Сварочные швы: типы стыков, способы и техника нанесения

типы стыков, способы и техника нанесения

Сварка – один из основных методов скрепления двух элементов, а сварочные швы – зоны, соединяющие две металлические заготовки между собой. Получаются такие спайки в ходе расплавления и последующего остывания стали.

Хороший сварщик должен знать виды сварных соединений и уметь наносить все разновидности швов. Без этих навыков невозможно изготовить качественную и долговечную конструкцию.

Типы стыков

Сварные швы делятся на 5 вариаций:

• нахлёсточные;
• параллельные;
• стыковые;
• угловые;
• т – образные.

Сварочные швы и их разновидности

Нахлёсточные часто используют для создания резервуаров цилиндрической формы, которые планируется эксплуатировать в горизонтальном или вертикальном положении. Свариваемые элементы накладываются внахлёст, но полностью не перекрываются. В итоге получается структура, которая похожа на ступеньку. С торцевых сторон деталей наносятся сварочные швы.

Параллельные способы нанесения применяют для увеличения прочности структуры. Оба составляющих плотно прикладываются друг к другу и скрепляются сваркой со стороны рёбер. Данным приёмом можно укрепить конструкции, на наружность которых будет приходиться сильное механическое воздействие. Однако такую технологию запрещено использовать в ремонте движущихся механизмов.

Угловой шов

Стыковая версия является самой популярной. Свариваемые части должны находиться в одинаковой плоскости, одна напротив другой. Такой стык используется для скрепления водопроводных труб, дымоходов, хранилищ или стальных колонн. Также эту систему эксплуатируют в машиностроении, при изготовлении воздушного и водного транспорта, на военных заводах. Да, и создание подобной «склейки» требует минимум средств и времени.

Угловые виды сварных швов хорошо применимы для скрепления нескольких заготовок, которые необходимо расположить под прямым углом. Заготовка делается следующим образом: под углом 90° устанавливаются детали (в виде символа «Г»), а в месте примыкания краёв накладывается сварной шов. Эта сварка распространена как в промышленности, так и в частном хозяйстве. А с её помощью можно изготовить прочные опоры или котлы.

Тавровый шов

Т – образный или тавровый сварной шов не похож на другие, поскольку готовая часть будет выглядеть как буква «Т». Неопытному человеку будет трудно создать подобное, поскольку в процессе важно учитывать ограничения, относящиеся к удержанию электрода (рекомендуется придерживаться угла в 60°). При этом толщина соединяемых листов может отличаться. Также для выполнения потребуется больше проволоки, а сваренные тавровым методом элементы могут выйти с дефектами.

Техника работы

Движение стержня по сплошной линии будет недостаточно для хорошей сварки, и чтобы стать мастером своего дела, нужно понять технику использования аппарата. Главные особенности технологии – постоянный контроль зазора между составляющими. Если расстояние будет слишком маленьким, то сталь плохо прогреется, что негативно отразиться на его крепости. Следует контролировать и скорость ведения штатива, и основную процедуру спайки. Главное, чтобы расплавленный металл равномерно распределялся по канавке.

Характеристики сварного шва

Как правильно накладывать шов:

1. Варить круговыми или зигзагообразными движениями. Траектория должна сохранятся на протяжении всей спайки.
2. Держать ручку под правильным углом. Чем острее наклон, тем меньше глубина пропарки.
3. Контролировать темп передвижения электрода. Тут всё зависит от напряжения аппарата. Большой ток позволяет двигать держатель с большей скоростью, а швы в итоге будут более тонкими.
4. Грамотно выбрать слои спайки. В стыковых местах можно сделать несколько рядов, однако, этой методикой чаще изготавливают тавровый сварной шов.

Учёт этих правил поможет достичь желаемого результата, и специалист безошибочно произведёт любые виды сварочных швов.

Способы нанесения

К методам нанесения относятся:

• Горизонтальный тип. По правилам можно наносить шов как с права на лево, так и в обратную сторону. Тут важно соблюдать приемлемый угол наклона, поскольку излишки расплавленного металла будут вытекать наружу. Если у человека мало навыков, то всю процедуру можно выполнить за 2-3 прохода.
• Вертикальный тип. Рабочая поверхность может располагаться в потолочной или настенной зонах. Сварочные соединения также можно делать двумя методиками: сверху вниз, и снизу вверх. Однако выбирать лучше первый вариант, поскольку тепло от дуги способствует высокому прогреванию сплава.
• Потолочный тип. Выполнять весь процесс нужно очень быстро, сохраняя стабильный темп ведения стержня. Также для сохранения сплава в шве потребуется делать вращательные движения. Следует отметить, что текущая разновидность является самой сложной, и приступать к работе следует после получения необходимого опыта.

Типизация сварочных швов по способу нанесения

С первого раза тяжело понять, какие бывают разновидности, и изучить все технологии. Но регулярная практика сделает из любого новичка настоящего профессионала.

Сварочные швы — виды и способы применения

Сварочные швы представляют собой зону соединяемых заготовок, которая подвергается воздействию пламени, электрической дуги/плазмы или лазерного луча.

Сварочные швы представляют собой зону соединяемых заготовок, которая подвергается непосредственному тепловому воздействию пламени, электрической дуги/плазмы или лазерного луча. По внешнему виду сварного соединения судят о квалификации сварщика, о технологическом предназначении конструкции и даже о способе сварки.

Структура шва

Типовой сварочный шов включает в себя:

1. Зону наплавленного металла (из сварочного электрода или из основного металла соединенных между собой заготовок).
2. Зону механического сплавления.
3. Зону термического влияния.
4. Переходную зону к основному металлу.

При рассматривании шлифа сварного шва в любой металлографический микроскоп разграниченность вышеперечисленных зон определяется весьма четко. Исключение составляют лазерные технологии соединения тонкостенных и мелких деталей, когда из-за точной локализации светового потока некоторые зоны могут отсутствовать.

Зона наплавленного металла представляет собой сплошную литую структуру, формирование которой происходит с момента начала расплавления электрода или заготовки. На обычных микрошлифах эту зону рассмотреть невозможно вследствие особой мелкой дисперсности частиц, которые ее составляют. Зона отличается наибольшей твердостью, но часто имеет поверхностные дефекты, обусловленные совместным действием сварочных шлаков, кислорода воздуха, остатков сварочного флюса и т.д.

В переходной к основному металлу зоне присутствуют структуры троостита, остаточного аустенита, перлита и других составляющих, которые формируются в условиях сравнительно небольших температурных перепадов.

Качество сварки определяется скачками твердости и структурной однородности: чем они меньше, тем долговечнее и прочнее будет сварочный шов.

Таким образом, структура сварного шва является неоднородной, а сопоставительный анализ ее основных физико-механических характеристик (твердости, прочности, однородности и пр.) определяет качество сварного соединения.

Классификация видов сварных швов

С точки зрения месторасположения сварных соединений их подразделяют на:

1. Горизонтальные.
2. Вертикальные.
3. Наклонные.
4. Нижние.

Из всех типов сварных швов нижний, при котором разделка кромок исходной заготовки производится со стороны сварщика, считается не только самым доступным для освоения, но и самым прочным. Это объясняется удобством формирования расплава (как при ручном, так и при автоматическом процессах), когда силы тяжести металла способствуют лучшему заполнению зазоров между соединяемыми поверхностями. Нижний тип еще и наиболее экономичен. Используется два основных приема его формирования — от себя и на себя.

Еще тяжелее условия для производства вертикальных швов. Здесь, кроме возрастающих потерь металла, увеличивается и неравномерность геометрических характеристик: на последних участках шов получается более толстым, а вероятность ухудшения механических параметров, в сравнении с горизонтальным и нижним типами, увеличивается.

Хуже всего качество у вертикально расположенных швов. Даже при автоматической сварке потери металла велики. Кроме того, в данном случае требуются особые меры безопасности процесса, которые бы исключали возгорание поверхностей, оплавление смежных площадей соединяемых заготовок и т.д. Количество швов, налагаемых вертикально, при проектировании сварных конструкций должно быть минимальным.

Типы сварного соединения могут классифицироваться и по конструктивному принципу своего образования. Соответственно, сварочные швы могут быть:

1. Встык.
2. Внахлестку.
3. Угловыми.
4. Тавровыми.
5. Под электрозаклепки.

Тавровое соединение считается более сложным вариантом углового, когда сваркой формируются обе полки такого составного профиля. Подготовка кромок в этом случае не обязательна, зато имеются определенные ограничения в направлении удерживаемого электрода, который должен располагаться к вертикальной стенке тавра под углом не выше 60⁰. При тавровом способе вероятность дефектов выше (как, впрочем, и расход сварочной проволоки, поскольку сварку приходится проводить за несколько проходов горелки).

Когда особых требований к герметичности готового соединения нет, используется шов под электрозаклепки. Подготовленные к соединению изделия плотно прижимаются плоскими поверхностями друг к другу, после чего в верхней детали любым способом получают отверстие. В него вводят горелку и расплавляют металл, который далее проникает вовнутрь, сваривая изделия между собой. Такой метод чрезвычайно экономичен и, при последующей шлифовке, обеспечивает необходимый внешний вид поверхности.

Классификация сварных швов помогает выбрать оптимальную последовательность их получения.

Основные характеристики сварочного шва

Виды сварочных швов, в частности, ширина, высота и толщина, зависят от требуемых прочностных показателей соединения. Такая зависимость не является однозначной: чрезмерно массивный шов, наоборот, снижает качество соединения, поскольку сцепление зон наплавки и механического сплавления ослабляется, а качество поверхности может ухудшиться из-за наличия сварочного грата, а также интенсификации процессов окисления и обезуглероживания материала деталей.

Классификация сварных швов и форма их поверхности важны и с точки зрения долговечности готовых конструкций. Вогнутые швы, оформляемые по параболической зависимости высоты шва от его толщины, снижают уровень внутренних напряжений и минимизируют остаточные деформации. Наоборот, ровные швы, когда сохраняются острые углы при переходе от одной поверхности к смежной, уровень остаточных напряжений и деформаций повышают.

• Для наилучшего соотношения ширины к высоте — 1,2-1,5;
• Для наилучшего соотношения ширины к выпуклости — не более 8;
• Для наилучшего соотношения площадей поверхности шва к площади металла в зоне соединения — 0,85-1,0.

Виды сварных швов и технология их получения определяют качество процесса. Для оценки используют такие параметры, как глубина провара металла и количество проходов.

Глубина провара определяет однородность структуры в зоне соединения. Она принимается в пределах 0,5-0,8 (при меньших значениях ухудшается прочность сварного стыка, а при увеличенных — возрастает опасность проплавления).

Количество проходов зависит от способа разделки кромок и толщины соединяемых элементов. При увеличенных зазорах и обычном профиле кромок (со скосом) количество проходов и амплитуду колебаний горелки приходится изменять, что повышает уровень внутренних сварочных напряжений. Проблема (для сварки толстых листов) снимается оптимизацией формы подготовки кромок. Число проходов для глубоких швов может достигать 6-8, при этом стараются заполнить сначала основной зазор (между кромками), а затем обварить место стыка с обеих сторон.

На качество сварных швов и соединений влияют также относительные размеры корня по отношению к катету и высоте. Если корень шва меньше указанных параметров, то качество готового соединения будет хуже из-за уменьшенной глубины провара металла. При статических нагрузках на соединение это обстоятельство не критично, однако при динамических нагрузках может стать причиной разрушения сваренной конструкции.

Классификация сварочных швов основывается на технологии их образования, соотношении геометрических размеров и последовательности выполнения сварки.

виды и типы сварных соединений

Сварка представляет собой способ соединения деталей в неразъемную конструкцию. При этом остается след — сварной шов. Он выглядит по-разному в зависимости от многих факторов — материала деталей, способа сварки, примененного оборудования. Соединение деталей, осуществленное сваркой, называется сварочное соединение. Несмотря на то, что сварные соединения и швы относятся к одному производственному процессу, не следует смешивать эти понятия. Соединение — это неразъемная конструкция из двух металлических деталей, а сварочный шов — это след, оставленный после соединения.

К шву и соединению предъявляются конкретные требования, закрепленные в нормативных документах. Сварщик и руководитель сварочных работ обязаны иметь четкое представление, что такое сварной шов, как он должен выглядеть и каким требованиям удовлетворять.

Элементы конструкции шва

Конструктивные элементы сварного шва определены ГОСТом 2601. Нормативные документы дают определение, что такое сварочный шов, его геометрические параметры, перечисляют имеющиеся типы сварочных швов.

К таким элементам относятся форма и размер кромок после их подготовки.

Классификация сварочных швов

Имеются многочисленные типы и виды сварных соединений и сварных швов. Это вызвало потребность в их четкой классификации. Она разработана в зависимости от многих факторов. Классификация учитывает технологические особенности швов, их пространственное положение, размеры. Достоинством такого дифференцирования является применение обозначений на каждый тип сварного шва.

Существует много различных позиций, по которым имеется классификация, включающая существующие виды сварки и типы сварных соединений.

Положение шва в пространстве

Немаловажную роль играет расположение шва в пространстве.

Нижнее положение является самым выигрышным. Шов при этом получается прочным и надежным. При верхнем, который иначе называют потолочном, положении, сварщику приходится принимать неестественную позу. Долго сохранять ее весьма трудно. А ведь одним из условий получения качественного шва является непрерывность процесса.

Для повышения точности следует использовать короткую дугу, а ширину шва делать не превышающей диаметр электрода. Для выполнения потолочного шва требуется не только получение профильного образования, но и приобретение практических навыков при более благоприятных условиях.

При выполнении швов во всех положениях существует проблема стекания вниз расплавленного металла. Нижнее положение при этом является самым выигрышном. Потолочное и нижнее положения относятся к горизонтальным. Стекание металла, являющееся чрезмерным, уменьшают, снизив температуру нагрева. Это можно сделать, увеличив скорость передвижения электрода, или регулярно прерывать дугу, давая возможность остыть металлу.

Вертикальный шов часто встречается в конструкциях, но самым простым вариантом не является. Если шов расположен вертикально, то вниз устремляться будет не сварочная ванна целиком, а только отдельные капельки. Если сварка осуществляется по направлению сверху вниз, то эти капельки начнут быстро застывать, образуя своеобразную преграду. Поэтому вести сварку при вертикальном способе следует снизу вверх. Свариваемые детали при вертикальном положении должны быть надежно зафиксированы.

Протяженность шва

Сварочные швы и соединения разделяются по их протяженности. По этому признаку шов бывает сплошным и прерывистым. При выполнении прерывистого шва в нем предусмотрены определенные интервалы, имеющие постоянный размер. Сварные швы прерывистого характера бывают различными. Они так же, как непрерывные, могут быть односторонними и двусторонними.

Такая градация отражается на обозначении шва в чертежах. При этом вводится такое понятие, как шаг шва.

Форма поверхности

Виды сварных швов разделяются по форме, которая имеет их наружная поверхность.

Каждый вид имеет свои преимущества. Играет роль, какую нагрузку выдерживает сварной шов. Когда предстоят статические нагрузки, то целесообразно применять выпуклый шов. Он имеет несколько слоев, что ведет к дополнительному расходу электродов и удорожанию сварочного процесса.

Если предстоит сварка тонких металлических листов, то лучше применять вогнутую форму. Если сварное изделие при эксплуатации будет подвергаться динамическим нагрузкам, то следует выполнять плоские швы или вогнутой формы. Такой выбор объясняется тем, что не будет большого перепада между поверхностями шва и основного материала.

В зависимости от условий эксплуатации типы сварных швов разделяются на рабочие и нерабочие. Рабочим предстоит выдерживать значительные нагрузки, что заставляет предъявлять к ним повышенные требования. Нерабочие просто осуществляют функцию соединения. Однако, если предполагается их использование при не совсем благоприятных погодных условиях, то необходим тщательный контроль за отсутствием трещин и внутренних пустот.

Когда предстоит сварка тонких металлических листов, то лучше выполнять ее ниточным швом. При наплавочном способе больше подойдет уширенный вариант.

Количество слоев

Виды швов в сварке зависят от количества выполняемых слоев. Однослойные швы выполняются за один проход, а многослойные являются многопроходными. Многослойный вариант используют для соединений, имеющих определенную конфигурацию.

Выполнение многопроходного шва является более сложным. Каждый новый слой следует накладывать быстро, пока не остыл предыдущий. К тому же надо успеть убрать шлак, образовавшийся ранее. На механические характеристики многослойного шва оказывает положительное действие то, что при наложении последующего шва, в предыдущем происходит отжиг.

Соединения

Сварные соединения разделяются на различные виды.

Виды сварных соединений:

1. Стыковые. Детали располагаются в одной и той же плоскости.
2. Угловые. Детали, подлежащие соединению, располагают под необходимым углом. Наиболее распространенным является прямой угол.
3. Тавровые. Торец одной детали располагают перпендикулярно или под небольшим углом по отношению к основной поверхности второй детали.
4. Нахлесточные. Положение деталей в пространстве — параллельное. При этом одна деталь частично налегает на другую.
5. Торцевые. Воедино сваривают два торца элементов.

Сварной стыковой шов применяется для сварки трубопроводов, различных труб и металлических листов. Сварке подлежат торцовые поверхности. Сварка встык требует проведение подготовительных работ, которые заключаются в тщательной подгонке торцевых поверхностей друг к другу. Для обеспечения точности может применяться предварительный подварочный шов. Сварку встык можно осуществлять как на весу, так и на подкладке — стальной или медной. При стыковых соединениях возможны различные виды скосов кромок или сварка без них.

К преимуществам такого способа относится уменьшенный расход вспомогательного материала, в частности, электродов. Одинаковая толщина элементов не является обязательным требованием. Но при этом электрод следует направлять к более толстой детали. Это обеспечит ее более сильный нагрев, а тонкую деталь убережет от прожогов.

Угловые швы находят применение для соединения частей различных емкостей и резервуаров. Для получения качественного углового соединения рекомендуется установка деталей «лодочкой».

Сварной шов тавровый применяют при сварке несущих конструкций. Поверхности деталей требуют тщательной подготовки. Такой вид сварки относится к наиболее прочным. Достоинством таврового соединения является то, что его можно применять в труднодоступных местах. Такой вид сварного шва помогает выдерживать повышенные нагрузки.

Соединение нахлесточным способом находит применение при необходимости сварки металлических листов толщиной не более 12 мм. Необходимостью является отсутствие зазоров между поверхностями деталей. Плотность прилегания необходима для качественного соединения. Выполнение нахлесточного соединения не является сложным и может осуществляться сварщиками, имеющими невысокий разряд.

При нахлесточном способе два шва находятся на расстоянии друг от друга. Это придает соединению дополнительную прочность. Если при эксплуатации возможны нагрузки на излом, то применять его не стоит.
Торцевые виды сварочных соединений предусматривают сварку торцов деталей. Таким способом возможно соединение деталей любой толщины. К достоинству относится минимальная деформация свариваемых элементов.

Положение электрода во время сварочного процесса

Наклон электрода зависит от видов сварных соединений и швов. Угол наклона влияет на скорость разогрева металла. При дуговой сварке для того, чтобы зажглась дуга, электрод следует держать перпендикулярно. Затем необходимо осуществлять небольшой наклон. Сварочный шов получится более качественным, если сварку проводить короткой дугой.

Применять сварку способом «углом вперед» имеет смысл, когда процесс осуществляется в труднодоступных местах. Однако, способ не лишен недостатков. Процессу сварки будет мешать жидкий шлак, находящийся все время впереди. Сварная дуга может или совсем погаснуть, или начать «блуждать». Качество шва может быть значительно снижено, если появятся пропущенные участки.

Способ «углом назад» находит применение в угловом варианте и при соединении стыков. При сварке под прямым углом электрод держат перпендикулярно поверхности. Это позволяет контролировать жидкий шлак и следить за тем, чтобы он перемещался вслед за сварочной ванной. На качество шва это будет оказывать благоприятное воздействие. Если шлак окажется перед электродом, то это можно исправить, перейдя на некоторое время на способ «назад углом».

Движения электрода

Виды сварочных швов и способы их нанесения, в частности, зависят от того, каким способом перемещается электрод. Траекторию его движения может выбрать сам сварщик в зависимости от толщины элементов и типов сварных соединений.

Если электрод перемещается вдоль шва, то получается тонкий валик. Такой нитевидный шов можно использовать как первый слой при многоходовом способе.

Когда электрод совершает поперечные колебания, то соединение становится более прочным. Колебательные движения обеспечивают хороший прогрев корня шва и его кромок. Амплитуда колебания позволяет получить шов заданного размера. Характер движения электрода при этом — возвратно-поступательный. Конец электрода может описывать разные фигуры — «лестницы», «треугольники», «елочки», «полумесяц», «петлю».

Выбор зависит от типов сварочных соединений. Например, для стыковых и угловых швов будет уместен «полумесяц», а «петля» обеспечит соединение тонких листов металла.

Подготовка к свариванию

Немаловажным фактором, чем определяются свойства сварного соединения, являются подготовительные действия. Они включают в себя несколько этапов.

Правка

Она является восстановительной операцией и проводится в случае, когда во время транспортировки деталей к месту сварки произошла их деформация. Также необходимо вернуть частям изделия первоначальную форму, если время хранения произошли искажения в виде вмятин, выпучиваний, волнистости, коробления поверхности, различного рода искривлений.

Ее могут осуществлять при нагревании или холодном виде, что зависит от сложности полученного дефекта и его размера. Правку можно выполнять как вручную, так и машинным способом при промышленном производстве.

Для ручной правки используют такие инструменты, как молоток, кувалду или ручной пресс. Если повреждение носит более серьезный характер, то могут использоваться прессы, оснащенные электродвигателями. Удобно использование наковальни. Также подойдут стальная или чугунная плиты.

Молоток для правки изготавливается из мягкого материала. В зависимости от дефекта может подойти резиновый. Не стоит применять молоток, форма бойка которого имеет квадратную форму, поскольку на металле могут остаться вмятины. Предпочтительной является круглая форма. Следует проверить, чтобы поверхность бойка была отполирована. Если металл закаленный, то надо применять рихтованный молоток.
В качестве альтернативы можно воспользоваться деревянной или металлической гладилкой.

Различные дефекты исправляют по-разному. Волнообразность и выпуклость можно исправить ударами по поверхности. Двигаться при этом надо от краев к центральной части. При приближении к центру увеличивают частоту ударов, но уменьшают их силу. Брусками-гладилками исправляют тонкие детали.

Разметка

Размеры детали должны быть приведены в соответствие с указанными в чертежах на них. Чтобы можно было обрезать лишние куски, требуемые размеры можно задать с помощью разметки.

Разметку можно наносить карандашом, ручкой, мелом, тонким фломастером, а также любым острым предметом. Из инструментов потребуются линейка или рулетка, штангенциркуль, угольник. Когда выпускается партия однотипных деталей, то можно применить шаблон. Помимо контуров детали с помощью разметки можно отмечать предполагаемые места сгибов.

Резка

Резку заготовок производят с целью получения нужного размера. Резку производят по нанесенным ранее разметкам. Следует проявлять особую внимательность — неправильно отрезанную деталь относят к браку или используют для иных целей.

Эту операцию проводят не только механически ножницами по металлу или болгаркой, но и с помощью плавления металла. Для термической резки можно применять дуговую сварку. Еще одним инструментом является кислородный рюкзак.

Зачистка

Она является важной подготовительной операцией. На поверхности не должны оставаться грязь, пятна краски и жира, посторонние вкрапления, оксидная пленка, что может привести к возникновению дефектов в виде трещин, пор, инородных вкраплений.

Из инструментов применяются металлические щетки и болгарка. При использовании химического способа очистить некрупную деталь можно погружением ее в емкость с химикатами. С помощью такого метода хорошо происходит очищение от ржавчины и оксидных пленок. Перед сваркой детали необходимо высушить.

Подготовка кромок

Залог получения хорошего шва — грамотная подготовка кромок. Это правило применимо ко всем видам сварочных швов. Результат этой операции — получение формы, которая подходит для лучшего сварного соединения. Особую актуальность подготовка приобретает в случае, когда сварке подлежат трубы и детали большой толщины. При правильном скосе с изделия снимается напряжение во время его эксплуатации. Разделка кромок позволяет получить широкий, а значит более надежный шов.

Основные параметры — угол скоса, ширина зазора, величина притупления. Для разделки используют напильник, ножницы по металлу, болгарку, зубило. В промышленном производстве находят применение фрезерные и специальные кромкострогальные станки. Возможно использование пламенной резки.

Скос начинает играть важную роль, когда предстоит сварка деталей разной толщины. К притуплению кромок прибегают, когда на конце они имеют острую форму, поскольку это может вызвать образование прожогов, созданию напряжения в этих местах и деформацию шва, что уменьшит прочность соединения.

Для разных типов сварных соединений и швов выполняют различные виды скосов:

1. Букву «V» имеет скос с одной стороны одной или обеих кромок. Является наиболее востребованным и может применяться при разных толщинах деталей. Когда разделываются обе кромки, то угол составляет 60 градусов, а при одной — 50.
2. Букву «X» имеет скос обеих кромок с двух сторон. Его применяют для изделий толщиной 10-60 мм. Угол разделки — 60 градусов.
3. Скос, имеющий форму буквы «U» выполняют с одной стороны. Такая криволинейная форма подходит для металлов толщиной 20-60 мм.
4. Скос, имеющий форму буквы «К», применяют редко. Суть состоит в том, что для одной кромки делают двухсторонний скос, а для второй — односторонний.

Кромкам необходимо придать необходимую геометрическую форму. Если соединению подлежат тонкие детали, то кромку делают плоской. Для деталей, имеющих значительную толщину, кромки выполняются в форме букв «V» или «X». Глубина снимаемого слоя зависит от марки металла.

На чертежах скос обозначается буквой «β», а угол его раскрытия — «α». Необходимо отсутствие не кромках перепадов. Для контроля правильности разделки находят применение шаблоны.

Гибка

При необходимости в подготовительные операции включают гибку металла. Листогибочные машины используют для придания нужной формы металлическим листам или полосам. Специальные прессы применят для профильных деталей.

Предварительный нагрев сделает металл более податливым и на гибку потребуется меньше усилий.

Фиксация

Перед началом сварки необходимо осуществить надежную фиксацию свариваемого соединения. Это гарантирует отсутствие сдвига во время сварочного процесса. Фиксацию можно осуществить с помощью прихваток. Под этим термином понимают небольшие швы, выполненные поперек направления основного шва. Их сечение не должно быть более половины ширины шва.

Длина каждой прихватки не должна составлять более 2 см. Более длинные прихватки допускаются только при сварке трубопроводов. В зависимости от длины шва расстояние между прихватками находится в диапазоне от 10 до 80 см. Для коротких швов допустимо точечное соединение на краях.

Прихватки выполняют за один проход. Наличие прихваток придает конструкции сварного соединения дополнительную жесткость, что особенно важно для крупных изделий.

Временные прихватки после сварки удаляют, а постоянные остаются. Выполнение прихваток происходит на обратной стороне изделия. Перед началом их выполнения необходимо произвести зачистку поверхностей.

Дефекты швов

Практически все виды сварочных швов и соединений после окончания процесса сварки имеют дефекты. Некоторые из них подлежат исправлению, а другие приходится отправлять в брак.

В нормативных документах указаны требования к сварным швам, которые определяют, какие дефекты в каких видах швов сварки допустимы и их геометрические параметры. Выполнение этих требований является строго обязательным, поскольку их наличие может вызвать при эксплуатации разрушение конструкции. ГОСТ 5264 определяет классификацию существующих дефектов. Допустимые отклонения от нормы должны быть указаны в чертеже на изделие.

Имеются причины, вызывающие различные виды дефектов. К ним могут относиться как объективные, например, некачественный материал или неисправность применяемого оборудования, так и субъективные — ошибки при проведении производственного процесса, недостаточная квалификация сварщика, нарушение технологического процесса.

К причинам возникновения дефектов также относятся: выбор электродов неправильного размера, включение на оборудовании несоответствующего виду сварки режима, колебания напряжения в электросети, неподходящая скорость процесса. К возникновению дефектов может привести отсутствие или недостаточность проведения предварительной подготовки. При проведении сварки на свежем воздухе могут неблагоприятно подействовать плохие погодные условия.

Перед началом сварки необходимо убедиться в исправности и работоспособности используемого оборудования. Не должен быть пропущен срок очередной поверки, что указывается в паспорте на него.

Имеется три вида дефектов, возникающих в результате сварки:

• местом расположения которых является наружная поверхность;
• внутри сварного соединения;
• сквозные.

Наружные дефекты хорошо видны при визуальном осмотре, с которого должен начинаться контроль получившегося при сварке соединения. К внешним дефектам относятся наплывы, трещины, выпуклости и углубления, подрезы, свищи. К ним также относится наличие в сварном шве участков, различающихся по ширине, а при угловых соединениях — разная величина катетов.

Причинами возникновения внутренних дефектов могу быть недостаточно качественный основной материал, нарушение технологии сварки. Трещины могут появляться не только на наружных поверхностях, но и внутри соединений, где они могут стать источниками растущего напряжения, что может привести к разрушению конструкции. Одна из причин их появления — чересчур быстрое охлаждение.

К внутренним дефектам относится непровар, который может появиться, когда на деталях была оставлена ржавчина или окалины. Еще одной причиной непровара может служить небольшая величина силы тока. Если обнаружен не проплавленный участок большой протяженности, то потребуется переплавка соединения.
Внутри сварного шва возможно образование пор, заполненных газом. Причина их появления — посторонние примеси и излишек влаги. Если нарушена технология, то внутри сварного шва могут появиться включения вольфрама и шлака.

Сквозные дефекты — это поры, проходящие всю толщину шва. Такой дефект можно обнаружить при визуальном осмотре.

Методы контроля

Все виды сварочных швов в обязательном порядке после окончания процесса обязаны проходить контроль. Особо жесткие требования предъявляются к конструкциям с повышенной ответственностью. Помимо визуального осмотра имеются и другие методы контроля.

Капиллярный

К наиболее часто применяемым относится капиллярный метод. Для его использования необходимо наличие специальных жидкостей, называемых пенетрантами или индикаторами. Эти жидкости обладают способностью проникать в трещинки любого размера, даже самые мельчайшие. Пенетранты имеют яркую окраску, поэтому наличие трещин становится заметным при визуальном наблюдении.

Нанесение индикаторов осуществляется после очистки поверхностей и их осушения. Жидкость наносится путем смачивания или нанесением из баллончика. При небольшом размере изделие можно погружать в емкость с пенетрантом. При вакуумном способе жидкость втягивается в пустоту, а при компрессионном — загоняется внутрь давлением воздуха. Ультразвуковой способ состоит в заполнении пустот индикаторами ультразвуком, а деформационный загоняет проникающую жидкость колебаниями звуковой волны.

Магнитная дефектоскопия

Этот метод можно использовать только для ферромагнитных соединений. С его помощью выявляются трещины, находящиеся внутри и включения инородных тел. Для создания магнитного поля требуется наличие прибора, называемого дефектоскопом. С его помощью можно обнаружить микроскопические трещинки.

Имеется несколько способов контроля с помощью магнитной дефектоскопии:

1. Магнитопорошковый. Используется ферримагнитный порошок, состоящий, как правило, из частиц железа. Он может быть сухим, или представленным в виде водной эмульсии или суспензии. Когда порошок перемещается по поверхности равномерно, то, натыкаясь на дефект, он образует скопление. Его размер и форма соответствуют параметрам дефекта.
2. Магнитографический. Исследование поверхности осуществляется совместно с лентой-магнитоносителем. Запись информации с ленты осуществляется особыми устройствами дефектоскопов.

Индукционный способ

Контроль происходит с помощью индукционных катушек. Их соединяют с регистраторами. Во время перемещения индукционной катушки при встрече ее с местом нахождения дефекта происходит изменение магнитного потока и возникновение электродвижущей силы. Специальный прибор регистрирует индукционный ток.

Ультразвуковой способ

Ультразвук, натыкаясь дефектную область, изменяет свое направление, что регистрируется специальным прибором. Ультразвуковой метод имеет несколько разновидностей. Способ позволяет выявлять большое количество разных дефектов. Им можно контролировать все основные типы сварных соединений. Метод является безопасным и может использоваться при выездных работах.

Радиационный способ

Позволяет обнаруживать поры, область непроваров, инородные включения, трещины. Осуществляется просветка рентгеновскими и гамма-лучами. Прохождение лучей регистрируется специальным прибором. Выявление дефектов происходит при изучении полученной рентгенограммы.

Расчет нормативов

Нормативные документы определяют существующие виды сварки типы сварных швов и соединений и их расчет. В первую очередь к такому документу относится СНиП. Он содержит правила и нормативы, которые должны соблюдаться при осуществлении сварочного процесса. В СНиПе указаны требования к следующим нормам:

• времени;
• выработки;
• расхода электроэнергии;
• комплектующим.

В понятие расхода времени входит не только то время, которое затрачивается на непосредственно производственный процесс, но и вспомогательное, необходимое для доставки на место сварки деталей изделия, оборудования, инструментов, газовых баллонов.

Учитывается время, необходимое для того, чтобы сварщик успел переодеться в защитный костюм, а также время перерывов на отдых и на обед. Сюда же входит время на подготовительные работы перед сваркой и уборку после ее окончания.

Дополнительное время дается на выставление необходимых параметров на оборудовании, проверку его работоспособности, розжиг дуги, нанесение флюса. При расчетах учитывают квалификацию исполнителя и его опыт, которые влияют на скорость выполнения всех операций. Для расчета времени используются таблицы и формулы.

К нормам выработки относятся работа, которая должна быть выполнена за определенное время. За единицу измерения могут быть приняты значение метров сварного шва, выполненного за один час, или количество соединений, осуществленных за это время.

Расход электроэнергии является важной составляющей планирования. За единицу измерения принимаются киловатт-часы. Помимо электроэнергии, необходимой для работы оборудования, учитываются затраты на освещение рабочего места сварщика.

К необходимым расходам относятся затраты на комплектующие изделия. В их число входят инструменты и принадлежности, в том числе необходимые для проведения подготовительных работ. В затраты на комплектующие входят расходы на приобретение электродов, флюса, газа.

В нормативные составляющие по расходам входит износ оборудования и отдельных комплектующих элементов типа роликовых направляющих. Чтобы не было разных толкований, все нормативные документы дают четкое определение, какие бывают типы сварных соединений и какие бывают типы сварных швов.

Методы сварки

Наиболее распространенным методом является ручная дуговая сварка. Она применима практически ко всем типам соединений сварных швов. При соприкосновении электрода с основным металлом образуется электрическая дуга, которую необходимо поддерживать во время всего сварочного процесса.

Сколько будет выдерживать сварной шов, зависит, в частности, от правильно выбранного электрода. В продаже имеется большое разнообразие электродов различных диаметров и покрытий. Для ответственных конструкций следует приобретать хотя и более дорогой, но надежный инструмент. Виды швов, выполненные дуговой сваркой, практически не имеют ограничений. В зависимости от электродов таким способом можно сваривать изделия из различных металлов, в том числе высоколегированную сталь. Наиболее частое применение дуговая сварка находит при соединении изделий из конструкционной стали небольшой толщины.

Имеются разные типы покрытий электродов, каждое из которых решает свою задачу. Широко применяются электроды с основным и рутиловым покрытиями. Целлюлозная обмазка используется при сварке постоянным током. Достоинством кислого покрытия является нетрудный поджиг и сведенное к минимуму разбрызгивание горячего металла.

Выбор диаметра электродов зависит от толщины деталей, подлежащих сварке.

Одним из важных обстоятельств при дуговой сварке является правильный выбор тока, а также установка нужного расстояния между концом электрода и металлической поверхностью.

К прогрессивным методам относится получение сварочных швов полуавтоматом. Производительность проведения работ при таком способе является высокой. Источники питания для полуавтоматов — инверторы или выпрямители. Стоимость инверторов выше, но их применение более предпочтительно.

Вместо электродов при сварке полуавтоматом используется проволока нужного диаметра. Она подается автоматически с помощью специального устройства на место проведения работ. Через сварочный рукав кроме проволоки осуществляется подача газа и охлаждающей жидкости.

Проволока наматывается на катушки различных диаметров. Натяжение проволоки можно регулировать вручную. Диаметр проволоки выбирают в зависимости от толщины деталей. Деформации шва при таком способе являются незначительными, а сами сварочные швы — качественными. Такой способ удобно применять для всех основных видов сварных соединений.

Требования государственного стандарта

Нормативный стандарт ФНП определяет основные требования, предъявляемые к сварочным работам. В нем дается пояснение, какие бывают сварочные швы, и описываются требования к каждому из них. В содержании документа находится обоснование, каким именно требованиям должны соответствовать разные виды сварных соединений и типы швов.

В нормативных документах также поясняются обозначения, которые имеют все сварные соединения и виды сварки. В них необходимо разбираться всем исполнителям. Соблюдение этих требований является гарантией того, что швы сварных соединений получатся крепкими и надежными.

Интересное видео

Сварочные швы и соединения — виды сварочных швов

Сварочные соединения используются во многих отраслях промышленности. Такое соединение применяется для неразъемного скрепления различных металлических элементов с помощью расплавления. В результате этого образуются сварочные швы. Виды сварочных швов различаются в зависимости от характера сопряжения и формы сечения.

Сварочный шов является участком закристаллизовавшего металла, образующегося при расплавлении в процессе сварки. Сварочным соединением называется участок конструкции, который содержит от одного до нескольких швов. Рассмотрим основные сварочные швы и соединения, а также их обозначения.

Виды сварных швов

1. В зависимости от отношения к действующим нагрузкам сварные швы разделяются на:

• Фланковые.
• Косые.
• Лобовые.
• Комбинированные.

2. По положению в пространстве существуют определенные виды сварочных швов:

• Потолочное исполнение. Самый сложный вид сварки.
• Нижнее исполнение. Является самым простым и популярным видом сварки.
• Горизонтальное исполнение. Достаточно распространенный вид сварки, но и более сложный, чем сварки в нижнем исполнении.
• Вертикальное исполнение. По сложности процесса сварки аналогичны горизонтальному исполнению.

3. В зависимости от количества наплавленного металла также различают определенные виды сварочных швов:

• Ослабленные.
• Нормальные.
• Усиленные.

Виды сварных соединений

Сварные соединения представляют собой две или несколько деталей, которые соединены между собой при помощи швов.

1. Внахлест. Данный вид соединений чаще всего используется при дуговой сварке конструкций, толщина металла которых составляет от 10 до 12 мм. Использование такого соединения позволяет менее тщательно подгонять стыки. Для качественного соединения требуется сваривать металл с двух сторон.
2. Стыковое соединение. Широко применяемый вид соединений. Преимуществом данного вида соединений является наименьшая деформация металла при сварке, а также наименьшее внутреннее напряжение.
3. Тавровые соединения. Чаще всего используются для сваривания различных балок, стоек, колонн и других видов строительных конструкций.
4. Угловые соединения. Используются в том случае, если необходимо соединить детали под определенным углом друг к другу.
5. Прорезные соединения. Данный тип сварных соединений используется в том случае, если длины шва внахлест недостаточно для обеспечения надежности и прочности конструкции.
6. Торцевые соединения. При таком типе сварочных соединений листы металла соединяются по торцам.
7. Соединения при помощи электрозаклепок. Выполняются отверстия в верхнем листе, после чего листы завариваются так, чтобы нижний лист соединился с верхним. Такой вид соединения очень прочный, однако, имеет небольшую плотность.

Условные обозначения

Чтобы обозначить сварочные швы и соединения, используются буквенно-цифровые и графические обозначения. Рассмотрим обозначение сварочного шва в зависимости от вида соединения.

• Если торец одной детали соединяется с торцом другой, то соединение называется стыковым и обозначается буквой С.
• Если детали соединяется, образуя букву Т, то соединение называется тавровым и обозначается буквой Т.
• Когда детали при соединении образуют угол, то соединение обозначается буквой У.
• При соединении внахлест используется условное обозначение сварочного шва – Н.

Сварочные швы ГОСТ позволяют использовать оптимальный тип соединения в зависимости от необходимой работы, типа сварки.

Для обозначения сварных соединений используется ГОСТ 5263-58. В технической документации используются следующие условные обозначения:

• Вид сварки (буквенное обозначение).
• Тип шва (графический знак).
• Длина участка шва и размер сечения (численное).
• Дополнительные знаки.

Сварочные швы ГОСТ на чертежах обозначаются знаком, который состоит из двух отрезков, включающих в себя описание размеров и месторасположения шва. Для обозначения монтажных швов дополнительно используется буква М в обозначении.

Для обозначения видимого и невидимого сварного шва используется подпись внизу для невидимого и сверху для видимого. Также для обозначения шва могут использоваться штриховые линии, которые расположены перпендикулярно к линии шва.

Помимо обозначения вида шва следует обозначать вид сварки, который будет использоваться для соединений. Если для одной и той же детали используются разные виды сварки, то достаточно обозначить только способ, которым будут производиться работы.

К примеру, буквой А обозначается автоматическая сварка, буквой Р – ручная, а П – полуавтоматическая. Использование условных обозначений позволяет быстрее разобраться в чертежах и другой технической документации.

Виды сварочных швов и соединений

Сварочные швы – зоны сварных соединений, которые образованы первоначально расплавленным, а затем кристаллизованным при остывании металлом.

Параметры сварочных швов

Срок службы всей сварочной конструкции зависит от качества сварочных швов. Качество сварки характеризуется следующими геометрическими параметрами сварного шва:

• Ширина – расстояние между его краями;
• Корень – внутренняя часть , противоположная его внешней поверхности;
• Выпуклость – наибольший выступ от поверхности соединяемого металла;
• Вогнутость – наибольший прогиб от поверхности соединяемого металла;
• Катет – одна из равных сторон треугольника, вписанного в поперечное сечение двух соединяемых элементов.

Какие бывают сварочные швы и соединения, классификация

В таблице 1 приведены основные типы  сварочных соединений, сгруппированные по форме поперечного сечения.

 По способу выполнения:

• Двухсторонние – сварка с двух противоположных сторон с удалением корня первой стороны;
•  Однослойные – выполнение за один «проход», с одним наплавленным валиком;
•  Многослойные – число слоев равно числу «проходов». Применяется при большой толщине металла.

 По степени выпуклости:

• Выпуклые – усиленные;
• Вогнутые – ослабленные;
•  Нормальные – плоские.

На выпуклость шва влияют используемые сварочные материалы, режимы и скорость сварки, ширина разделки кромок.

По положению в пространстве:

• Нижние – сварка ведется под углом 0° – наиболее оптимальный вариант, высокие производительность и качество;
•  Горизонтальные – сварка ведется под углом от 0 до 60°      требуют повышенной
•  Вертикальные- сварка ведется под углом от 60 до 120°         квалификации сварщика;
•   Потолочные – сварка ведется под углом от 120 до 180° – наиболее трудоемкие, небезопасные, сварщики проходят специальное обучение.

 По протяженности:

•  Сплошные – самые распространенные;
•  Прерывистые – негерметичность конструкции.

 Виды сварных соединений и швов по взаимному расположению:

•  Расположены по прямой линии;
•  Расположены по кривой линии;
•  Расположены по окружности.

По направлению действующего усилию и вектору действия внешних сил:

• фланговые – вдоль оси сварного соединения;
• лобовые – поперек оси сварного соединения;
• комбинированные – сочетание фланговых и лобовых;
• косые –под некоторым углом к оси сварного соединения.

Виды сварных швов по форме свариваемых изделий:

• на плоских поверхностях;
• на сферических.

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

• короткие – не > 25 см, при этом сварка производится способом «за один проход»;
• средние – длиной < 100 см – используется обратно-ступенчатый способ сварки, при этом строчка разбивается на малые отрезки длиной в 100-300 мм;

Все протяженные швы обрабатываются обратно-ступенчатым способом, от центра к краям.

Разделка кромок под сварку

Для создания прочного и качественного сварного шва кромки соединяемых изделий проходят необходимую подготовку и им придается определенная форма (V, X, U, I, K, J, Y – образная). Во избежание прожога подготовку кромок можно выполнять при толщине металла не менее 3 мм.

Порядок подготовки кромок:

1. Очищение краев металла от ржавчины и загрязнений;
2. Снятие фасок определенного размера – в зависимости от способа сварки;
3. Величина зазора – в зависимости от типа сварных соединений.

Параметры подготовки кромок:

•  Угол разделки кромок – α;
• Зазор между кромками –b;
• Притупление кромок –c.

В таблице 2 приведены особенности подготовки кромок в зависимости от толщины металла.

Таблица 2

Какие бывают сварные швы

Участок металлической структуры, в которой объединяются разные детали при эксплуатации сварки, называется сварочным соединением. Сварные швы могут быть различными по прочности. Сварочное соединение может включать в себя один сварной шов. Это место термического воздействия на точку соединения металлов. В результате такого воздействия металл расплавляется, а при остывании кристаллизуется. Во многом на качество шва влияет характеристика металла в точке термического воздействия.

Классификация сварных швов.

Разновидность сварных точек по типу соединения

Швы стыковые используются в стыковых соединениях. Выполняются они неотрывными. Отличием являются действия по подготовке плоскости в торце сечения и элементов, подготавливаемых к контакту. Благодаря этому открывается полный доступ к месту сварки и обеспечивается максимально эффективное проваривание плоскостей на всю толщину.

Среди стыковых швов можно различить разные виды:

Схема заполнения стыковых швов.

1. Односторонние и двухсторонние без распилки краев.
2. С односторонней или двухсторонней распилкой одного из краев.
3. С односторонней распилкой обоих краев.
4. Распилкой V или X-вида.
5. Двухсторонней распилкой обоих краев.

Угловой тип соединений применяют, когда нужна сварка угловых швов. В изготовлении таких соединений используются угловые швы. Разделить их можно по беспрерывности и по зазору.

Дополнить вышеуказанные виды можно еще разновидностью, относящейся и к стыковым, и к угловым. Таковыми служат пробочные и прорезные разновидности. Прорезной тип используется, когда нужно верхний пласт, а возможно, и нижележащие, проплавить до основного элемента. В контакте утолщенных пластов прорезные швы и соединения выполняются по изготовленным жерлам. В таком виде они будут называться “пробочными” или в случае дуговой сварки «электрозаклепкой».

Вернуться к оглавлению

Различные виды сварочных швов

Различия сварки и виды сварочных швов по пребыванию в пространстве:

• сварка горизонтальных швов;
• сварка потолочных швов;
• нижние швы.

Применяется при сварочных работах, находящихся снизу на ровной плоскости. Они технически простейшие по исполнению. Высокая прочность стыков объясняется удобными условиями, в которых растопленный металл под своим весом устремляется в сварную ванну, которая расположена горизонтально. Эта работа самая легкая в исполнении и за ней легко уследить. В нахлесточных структурах угольные в нижней позиции выполняются непрерывными, без производства поперечных колебаний.

Сварка горизонтальных и потолочных швов.

Горизонтальные сварные швы. Ход сваривания горизонтальных точек связан с некоторыми трудностями. В ходе сваривания поперечным швом на вертикальной поверхности расплавленный металл может стекать на нижний край. Как следствие на верхнем краю может появиться подрез. Использование этого способа в сваривании угольных точек, производимых в горизонтальном расположении, довольно простое и не вызывает каких-либо затруднений. Сама работа похожа на сварочные работы в нижнем расположении и зависит от требуемого шва.

Вертикальные сварочные швы. В сварке вертикально стоящих деталей расположенный снизу металл призван удерживать плавящийся металл сверху, но при этом он получается грубым и в виде чешуи. Значительно сложнее получить качественное соединение при работе, направленной вниз. Сварка вертикальных швов в стоячей плоскости возможна лишь в ориентации снизу вверх и наоборот.

Потолочные швы. Сложнейший по исполнению вид сварных работ. В процессе работы затруднено выделение газов и шлаков, а также сложно расплав удерживать от стекания и добиваться прочности точки. Но несмотря на соблюдение всех техник потолочной сварки, швы все равно уступают по надежности сварочным швам, исполненным в остальных позициях.

Классификация особенностей сварных соединений по очертанию:

• сварка продольных швов;
• создание кольцевых швов.

Схема сварки вертикальных швов.

Для выполнения продольного типа сварочных работ требуется провести доскональную подготовку металла в точке предполагаемой сварки. Поверхности деталей должны быть очищены от заусениц, кромок и неровностей. В работе продольной сварки шов возможен только при полной очистке и обезжиривании требуемых поверхностей.

Кольцевые сварные швы. Сварные работы по окружностям требуют большой аккуратности и точности, тут же необходима калибровка сварочных токов, особенно при работе с малыми диаметрами.

Сварка кольцевых швов различается по очертанию. Они бывают:

• выпуклые;
• вогнутые;
• плоские.

Вернуться к оглавлению

Геометрия сварочных швов

Основными геометрическими параметрами являются: ширина, изогнутость, выпуклость и корень стыка.

Шириной называется зазор между обозримо различными гранями сплавления металлов. Изогнутость – это зазор промеж площади, протекающей по обозримым граням точки сварки и определенного металла в точке предельной вогнутости.

Для измерения выпуклости определяется зазор относительно уровней, протекающий по обозримым граням шва и основного металла в точке предельной выпуклости. Корень – это предельно отдаленная от профильного уровня грань, которая фактически является его обратной стороной.

Можно разделить такие швы по размерным нормам:

• катет;
• толщина;
• расчетная высота.

Схема выполнения угловых швов.

В угловом сварном шве для угловой сварки длина от уровня первой свариваемой детали до края шва на следующей детали и есть катет угольного шва. Катет относится к важным характеристикам, которые необходимо соблюдать в ходе сварных работ. При простых угольных соединениях с единым размером катет шва задается размером его краев. В сваривании тавровых конструкций катет имеет фиксированную величину, при этом используют единую размерность материалов. А при применении в сварных работах тавровых конструкций разной размерности он приравнивается к толщине более тонкого металла. Катет должен иметь правильные размеры для достижения максимальной крепости соединения, если пользоваться слишком большим катетом, то возможны сварные дефекты.

Начинающим можно упростить работу с деталями, расположив их для сварки «в лодочку». При сварке “в лодочку” сокращается вероятность появления подрезов, и замок получится прочнее.

Толщина угольного шва – это предельное удаление от его уровня до контакта предельного проплавления основного металла.

Что нужно помнить при сварке угловых соединений? Для угловых швов благоприятной считается вогнутая форма уровня с плавным переходом к основе. Это связано с проблематичностью проварки в угольных швах корня на всю толщину. В большинстве вариантов катет и толщину замеряют определенными лекалами.

Чтобы получить максимально прочное соединение, нужно ссылаться на множество факторов. Их учитывают при определении типа соединения в зависимости от необходимых характеристик свариваемых изделий.

Вернуться к оглавлению

Нормы использования сварки на величину шва

К главным нормам электросварки следует отнести:

• величину, плотность, полярность и род сварного напряжения;
• напряжение тока электродуги;
• темп сваривания;
• сечение торца проволоки.

Вспомогательными условиями являются:

• содержание и количество электродного нанесения;
• выход электрода, сварной проволоки;
• направленность электрода в ходе сваривания;
• количество и содержание используемого флюса.

Форма, величина и компонентное содержание шва во многом отличается, в зависимости от того, соблюдены ли требуемые условия; но не менее значимой является и правильность выполнения сварных работ.

С увеличением сварного тока растет углубленность провара без смены размера шва. Но в момент усиления дуги его ширина сильно увеличивается и уменьшается углубленность провара. Еще на ширину шва влияет вид инструмента, который используют при производстве таких работ. На “постоянке” ширина шва будет шире, чем при сваривании на “переменке”.

Также его ширина может меняться в зависимости от скорости соединения. Чем быстрее процесс, тем меньше и глубже стяжка. При сокращении размера сечения проволоки усиливается кучность тока в проводе, это приводит к углублению провара и выпуклости шва, при этом он уменьшается. Используя проволоки меньшего размера сечения, можно добиться более углубленного провара при тех же значениях силы тока. Главное, все сварочные работы проводить правильно, не нарушая технологии их выполнения и соблюдая правила техники безопасности.

из чего состоят, классификация, как правильно делать зачистку и обзор основных видов дефектов, видео-совет как научиться делать красивые швы

Сварочный или сварной шов — участок сварочного соединения, где под воздействием сварочного аппарата образуется неразрывное соединение деталей будущей конструкцией. Существуют разные виды сварных швов, которые классифицируются по разным признакам.

Из чего состоит сварочное соединение

Сварочное соединение состоит из следующих элементов:

1. Непосредственно сварной шов – зона стыка деталей.
2. Зона сплавления.
3. Зона термического влияния сварочного аппарата – это участок металла, где заметны термические изменения в результате воздействия сварки.
4. Основной металл – остальная площадь металлических деталей, которые соединили с помощью сварки.

Иногда путают термины «сварное соединение» и «сварочный шов». Неразъемное соединение двух или более металлических элементов называют сварным соединением. Шов – это зона, где стыкуются две металлические детали. В свою очередь, сварочное соединение является частью сварной конструкции – металлической конструкции, состоящей из нескольких элементов, сваренных в одно целое.

При выполнении сварки в несколько слоев, выделяют также корневой шов – это самый первый сварочный слой, расположенный глубже других. При его выполнении воздействие должно быть максимальным и по возможности – непрерывным.

Виды

Сварные швы классифицируют по нескольким основным признакам – в зависимости от вида стыка, сечения, пространственного расположения, и т. д. Каждый шов применяется в зависимости от общей идеи конструкции, целесообразности, и других условий.

По виду соединения

• Стыковые швы

Стыковочные или стыковые швы – самые простые и распространенные. Они образуются, когда две детали соединяют их торцевыми поверхностями. Благодаря методу стыковки расход металла получается меньший, чем при использовании других способов соединения деталей.

Шов в данном случае может быть:

• Односторонний со скосом кромки – рекомендуется при сварке деталей толщиной 8-25 мм. Самый популярный вид скоса – V-образный, но иногда используется и U-образное соединение.
• Односторонний без скоса кромки – применяется при сваривании листов металла толщиной до 4 мм.

• Двусторонний со скосом кромки – толщина от 12 мм. В этом случае чаще всего применяется X-образное скашивание кромок, которое требуется меньшего расхода металла в сравнении с V-образным.
• Двусторонний без скоса кромок – при сваривании деталей толщиной до 8 мм.

Мнение эксперта

Куликов Владимир Сергеевич

При соединении без скоса кромок рекомендуется делать небольшой зазор (1-2 мм) между листами металла. Это нужно, чтобы обеспечить качественное сваривание. При скошенных кромках необходимо их слегка притупить, чтобы избежать дефектов сварки.

Они образуются, когда два листа металла, или другие металлические детали соединяют в виде буквы «Т». Одна часть будущей конструкции прислоняется торцом к боковой поверхности другой части. Тавровые соединения также могут быть без скоса кромок, с односторонним или двусторонним скосом.

• Нахлесточные швы

Используются, когда две детали необходимо расположить в параллельных плоскостях, чуть внахлест по отношению друг к другу. Такие швы рекомендуется использовать при сварке листов толщиной от 10 мм. Сваривают детали с обеих сторон.

• Угловые швы

Образуются, если детали соединяют под прямым или любым другим углом. Иногда для прочности такие швы делают с обеих сторон соединения. В зависимости от толщины деталей, они могут быть со скошенными кромками, или без них.

Угловые швы также делятся по протяженности сварочных отрезков (участков воздействия сварки) на:

• Непрерывные – сплошной сварочный шов.
• С шахматным расположением сварочных отрезков – участки воздействия сварки на одной стороне противоположны участкам с другой стороны.
• Цепные – участки сварки с обеих сторон стыка расположены одинаково.

По степени выпуклости

Принято считать, что сварной шов должен быть ровным и практически незаметным. Однако глубина или вогнутость шва зависит в первую очередь от типа сварного соединения и выбранного режима сварки.

По этому признаку швы делятся на следующие виды:

• Выпуклые – рекомендованы при статическом режиме сварочного аппарата. Это так называемые усиленные швы.
• Нормальные – с минимальной выпуклостью.
• Вогнутые, или ослабленные – используются при угловых соединениях. Браком является наличие вогнутого шва при стыковом соединении конструкции.

По умолчанию подразумевается, что все соединения должны быть усиленными и слегка выпуклыми. Вогнутый шов должен быть обозначен на чертеже будущей конструкции.

По количеству проходов

Многопроходной сварочный шов.

По числу проходов сварочным аппаратом и слоев швы могут быть:

• Однопроходными (или однослойными).

• Многопроходными (многослойными).

Под термином «слой сварного шва» подразумевается количество металла, наплавленного за один проход сварочным аппаратом (сварочных валиков).

При небольшой толщине металла (до 5 мм) рекомендуется выполнять однопроходные швы. В угловых соединениях толщиной 6-8 мм также достаточно одного слоя, а для стыковых соединений – двух. Швы с большим количество слоев (5-6) можно использовать только для толстого металла – не менее 18-20 мм.

По действующему усилию

По этому критерию сварные швы подразделяются на несколько видов:

• Фланговые – действующее усилие параллельно области шва.
• Лобовые – усилие аппарата направлено перпендикулярно.

• Косые – усилие идет под углом менее 90 градусов.
• Комбинированные – совмещают в себе несколько видов.

По конфигурации и положению в пространстве

По этому признаку все швы можно разделить следующим образом:

• Кольцевые – используются для сварки цилиндрических деталей, сваривание идет только снаружи.
• Прямолинейные.

• Вертикальные – шов расположен в вертикальной плоскости.
• Горизонтальные – сварка идет в горизонтальной плоскости.

Особым видом сварочного шва является потолочный. В данном случае усилие идет в горизонтальной плоскости, но выше уровня сварочного аппарата. Поэтому потолочный шов считается самым сложным видом сварки. Очень важно при его выполнении соблюдать технику безопасности – максимально защитить себя сварочной маской и плотной одеждой.

При потолочной сварке металл удерживается на поверхности благодаря силе поверхностного натяжения. Поэтому рекомендуется минимизировать размер сварных валиков – проще говоря, периодически отводить электрод в сторону, и давать участку шва застыть. Сваривать нужно в направлении «на себя» — так проще наблюдать за процессом.

По свариваемым материалам

Еще одна классификация – по материалам, которые соединяют друг с другом.

По этому критерию выделяют:

• Швы на углеродистой и легированной стали.
• На цветном металле.

• На биметалле.
• На пластике и полиэтилене.

Мнение эксперта

Куликов Владимир Сергеевич

От вида материала зависит размер электродов, прилагаемое усилие при сварке, и количество сварочных слоев. Как правило, цветные металлы требуют меньшего воздействия, чем легированная сталь.

Зачистка

А на Ваших сварных швах часто бывают дефекты?

Никогда!Редко, но бывают

После выполнения сварки рекомендуется зачистить шов.

Этот процесс выполняется в 3 этапа:

1. Чистка зоны, ближайшей к шву – часто сюда попадают капли металла. Их отбивают при помощи молотка или зубила.
2. Полировка шва – чтобы шов не бросался в глаза, его полируют при помощи шлифмашинки.
3. Лужение шва – этот этап нужен, если варились мягкие металлы. На шов наносят тонкий слой расплавленного олова.

Перед тем как проводить зачистку, нужно проверить шов на наличие следующих дефектов:

• Трещины на шве.
• Лунки, которые образуются от искрения.

• Окалина от электродов.
• Непроваренные участки.

Всех этих погрешностей легко избежать, если соблюдать технологию сварки, использовать качественные и чистые электроды, и контролировать состояние шва в процессе работы.

Таким образом, существует множество видов сварочных швов. Каждый из них применяется в зависимости от сварочного соединения, положения в пространстве, и других факторов. Ключевое при выборе вида шва – его целесообразность и оправданность будущей конструкцией.

Читайте также другие полезные статьи:

• Сварочные электроды: классификация, маркировка, популярные марки, правила хранения, рекомендации — какие лучше выбрать для сварки различных металлов
• Инверторные сварочные аппараты: разновидности, рейтинг моделей, их плюсы и минусы, как выбрать оптимальный, советы по использованию и обслуживанию
• Как пользоваться холодной сваркой: инструкция и советы, разновидности, руководство по использованию

Видео-совет: как научиться варить красивые швы

определение сварных швов по The Free Dictionary

Что такое сварка? — Определение, процессы и типы сварных швов

Соединение металлов

В отличие от пайки и пайки, при которых не плавится основной металл, сварка представляет собой процесс с высокой температурой плавления основного материала. Обычно с добавлением наполнителя.

Нагрев при высокой температуре вызывает образование сварочной ванны из расплавленного материала, которая охлаждается, образуя соединение, которое может быть прочнее, чем основной металл. Давление также можно использовать для создания сварного шва, либо вместе с нагревом, либо отдельно.

Он также может использовать защитный газ для защиты расплавленного металла и присадочного металла от загрязнения или окисления.

Соединение пластмасс

При сварке пластмасс также используется тепло для соединения материалов (но не в случае сварки растворителем), и выполняется в три этапа.

Во-первых, поверхности подготавливаются перед приложением тепла и давления и, наконец, материалам дают остыть для плавления. Способы соединения пластмасс можно разделить на методы внешнего и внутреннего нагрева, в зависимости от конкретного используемого процесса.

Соединение дерева

При сварке дерева для соединения материалов используется тепло, выделяемое трением. Соединяемые материалы подвергаются сильному давлению, прежде чем линейное движение трения создает тепло для соединения деталей друг с другом.

Это быстрый процесс, который позволяет соединить древесину без клея и гвоздей за считанные секунды.

стыковое соединение

Соединение между концами или краями двух частей, образующих угол между собой 135–180 ° включительно в области соединения.

Т-шарнир

Соединение между концом или краем одной части и лицевой стороной другой части, при этом части составляют угол друг с другом от более 5 до 90 ° включительно в области соединения.

Угловой шарнир

Соединение между концами или краями двух частей, образующих угол друг к другу более 30, но менее 135 ° в области соединения.

Кромочный стык

Соединение краев двух частей под углом друг к другу от 0 до 30 ° включительно в области стыка.

Крестообразное соединение

Соединение, в котором две плоские пластины или два стержня приварены к другой плоской пластине под прямым углом и на одной оси.

Соединение внахлестку

Соединение между двумя перекрывающимися частями, образующими угол между собой 0-5 ° включительно в области сварного шва или сварных швов.

Сварные швы на основе конфигурации

Сварной шов

Соединение двух перекрывающихся компонентов, выполненное путем наложения углового сварного шва по периферии отверстия в одном компоненте таким образом, чтобы соединить его с поверхностью другого компонента, открытой через отверстие.

Электрозаклепка

Сварка, выполненная путем заполнения отверстия в одном компоненте заготовки присадочным металлом так, чтобы соединить его с поверхностью перекрывающегося компонента, открытого через отверстие (отверстие может быть круглым или овальным).

На основе проникновения

Сварной шов с полным проплавлением

Сварное соединение, в котором металл шва полностью проникает в соединение с полным проплавлением корня. В США предпочтительным термином является шов с полным проплавлением (CJP, см. AWS D1.1).

Сварной шов с частичным проплавлением

Сварной шов, в котором проплавление намеренно меньше полного проплавления. В США предпочтительным термином является шов с частичным проплавлением (PJP).

Сварные швы с учетом доступности

Характеристики завершенных сварных швов

Сварка встык

Угловой шов

Основной металл

Металл, подлежащий соединению или покрытию сваркой, пайкой или пайкой.

Присадочный металл

Металл, добавленный во время сварки, пайки твердым припоем или наплавки.

Сварной металл

Весь металл расплавился во время сварки и остался в сварном шве.

Зона теплового воздействия (HAZ)

Часть основного металла, подвергшаяся металлургическому воздействию тепла сварного шва или термической резки, но не расплавленная.

Линия Fusion

Граница между металлом шва и ЗТВ при сварке плавлением. Это нестандартный термин для обозначения сварного соединения.

Зона сварного шва

Зона, содержащая металл шва и ЗТВ.

Поверхность сварного шва

Поверхность сварного шва, открытая со стороны, с которой он был выполнен.

Корень шва

Зона на стороне первого участка, наиболее удаленной от сварщика.

Носок под приварку

Граница между поверхностью шва и основным металлом или между прогонами. Это очень важная особенность сварного шва, так как пальцы являются точками высокой концентрации напряжений и часто они являются точками зарождения различных типов трещин (например, усталостных трещин, холодных трещин).

Чтобы снизить концентрацию напряжения, пальцы ног должны плавно переходить в основную металлическую поверхность.

Избыточный металл сварного шва

Металл сварного шва, лежащий вне плоскости, соединяющей пальцы ног. Другие нестандартные термины для этой особенности: армирование, перелив.

Примечание: термин «армирование», хотя и обычно используется, не подходит, потому что любой избыток сварочного металла над поверхностью основного металла и над ним не делает соединение более прочным.

Фактически, толщина, учитываемая при проектировании сварного компонента, является расчетной толщиной горловины, которая не включает избыточный металл сварного шва.

Пробег (проход)

Металл расплавился или выпал во время одного прохода электрода, горелки или выдувной трубки.

Слой

Слой металла шва, состоящий из одного или нескольких прогонов.

Различные процессы зависят от используемого источника энергии, и доступно множество различных методов.

До конца XIX века кузнечная сварка была единственным методом, но с тех пор были разработаны более поздние процессы, такие как дуговая сварка.Современные методы используют газовое пламя, электрическую дугу, лазеры, электронный луч, трение и даже ультразвук для соединения материалов.

Необходимо соблюдать осторожность при использовании этих процессов, поскольку они могут привести к ожогам, поражению электрическим током, повреждению зрения, воздействию радиации или вдыханию ядовитых сварочных паров и газов.

Существует множество различных процессов со своими собственными технологиями и приложениями для промышленности, к ним относятся:

Арка

Эта категория включает ряд общих ручных, полуавтоматических и автоматических процессов.К ним относятся сварка металла в среде инертного газа (MIG), сварка штучной сваркой, сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), также известная как дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), газовая сварка, сварка в среде активного газа (MAG), дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW), газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW), дуговая сварка под флюсом (SAW), дуговая сварка металлическим электродом в защитных оболочках (SMAW) и плазменная сварка.

Эти методы обычно используют присадочный материал и в основном используются для соединения металлов, включая нержавеющую сталь, алюминий, никель и медные сплавы, кобальт и титан.Процессы дуговой сварки широко используются в таких отраслях, как нефтегазовая, энергетическая, аэрокосмическая, автомобильная и др.

Трение

Методы сварки трением соединяют материалы с использованием механического трения. Это можно сделать различными способами на различных сварочных материалах, включая сталь, алюминий или даже дерево.

При механическом трении выделяется тепло, которое смягчает смешанные материалы, создавая связь по мере их охлаждения. Способ, которым происходит соединение, зависит от точного используемого процесса, например, сварка трением с перемешиванием (FSW), точечная сварка трением с перемешиванием (FSSW), линейная сварка трением (LFW) и ротационная сварка трением (RFW).

Сварка трением не требует использования присадочных металлов, флюса или защитного газа.

Трение часто используется в аэрокосмической отрасли, поскольку оно идеально подходит для соединения легких алюминиевых сплавов, которые иначе не поддаются сварке.

Процессы трения используются в промышленности, а также изучаются как метод склеивания древесины без использования клея или гвоздей.

Электронный луч

Этот процесс соединения сплавлением использует пучок высокоскоростных электронов для соединения материалов.Кинетическая энергия электронов преобразуется в тепло при ударе о детали, заставляя материалы плавиться вместе.

Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) выполняется в вакууме (с использованием вакуумной камеры) для предотвращения рассеивания луча.

ЭЛС имеет много общих применений, например, для соединения толстых профилей. Это означает, что его можно применять во многих отраслях, от авиакосмической до атомной энергетики, от автомобильной до железнодорожного транспорта.

Лазер

Используется для соединения термопластов или кусков металла, в этом процессе используется лазер для создания концентрированного тепла, идеально подходящего для сварных швов, глубоких сварных швов и высоких скоростей соединения.Благодаря простой автоматизации, высокая скорость сварки, с которой может выполняться этот процесс, делает его идеальным для применения в больших объемах, например, в автомобильной промышленности.

Сварка лазерным лучом может выполняться на воздухе, а не в вакууме, например, при сварке электронным лучом.

Сопротивление

Это быстрый процесс, который обычно используется в автомобильной промышленности. Этот процесс можно разделить на два типа: контактная точечная сварка и контактная сварка швом.

При точечной сварке используется тепло, передаваемое между двумя электродами, которое прикладывается к небольшой площади, когда детали зажимаются вместе.

Шовная сварка аналогична точечной сварке, за исключением того, что электроды заменяются вращающимися колесами, что обеспечивает непрерывный сварной шов без утечек.

TWI предлагает один из самых полных наборов услуг.

Определение сварного шва по Merriam-Webster

переходный глагол

1а : для соединения (металлических частей) путем нагрева и обеспечения возможности стекания металлов вместе или путем удара или сжатия с предварительным нагревом или без него.

б : для соединения (пластмассы) аналогичным образом путем нагревания

c : отремонтировать (что-то) этим методом

d : производить или создавать как бы с помощью такого процесса

2 : для тесного или интимного объединения или воссоединения архитектура, соединяющая прошлое и настоящее

Советы по устранению типичных дефектов сварки MIG

Дефекты сварного шва часто возникают из-за неправильной техники или параметров, например из-за недостаточного покрытия защитным газом или неправильной скорости движения.

Экономия времени и денег

Как и большинство других вещей, сварка время от времени подвержена человеческим ошибкам. Дефекты сварного шва часто вызваны неправильной техникой, параметрами или настройками оборудования. Когда появляется дефект сварного шва, сварщикам важно знать, как исправить ситуацию как можно быстрее.

Пористость при сварке

Пористость, один из наиболее распространенных дефектов сварки MIG, возникает в результате попадания газа в металл сварного шва. Недостаточное покрытие защитным газом является одной из самых серьезных причин, и эту проблему можно решить несколькими способами.Сначала проверьте регулятор или расходомер на достаточный расход газа, увеличивая его по мере необходимости. Проверьте газовые шланги и сварочный пистолет на предмет возможных утечек и заблокируйте зону сварки, если есть сквозняки.

Для обеспечения надлежащего покрытия защитным газом также важно использовать достаточно большое сопло, чтобы полностью защитить сварочную ванну газом, поддерживать сопло в чистоте и без брызг и следовать рекомендациям производителя по правильной выемке контактного наконечника.

Другие причины пористости включают:

• Грязный основной материал.
• Слишком большой угол наклона пистолета.
• Удлинение проволоки слишком далеко от сопла. Хорошее практическое правило — протягивать проволоку не более чем на 1/2 дюйма за сопло.
• Влажные или загрязненные баллоны с защитным газом. Немедленно замените поврежденные цилиндры.