24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Классификация сварных швов и соединений презентация к уроку

Мастер п/о Косарева Т.Н.

Сварное соединение включает следующие зоны металла в изделии: наплавленный металл; зона сплавления; зона термического влияния.

— Стыковое – «С»; — Торцевое – «Тр»; — Нахлёсточное — «Н»; — Тавровое – «Т»; — Угловое – «У».

В СТЫКОВОМ (С) сварном соединении поверхности свариваемых элементов располагаются в одной плоскости или на одной поверхности, а сварка выполняется по смежным торцам. Стыковое соединение обеспечивает наиболее высокие механические свойства сварной конструкции, но требует достаточно точной подготовки деталей и сборки.

ТОРЦЕВОЕ (С) соединение сваривается по торцам соединяемых деталей, боковые поверхности которых примыкают друг к другу. Такие соединения используют, как правило, при сварке тонких деталей во избежание прожога.

В НАХЛЁСТОЧНОМ (Н) сварном соединении поверхности свариваемых элементов располагаются параллельно так, чтобы они были смещены и частично перекрывали друг друга. Нахлёсточные соединения менее чувствительные к погрешностям при сборке, но хуже чем стыковые работают при нагрузках, особенно знакопеременных.

ТАВРОВОЕ (Т) сварное соединение получается, когда торец одной детали под прямым или любым другим углом соединяется с поверхностью другой. Тавровые соединения обеспечивают высокую жёсткость конструкции, но чувствительны к изгибающим нагрузкам.

УГЛОВЫМ (У) называют соединение, в котором поверхности свариваемых деталей располагаются под прямым, тупым или острым углом и свариваются по торцам.

Сварной шов — участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации (затвердевания) расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.

по положению в пространстве от формы сечения Классификация сварных швов от характера сопряжения свариваемых деталей по количеству слоёв от протяжённости по выполнению по числу проходов по назначению по виду сварки по направлению действующего усилия по применяемому для сварки материалу от условий работы сварного изделия по способу удержания расплавленного металла по внешнему виду

стыковые угловые тавровые нахлёсточные торцевые

В соответствии со стандартом допускается выпуклость шва при нижней сварке до 2 мм и не более 3 мм для швов , выполненных в остальных положениях. Вогнутость допускается во всех случаях не более 3 мм.

Однослойный, однопроходный Многослойный Многопроходный

— прочностные; — плотные (герметичные); — прочно-плотные.

— рабочие, предназначенные непосредственно для нагрузок; — нерабочие (связующие или соединительные), используемые только для соединения частей сварного изделия.

— на швы выполненные без подкладок и подушек; — на съемных и остающихся стальных подкладках; — на медных, флюсо-медных, керамических и асбестовых подкладках; — на флюсовых и газовых подушках.

— ниточные с шириной шва равной или незначительно превышающей диаметр электрода, выполняются без поперечных колебательных движений сварочного электрода; e = d эл +2…3 мм — нормальные с шириной: e = ≤1,5 d эл — уширенные, которые выполняют с поперечными колебательными движениями электрода. e = (1,5 – 5)d эл

короткие ( до 300 мм); средние (от 300 до 1000мм); длинные ( свыше 1000мм)

— прямолинейные; -криволинейные; — кольцевые; -спиральные;

— швы дуговой сварки (ГОСТ 5264—80); — швы автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом (ГОСТ 8713-79); — швы дуговой сварки в защитных газах (ГОСТ 14771—76); — швы электрошлаковой сварки (ГОСТ 15164 — 78); — швы электрозаклепочные (ГОСТ 14776 — 79); — швы контактной электросварки (ГОСТ 15878 — 79); — швы газовой сварки; — швы паяных соединений.

Коэффициент выпуклости шва – отношение ширины шва к его выпуклости. Ky = e / q Значение коэффициента выпуклости шва не должно быть более 7–10. Коэффициент долей основного металла в металле шва : Kо = Fо / (Fо + Fэ) , где Fо – площадь сечения расплавленного основного металла, Fэ – площадь сечения наплавленного электродного металла

Корнем сварного шва называется часть шва, которая наиболее удалена от его лицевой поверхности. Подварочный шов – меньшая часть двустороннего шва, выполняемая заранее для предотвращения прожогов при дальнейшей сварке основного шва или укладываемая в последнюю очередь в корень шва.

Наклон электрода

Классификация сварочных швов выполняется по нескольким основным признакам. На его формирование оказывает влияние расположение, скорость и траектория перемещения электрода. Существующие типы сварочных соединений следует рассматривать с учетом всех тонкостей процесса.

Работа начинается уже после закрепления стержня в держателе. Естественно, что предварительно была установлена нужная сила тока и полярность подключения. Каждый мастер имеет собственный «почерк» выполнения сварочных работ, куда входит и наклон электрода. Согласно мнению большинства специалистов оптимальным считается его расположение под углом 70 градусов относительно рабочей поверхности. При этом относительно вертикали образуется острый угол величиной примерно в 20 градусов.

В специфической ситуации, когда изменять положение электрода необходимо в ограниченном пространстве, приемлемо даже строго перпендикулярное расположение расходных материалов. Направление перемещения электрода: его можно двигать и к себе, и в обратную сторону. Это имеет существенное значение. В случаях, когда не требуется сильное прогревание кромок, то электрод перемещают по направлению «от себя». А вот для лучшего прогрева его перемещают в обратном направлении.

По месту выполнения сварки

Классификация сварных соединений и швов данной категории зависит от положения свариваемых деталей в пространстве. Например, если нужно починить деталь какой-то конструкции, которую нельзя снять и положить, но она при этом находится на некотором расстоянии от пола, то работу мастер будет производить потолочным,нижним, горизонтальным или вертикальным соединением, отталкиваясь от размещения этой детали.

  • Горизонтальные – это сварные швы, которые тянутся слева направо (или наоборот) на вертикальной детали. Чтобы при этом масса металла не стекала вниз, необходимо правильно подобрать скорость движения электродом или горелкой и силу тока (это подбирается для каждого случая в индивидуальном порядке, отталкиваясь от типа сварки, характеристик деталей и мастерства специалиста).
  • Вертикальный метод производства стыковых швов ведется на вертикально расположенных заготовках, при этом швы ведутся сверху вниз (или наоборот). Сложность данного процесса заключается в том, что срабатывает сила притяжения Земли и расплавленная металлическая масса все время стекает вниз, что портит и качество и внешних вид детали. Такое соединения рекомендуется проводить в крайних случаях и только тем мастерам, у которых уже есть определенный теоретический и практических багаж знаний для работы такими дорожками. Подробнее с технологией вертикального шва можно ознакомиться тут.
  • Потолочным называется положение, при котором деталь находится выше головы мастера, что намного усложняет процесс. При осуществлении потолочных сварочных швов нужно строго соблюдать правила безопасности и технологию выполнения сварки, потому что в данном случае опасность заключается в стекании массы расплавленного металла.
  • Нижние способы сварки выполняются тогда, когда деталь располагается внизу по отношению к мастеру. Это самый удобный метод соединения, так как металл не растекается по сторонам или вниз, а стекает в кратер. Кроме этого, свободно выходят газы и шлаки на поверхность. Стыковое сварное соединение в нижнем положении выполняется формированием валиков на протяжении всего стыка деталей. При этом технология сварки простая – достаточно вести электрод или горелку прямо или зигзагом для создания надежной и эстетически привлекательной дорожки.
Читать еще:  Пассивация сварных швов нержавеющей стали

Классификация сварных швов

Даже в одном типе соединения сварочные швы могут отличаться по конфигурации, протяженности, технологии и т. д. Поэтому в нормативных документах они сгруппированы по параметрам.

По положению в пространстве

По пространственному положению сварные швы могут быть:

  1. Нижними, когда стык находится внизу относительно сварщика. Расплавленный металл не вытекает из сварочной ванны, а шлак и газы беспрепятственно поднимаются на поверхность. При сварке электрод или пламя горелки ведут вдоль стыка с небольшими поперечными движениями.
  2. Горизонтальными, если сваривают вертикально установленные детали справа налево или наоборот. Для предотвращения стекания металла нижнюю заготовку смещают на 1 мм, чтобы получился уступ. После завершения работы разница будет незаметна. Важно не ошибиться со скоростью сварки, поскольку при медленном перемещении дуги или пламени горелки появятся потеки, а при быстром ― непровары.
  3. Вертикальными, когда вертикально установленные детали соединяют сверху вниз или в обратном направлении. Для удержания расплава в сварочной ванне сварку ведут снизу вверх прерывистой дугой на малом токе.
  4. Потолочными, если стык расположен над головой мастера. Расплавленный металл удерживается поверхностным натяжением.

По конфигурации

В эту группу занесены три вида сварочных швов, которые зависят от формы стыков. Они бывают прямолинейными, криволинейными, кольцевыми (спиральными). Конфигурация швов не зависит от пространственного положения заготовок.

По степени выпуклости

По форме поперечного сечения сварные швы квалифицируют как:

  1. Выпуклые (усиленные). Используют для сборки узлов эксплуатируемых с большой статической нагрузкой.
  2. Вогнутые (ослабленные). Используют при сварке тонкого металла.
  3. Нормальные (плоские). Хорошо противостоят динамическим и разнонаправленным воздействиям.
  4. Специальные в виде неравнобедренных треугольников применяют в угловых и тавровых соединениях, на которые действуют переменные нагрузки.

По протяженности

В эту классификацию входят сплошные и прерывистые сварные швы, которые выполняют отрезками по 10 — 30 см, но учитывается суммарная протяженность соединения. По расположению отрезков сварки прерывистые типы называют:

  • цепными одно или двухсторонними, если разрывы равномерно расположены по обе стороны заготовки;
  • шахматными двухсторонними, когда отрезки сварки на одной стороне сдвинуты относительно участков на другой;
  • точечными при контактной сварке.

В зависимости от длины сварные швы относят к трем категориям:

  • короткие ― до 25 см;
  • средние ― 25 — 100 см;
  • длинные ― больше 1 м.

По количеству проходов

Независимо от типа сварочные швы выполняют одним или несколькими проходами. Выбор варианта определяется толщиной металла и необходимой прочностью. При каждом проходе наплавляется один валик. Если их расположить на одном уровне образуется слой сварного шва.

Детали толщиной до 5 мм соединяют однопроходными швами. Угловые соединения из заготовок со стенками 6 — 8 мм сваривают одним слоем, а стыковые двумя. Многослойные швы используют при работе с толстостенными элементами и для предотвращения термических деформаций.

По направлению действующего усилия и вектору действия внешних сил

По этим критериям соединения и швы подразделяются на 4 вида:

  • продольный (фланговый) ― усилие параллельно стыку;
  • поперечный (лобовой) ― вектор направлен под углом 90⁰;
  • комбинированный ― сочетает признаки предыдущих;
  • косой ― направление усилия меньше 90⁰.

По виду сварки

Классификацию по этому критерию проводят по типу сварочного аппарата, который создает условия для выполнения сварки. Из длинного списка технологий можно выделить основные виды;

  • ручная электродуговая;
  • автоматическая;
  • в среде инертных газов;
  • плазменная;
  • лазерная;
  • газопламенная.

По пространственному положению

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

Читать еще:  Что такое цепной шов?

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.

Как еще можно классифицировать сварные соединения

Швы делятся еще по нескольким категориям. К ним относится размещение заготовок в пространстве. Если деталь невозможно снять и перенести, а находится она выше уровня пола, применяют разные технологии.

Метод выполнения

По этому критерию бывают несколько вариаций. Горизонтальный шов тянется справа налево или в обратном направлении по вертикально размещенной детали. Во избежание стекания металла вниз следует правильно подбирать темп подвижки электрода и силу тока.

При вертикальном методе соединение ведется сверху вниз либо обратно. Из-за действия силы притяжения раскаленная масса металла постоянно стремится вниз, делая неприглядным внешность заготовки. Вертикальное соединение выполняется мастерами, имеющими соответствующий опыт.

Потолочный способ сварки — это обработка детали, которая находится выше головы работника. Проведение потолочных швов требует строжайшего соблюдения технологии и мер безопасности, поскольку расплавленная масса может попасть на одежду или лицо работника.

Нижний способ удобен тем, что заготовка находится внизу от мастера: металл не растекается, газы беспрепятственно выходят на поверхность. Электрод нужно просто вести прямо или зигзагообразно.

Протяженность шва

Сварные соединения по этому параметру классифицируются на 2 вида: сплошные и прерывистые. Первый вариант подразделяется на дорожки (короткие и длинные). Обработка совершается продольно по всей детали.

Второй имеет заданную длину с синхронным интервалом. Выделяют 2 метода: цепь и шахматный порядок. Такие виды соединений спаивают заготовку с обеих сторон, дистанция между обрабатываемыми участками может называться сварочным шагом.

Направление вектора

По этому параметру сварка стыковых соединений делится на несколько способов:

  1. Продольный вариант по флангам. Усилие направлено параллельно оси сварочной трассы.
  2. Поперечный (лобовой) метод. Ось к вектору усилия расположена под прямым углом.
  3. Косой тип. Звено размещено к действующему усилию диагонально.
  4. Комбинированная обработка. Состоит из фланговой и поперечной разновидностей.

Форма изделий

Для выпуклых заготовок подходят усиленные швы в несколько слоев. Они используются в сцеплениях при статических нагрузках, при этом увеличенный наплыв приводит к перерасходу электродов.

Для соединения тонкого металла применяются ослабленные (вогнутые) способы соединения. Для средних плоских заготовок подходит нормальный тип шва. Он используется при динамических нагрузках, так как не наблюдается сильной разницы между металлом и дорожкой.

Толщина материалов

При правильном выборе режима сварки в нижней позиции обеспечивается качественная обработка металла толщиной до 4 мм. Во избежание непровара пласта материала большей величины рекомендуется использовать подходящую конфигурацию разделки кромок.

Стыковые сварные соединения с V-образным скосом краев подходят для работы с металлом толщиной до 26 мм. При показателе 60 мм используют скос типа Х, что приводит к снижению шовных напряжений и деформации соединений.

Как обозначаются сварные швы и соединения?

Классификация и обозначение сварных швов производится при помощи специальных значков, линий и выносок. Они размещаются на сборочном чертеже и на самой конструкции. Классификация сварных соединений и швов обозначается, согласно нормативному документу, при помощи специальных линий, которые могут быть сплошными или штриховыми. Непрерывными обозначаются видимые сварные швы, штриховыми – невидимые.

Условные обозначения шва ставятся на полке от выноски (в случае если шов расположен на лицевой части). Или, наоборот, под полкой, если шов размещен с обратной стороны. При помощи значков указывается классификация сварных швов, их прерывистость, размещение отрезков для сварки.

Рядом с основными значками располагаются дополнительные. Они содержат вспомогательную информацию:

  • о снятии усиления сварного шва;
  • об обработке поверхности для плавного перехода к основному металлу и предотвращения наплывов и неровностей;
  • о линии, по которой производится шов (является ли она замкнутой).

Для идентичных конструкций и изделий одного ГОСТа предусмотрены стандартные условные обозначения и технические требования. Если же в конструкции имеются одинаковые швы, то им лучше дать порядковые номера и разбить на группы, которым также для удобства присваиваются номера. Вся информация о количестве групп и швов должна быть указана в нормативном документе.

Другие критерии классификации сварных соединений

Кроме способа соединения деталей швы различаются по другим параметрам:

  • по форме шва различают выпуклые и плоские швы,
  • по протяженности бывают сплошные и прерывистые швы,
  • по положению свариваемых поверхностей в пространстве бывают горизонтальные, вертикальные, потолочные и нижние швы и другие классификации.

Перед началом работ важно определить вид сварочного шва по всем параметрам. Это поможет подобрать оптимальную технику выполнения сварки в каждом конкретном случае. Например, сварка углового соединения в вертикальном положении потребует более тщательной подготовки, чем сварка стыкового шва в нижнем положении.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector