находится в пределах 1,2-2 (граничные значения – 0,8-4). Коэффициент выпуклости рассчитывается отношением ширины к выпуклости, величина которого должна быть от 0,8 до 4.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.