Виды сварных соединений

ВИДЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Виды сварных соединений и швов пластин, выполняемых ручной дуговой сваркой, регламентированы ГОСТом 5264-80. Этим стандартом предусмотрены следующие виды сварных соединений.

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ:

1. СТЫКОВЫЕ, когда свариваемые пластины находятся в одной плоскости.

В зависимости от толщины металла предусматриваются следующие виды подготовки и скоса кромок под сварку. Их по стандарту существует 40 вариантов, к наиболее широко применяемым относятся:

а) отбортовка кромок, когда вручную или на кромкозагибочном станке, свариваемые кромки загибаются под углом 90 градусов на высоту 2-3 мм. Этим самым увеличивается толщина металла в месте сварки, что уменьшает вероятность прожогов. Применяется отбортовка для толщины до 3мм.

б) без скоса кромок, когда кромки обрезаются под прямым углом. Применяется для толщины металла до 8 мм. Это объясняется тем, что проникающая способность дуги или возможная глубина проплавления составляет около 4 мм. Если толщина металла до 4 мм, то применяются односторонние швы. При толщине от 4 до 8 мм – двухсторонние швы.

в) с V-образным скосом кромок при толщине от 3 до 26 мм. Скос кромок предусматривается для того, проварить соединение по всей толщине и этим самым обеспечить равнопрочность. К элементам скоса кромок относится: 60 град – угол раскрытия кромок; 2-3 мм - величина притупления. При большей толщине возникает вероятность непроваров корня шва, при меньшей - прожогов; 1-3 – величина зазора (устанавливается при сборке на прихватках), необходимого для обеспечения провара корня шва и лучшей плотности шва. Скос кромок производится на металлорежущих станках или кислородной резкой.

г) с К-образным скосом кромок при толщине от 12 до 40 мм. Элементы подготовки кромок: угол раскрытия – 50 град; притупление – 2-3 мм; зазор – 1-3 мм.

д) с Х-образным скосом кромок при толщине от 12 до 60 мм. Элементы подготовки кромок: угол раскрытия – 60 град; притупление – 2-3 мм; зазор – 1-3 мм. X-образный, как и K-образный скос кромок относится к двустороннему виду подготовки кромок под сварку.

Стыковые соединения в условном обозначении имеют букву C и цифру стающую за ней, указывающую на тот или иной вид подготовки кромок, согласно ГОСТ 5264-80. Например:

C1 – стыковое соединение с отбортовкой кромок

C2 – стыковое соединение без скоса кромок

C17 – стыковое соединение с V-образным скосом кромок

C15 – стыковое соединение с X-образным скосом кромок и т.п.

2. УГЛОВОЕ соединение, когда свариваемые пластины находятся под углом друг к другу и сварены между собой по кромкам. В зависимости от толщины металла, согласно ГОСТ 5264-80, существует 10 видов подготовки кромок под сварку. К наиболее широко применяемым относятся:

а) отбортовка кромок, для толщины до 3 мм

б) без скоса кромок, для толщины от 3 до 8 мм

в) с односторонним скосом кромок, для толщины от 3 до 26 мм.

Элементы подготовки кромок: угол раскрытия – 50 град; притупления – 2-3 мм; зазор – 1-3 мм устанавливаемый при сборке на прихватках.

г) с двухсторонним скосом кромок, для толщины от 12 до 60 мм. Элементы подготовки кромок те же.

Угловые соединения обозначаются буквой У и цифрой, указывающей вид подготовки кромок под сварку. Например:

У4 – угловое соединение без скоса кромок и т.п.

3. ТАВРОВОЕ соединение, когда свариваемые пластины находятся под углом друг к другу, а кромка одной из них вваривается в плоскость другой. Другими словами, соединение в поперечном сечении представляет собой букву Т. Зависимости от толщины металла ГОСТ 5264-80, предусматривается 9 вариантов подготовки кромок под сварку. Наиболее широко применяются.

а) без скоса кромок, для толщины до 8 мм

б) с односторонним скосом кромок, для толщины от 3 до 26 мм. Элементы подготовки кромок: угол раскрытия – 50 град; притупления – 2-3 мм; зазор – 1-3 мм

в) с двухсторонним скосом кромок, для толщины от 12 до 60 мм. Элементы подготовки кромок те же.

Тавровые соединения обозначаются буквой Т и так же после буквы следует цифра, указывающая на вид подготовки кромок, например: Т8 – тавровое соединения с двусторонним скосом кромок.

4. НАХЛЕСТОЧНОЕ соединение, когда свариваемые пластины накладываются друг на друга на размер (3-5)S, где S - толщина металла. Скоса кромок в нахлесточном соединении не предусматривается. Обозначается нахлесточное соединение буквой Н. Цифра после буквы указывает на то, что:

Н1 – шов односторонний

Н2 – шов двухсторонний. Он более предпочтительный, чем односторонний, т.к. меньшая вероятность попадания влаги между свариваемым частями и их коррозия.

Дополнительная виды соединений представляют собой разновидность нахлесточного соединения. Они имеют определенное название и применение

1) торцевое соединение, когда соединяемые части свариваются по торцам.

Его обычно применяют для увеличения толщины детали.

2) прорезное соединение, когда в одной из пластин нахлесточного соединения

выполняется прорез (открытый или закрытый) для увеличения длины шва в соединении и повышения его прочности.

3) Соединение с накладками, одной и ли двумя, используется в том случае, когда зазор между свариваемым пластинами стыкового соединения больше допустимого, что возможно при монтаже конструкций (например, состоящих из узлов).

4) Соединение электрозаклепками, когда в одной из свариваемых пластин, просверливаются, пробиваются или вырезаются отверстия, через которые затем пластины свариваются. Используется такое соединение в том случае, когда от него не требуется высокой плотности и прочности. Кроме того, такое соединение будет иметь меньшие деформации и внутренние напряжения.

ВИДЫ СВАРНЫХ швов

Под сварным швом понимается участок сварного соединения образованный плавлением, как основного (свариваемого), так и электродного (присадочного) металлов.

Различают следующие виды сварных швов:

1. По положению в пространстве при сварке: (ГОСТ11969-79)

- нижние швы (Н), или в лодочку (Л) расположенные на полу, если рассматривать помещение, как трехмерное пространство;

- вертикальные швы (В) или полувертикальные (Пв), расположенные на вертикальной стене (плоскости) вертикально или полувертикально;

- горизонтальные швы (Г) или полугоризонтальные (Пг), расположенные на вертикальной стене (плоскости) горизонтально или полугоризонтально;

- потолочные швы (П) или полупотолочные (Пп), расположенные на потолке.

Самое удобное расположение швов – нижнее, так как меньше выражена трудность, вытекания расплавленного метала из сварочной ванны и более проста техника сварки. Затем по сложности выполнения следуют вертикальные швы, горизонтальные и потолочные. В такой последовательности и будет строиться практическое обучение.

2. По протяженности:

- сплошные швы, которые выполняются, не прерываясь по всей длине соединения;

- прерывистые, которые выполняются участками и в зависимости от расположения сварных участков и участков свободных от шва они могу быть:

а) цепные, когда участки швов свободные от них, расположены напротив друг друга;

б) в шахматном порядке, когда напротив участка шва, расположен участок без шва.

3. По виду соединения швы могут быть:

- стыковые, присущие только стыковым соединениям. К размерам стыкового шва относятся:

В – ширина шва;

h пр. – глубина проплавления;

h ус. – высота усиления.

Ни один из размеров стыкового шва, в его условном обозначении на чертежах не обозначается.

- угловые швы, присущие угловым, тавровым и нахлесточным соединениям. К основным размерам углового шва относятся:

К – катет шва;

h ус – высота усиления.

В условном обозначении на чертежах угловых швов, указывается катет, в виде треугольника и цифрой его размера в мм.

4. По степени усиления или по количеству наплавленного металла различают швы:

- нормальные, у которых высота усиления (h ус) не превышает 2 – 3 мм. Такие швы наблюдаются при правильно выбранной силе сварочного тока.

- усиленные или выпуклые, у которых высота усиления превышает 2 – 3 мм, что характерно при сварке на малых токах.

- ослабленные или вогнутые, имеющие вогнутую поверхность и не имеющие усилия. Такие швы характерны при сварке на больших токах. Предпочтение надо отдавать нормальным швам.

Соединения, выполненные выпуклыми швами, лучше работают на статические нагрузки, однако чрезмерное усиление приводит к лишнему расходу электродов и электроэнергии. Вогнутые швы лучше работают при динамических и знакопеременных нагрузках, так как не наблюдается резкого перехода шва в основной металл. При плавном переходе не создается концентраторов внутренних напряжений, вызывающих начало усталостного разрушения.

5. По расположению к направлению действующего усилия швы могу быть:

- лобовые, расположенные перпендикулярно направлению действующего усилия;

- фланговые, расположенные параллельно;

- комбинированные, обычно представляющие собой сочетание лобового и фланговых швов;

- косые, расположенные к направлению действующего усилия под углом отличным от 90 градусов;

6. По числу слоев или проходов различают:

- однослойные или однопроходные швы, выполняемые в один слой за один проход, под которым понимается перемещение электрода при сварке от одного конца соединения до другого;

- многослойные швы, выполняемые слоями, причем каждый слой выполняется за один проход, используя уширенные валики.

- многопроходные швы, так же выполняемые слоями, но каждый слой накладывается за несколько проходов.

Если рассматривать с точки зрения меньших деформаций и внутренних напряжений в соединении, то предпочтение следует отдать швам многослойным, а лучше многопроходным.

7. По способу наложения швы могут быть:

- односторонние, выполняемые с одной стороны соединения. Они характерны при одностороннем скосе кромок или когда подход во время сварки возможен только с одной стороны соединения;

- двухсторонние, выполняемые с двух сторон соединения. Они характерны при двухстороннем скосе кромок и когда подход во время сварки возможен с обоих сторон соединения. Предпочтение следует отдавать двухсторонним швам.

8. По ширине различают швы:

- узкие, шириной до 1,5 диаметра применяемого при сварке электрода. Их получают без колебательных движений концом электрода.

- широкие (уширенные), шириной 2-4 диаметра применяемого электрода.При их наложении концом электрода совершаются те или иные колебательные движения.

9. По условиям работы швы могут быть:

- рабочими, несущими эксплуатационную нагрузку. Их разрушение, по каким – либо причинам может привести к разрушению конструкции или узла, что часто приводит к авариям и несчастным случаям;

- связующие, эксплуатационную нагрузку не несущие, а соединяющие какие – то детали или конструкции между собой.

УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ СВАРНЫХ ШВОВ

На очень старых сборочных чертежах сварных конструкций, которые возможно ещё есть в употреблении, на месте шва ставились «реснички», а в поперечном сечении шов затемнялся. Размеры сварного шва целиком и полностью зависели от сварщика, так как ни один из них не обозначался. Когда требования к сварным швам конструкций возросли, с 60-х годов было введено условное обозначение, которое постоянно совершенствовалось и в настоящее время выглядит следующим образом.

Линии чертежа, где должен проходить сварной шов, должна касаться односторонняя стрелка, заканчивающая полкой, линией параллельной основной надписи (штампа) чертежа. На полке, если шов видимый, или под полкой, если шов невидимый, могут быть следующие обозначения:

1. Дополнительные знаки:

- в виде кружка, центром которого является пересечение стрелки и полки, что обозначает шов, который должен быть выполнен по замкнутому контуру. Этим контуром может быть окружность, овал, прямоугольник и т.п. Начав сварку в какой – то точке данного контура, после его прохождения, сварщик должен вернуться в исходную точку.

- в виде уголка, обозначающий шов выполняемый при монтаже. Так обычно обозначают швы, соединяющие узлы (части) конструкций больших габаритов, которые в условиях цеха или мастерской не могут быть выполнены, а их сварка производится при монтаже конструкции.

2. ГОСТ на виды сварных соединений и швов выполняемых тем или способом сварки. Например:

ГОСТ 5264-80 – ручной дуговой сваркой;

ГОСТ 14771-76 – сваркой в защитных газах;

ГОСТ 8713-79 – сваркой под флюсом и т.д.

ГОСТ 16037-80 – для соединений стальных трубопроводов и др.

3. Буква обозначающая вид сварного соединения на сборочном чертеже и цифра обозначающая тот или иной вид формы подготовки кромок под сварку.

С1 – С40 – стыковое соединение;

У1 – У10 – угловое соединение;

Т1 – Т9 – тавровое соединение;

Н1 – Н2 – нахлёсточное соединение.

4. Буква обозначающая применяемый способ сварки:

А – автоматическая сварка;

П – полуавтоматическая сварка под флюсом;

П-З – полуавтоматическая сварка в защитном газе;

Э – электродуговая сварка;

ШЭ – электрошлаковая сварка.

5. Прямоугольный равносторонний треугольник обозначает катет углового шва, а цифра его размер в мм.

6. Условное обозначение прерывистых швов, например:

200/250 – цепной прерывистый шов;

200Z250 – прерывистый в шахматном порядке.

Цифры перед знаком (200) указывают длину сварного участка, а цифры после знака (250) расстояние между участками в мм.

7. Дополнительные знаки:

- в виде буквы П положенной на бок – шов не по замкнутому контуру;

- в виде кружка с чёрточкой внизу – усиление шва снять;

- в виде двух полуокружностей с чертой внизу – обеспечить плавный переход шва к основному металлу, особенно у выпуклых швов, когда возможно образование концентратов внутренних напряжений в этих местах и образование трещин.

Все 7 пунктов в условное обозначение сварного шва могут входить, а могут и не входить. Но обязательно в обозначении должны присутствовать:

2. – ГОСТ на виды сварных соединений и швов выполняемых тем или иным способом сварки.

3. – буква и цифра вида соединения и подготовки формы кромок под сварку.

Допускается для сокращения длины условного обозначения пункт 2 указывать над основной надписью (штампа) сборочного чертежа в виде:

«Сварные швы по ГОСТ 5264-80» (номер ГОСТа в зависимости от применяемого способа сварки).

Как известно, из черчения, размеры на чертеже не повторяются. Это затрудняет его чтение. Так же для одинаковых швов обозначение делается один раз и на линии стрелки ставится соответствующий номер. Аналогичные швы будут иметь такой же номер.

Понятие о расчете швов на прочность

Сварные швы в конструкции чаще всего работают на растяжение, сжатие и срез. При расчете швов на прочность необходимо знать!

1) Площадь поперечного сечения шва (F), которая для стыковых соединений

2 2

определяется, как F = 0,7 S (S-толщина металла), для угловых швов F = 0,5 K

2) Длину сварного шва (L), чем длиннее шов, тем выше его прочность.

3) Допустимое напряжение, при том или ином виде нагрузки и которое должно быть ниже предела текучести металла, иначе возможно образование остаточных деформаций.

Qд = где, n –коэффициент запаса прочности. Для металлопроката (лист, уголок, швеллер, балка и т.п.) он принят за 1,2 -1,6.

Допускаемые усилия в сварном соединении определяются:

-при растяжении P = Qp * F* L

-при сжатии P = Qcж * F * L

-при срезе P = Qcp * 0,7 * K * L K-катет углового шва.

Дата добавления: 2015-08-28