Угловые швы в процессе сварки требуют особенно тщательную сборку соединяемых деталей. Это нужно для обеспечения максимально возможного зазора между ними. Чем это расстояние меньше, тем большая вероятность попадания в него металла в жидком состоянии.

V-образные сварные соединения выполняются без скоса кромок, если металл толщиной менее 14 мм. Кроме того, от свариваемой толщины металла зависит выбор вариантов ручной дуговой сварки.

Рекомендуемые варианты скошенных сборок могут быть следующими:

• габариты металла — 6-8, катет — 6 мм, проводящая часть — 6 мм, 300-350А;

• габариты металла — 10-14, катет — 8 мм, проводящая часть — 8 мм, 480-560А.

Как показывает практика, сваривание вертикальным катодом не всегда возможно в нижнем положении. При отсутствии такой возможности V-образные стыки варят наклонной составляющей частью. Этот способ работы отличается отрицательными характеристиками. К примеру, наклонным проводником практически невозможно получить качественный провар наплавляемых стыков.

Это возможно из-за того, что разгоряченная жидкость постоянно стекает с поверхности, установленной вертикально. Процесс получения неразъемного соединения наклонным электродом затруднителен в односторонних швах трубопроводов. Непроваренная кромка может стать следствием образования трещин. Исключаются подобные дефекты двухсторонней разделкой кромок.

Технология процесса работ

Сваривают стыки, помещенные под углом следующими режимами:

Односторонним угловым швом со скосом кромок под углом 45:

• элементы с металлическими свойствами — 4 мм; число — 1; размер проводника — 3-4; 120-160А;

• элементы с металлическими свойствами — 6 мм; число — 1; диаметр — 4-5; 160-220А;

• элементы с металлическими свойствами — 8 мм; число — 2; размер проводника — 4-5; 160-220А;

• элементы с металлическими свойствами — 12 мм; число — 4; размер проводника — 4-6; 160-300А;

• элементы с металлическими свойствами — 20 мм; число — 8; размер проводника — 3-4; 160-300А;

Односторонний V-образный стык с двумя кромками под углом 45 — на выбор сварщика

• лист толщиной — 10; количество проходов — 4; электрод — 4-6; 160-320А;

• лист толщиной — 20; количество проходов — 6; электрод — 4-6; 160-360А;

• лист толщиной — 40; количество проходов — 16; электрод — 4-6; 160-360А;

• лист толщиной — 60; количество проходов — 30; электрод — 5-6; 220-360А.

При сварке V-образных стыков важно следить за положением, а также движением проводника. Следует учесть, что после окончания процесса на поверхности останутся брызги, окалины и капли из металла и шлака.

Варить V-образный стык нужно уметь, если требуется монтаж металлических конструкций различного типа. Также стыки под углом появляются при изготовлении многих мелких деталей. Работа требует предварительных знаний и навыков тренировки.

Сварка углового шва — как сделать правильный сварочный шов ВИДЕО

Техника выполнения сварочных швов (их еще называют валиковые) предполагает выбор режима и приема манипуляции электродом. Как правильно сделать сварочный шов, видео на нашем сайте все подробно и доступно покажет.

Существуют два вида сварки угловых швов: тавровые (при Т-образных соединениях) и нахлесточные, оба вида очень распространены в сварочном деле. Рассмотрим каждый по отдельности.

Техника сварки Т-образных соединений

Чтобы получился правильный сварочный шов, нужно одну плоскость поставить горизонтально, а другую — вертикально. Сварка углового шва должна производиться строго под прямым углом. Если вертикальное свариваемое изделие не толще 12 мм, то дополнительной обработки оно не требует. Единственно, нужно смотреть, чтобы нижняя кромка вертикального изделия была обрезана максимально ровно, и зазор стыка не имел больше 2 мм.

В сварочной конструкции тавровых соединениях все детали имеют важное значение, точнее их толщина. Так, например, если вертикальное изделие имеет толщину от 12 до 25 мм, то нужно сделать подготовку в V-образной форме. Если вертикальный лист от 25 до 40 мм толщиной, то скосы кромок нужно обрезать U- образной формы только с одной стороны. А если толщина — больше 40 мм, то делается обрез по обе стороны V- образной формы.

Опасно, когда шов имеет не проваренную одну из сторон или не проваренный угол. Поэтому в процессе сварки углового шва электрод нужно расположить так, чтобы он оказался в плоскости, которая делит угол пополам. А концом электрода выполняются колебательные движения, чтобы расплавились кромки металла. Нужно обязательно заранее определить, чтобы длина сварочного шва была соразмерной углу между изделиями.

Как правильно наложить угловой шов

Сварка углового шва зависит, прежде всего, от правильного зажигания электрической дуги. Зажигание электрической дуги является очень важным и основным моментом в сварочной работе. Зажечь дугу нужно непосредственно перед тем, как начать процесс сварки, и повторно зажигать только при ее обрыве в процессе.

Дуга возбуждается на нижнем горизонтальном листе на расстоянии 3-4 мм от вершины угла, затем дугу нужно подвести к вершине угла и задержать ее там для того, чтобы лучше приплавились углы. Дальше дугу нужно поднять на высоту катета шва по вертикальному изделию и плавно передвигать назад. Затем немного быстрее дугу нужно опустить вниз на горизонтальное изделие и довести на нем толщину шва на размер катета.

Грубейшая ошибка — начинать сварку шва с вертикального свариваемого изделия, так как расплавленный металл с электрода наплывет на нижний нерасплавленный и перекроет вершину угла. В этом случае провар не получится, а обнаружить его можно, только поломав металл.

Когда идет процесс сварки толстопокрытыми электродами или с повышенным током, формируется большая площадь топленого металла, из-за чего наложение угловых швов невозможно, потому что расплавленный металл стекает на горизонтальное изделие, и шов просто получится неправильный.

Чтобы этого избежать, свариваемые изделия нужно расположить наклоном к горизонту под 45 градусным углом, а сварку произвести лодочкой. Посмотрите наглядно, как сделать сварочный шов — видео на нашем сайте, где показана вся техника, а также практически, как правильно делается зачистка швов после сварки.

Техника сварки нахлесточных соединений

Такой вид сварки применяется, в основном, в листовых конструкциях. Концы листов, которые будут свариваться, накладываются друг на друга на определенную величину, равную примерно 3-5 толщин листов. Проваривать их нужно по периметру или по кромке углового шва, который образовался накрытием листов. Положительным моментом в этом виде сварки является то, что нет необходимости обрабатывать кромки. Отрицательный момент заключается в том, что затрачивается лишний материал, и конструкция становится тяжелее. Тем не менее, нахлесточное соединение применяется часто.

Угловой шов. Ошибки начинающего сварщика и их исправление

Многие сварщики-любители выполняют угловой шов с грубыми ошибками. Особенно это относится к начинающим сварщикам, которые только осваивают этот навык. Какое-то время назад на основе фотографии, присланной одним из моих читателей, я написал статью, где разбирал ошибки выполнения сварочного шва в нижнем положении. Если вы её не читали, прочитайте.

А сейчас на основе фотографии того же читателя я разберу его угловой сварочный шов. Вообще, к такому результату приводит сочетание многих ошибок, но всё же я постараюсь свой рассказ структурировать.

Итак, поехали.

Отсутствие металла на вершине угла

Самый основной и бросающийся в глаза дефект – это отсутствие металла шва на вершине угла, т.е., в месте соединения деталей. На фото 1 я обвёл это красными овалами.

Фото 1. Отсутствие металла шва на вершине угла.

Это происходит в результате неправильных движений электродом. В частности, быстрое перемещение электрода в месте соединения деталей (на вершине угла) и длительное задержание на боковых сторонах шва.

Также такому дефекту также может способствовать неправильно выбранный диаметр электрода. Дело в том, что слишком толстый электрод своими краями может касаться деталей, поэтому дуга, которая всегда идёт по кратчайшему пути, не будет «доставать» до вершины угла. Более подробно про непровар углового сварного шва читайте тут: http://www.elektrosvarka-blog.ru/uglovoj-shov-neprovar-1/

Вообще, в данной ситуации можно было бы и закончить перечисление ошибок, т.к. на фоне такого грубого дефекта всё остальное не имеет особого значения. Но давайте представим, что в месте соединения деталей (на вершине угла) металл всё же есть.

Тогда на фото 2 имеет смысл обратить внимание на то, что на вертикальной стенке (жёлтая стрелка) металла значительно меньше, чем на горизонтальной поверхности (синяя стрелка). А в правой части шва на вертикальной поверхности металла нет вообще (жёлтый овал), при этом на горизонтальной поверхности его достаточно много (синий овал).

Угловой шов с разным количеством наплавленного металла

Фото 2. Разное количество наплавленного металла на вертикальной и горизонтальной стенках.

Такое явление происходит тогда, когда электрод находится под неправильным углом к деталям, а сварщик не отслеживает, какое количество металла с электрода поступает на каждую сторону сварочного шва.

Кроме этого, я вижу ещё несколько помарок, но в данной ситуации они совсем не важны.

На самом деле, тема выполнения угловых швов гораздо шире, чем кажется на первый взгляд. Дело в том, что угловой шов может быть по-разному размещён в пространстве и у сварки в каждом положения есть свои особенности. Кроме того, проварка угла внутри и снаружи тоже имеет свои особенности (правильно взаимное положение деталей, зазоры и др.). И, к сожалению, в статьях это не передать – нужно смотреть видео.

Ещё по теме:

Причины непровара угловых швов. Часть 1

Ошибки при выполнении сварочных швов

Тонкий металл, вертикальный шов

Видеокурсы:

Как варить электросваркой

Как установить сварочный ток правильно

Как выбрать маску «хамелеон»

Как настроить маску «хамелеон» правильно

Как выбрать сварочный инвертор

Угловой шов не срастается — Технологии сварки

Если можно и я скажу своё ИМХО, может в чём-то повторю других авторов:

В описанном автором топика случае обычно говорят шлак опережает металл. Ток мал, ведёте быстро/неравномерно/не с тем наклоном электрода.

На мой взгляд самое главное для новичка научиться следить за процессом переноса металла в шов, а не только шлак видеть:

-чтобы удавалось следить за процессом необходима сварочная маска со стеклом такой «прозрачности», чтоб чрез неё расплавленный шлак был ЯРКОКРАСНЫЙ/ЖЁЛТЫЙ, а наплавленный металл (и около него) ТЁМНЫЙ/ТЕМНОКРАСНЫЙ, тогда вы будете видеть перенос металла и корректировать процесс. Т.е шлак светлее, а металл темнее, но виден.

В большинстве маскок стоят слишком тёмные стёкла для малых токов сварки, для новичка это сварка вслепую.

Профи может быть пофигу, они и отвернувшись сварят «наощупь» и по звуку дуги. Многие так прихватывают угол, когда руки заняты.

И ещё:

— если положение углового шва таково, что место сварки заливает шлаком, то надо или изменить положение, чтоб шлак стекал не в направлении сварки, и/или сильно увеличить ток, чтобы большая часть шлака выгорала/выдувалась дугой, соответственно в вашем случае и электрод потолще, в особо тяжких случаях можно выкидавать жидкий шлак из ванны в сторону концом электрода (осторожно, брызгается),

-начинать сварку на одной, обычно нижней детали, держа электрод почти перпендикуларно ей, дальше переходить в угол, держа электрод по бессектрисе угла, потом на другую держа почти перпендикулярно ей. Дальше тоже самое но с ещё наклоном держака вдоль шва в сторону несваренного (всё равно электрод перпендикулярно ванне получается).

-вести вдоль и поперёк шва змейкой с перехлёстом наплавленного и достаточно медленно, следя за переносом металла в сварную ванну.

-при одном и том-же токе одни электроды дают мало шлака, другие много, одни горят ровно, давая перенос металла по оси электрода, другие козыряют, т.е. дуга гуляет в сторону от оси электрода, давая перенос не там, где нужно.

Ну Вы поняли, что первыми варить внутренний угол гораздо удобней.

Для примера, профи, не ругайтесь (очень грубо, условно, относительно, ЕСТЬ И ДРУГИЕ МАРКИ электродов):

первое — МР-3Т(в большинстве случаев горят ровно, шлака мало),

второе — МР-3У(сильней козыряют), ОЗС-12(козыряют и заливают всё напрочь).

Вобщем предпочтительней «светлая» маска, большой ток, короткая дуга с применением электродов «первого типа» — и место наплавления не гуляет.

Ещё раз повторюсь, что «первый тип» — это не обязательно приведённая марка, а то, что даёт отсутствие «козыряния» и не заливает шлаком в конкретных условиях.

Сварка угловых швов. Особенности соединений и техника их выполнения.

В настоящее время в строительстве и при монтаже различных деталей, очень часто используется сварка угловых швов. Металлические изделия, соединяющиеся посредством такого соединения, отличаются высокой прочностью и надежностью. Однако, угловые швы при сварке требуют от человека, выполняющего работу определенных знаний и умений. Поскольку процесс сварки – трудоемкий и затратный по времени, т.к. в нем много нюансов. Рассмотрим, что же представляет собой сварка углового шва, в чем ее специфика и как ее осуществить в домашних условиях.

Содержание статьи

Виды угловых швов

Сварка углового шва представляет собой соединение двух металлических изделий или профильных труб, под углом менее 180°. Однако, зачастую в конструкциях из метала создаются штыки, где стороны находятся пол углом в 90°. Такое расстояние нужно выдерживать для того, чтобы в процессе сварки, обе стороны подвергались одинаковой нагрузке и сама конструкция была более прочной.

Угловые швы при сварке дифференцируются на несколько типов. Выделяются:

• нахлесточное соединение,
• шов с примыканием краев в точке соединения,
• шов с прикладыванием одного конца к ровной плоскости, также подобный тип соединения называется тавровым,
• соединение с разделкой кромок и без нее.

Угловой сварочный шов классифицируется в зависимости от того, как производится его укладка. Исход из этого критерия выделяются: сплошные и прерывистые соединения. Также выделяются разновидности швов по длине: короткие (до 250 мм), средние ( они образуются от точки сопряжении поверхностей обоих металлических изделий до краев свариваемой детали, величина такого соединения варьируется в промежутке от 250 до 1000 мм). Длинные угловые швы создаются протяженностью в 1000 мм и более.

Сложности в процессе образования углового соединения

Для того, чтобы шов при сварке получился максимально прочным и качественным, нужно быть готовым к тому, что в процессе выполнения работы можно столкнуться с рядом дефектов. Рассмотрим основные из них:

• Подрезы. В процессе создания углового соединения, под воздействием электрической дуги, на поверхности металлических изделий образуются углубления. Если речь идет о сварочной работе, осуществляемой в нижнем положении, то задерживая электрод можно наплавлять присадочный материал на поврежденный участок. Но угловое соединение выполняется намного сложнее и придется потрудиться, чтобы «загнать» частицы раскаленного металла на боковую стенку. В связи с этим, обычно сварной угловой шов имеет выемки только с одного бока.
• Образование непроваренных отрезков шва. Из-за недостаточного опыта, многие сварщики, выполняющие технику углового шва, для того чтобы заполнить место соединения, начинают слишком сильно двигать концом электрода по сторонам. Подобные манипуляции приводят к тому, что металл оседает по бокам и корень шва не проваривается.
• Выбран неверный катет углового шва. Чтобы сварка углового шва получилась качественной, важно научиться выбирать правильные параметры напряжения и вести электрод с нужной скоростью, не превышая ее. Если ток будет недостаточным, а электроды будут проходить с маленькой скоростью, то катет будет слишком выпуклым, а значит основной металл плохо проплавится. Чрезмерная сила тока и высокая скорость ведения электрода приведут к образованию вогнутой формы катета.
• Неправильный угол. Сварочные соединения обычно имеют определенную форму относительно градуса угла. Нюанс состоит в том, чтобы выдержать точные размеры. Если приставная пластина будет проходить, наклонившись к одному боку, то она попросту испортит качество конструкции.
• Еще одним негативный момент может возникнуть в случае неравномерного распределения наплавляемого металла по сторонам соединения. В связи с тем, что под воздействием высоких температур и силой тяжести от электрода и кромок, расплавленное железо направляется вниз, то основная часть шва оказывается на нижней пластине. Верхняя кромка может только слегка проплавиться и в итоге такой шов может сразу деформироваться, а то и вовсе распасться при нагрузке.

Помимо вышеописанных дефектов выделяются еще и некоторые недочеты, которые могут возникнуть в процессе выполнения работы: лунки, пустоты, кратеры, трещины, свищи, образование твердых посторонних включений.

Подготовка сторон шва

Обратите внимание! Прежде чем начать выполнять сварной шов, надо произвести подготовку сторон и стыков.

Осуществляя подготовку поверхностей для тавровых соединений, следует учитывать, что одна из сторон конструкции, подвергающейся сварке, образует горизонтальную плоскость, а другая – вертикальную. Таким образом, между обеими плоскостями образуется прямой угол.

При Т-образном (тавровом) соединении, подготавливать кромку вертикальной плоскости нужно исходя из толщины листов, которые выбраны для сварки. Если толщина металлического листа не превышает показатель в 12 мм, то ему подготовка и вовсе не нужна. Если же толщина варьируется в промежутке от 12 до 25 мм, то на ее кромке надо сделать V-образную подготовительную обрезку. Если же толщина заготовки, предусмотренной для вертикальной поверхности составляет 25-40 мм, то в данном случае нужно создать U-образные скосы кромок в одну сторону. При толщине листа более 40 мм, выполняются скосы кромок с обеих сторон в виде буквы V.

В отличие от таврового, никакой подготовки кромок не требуют нахлесточные угловые соединения. Швы нужно наложить на обе стороны в углах, образующихся после того, как металлические листы будут совмещены, посредством накладки один на одного.

В случае создания классического углового соединения (две соединенные детали из металла образую угол), надо обрезать торец лишь одного из элементов.

Угловые швы при сварке. Отличительные особенности.

Процесс угловой сварки характеризуется рядом отличительных особенностей. Рассмотрим наиболее приемлемые способы, при помощи которых осуществляется сварка угловых соединений.

Если плоскость шва расположена внизу, то сваривать детали лучше по способу «лодочки». Такой метод позволит получить максимально качественный шов и он хорошо подходит для новичков в выполнении сварочных работ. Изделие ставится в V-образную форму, напоминающую лодку, отсюда и название метода.

При сварке «лодочкой», риск образования таких дефектов как: подрез кромок или непровар, практически сведен к нулю.

Однако, такие подходящие условия для создания углового шва, не всегда присутствуют. Зачастую, в месте соединения металлических изделий посредством «лодочки», тавровые сварные швы образуются таким образом, что одна из поверхностей находится строго в вертикальном положении, другая – в горизонтальном.

В подобной ситуации непросто получить качественное соединение, т.к. в верхней части угла и в горизонтальной плоскости шва деталь может не провариться. На плоскости, расположенной вертикально, могут появиться подрезы. Причиной их возникновения может стать стекающий вниз расплавленный металл.

Для того, чтобы избежать появления вышеуказанных дефектов, важно вести электрод по линии сварки легкими колебательными движениями.

Совет! Проводку электрода осуществляйте одинарным швом с катетом 8 мм.

Чтобы исключить риск непровара, возбуждение сварочной дуги должно начинаться на дистанции 3-4 мм от кромки катета на нижней горизонтальной плоскости. После, дугу надо направить на верхнюю точку шва и задержать ее там. Таким образом, вы получите хорошо проваренную деталь.

Для получения качественного и прочного углового сварного шва, нужно четко придерживаться последовательности действий. Для создания углового соединения подойдет любой сварочный аппарат. Не забывайте о мерах предосторожности и выполняйте сварочные работы в защитном костюме и маске.

Как варить вертикальный угловой шов на профильной трубе, чтобы получилось красиво и прочно | Ручная дуговая сварка

На фото вверху вертикальный угловой шов на профильной трубе. Шов плотный и симпатичный. Я его сварил ручной дуговой сваркой, электродом 3 мм. Сам профиль размером 60 на 30 мм, его толщина 2 мм. Дальше расскажу, какие движения электродом нужно делать, чтобы получалось так или лучше!

Начнем с теории.

Я взял кусок уголка, это будет макет углового соединения на профильной трубе. Уголок лежит в горизонте, но это для удобства, представим что это вертикаль. Сваривать будем снизу вверх с отрывом.

Взял кусок кругляка, это будет электродом! Овалы внутри уголка-сварочная ванна. Линии через овалы-середина сварочной ванны.

Зажигаем электрод и делаем несколько круговых движений. Так мы разогреваем металл и образуем сварочную ванну. Затем отрываем электрод, в этот момент контур сварочной ванны хорошо виден. Взглядом мы намечаем примерную середину этой сварочной ванны.

Повторный поджиг делаем нижней кромкой электрода в середине сварочной ванны. Поджиг делаем ближе к правому краю сварочной ванны. А вот теперь самое главное.

Вверху 3 фото с нужными движениями электродом. Зажигаем электрод в середине ближе к правому краю ванны. Это место я нарисовал точкой. Теперь начинаем делать круговое движение торцом электрода. Прошли полный круг от точки до точки, и в этот момент нужно резко ускорить скорость движения. Мы как-бы подкручиваем и совмещаем это с отрывом электрода. Стрелкой я показал траекторию движения и момент отрыва электрода.

Зачем мы делаем это ускорение? Пример: вот два круга от болгарки, нижний это сварочная ванна, а верхний будет шлаком. Шлак и так в вертикальном положении будет стекать вниз на определённое расстояние. А вот таким движением мы отодвинем шлак ещё дальше. И поэтому пластинки сварки будут ложиться более плотно и красиво.

Это профильная труба. Я прихватил две трубы между собой, затем угловое соединение мы поставим вертикально и начнём сварку.

Варим, ну или свариваем-иногда бывают гневные комментарии, что нужно писать именно свариваем!

Электроды с рутил-целлюлозным покрытием, марка ОК-46. Ток примерно 80 ампер. Полярность прямая, минус на электрод, знаю что в книжках рекомендуют наоборот. Но большая практика и советы опытных сварщиков, которым я доверяю, говорят об обратном.

Швы получились плотными и красивыми. Попробуйте эту технику сварки, результат вас порадует.

Поделись статьёй с друзьями-нажми на значок чуть ниже справа, статью увидят твои товарищи в одноклассниках или в контакте.

Угловые сварные соединения — Обзор практики

Угловые сварные соединения, такие как Т-образные, внахлест и угловые соединения, являются наиболее распространенными соединениями в сварном производстве. В общей сложности на них, вероятно, приходится около 80% всех соединений, выполненных дуговой сваркой.

Вероятно, что в большом проценте других методов соединения также используется некоторая форма углового сварного соединения, включая процессы без плавления, такие как пайка, сварка твердым припоем и пайка. Последние методы выходят за рамки данной статьи.

Хотя угловой сварной шов является очень распространенным явлением, существует ряд аспектов, которые необходимо учитывать перед выполнением такого шва. В этой статье будет рассмотрен ряд тем, относящихся к угловым сварным соединениям, и есть надежда, что даже самый опытный изготовитель или сварщик в какой-то мере выиграет от этой статьи.

Распространенные конструкции угловых швов показаны ниже на рис.1 .

Рис. 1. Типовые конструкции угловых швов

Элементы углового шва

BS EN ISO 2553 использует следующие обозначения как рис. 2 и 3 показывают.

a = толщина горловины
z = длина ножки
s = толщина горловины глубокого проникновения

Рис. 2. Филе под углом

Рис. 3. Филе глубокого проникновения

Профили угловых сварных швов

Угловые швы большего размера или угловые швы увеличенного размера

Рис 4.Размеры сварного шва в зависимости от требуемой длины плеча или толщины шва

Одна из самых больших проблем, связанных с угловыми сварными соединениями, — это получение правильного размера сварного шва в зависимости от требуемой длины полки или толщины шва ( Рис. 4 ).

Разработчик может рассчитать размер и учесть «коэффициент безопасности», чтобы сварной шов, указанный на производственном чертеже, был больше, чем требуется по конструктивным соображениям.

Размер сварного шва указывается с помощью соответствующего символа сварного шва.

В Великобритании размер сварного шва часто указывается путем ссылки на длину плеча «z» в стандарте EN ISO 2553, где число означает размер сварного шва в миллиметрах, как показано на рис. 5 .

Рис. 5. Спецификация размеров сварного шва (Великобритания)

В Европе обычно определяют расчетную толщину горловины, равную «a» ( Рис. 6 ).

Рис. 6. Спецификация размеров сварного шва (Европа)

После выдачи чертежа в цех обычно обнаруживается, что сварщик или инспектор также применяет дополнительный коэффициент безопасности.Также часто можно услышать «добавь еще немного, и он станет сильнее».

В результате получился сварной шов увеличенного размера с длиной опоры, возможно, 8 мм, а не 6 мм, указанным проектировщиком. Эти дополнительные 2 мм представляют собой увеличение объема сварного шва более чем на 80%.

Это в сочетании с уже превышенным размером сварного шва из «запаса прочности» проектировщика может привести к получению сварного шва, который в два раза превышает объем углового шва правильного размера.

Поддерживая размер сварного шва, указанный в чертежном бюро, можно достичь более высоких скоростей сварки, тем самым увеличивая производительность, снижая общий вес продукта, расход расходных материалов и стоимость расходных материалов.

Другое преимущество заключается в том, что в случае большинства процессов дуговой сварки небольшое увеличение скорости перемещения в большинстве случаев приводит к увеличению глубины проплавления корня, так что фактическая толщина горловины увеличивается:

Таким образом, сварной шов увеличенного размера очень дорого производить, он может не иметь «лучшей прочности», требует расточительного использования сварочных материалов и может вызвать другие производственные проблемы, включая чрезмерную деформацию.

Соединения внахлест, сваренные угловыми швами.

Как обсуждалось ранее, сварные швы с увеличенным размером являются обычным явлением, и соединение внахлест не исключение.Дизайнер может указать длину опоры, равную толщине материала, как показано на Рис.7 .

Рис. 7. Соединение внахлест — длина ветви

Соображения прочности могут означать, что размер углового сварного шва не обязательно должен приближаться к толщине листа. На практике сварной шов может быть дефект и по другим причинам, например:

Рис. 8. Пример, показывающий угловой сварной шов меньшего размера, который в некоторых спецификациях часто называется «без сварки»

Из-за оплавления угла верхней пластины ( рис.8 ), длина вертикального участка уменьшена, что означает, что проектное горло также было уменьшено; поэтому был получен шов меньшего размера. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы угол верхней пластины не расплавился. В идеале сварной шов должен быть на расстоянии 0,5-1 мм от верхнего угла ( Рис. 9 ).

Рис. 9. В идеале сварной шов должен быть на расстоянии 0,5-1 мм от верхнего угла

Поэтому разработчик может указать немного меньшую длину ноги по сравнению с толщиной компонента.

Чтобы компенсировать это уменьшение толщины шва, может потребоваться задать угловой шов с глубоким проплавлением. Это количество дополнительного проплавления должно быть подтверждено соответствующими испытаниями сварных швов. Во время производственной сварки также могут потребоваться дополнительные меры контроля, чтобы гарантировать постоянное достижение этого дополнительного проплавления.

В дополнение к уменьшению толщины горловины существует вероятность возникновения дополнительных проблем, таких как перекрытие на носке сварного шва из-за большего размера сварочной ванны ( рис.10 ) или чрезмерно выпуклая поверхность шва и, как следствие, острые надрезы на носке шва ( Рис. 11 ).

Рис. 10. Перекрытие на носке сварного шва из-за большего размера сварочной ванны

Рис. 11. Чрезмерно выпуклая поверхность шва и, как следствие, острые зазубрины на носке шва

Обе потенциальные проблемы, показанные на рис. 10 и 11 , могут отрицательно повлиять на усталостную долговечность сварного соединения из-за увеличенного угла носка, который действует как большая концентрация напряжений.Корневой провар также обычно снижается в однопроходных сварных швах такой формы.

Плохая подгонка также может уменьшить толщину горловины, как показано на Рис. 12 . Угол вертикального компонента на эскизе преувеличенно скошен, чтобы проиллюстрировать эту точку.

Рис. 12. Толщина горловины может быть уменьшена из-за плохой подгонки

Сводка

Угловые сварные соединения — это не только наиболее часто используемые сварные соединения, но и одни из самых сложных для сварки с любой реальной степенью прочности.Угловые сварные швы требуют большего количества тепла, чем стыковое соединение такой же толщины, и у менее опытных сварщиков это может привести к отсутствию проплавления и / или дефектов плавления, которые не могут быть обнаружены визуальным осмотром и другими методами неразрушающего контроля.

Угловые сварные швы не всегда открыты для объемного неразрушающего контроля, который может рассматриваться как необоснованный из-за трудностей проверки, таких как доступ к месту нахождения пленки в RT, и требующих много времени методов контроля с UT, результаты которых часто бывают трудно интерпретировать.

Методы контроля, такие как визуальный контроль, магнитное испытание и проникающее испытание, относятся только к методам осмотра поверхности. При визуальном контроле большая часть усилий тратится на измерение размера сварного шва, а не на определение других аспектов качества.

Следовательно, угловые сварные соединения намного сложнее сваривать и контролировать объемно. Часто получаемые сварные швы больше, чем они должны быть, или они могут иметь плохую форму, что может отрицательно сказаться на их эксплуатационных характеристиках.

Чтобы преодолеть эти трудности, проектировщикам необходимо точно указать наиболее подходящий размер горловины (или длину опоры, или даже оба требования), а сварочный персонал должен стремиться к достижению указанного проектного размера с осторожностью. Сами сварщики также должны быть надлежащим образом обучены и иметь достаточную квалификацию, чтобы иметь возможность поддерживать приемлемое качество сварки, размер сварного шва и наиболее подходящий уровень мастерства.

Эта статья была написана Марком Козенсом Ценг Фвелди из Weld-Class Solutions Ltd .

Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами.

2 Наиболее распространенные непрерывные сварные швы: угловой шов и стыковой шов

Сварка — это своего рода волшебство. Опустите козырек, зажгите дугу, и через несколько секунд то, что было грудой металлических деталей, появилось из ослепляющего белого каления как что-то полезное. Да, как производители металла, мы режем, гибаем, пилим, шлифуем, пробиваем, вырезаем и полируем, но сварка — это то место, где происходит волшебство. Именно так мы изготавливаем световые короба для прицепов, удлинители рам для грузовых автомобилей и люльки для генераторов для жилых автофургонов.

Выполнение качественных сварных швов требует практики и опыта. И это несмотря на то, что существует только два основных типа непрерывного шва: угловой шов и стыковой шов. Соединение внахлестку может считаться третьим, но мы утверждаем, что если это дуговая сварка, то это форма углового соединения. Сварка сопротивлением действительно создает соединение внахлест, иногда называемое сварным швом, но это используется только с листовым металлом. Некоторые производители говорят, что существует больше типов, но мы думаем, что это все формы углового или стыкового шва.

Один самолет или два?

Если две поверхности свариваются в одной плоскости, это стыковой шов. Они просто сталкиваются друг с другом, прежде чем присоединиться.

Если две поверхности перпендикулярны (то есть между ними есть угол 90 °), сварной шов, соединяющий их вместе, является угловым. Угловой шов образует угол 45 ° между двумя деталями, тогда как стыковой сварной шов выглядит как шов или валик.

Прерывистые или непрерывные сварные швы?

Непрерывные сварные швы, угловые или стыковые, охватывают всю длину соединения.Прерывистый сварной шов — это такой шов, при котором части кажутся скрепленными вместе. Может быть один дюйм сварного шва — углового или стыкового — затем дюйм или более несваренной длины перед следующим сварным швом. У этих двух методов есть свои плюсы и минусы. Упомянутая выше сварка контактным швом может быть как непрерывной, так и прерывистой. Более подробная информация представлена ​​в разделе «Как определить, что лучше выбрать между сваркой стежком и сваркой швов для вашего изделия из металла».

Определение сварных швов на чертежах

Проектировщики деталей должны сообщить сварщику, какие типы сварных швов им нужны и где они должны быть выполнены.Они делают это с помощью обозначений сварных швов на отпечатке в соответствии со стандартом AWS A2.4 Американского общества сварки. Это касается таких точек, как место выполнения сварного шва, длина сварных сегментов, угол канавки и отверстие в корне.

Основы стыковой сварки

Для стыковой сварки две металлические детали сводятся почти до соприкосновения. Обычно зазор составляет около 1/8 дюйма (3 мм). Сварщик зажигает дугу и подает присадку, чтобы создать лужу расплавленного металла. Затем этот бассейн перемещается по стыку с непрерывным добавлением наполнителя.Зазор предназначен для обеспечения полного проникновения расплавленного металла через соединяемые детали. Если зазор слишком мал, проникновения может быть недостаточно. Сделайте его слишком большим, и вы получите большой или тяжелый шов на обратной стороне деталей.

Толщина металла влияет на проплавление. Если размер деталей превышает 3/16 дюйма (4,8 мм), фаска обычно шлифуется на одном или обоих верхних краях. Это делает зазор шире и позволяет металлу стекать на всю толщину. И наоборот, если детали очень тонкие, может вообще не потребоваться зазор.

Интересный частный случай — это когда вы выполняете дуговой сварку деталей разной толщины, но в одной плоскости. Они накладываются друг на друга, образуя соединение внахлест. Затем с каждой стороны стыка между двумя деталями получается угол 90 °, что делает сварной шов угловым.

Основы угловых сварных швов

Некоторые сварщики говорят, что они делают больше угловых швов, чем стыковых. Вероятно, это связано с тем, что угловые швы не требуют подготовки кромок, например снятия фасок, поэтому это более быстрый метод.

При угловой сварке идея состоит в создании сварного шва треугольного сечения между двумя деталями. После завершения поверхность сварного шва должна располагаться под углом 45 ° к обоим основным материалам с размером галтеля, соответствующим их толщине. В частности, ширина сварного шва — расстояние от внутреннего угла до поверхности сварного шва — должна быть такой же, как толщина основного металла. Угловой шов меньшего размера, вероятно, не обладает прочностью, в то время как более крупный шов приводит к потере времени и присадочного материала, а также может привести к слишком большому нагреву металла.

Когда свариваемые детали толстые, скажем, 3/16 дюйма (4,8 мм) или более, сварщик обычно выполняет несколько проходов, а не пытается наплавить много металла за один раз. Часто это делается для контроля искажений.

Минимизация деформации стыковых и филейных швов

Деформация является проблемой при непрерывных сварных швах обоих типов. Это результат усадки при охлаждении присадочного металла. Предварительный нагрев помогает, но при длинном сварном шве трудно обеспечить одинаковую температуру по всей длине.

Метод уменьшения искажений, рекомендуемый некоторыми специалистами по сварке, — это «сбалансированная сварка». Это влечет за собой выполнение последовательных проходов на противоположных сторонах соединения, что предполагает наличие доступа к обеим сторонам.

Некоторые сварщики утверждают, что лучше сделать несколько проходов, нанося на каждый небольшое количество присадки, чем делать один проход с большим напылением. По данным Института сварки «Искажение — предотвращение за счет конструкции», «… большой единичный сварной шов дает меньшую угловую деформацию…».Однако они также отмечают, что «… небольшое количество больших сварных швов приводит к большей продольной и поперечной усадке…». Кажется, вы меняете один тип искажения на другой.

В Институте сварки есть еще одна техника уменьшения искажений, которая может заставить вас задуматься. Говорят подумать об отказе от сварки. Вместо этого они используют экструдированный профиль и уголки.

Искусство и наука вместе

Сварку умеют многие люди, но для неизменно высокого качества сварных швов требуются практика и опыт.Понимание разницы между угловыми и стыковыми сварными швами и определение того, когда их использовать, — это только начало. Это еще не все, но мы можем заверить вас, что в этом нет никакой магии.

Рекомендации по угловой сварке — Сильфон Oakridge

Лучшие практики во всем

Угловые сварные швы могут иметь уменьшающуюся отдачу прочности по мере увеличения размера; кроме того, угловой шов может быть нарушен, если его остановить в неправильном месте.Мы рассмотрим оба этих условия.

В этот момент вы думаете: «Сварка? Привет! Где мой практический совет по компенсаторам !? » Послушайте, у меня есть жизнь вне компенсаторов. Как и на днях, я был на этом обеде, и очередь была безнадежно перегружена из-за неэффективного планирования, поэтому я бросился к делу, добавив дополнительные сервировочные ложки, а затем открыл очередь по обе стороны стола, а затем переместил десерты и напитки в корзину. отдельный стол, потому что по какой-то причине люди, кажется, не могут определиться, когда дело доходит до десертов, и даже не заставляют меня начинать с напитков — все это УТРАИВАЛО пропускную способность.Но я отвлекся.

Сказка о двух сварных швах

Вместо использования огромного углового сварного шва размером 1 дюйм, вырежьте фаску ½ дюйма на пластине с помощью углового шва ½ дюйма. Это уменьшает площадь поперечного сечения наплавленного металла на ПОЛОВИНУ. Оба сварных шва имеют одинаковую прочность, потому что путь трещины, который представляет собой наименьшую площадь поперечного сечения по длине сварного шва (используется при расчете напряжения сдвига), равен 0,707 дюйма.

И стоимость добавленной фаски намного дешевле, чем сварка, которую он заменяет.Это действительно важно, потому что в наши дни сварщиков найти сложнее, чем нейрохирургов.

Для меньших угловых швов добавление фаски становится менее рентабельным. Один проход углового сварного шва составляет около дюйма, поэтому я бы сказал, что если угловой сварной шов превышает ½ дюйма, скосы — это хороший способ.

Устранение концентраторов напряжений

Для косынки или проушины, которые испытывают изгибающую нагрузку в направлении сложного пути, наибольшие сварочные напряжения находятся на концах. Очень часто сварные швы выполняются только по бокам косынок.

Обертывание сварным швом концов косынки устраняет этот подъемник напряжения. Для обеспечения полного скругления края косынки должны быть скруглены.

Нижняя строка

Проверяйте конструкции угловых сварных швов, чтобы убедиться, что их размеры не выходят из-под контроля и не приводят к ненужному увеличению затрат. Кроме того, сварка в правильном месте может предотвратить появление трещин на дороге.

Правильное планирование дает вам то, что вы хотите, и не дает вам получить, ну… удачу.

Знания о сварке: проектирование угловых швов

Передовая практика проектирования — это не просто вопрос выбора подходящего размера сварного шва или толщины компонента, способного выдерживать рабочие нагрузки; существует множество аспектов проектирования сварных деталей, которые необходимо учитывать в дополнение к расчету допустимых напряжений.Свариваемость и механические свойства, такие как прочность на разрыв, ударная вязкость и сопротивление усталости, с которыми проектировщик должен быть знаком, были рассмотрены в ряде других статей Job Knowledge и не будут рассматриваться в этой серии статей по проектированию.

В дополнение к выбору материала и указанию размеров сварных швов проектировщик должен помнить, что решения, которые он принимает, напрямую повлияют на стоимость, безопасность и удобство эксплуатации конструкции или компонента.

Следовательно, проектировщику необходимо:

• выберите наиболее подходящий материал
• выбрать наиболее экономичную конструкцию сварного шва
• спроектировать деталь для сварки наиболее экономичным способом
• указывает наименьший сварной шов, приемлемый как для эксплуатации, так и для изготовления.
• использовать наименьшее количество сварных швов
• убедитесь, что имеется соответствующий доступ как для сварки, так и для осмотра
• гарантирует, что заданы и достижимы реалистичные допуски на размеры

Вышеупомянутые темы связаны с рядом специализированных технологий, поэтому конструктору важно обращаться за советом к специалистам других профессий, например, к металлургу и сварщику, а не полагаться исключительно на собственное мнение.Это должно быть сделано до того, как процесс проектирования выйдет за пределы точки невозврата; к сожалению, это часто не так!

Для начала давайте взглянем на некоторые определения. Во-первых, тип или конфигурация соединения, имеющая пять основных форм, как показано на Рис.1 . Обратите внимание, что с этими типами соединений не связаны сварные швы.

Рис.1. Типы шарниров

Эти различные типы соединений могут быть соединены только двумя типами сварных швов.Во-первых, стыковой шов, когда сварной шов находится в плоскости соединяемых компонентов, и, во-вторых, угловой шов, когда сварной шов полностью или большей частью находится вне плоскости компонентов ( Рис. 2 ). Вставные и краевые сварные швы — это несколько особые случаи, о которых мы поговорим позже.

Рис.2 Типы сварных швов

Стыковой сварной шов может быть объединен с угловым сварным швом для образования составного сварного шва, как показано на Рис.3 :

Рис.3. Составные швы

Угловые швы, вероятно, являются наиболее распространенным типом сварных швов, особенно при работе со стальными конструкциями, поэтому в этом первом разделе будут рассмотрены некоторые конструктивные особенности угловых швов. Их можно использовать для выполнения тройников, соединений внахлест и угловых соединений ( рис.4 ).

Рис. 4. Типы односторонних угловых швов

Угловой шов имеет приблизительно треугольную форму, размер определяется шириной сварного шва или длиной плеча, как показано на Рис. 5 .

Рис. 5. Термины, используемые для описания характеристик углового шва

Размеры угловых швов следует указывать предпочтительно с учетом толщины шва «a», хотя часто используется длина ветви «z», и ее легче измерить во время проверки сварного шва.Обычно считается, что длины ветвей имеют одинаковые размеры, при этом сварной шов образует в поперечном сечении равнобедренный треугольник.

Выпуклое скругление обычно нежелательно по двум основным причинам. a) соединение металла сварного шва с основным металлом на носке сварного шва может привести к значительному увеличению напряжений и отрицательно повлиять как на усталостную долговечность, так и на сопротивление хрупкому разрушению; б) наплавка излишка металла шва в крышке требует затрат времени и денег, не влияя на прочность соединения.Угловой сварной шов вогнутой формы может иметь преимущества с точки зрения усталостной прочности, и, если требуется, ДОЛЖНА быть указана минимальная толщина горловины.

Изготовление угловых швов обходится дешевле, чем стыковых, так как не требуется резка или обработка подготовительных швов. Несмотря на то, что они способны выдерживать значительные нагрузки, их не следует использовать там, где приложенные нагрузки вызывают растяжение корня сварного шва, особенно когда нагрузка является динамической — в частности, значительно снижается усталостная долговечность.Если такая нагрузка возможна, двусторонний тройник следует выполнять с использованием двух угловых швов ( рис. 6, ).

Рис.6. Предпочтительный тип углового сварного соединения при изгибающих нагрузках

Принято считать, что сварщику легче выполнить угловой шов, чем стыковой, поскольку сварной шов наплавляют на твердый металл. Однако это не обязательно тот случай, когда требуется полное проплавление в корне сварного шва. Известно, что высококвалифицированные сварщики не проходят квалификационные испытания углового сварного шва, если это является конструктивным требованием.Это важный момент, и он должен быть рассмотрен, во-первых, проектировщиком, который спрашивает, является ли это существенным требованием, и, во-вторых, изготовителем при определении цены контракта.

Это также поднимает вопрос о том, что угловой сварной шов чрезвычайно сложно исследовать объемным методом с использованием методов неразрушающего контроля для подтверждения его внутренней прочности. Это особенно относится к области корня, где невозможно измерить с какой-либо степенью точности отсутствие плавления, улавливание шлака и т. Д.Следовательно, на угловой сварной шов не следует полагаться так же на целостность соединения и, следовательно, на эксплуатационные характеристики, как на полностью проверенный стыковой сварной шов.

Угловые сварные швы являются наименее дорогостоящим типом сварного шва, поскольку соединяемые компоненты не требуют газовой резки или механической обработки для подготовки сварного шва, детали можно упирать друг в друга, а затем сварщик может нанести один проход металла сварного шва. прочная металлическая основа.

Хотя это звучит просто, необходимо учитывать некоторые аспекты выполнения углового шва (в дополнение к уже упомянутым.

Скорость охлаждения углового шва выше, чем у стыкового соединения такой же толщины. Есть три пути, по которым тепло будет теряться от сварного шва. Этот факт означает, что отсутствие дефектов плавления / холодного пуска более вероятно, особенно для металлов с высокой теплопроводностью, таких как алюминий, и риск холодного растрескивания увеличивается в углеродистых и низколегированных сталях. То, что может быть приемлемо с точки зрения подводимой теплоты и / или температуры предварительного нагрева для стыкового шва, может поэтому быть неприемлемым для конфигурации углового шва.Этот момент иногда упускается из виду, особенно при сварке временных приспособлений, например, креплений, где контроль качества может быть несколько слабым. Это привело к серьезным проблемам с растрескиванием у некоторых производителей.

В отличие от стыкового шва, где требуемая ширина сварного шва обычно равна толщине основного металла, размер углового шва определяется нагрузками, которые он должен выдерживать. Следовательно, он может быть любого размера, указанного проектировщиком, хотя существуют практические ограничения в отношении как минимальной, так и максимальной толщины горловины.

При обычных процессах дуговой сварки трудно наплавить угловой шов с горловиной менее 2 мм. Это в дополнение к упомянутой выше возможности отсутствия плавления / холодного растрескивания из-за высоких скоростей охлаждения, которым подвергаются небольшие угловые сварные швы. Максимальный размер углового шва обычно равен толщине более тонкого из двух соединяемых элементов, но очень большие угловые швы могут вызвать неприемлемую деформацию и / или чрезвычайно высокие остаточные напряжения.Кроме того, при размерах выше определенного может быть более экономичным выполнение Т-образного стыка, а не углового шва.

Хотя толщина горловины считается наиболее важным параметром для целей проектирования, факт остается фактом: механическое разрушение угловых швов часто происходит по линии плавления или через сам основной материал. Одна из причин этого в углеродистых или низколегированных сталях заключается в том, что металл сварного шва в большинстве случаев значительно прочнее основного металла.

Как упоминалось ранее, существует множество форм угловых сварных швов, которые делают точное измерение толщины шва немного сложнее, чем может показаться на первый взгляд.

Горловина — это кратчайшее расстояние от корня до поверхности сварного шва. Измерение этого размера в обычном угловом шве под углом или плоской торцевой поверхности относительно просто. По форме — равнобедренный треугольник, горло составляет 0,7 длины ноги. Выпуклые, вогнутые и сварные швы с глубоким проваром, однако, имеют толщину горловины, как показано на рисунке 7.

Рис.7 Размеры горловины угловых швов

Таким образом, очевидно, что измерение либо длины участка, либо фактической толщины горловины само по себе не является надежным для определения расчетной толщины горловины сварного шва, но необходимо учитывать форму сварного шва.Избыток металла сварного шва выпуклого сварного шва не дает преимущества с точки зрения расчетной прочности, и с точки зрения затрат поверхность углового сварного шва должна быть как можно более плоской.

Сварной шов с глубоким проплавлением является очень экономичным способом повышения прочности соединения, поскольку только часть сварочного металла состоит из наплавленного присадочного металла. Однако невозможно измерить толщину сварного шва с глубоким проплавлением. Чтобы гарантировать достижение минимального расчетного сечения, необходимо контролировать параметры сварки и подгонку с очень жесткими допусками.Поэтому этот тип сварки обычно выполняется с использованием автоматизированного или механизированного процесса сварки (под флюсом или с переносом распылением MIG / MAG), чтобы обеспечить достаточный и постоянный контроль параметров сварки.

При выборе размера углового сварного шва следует помнить, что небольшое увеличение толщины шва приведет к значительному увеличению наплавленного металла сварного шва, поскольку площадь поперечного сечения углового шва является функцией площади плеча. длина (площадь = z2 / 2).Увеличение горловины, скажем, с 5 до 6 мм приводит к увеличению площади и, следовательно, металла сварного шва примерно на 45%. Это соответствует почти 0,1 кг дополнительного сварочного металла на 1 метр длины сварного шва. Таким образом, необходимо заплатить значительные штрафы в размере и весе, если соединение либо будет завышено проектировщиком, либо сварено сварщиком. Нет никаких жестких правил относительно точки, в которой более экономично перейти от углового шва к двустороннему угловому шву или стыковому шву с частичным проплавлением.При выборе размеров углового шва следует учитывать области, указанные на рисунке 8.

Рис.8 Относительные площади поперечного сечения

Для углового сварного шва, нагруженного сдвигом (нагрузка параллельна сварному шву), расчет напряжения на сварном шве прост; это нагрузка, деленная на площадь сварного шва.

Для целей проектирования предполагается, что угловые сварные швы выходят из строя через горловину, и поэтому вычислить площадь поперечного сечения, способную выдержать эту приложенную нагрузку, несложно, если известна прочность металла сварного шва.

Обратите внимание, что прочность металла на сдвиг обычно составляет от 70% до 80% прочности на разрыв. Эта цифра часто множится для получения приемлемого запаса прочности. В Великобритании для простых углеродистых сталей часто используется прочность на сдвиг 115 Н / мм2, что позволяет рассчитать толщину горловины по простой формуле «горловина»: — горловина ‘a’ = P / (L x 115).

Размеры горловины тройника с двойным угловым сварным швом, нагруженного растяжением, могут быть определены с использованием того же подхода.Обратите внимание, однако, что это очень упрощенный расчет и не принимает во внимание какие-либо другие напряжения (изгиб, скручивание и т. Д.), Которые могут возникнуть в сварном шве. Тем не менее, подробное описание анализа напряжений сварных швов выходит за рамки этих кратких статей.

Авторские права © TWI Ltd, 2014 г.

Содержание этой статьи было правильным на момент публикации.

— Совместное проектирование и подготовка

Методы и методы сварки: изображения и информация

Используются три кислородно-ацетиленовых метода, которые определяют, где находится пламя по отношению к сварному шву.

Каждый из них подробно описан ниже, включая описания и иллюстрации переднего хэнда (оставьте сварной шов и двигайтесь справа налево для правшей), бэкхэнда (пламя направлено в сторону завершенного шва) и углового шва (шов приблизительно треугольного сечения). сечение, используемое в соединении внахлест, соединяющее две поверхности примерно под прямым углом друг к другу).

Сварка передним ходом

В этом методе сварочный стержень предшествует горелке. Горелка удерживается под углом примерно 45 градусов к вертикали в направлении сварки, как показано на рисунке 11-4. Пламя направлено в направлении сварки и между стержнем и расплавленной лужей.Это положение обеспечивает равномерный предварительный нагрев кромок пластины непосредственно перед лужей расплава. Перемещая горелку и стержень по противоположным полукруглым траекториям, можно тщательно сбалансировать тепло, чтобы расплавить конец стержня и боковые стенки пластины в равномерно распределенную лужу расплава. Стержень погружают в переднюю кромку ванны, чтобы расплавить достаточно присадочного металла для получения ровного сварного соединения. Тепло, которое отражается от стержня назад, сохраняет металл в расплавленном состоянии. Металл равномерно распределяется по обеим свариваемым кромкам движением наконечника.

В общем, метод переднего хода рекомендуется для сварки материалов толщиной до 3,2 мм (1/8 дюйма), поскольку он обеспечивает лучший контроль небольшой сварочной ванны, что приводит к более гладкому сварному шву как сверху, так и снизу. Лужа расплавленного металла небольшая, и ею легко управлять. Большая часть сварки труб выполняется с использованием техники переднего хода, даже при толщине стенки 3/8 дюйма (9,5 мм). Напротив, некоторые трудности при сварке более тяжелых листов методом переднего хода составляют:

Края пластины должны быть скошены, чтобы обеспечить широкий V с углом в 90 градусов.Такая подготовка кромок необходима для обеспечения удовлетворительного плавления кромок листа, хорошего проплавления и сплавления металла шва с основным металлом.

Из-за такой широкой буквы V требуется относительно большая лужа расплава. Когда лужа слишком велика, трудно получить хороший стык.

Метод сварки сзади

При сварке сзади горелка предшествует сварочному стержню, как показано на рисунке 11-5.

Горелку удерживают под углом примерно 45 градусов к вертикали от направления сварки, при этом пламя направлено на лужу расплава.

Сварочный стержень находится между пламенем и лужей расплава.

В этом положении требуется меньшее поперечное движение, чем при предварительной сварке.

Сварка слева, иллюстрация

Сварку с левой стороны можно использовать со слегка уменьшающимся пламенем (легкое ацетиленовое перышко), когда желательно расплавить минимальное количество стали при выполнении соединения.

Повышенное содержание углерода, полученное в результате этого пламени, снижает температуру плавления тонкого слоя стали и увеличивает скорость сварки.

Этот метод увеличивает скорость выполнения соединений труб с толщиной стенки от 1/4 до 5/16 дюйма.(От 6,4 до 7,9 мм) и угол канавки меньше нормального.

При наплавке иногда используется сварка с обратной стороны.

Угловая сварка

Закругление кромок — самый популярный из всех методов сварки, поскольку обычно подготовка не требуется.

В некоторых случаях угловой сварной шов является наименее дорогим, хотя для него может потребоваться больше присадочного металла, чем для сварного шва с разделкой кромок, поскольку затраты на подготовку будут меньше.

Его можно использовать для соединения внахлестку, тройника и углового соединения без подготовки.

Так как они очень популярны, филе широко используется.

На угловых соединениях двойной угловой шов может фактически обеспечить сварное соединение с полным проплавлением.

Использование галтеля для выполнения всех пяти основных соединений показано на рисунке ниже.

Угловые швы также используются вместе со сварными швами с разделкой кромок, особенно для угловых и тройниковых соединений.

Угловая сварка, иллюстрация

Предполагается, что угловой сварной шов будет иметь ветви равной длины и, таким образом, поверхность углового шва будет располагаться под углом 45 градусов. Это не всегда так, поскольку скругление может иметь более длинное основание, чем высота, и в этом случае это определяется двумя длинами ножек.

Для скругления под углом 45 градусов или нормального типа прочность скругления основывается на самом коротком или горловом размере, который составляет 0,707 длины ножки. Для галтели с неравными ножками необходимо рассчитать длину горловины, которая представляет собой кратчайшее расстояние между основанием галтели и теоретической поверхностью галтели. При расчете прочности угловых швов арматура не учитывается. Проникновение корня также игнорируется, если не используется процесс глубокого проникновения. Если используется полуавтоматическое или полностью автоматическое нанесение, можно рассмотреть дополнительное проникновение.

В этих условиях размер филе может быть уменьшен, но при этом прочность будет равной. Такое сокращение может быть использовано только при соблюдении строгих процедур сварки. Прочность углового шва определяется площадью его разрушения, которая зависит от размера горловины. Удвоение размера или длины ножки филе удвоит его прочность, так как удвоится размер и площадь горловины. Однако удвоение размера галтели увеличивает его площадь поперечного сечения и вес в четыре раза.Например, скругление 3/8 дюйма (9,5 мм) вдвое прочнее, чем скругление 3/16 дюйма (4,8 мм); однако для скругления 3/8 дюйма (9,5 мм) требуется в четыре раза больше сварочного металла.

При проектировании размер скругления иногда зависит от толщины соединяемых металлов. В некоторых ситуациях минимальный размер галтели должен основываться на практических соображениях, а не на теоретической необходимости дизайна. Прерывистые галтели иногда используются, когда размер минимален, исходя из правил или по практическим соображениям, а не из-за требований к прочности.Многие прерывистые сварные швы основаны на шаге и длине, поэтому металл сварного шва уменьшается вдвое. Большие прерывистые галтели не рекомендуются из-за упомянутого ранее отношения объема к диаметру горловины. Например, скругление 3/8 дюйма (9,5 мм) длиной 6 дюймов (152,4 мм) на шаге 12 дюймов (304,8 мм) (от центра к центру прерывистых сварных швов) может быть уменьшено до непрерывного 3/16 дюйма. . (4,8 мм), и прочность будет такой же, но количество сварочного металла будет вдвое меньше.

Одиночные угловые швы чрезвычайно уязвимы для растрескивания, если корень шва подвергается растягивающей нагрузке. Это касается тройников, угловых соединений и соединений внахлест. Простое средство для таких стыков — сделать двойные галтели, которые не позволяют приложить растягивающую нагрузку к основанию галтели. Это показано на рисунке 11-6. Обратите внимание на стрелку F (сила).

Для угловой сварки требуется другая техника сварки, чем для стыковых соединений, из-за положения свариваемых деталей.Когда сварка выполняется в горизонтальном положении, верхняя пластина имеет тенденцию плавиться раньше, чем нижняя пластина из-за повышения температуры. Однако этого можно избежать, направив пламя больше на нижнюю пластину, чем на край верхней пластины. Обе пластины должны одновременно достичь температуры сварки.

При сварке следует использовать модифицированную технику бэкхенда. Сварочный стержень следует держать в луже между завершенной частью сварного шва и пламенем.Пламя должно быть направлено немного вперед в направлении сварки и направлено на нижнюю пластину. Чтобы начать сварку, пламя должно быть сосредоточено на нижней пластине, пока металл не станет достаточно красным. Затем пламя нужно направить так, чтобы обе пластины одновременно нагрелись до температуры сварки. Важно, чтобы пламя не было направлено прямо на внутренний угол галтели. Это приведет к накоплению чрезмерного количества тепла и затруднит управление лужей.

В этом виде сварки важно, чтобы сплавление происходило во внутреннем углу или в основании соединения.

Типы сварных швов и соединений

Любое обсуждение типов сварных швов начинается с идеи о том, что важно различать соединение и сварной шов.

Каждый должен быть описан, чтобы полностью описать сварное соединение.

Существует много различных типов сварных швов, которые лучше всего можно описать по их форме, если они показаны в поперечном сечении.

Самым популярным сварным швом является угловой шов, названный по форме поперечного сечения.

Другие типы сварных швов включают фланцевые, электрозаклепочные, щелевые, шовные, наплавочные и подкладочные.

Стыки совмещаются со сварными швами для получения сварных соединений.

Типы соединений

При сварке используются 5 основных соединений. Это:

• Соединение встык
• Угловой шарнир
• Кромочный стык
• Внахлест
• Тройник

Виды сварных швов

Угловые швы

Угловой сварной шов соединяет две поверхности примерно под прямым углом друг к другу.Угловой шов бывает нескольких видов:

• Полный угловой сварной шов — это сварной шов, размер сварного шва которого равен толщине более тонкого объекта, соединенного вместе.
• Ступенчатый прерывистый угловой сварной шов — это две линии прерывистой сварки на стыке. Примером может служить тройник (см. Ниже), в котором приращения скругления на одной линии смещены по сравнению с другой.
• Цепь Прерывистый угловой сварной шов — относится к двум линиям прерывистых угловых швов внахлестку или Т-образному соединению, где сварные швы в одной линии примерно противоположны швам в другой линии.

Прочие термины, относящиеся к угловым сварным швам, включают:

• Бокс : относится к продолжению углового шва вокруг угла элемента. Это продолжение основного сварного шва.
• Выпуклость : Относится к максимальному перпендикулярному расстоянию от поверхности выпуклого углового шва до линии, соединяющей пальцы шва.

Желобчатые сварные швы

Второй по популярности вид сварного шва — это сварной шов с разделкой кромкой.Существует семь основных типов сварных швов с разделкой кромок, которые показаны на рис. 6-25.

Под сваркой с разделкой кромок понимаются валики, которые размещаются в канавке между двумя соединяемыми элементами.

Дополнительные примеры показаны на рис. 6-26 выше.

Тип используемого сварного шва определяет способ подготовки шва, стыка или поверхности.

Стандартные типы сварных швов с разделкой кромок см. На рис. 6-27.

Наплавочный шов

Это сварные швы, состоящие из одной или нескольких нитей или валиков плетения, нанесенных на непрерывную поверхность для получения желаемых свойств или размеров.

Этот тип сварного шва используется для наращивания поверхностей или замены металла на изношенных поверхностях. Также применяется при стыковых соединениях квадратного сечения.

Примеры см. На рис. 6-28 ниже.

Сварной шов

Электрозаклепка — это кольцевые сварные швы, выполненные через один элемент внахлестку или тройник, соединяющий этот элемент с другим.

Сварка может быть выполнена или не выполнена через отверстие в первом элементе; если используется отверстие, стенки могут быть или не быть параллельными, а отверстие может быть частично или полностью заполнено металлом сварного шва.

Такие сварные швы часто используются вместо заклепок.

ПРИМЕЧАНИЕ. Отверстие под угловую сварку или точечную сварку не соответствует этому определению.

Примеры см. На рис. 6-28 ниже.

Сварной шов

Это сварной шов, выполненный в удлиненном отверстии в одном элементе соединения внахлестку или тройник, соединяющий этот элемент с поверхностью другого элемента, который выходит через отверстие.

Это отверстие может быть открытым с одного конца и может быть частично или полностью заполнено металлом сварного шва.

ПРИМЕЧАНИЕ. Паз, сваренный угловым сварным швом, не соответствует этому определению.

Сварка оплавлением

Оплавление называется процессом контактной сварки, при котором плавление осуществляется по всей прилегающей поверхности.

Тепло создается за счет сопротивления току между двумя поверхностями и приложения давления после того, как нагрев в основном завершен.

Прошивка сопровождается вытеснением металла из стыка.

Пример сварки оплавлением см. На Рис. 6-29 ниже.

Подробнее : Обозначения оплавленных и фланцевых сварных швов

Сварной шов

Сварной шов, выполненный дуговой сваркой или контактным швом, для которого не указан способ сварки.

Этот термин означает сварку контактным швом.

Пример сварного шва см. На рис. 6-29 ниже.

Точечная сварка

Точечная сварка — это сварка, выполненная дуговой точечной сваркой или точечной сваркой сопротивлением, для которой не указан процесс сварки.

Этот термин означает точечную сварку сопротивлением.

Подробнее : Обозначения точечных швов и дуговой сварки

Высаженный сварной шов

Сварка с осадкой — это процесс контактной сварки, при котором плавление происходит постепенно вдоль стыка по всей прилегающей поверхности.

Приложение давления перед нагревом является обязательным и происходит в период нагрева.

Тепло возникает из-за сопротивления прохождению электрического тока в области контакта между поверхностями.