Виды и классификации сварных швов

Сварочный шов – элемент сварного соединения, связывающий заготовки путем кристаллизации расплавленного металла. Сварное соединение – неразъемное объединение нескольких элементов сваркой. В состав сварного соединения, кроме шва, входит зона термического влияния (граничащий со швом основной металл, подвергающиеся воздействию высоких температур при сваривании).

Сварка металла

Путем проведения сварочных работ свариваются между собой любые металлы. Температура электрической дуги в процессе составляет 7000–8000 °С.

Подбирая тип сварного соединения, специалисты берут в расчет:

  • эксплуатационные условия для узла, степень воздействия на него статических и динамических нагрузок;
  • способ, при помощи которого конструкция будет изготавливаться: большое значение имеет, будет ли работа выполнена ручной или автоматической сваркой, в заводских или монтажных условиях.

Параметры сварных швов

Форма стыкового шва определяется:

  • шириной – шагом между внешними границами линий сплавления;
  • выпуклостью – шагом от точки максимальной высоты рубца до основной поверхности;
  • глубиной провара – шаг от поверхности детали до максимальной точки расплавления;
  • толщиной – величиной, равной расстоянию от максимума выпуклости до точки максимального расплавления;
  • зазором – расстоянием 0–5 мм по торцам привариваемых частей, величина которого увеличивается пропорционально толщине материала (чем толще материал, тем больше зазор).

Стыковой шов схема

Форму углового шва определяют:

  • катет – кратчайший отрезок между краями шва на плоскости соединяемых деталей;
  • расчетная высота – шаг от точки максимального расплавления до наружной части рубца;
  • толщина – шаг от наивысшей точки поверхности до нижней точки расплавления.

Классификация швов и соединений

Функциональность изделия зависит от правильности выбора соединительных швов: их конфигурации и габаритов, от размещения с учетом воздействующих сил, степени сглаженности перепадов между сварочными швами и заготовкой и пр.

По форме наружной поверхности

Выпуклые швы считаются усиленными, они лучше работают в узлах, находящихся под действием статических постоянных нагрузок, но являются неэкономичными.

Различие по форме наружной поверхности

Применение плоских и нормальных швов является целесообразным в условиях динамичных нагрузок с переменным вектором приложения силы. Сглаженность перехода от детали к рубцу минимизирует возможность сосредоточения в узлах разрушающих напряжений.

По виду соединения

Основные сварные соединения:

  • угловые: соединяют детали, расположенные под углом, в месте соприкосновения их краев;
  • тавровые: соединяют торец одной детали под прямым углом с другой деталью в любом месте ее поверхности;
  • стыковые: использующиеся для соединения торцов узлов, примыкающих друг к другу в одной плоскости и на одной поверхности;
  • нахлесточные: соединяют параллельные, находящие друг друга детали; считаются оптимальным вариантом монтажного соединения при сборке конструкций;
  • торцовые: соединяют узлы свариванием примыкающих боковых поверхностей.

Основные сварные соединения

По месту выполнения

Объединение деталей свариванием в нижнем положении считается наиболее удобным и экономным. Такой процесс легко механизируется, что приводит к повышению производительности в случае серийного производства тех или иных изделий. Приваривание отдельных частей при помощи потолочных швов является самым сложным, такая техника сваривания доступна только мастерам высокой квалификации. Выполнение вертикальных и горизонтальных швов по сложности находится где-то между нижними и потолочными, массово применяется при строительных и монтажных работах.

Разновидности по месту выполнения

Многим высококвалифицированным сварщикам удается выполнять швы В/Пв более качественно, нежели швы в других пространственных положениях. Связано это с тем, что при работе в вертикальной плоскости сварочная ванна легко очищается от загрязнений, расплав очищается, уплотняется, упрочняется.

По конфигурации

Сваривание неровных поверхностей может осуществляться несколькими способами, которые подбираются под размер участка сваривания, геометрическую форму предмета, на котором выполняются работы.

По конфигурации, сварочные швы делятся на:

  • прямолинейные, выполнение которых не вызывает особых трудностей;
  • криволинейные, имеющие, например, Г-образную, U-образную форму, используемые для соединения элементов соответствующей формы;
  • кольцевые, использующиеся при сваривании труб. Выполняются разными способами, рассчитанными на обеспечение надежного, качественного соединения. Например, обратно-ступенчатым способом (для диаметров свыше 300 мм), с условным разделением участка сваривания на 4 сегмента (для диаметров свыше 1000 мм)
  • спиральные: при спиральной сварке непрерывный проходной рубец с полной проникающей способностью восстанавливает треснувшую, проржавевшую, изношенную поверхность. Используется, как при ремонте, так и при увеличении размера сегмента до размера детали, с которой он будет сопряжен.

По протяженности

Стыковые соединения часто делают при помощи непрерывных рубцов, расположенных с одной или двух сторон. Угловые шовные соединения бывают прерывистыми, цепными, шахматными или точечными двусторонними.

Виды по протяженности

Подобные соединения являются конструктивными, используются, как связующие, также при изготовлении лестниц площадок и прочих слабонагруженных конструкций, никогда не используются в нагруженных конструкциях. Прерывистые рубцы применяются в негерметичных соединениях, не требующих непроницаемости, точечной сваркой соединяют тонкие листы. Такие соединения значительно экономят материалы: провариваемые участки обычно вдвое меньше, чем отступы между ними.

По технологии

Сварка элементов выполняются по разной технологии, подбираемой под назначение соединения, его конфигурацию и прочие параметры, с учетом особенностей сваривания конкретного сплава, толщины обрабатываемого узла. Технология выполнения соединений зависит от типа сварки:

  • ручной дуговой;
  • газовой;
  • свариванием под флюсом;
  • контактной;
  • электрошлаковой;
  • высокочастотной;
  • свариванием порошковой проволокой;
  • электронно-лучевой;
  • плазменной;
  • термитной и пр.

По отношению к направлению действующих усилий

Существует несколько разновидностей швов, отличающихся по действующему усилию. Одни применяются при направленности усилия по параллели к рубцу и называются продольными (фланговыми). Другие, при направлении усилия по перпендикуляру к оси рубца и называются поперечными (лобовыми).

К вывариванию комбинированных рубцов прибегают тогда, когда усилия действуют на ось в двух плоскостях. При усилии, действующем под углом, необходимо вываривание косого шва.

По виду сварки

Выделяют два основных класса сварки:

  • контактная (недуговая);
  • электродуговая.

Контактная, выдающая точные, тонкие и прочные швы, используется при взаимодействии листами металла малой толщины, наиболее распространена в автомобилестроении.

Электродуговая распространена гораздо больше, используется в строительстве, производстве. При таком типе между электродом и элементом через заполненный токопроводящим ионизированным газом зазор проводится электрическая дуга, расплавляющая и наплавляющая металл.

Классификация по виду сварки

Электродуговое сваривание, в свою очередь, подразделяется на:

  • MMA – ручную дуговую: выполняется без газового баллона; газовое облако «застыло» в оболочке электрода; выбор электродов зависит от марки металла с которым придется работать, и его толщины. На упаковке содержится информация о том, к каким сплавам подходят электроды. Для сваривания таким способом подходит большинство металлов, кроме алюминия и его сплавов;
  • TIG – аргонно-дуговую: обеспечивающую точные, почти филигранные рубцы; производительность такого метода уступает ММА. Он сложнее в работе; на практике оказывается, что поднять дугу аппаратом без осциллятора довольно сложно. TIG-оборудование с возможностью переключения тока – основное при сварке алюминия;
  • MIG-MAG – полуавтоматическое сваривание при помощи проволоки: высокопроизводительный способ; используется при сваривании металла кузовов автомобильной техники или сооружении конструкций из черного листа малой толщины.

Разделка кромок под сварку

Для материала толщиной от 5 мм процедура проделывается в обязательном порядке. Разделка обеспечивает глубокую проварку и полноценное заполнение шва электродным расплавом. Соблюдение норм и правил приводит к получению прочных и аккуратных швов.

Порядок подготовки кромок

Для каждого варианта подобраны свои нормы подготовки, в том числе при подготовке труб к свариванию. Уровень скоса кромок при стыковых, нахлесточных и угловых соединениях определяется толщиной соединяемых узлов.

После выполнения разделки, мастер зачищает и обезжиривает заготовки. Зачистка выполняется ручной щеткой, кругами с абразивом под ручную шлифовальную машину или болгарку. Для окончательного снятия грязи, пыли, масла место сварки обрабатывается путем нанесения ацетона, растворителя. Качественная подготовка поверхности – гарантия высокого качества выполненной работы. Игнорирование этих подготовительных процессов приводит к хрупкости сварных швов, неоднородности, образованию шлаков, порообразованию, растрескиванию швов, пережогу, перегреву.

Порядок, по которому проводятся подготовительные работы:

  • отрезка материала;
  • снятие фаски;
  • зачистка;
  • обезжиривание.

Параметры подготовки кромок

Расшифровка стандартов для получившей наибольшее распространение ручной дуговой сварки регламентирована ГОСТ 5264-80. Для стыкового соединения предусмотрено 15 разных типов обработки кромок, для углового – 5, для таврового – 4. Только для нахлесточного соединения предусмотрен один тип – без скоса кромок.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector