Катет обычного сварного шва

  • 03-02-2015
  • 36
  • 164
Оглавление: [скрыть]
  • Основные виды сварных швов
  • Свойства и геометрия сварных швов
  • Дополнительные характеристики

Сварка металлов появилась с зарождением ковки. Появление все более сложных механизмов требовало совершенствования процессов ковки и сварки. Соединение отдельных деталей в цельные узлы ковкой – процесс сложный и трудоемкий, но до появления сварки с помощью электрической дуги был единственно возможным.

Сварка металлов

Сварка является самым простым и прочным способом соединить различные детали из металла.

В настоящее время уже разработано более 150 способов дуговой сварки, и наработки новых технологий продолжаются.

Основные виды сварных швов

Отрезок соединения, сформированный в результате процесса кристаллизации расплавленного металла, принято называть сварным швом. Одной из главных характеристик сварочных соединений является катет сварного шва.

Существует два вида сварных швов (не путать со сварочным соединением):

Основные типы сварных соединений

Основные типы сварных соединений.

  1. Стыковые сварные: применяются для соединения встык, т.е. детали соединяются торцовыми краями. Соединение встык проводится без разделки кромок, с разделкой и с отбортовкой края детали. Кромки могут иметь криволинейную форму, V-образную и Х-образную. Листы до 8 мм можно сваривать без разделки кромок, но нужно листы укладывать с зазором до 2 мм. В практике стыковые варианты чаще применяются для соединения трубопроводов и при изготовлении конструкций из листовых металлов. Такие соединения наиболее экономичны и менее энергозатратны.
  2. Угловые: бывают собственно угловые, тавровые и нахлесточные. Разделка кромок может быть одно- и двухсторонняя, в зависимости от толщины металла. Угол разделки выбирается от 20° до 60°. Однако нужно учитывать, что больший угол разделки требует больше металла для заполнения, значит, снижается производительность и качество.
  3. Электрозаклепочная сварка применяется для обшивки крупных конструкций тонколистовым металлом. Применяют, например, при изготовлении пассажирских вагонов, когда применение сплошных швов затруднено и нерентабельно. Электрозаклепочные соединения получаются достаточно прочными, но не плотными.

Обычно сварка производится за один раз, но если толщина свариваемого металла не позволяет проварить материал, проводят в несколько заходов. Такой метод называется многослойным. В этом случае каждый предыдущий слой отжигается последующим, в результате такого термического воздействия значительно улучшаются свойства и структура шва.

Выбирать вид соединения нужно в зависимости от конфигурации выполняемого элемента конструкции. Конечное изделие должно быть работоспособным, переносить расчетные нагрузки и не поддаваться усталостным разрушениям.

Преимущества сварочных соединений:

Влияние режима сварки на форму шва

Влияние режима сварки на форму шва.

  1. Небольшая трудоемкость и простота выполнения соединения.
  2. Небольшая, по сравнению с другими видами соединений, шумность процесса.
  3. Можно легко автоматизировать процесс.

К недостаткам можно отнести возможность остаточных напряжений и ненадежность в работе при вибрациях и ударных нагрузках.

Вернуться к оглавлению

Свойства и геометрия сварных швов

Во всех конструкциях есть рабочие швы, которые воспринимают основные нагрузки. Прочностные расчеты рабочих швов проводятся на полную нагрузку плюс 25%. Для соединения отдельных элементов используются связующие швы – требования к ним не такие жесткие, т.к. в случае их разрушения работа конструкции не будет нарушена.

На качество сварочных соединений влияют многие факторы: способность материала создавать монолитный шов, присадки и флюсы, окисляемость металла, положение шва: горизонтальное, вертикальное, наклонное или потолочное.

Свойства сварного шва определяются в основном его геометрическими размерами.

Общие геометрические параметры:

Классификация и обозначение сварочных швов

Классификация и обозначение сварочных швов.

  1. Ширина – расстояние между границами сплавления.
  2. Вогнутость (выпуклость) – расстояние между линией и основным металлом, и поверхностью, визуально проходящей по линии максимальной вогнутости (выпуклости).
  3. Корень – самая нижняя часть.

Для угловых соединений характерны еще такие величины: наличие катета сварного шва, толщина, выпуклость и расчетная высота.

Катет углового шва – это катет наибольшего равнобедренного треугольника, вписанного в поперечное сечение. При сварке заготовок одинаковой толщины катет может задаваться по кромке, при разной – его задают по толщине более тонкого материала. Размер катета должен обеспечивать прочность соединения, но чрезмерное увеличение его может вызвать деформацию изделия.

Имеет значение форма поверхности сварного шва: выпуклая, вогнутая или плоская. Швы с выпуклой поверхностью – усиленные – лучше работают при статических нагрузках. Вогнутые поверхности – ослабленные – лучше выдерживают динамические нагрузки. На практике чаще применяются швы с плоской поверхностью как более универсальные.

Вернуться к оглавлению

Дополнительные характеристики

Форма поверхностей швов напрямую зависит от применяемых электродов.

Кроме общих требований ко всем выпускаемым электродам (устойчивое горение дуги, определенный химический состав металла шва, отсутствие разбрызгивания и т.п.), предъявляются еще и специальные требования. К таким относится получение шва заданной формы. Электроды, расплав которых дает густую и вязкую массу легко формируют выпуклый шов.

Жидкий растекающийся расплав формирует вогнутую поверхность.

Выбор электродов проводится по техническим характеристикам, указанным на каждой упаковке в соответствии с техническими условиями, заданными в проекте.

На свойства и геометрию сварного шва влияет режим сварки.

С увеличением силы тока увеличивается глубина провара при неизменной ширине шва. При увеличении напряжения резко увеличивается ширина шва с последующим уменьшением глубины провара. С увеличением скорости движения электрода до 50 м/ч ширина шва уменьшается, а глубина провара увеличивается. Увеличивать скорость более 50 м/ч нерационально, т.к. могут появиться подрезы вследствие слабого прогрева основного материала.

Качество соединений проводят двумя способами: разрушающим и неразрушающим контролем.

Неразрушающий контроль позволяет выявить наружные дефекты с помощью специальных сварочных шаблонов, внутренние – с помощью ультразвука, рентгеновским просвечиванием и гаммаизлучателем.

Разрушающий контроль проводится сверлением, испытанием прочности на растяжение, изгиб, ударную прочность с разрушением образцов.


Автор статьи

Статьи по теме