Основные геометрические параметры сварных швов

Конс­трук­тивные эле­мен­ты и раз­ме­ры свар­ных со­еди­нений за­висят от ти­па со­еди­нения, тол­щи­ны сва­рива­емо­го ме­тал­ла, спо­соба и ре­жима свар­ки.

Сты­ковой свар­ной шов с раз­делкой кро­мок ха­рак­те­ризу­ет­ся фор­мой раз­делки. В тех учас­тках, где сты­ку­емые кром­ки име­ют раз­ную тол­щи­ну, тол­щи­ной свар­но­го шва бу­дет меньшая из тол­щин. Нап­лавлен­ный ме­талл, выс­ту­па­ющий над по­вер­хностью сва­рива­емых де­талей, на­зыва­ет­ся вы­пук­лостью шва.

Вы­пук­лость свар­но­го шва оп­ре­деля­ет­ся рас­сто­яни­ем меж­ду плос­костью, про­ходя­щей че­рез ви­димые ли­нии гра­ницы свар­но­го шва с ос­новным ме­тал­лом, и по­вер­хностью свар­но­го шва, из­ме­рен­ным в мес­те на­ибольшей вы­пук­лости (рис. 2.30). Из­бы­точ­ная вы­пук­лость яв­ля­ет­ся фак­то­ром, уменьша­ющим экс­плу­ата­ци­он­ную проч­ность свар­но­го шва.

Рис. 2.30.Конструктивные элементы стыкового сварного шва:
е, е₁ — ширина шва; g, g₁ — выпуклость шва; g₂, g₃ — вогнутость шва

Вог­ну­тость уг­ло­вого и сты­ково­го свар­но­го шва или кор­ня шва сты­ково­го со­еди­нения при­ведет к уменьше­нию вы­соты шва и по­луче­нию шва с уменьшен­ным се­чени­ем. Вог­ну­тость свар­но­го шва оп­ре­деля­ет­ся рас­сто­яни­ем меж­ду плос­костью, про­ходя­щей че­рез ви­димые ли­нии гра­ницы шва с ос­новным ме­тал­лом, и по­вер­хностью шва, из­ме­рен­ным в мес­те на­ибольшей вог­ну­тос­ти (рис. 2.31).

Рис. 2.31.Конструктивные элементы вогнутого (а) и выпуклого (б) угловых швов:
1 — основание шва; 2 — теоретическая высота углового шва; 3 — вогнутость; 4 — высота встроенного прямоугольного треугольника; 5 — толщина углового шва; 6 — выпуклость; 7 — наибольший встроенный во внешнюю часть шва прямоугольный треугольник

Ши­рина сты­ково­го свар­но­го шва не дол­жна пре­вышать до­пус­ти­мые пре­делы, ука­зан­ные в со­от­ветс­тву­ющих ГОС­Тах. Ши­рина шва ори­ен­ти­ровоч­но на 6 мм ши­ре раз­делки с ли­цевой сто­роны со­еди­нения.

Раз­ме­ры уг­ло­вых швов обыч­но за­да­ют­ся че­рез ка­тет уг­ло­вого шва.

Ка­тет уг­ло­вого шва — крат­чайшее рас­сто­яние от по­вер­хнос­ти од­ной из сва­рива­емых час­тей до гра­ницы уг­ло­вого шва на по­вер­хнос­ти вто­рой сва­рива­емой час­ти (см. рис. 2.31).

При свар­ке с глу­боким проп­лавле­ни­ем раз­мер уг­ло­вых швов оп­ре­деля­ют че­рез рас­четную вы­соту уг­ло­вого шва.

Рас­четная вы­сота уг­ло­вого шва — это дли­на пер­пенди­куля­ра, опу­щен­но­го из точ­ки мак­си­мально­го проп­лавле­ния в мес­те соп­ря­жения сва­рива­емых час­тей на ги­поте­нузу на­ибольше­го впи­сан­но­го во внеш­нюю часть уг­ло­вого шва пря­мо­угольно­го тре­угольни­ка (см. рис. 2.31).

В не­кото­рых слу­ча­ях за ос­но­ву па­рамет­ров уг­ло­вого шва при­нима­ют тол­щи­ну уг­ло­вого шва.

Тол­щи­на уг­ло­вого шва — это на­ибольшее рас­сто­яние от по­вер­хнос­ти уг­ло­вого шва до точ­ки мак­си­мально­го проп­лавле­ния ос­новно­го ме­тал­ла (рис. 2.32).

Рис. 2.32.Конструктивные элементы углового (а) и стыкового (б) сварных швов:
1 и 5 — граница наружной поверхности шва; 2 — фактическая толщина шва; 3 — лицевая поверхность; 4 — теоретическая толщина шва; 6 — исходная поверхность; 7 — провар (проплавление); 8 — корень; 9 — усиление; 10 — провар корня шва

В сты­ковых со­еди­нени­ях ос­новны­ми кри­тери­ями яв­ля­ют­ся вы­сота шва и про­вар.

Про­вар — это сплош­ная ме­тал­ли­чес­кая связь меж­ду сва­рива­емы­ми по­вер­хнос­тя­ми ос­новно­го ме­тал­ла, сло­ями и ва­лика­ми свар­но­го шва.

Ко­рень шва — это часть свар­но­го шва, на­ибо­лее уда­лен­ная от его ли­цевой по­вер­хнос­ти.

При большой тол­щи­не сва­рива­емо­го ме­тал­ла для улуч­ше­ния про­вара при­меня­ют скос кро­мок.

Скос кром­ки — это пря­моли­нейный нак­лонный срез кром­ки, под­ле­жащей свар­ке (рис. 2.33).

Рис. 2.33.Конструктивные элементы стыкового шва:
1 — основание шва; 2 и 3 — зоны сплавления соответственно 1-го и 2-го слоя; 4 — зона термического влияния при сварке 2-го слоя; 5 — притупление кромки; 6 — угол скоса кромки; 7 — скос кромки; 8 — зазор сварного шва; 9 — 2-й слой; 10 — ширина разделки; 11 — наружная поверхность шва; 12 — выпуклость стыкового шва; 13 — начало зоны сплавления; 14 — зона термического влияния при сварке 1-го слоя; 15 — 1-й слой; 16 — провар основания шва; 17 — выпуклость основного шва

Нак­лон сре­за кром­ки оп­ре­деля­ет­ся уг­лом ско­са кром­ки.

Угол ско­са кром­ки — это ос­трый угол меж­ду плос­костью ско­са кром­ки и плос­костью тор­ца.

Для уменьше­ния ве­ро­ят­ности про­жога кор­ня шва при­меня­ют раз­делку с при­туп­ле­ни­ем кром­ки.

При­туп­ле­ние кром­ки — это нес­ко­шен­ная часть тор­ца кром­ки, под­ле­жащей свар­ке (см. рис. 2.33).

Для улуч­ше­ния про­вара кор­ня шва сбор­ку сва­рива­емых де­талей про­из­во­дят с за­зором.

За­зор — это крат­чайшее рас­сто­яние меж­ду кром­ка­ми соб­ранных для свар­ки де­талей.

2.4Условные изображения и обозначения швов сварных соединений

До­кумент ЕСКД ГОСТ 2.312—72 ус­та­нав­ли­ва­ет ус­ловные изоб­ра­жения и обоз­на­чения швов свар­ных со­еди­нений в конс­трук­тор­ских до­кумен­тах из­де­лий всех от­раслей про­мыш­леннос­ти, а так­же в стро­ительной до­кумен­та­ции, в ко­торой не ис­пользо­ваны изоб­ра­жения и обоз­на­чения, при­меня­емые в строи­тельстве.

По ГОСТ 2.312—72 швы свар­ных со­еди­нений, не­зави­симо от спо­соба свар­ки, ус­ловно изоб­ра­жа­ют:

§ ви­димый — сплош­ной ос­новной ли­ни­ей;

§ не­види­мый — штри­ховой ли­ни­ей;

§ ви­димую оди­ноч­ную свар­ную точ­ку не­зави­симо от спо­соба свар­ки — зна­ком «+», ко­торый вы­пол­ня­ют сплош­ны­ми ли­ни­ями;

§ не­види­мые оди­ноч­ные точ­ки не изоб­ра­жа­ют.

От изоб­ра­жения шва или оди­ноч­ной точ­ки про­водит­ся ли­ния-вы­нос­ка, за­кан­чи­ва­юща­яся од­носто­рон­ней стрел­кой. Ли­ния-вы­нос­ка обыч­но про­водит­ся от ви­димо­го шва, при не­об­хо­димос­ти — от не­види­мой сто­роны шва.

На изоб­ра­жени­ях се­чения мно­гоп­ро­ход­но­го шва кон­ту­ры от­дельных про­ходов обоз­на­ча­ют­ся про­пис­ны­ми бук­ва­ми рус­ско­го ал­фа­вита. Шов, раз­ме­ры конс­трук­тивных эле­мен­тов ко­торо­го стан­дарта­ми не ус­та­нов­ле­ны (нес­тандар­тный шов), изоб­ра­жа­ет­ся с ука­зани­ем раз­ме­ров конс­трук­тивных эле­мен­тов, не­об­хо­димых для вы­пол­не­ния шва по дан­но­му чер­те­жу. Гра­ницы шва на чер­те­жах изоб­ра­жа­ют сплош­ны­ми ос­новны­ми ли­ни­ями, а конс­трук­тивные эле­мен­ты кро­мок в гра­ницах шва — сплош­ны­ми тон­ки­ми ли­ни­ями.

Ус­ловное обоз­на­чение шва на­носят:

§ на пол­ке ли­нии-вы­нос­ки, про­веден­ной от изоб­ра­жения шва с ли­цевой сто­роны;

§ под пол­кой ли­нии-вы­нос­ки, про­веден­ной от изоб­ра­жения шва с обо­рот­ной сто­роны.

Обоз­на­чения ше­рохо­ватос­ти ме­хани­чес­ки об­ра­ботан­ной по­вер­хнос­ти шва на­носят­ся на пол­ке или под пол­кой ли­нии-вы­нос­ки пос­ле ус­ловно­го обоз­на­чения шва, или ука­зыва­ют­ся в таб­ли­це швов, или при­водят­ся в тех­ни­чес­ких тре­бова­ни­ях чер­те­жа, нап­ри­мер: «Па­раметр ше­рохо­ватос­ти по­вер­хнос­ти свар­ных швов…». Ес­ли для шва свар­но­го со­еди­нения ус­та­нов­лен кон­трольный ком­плекс или ка­тего­рия кон­тро­ля шва, то их обоз­на­чение обыч­но по­меща­ет­ся под ли­ни­ей-вы­нос­кой.

При на­личии на чер­те­же оди­нако­вых швов обоз­на­чение мо­жет на­носиться у од­но­го из изоб­ра­жений, от изоб­ра­жений ос­тальных оди­нако­вых швов про­водят­ся ли­нии-вы­нос­ки с пол­ка­ми.

Всем оди­нако­вым швам прис­ва­ива­ют оди­нако­вый но­мер, ко­торый на­носят:

§ на ли­нии-вы­нос­ке, име­ющей пол­ку с на­несен­ным обоз­на­чени­ем шва;

§ на пол­ке ли­нии-вы­нос­ки, про­веден­ной от изоб­ра­жения шва, не име­юще­го обоз­на­чения, с ли­цевой сто­роны;

§ под пол­кой ли­нии-вы­нос­ки, про­веден­ной от изоб­ра­жения шва, не име­юще­го обоз­на­чения, с обо­рот­ной сто­роны.

Чис­ло оди­нако­вых швов мо­жет быть ука­зано на ли­нии-вы­нос­ке, име­ющей пол­ку с на­несен­ным обоз­на­чени­ем шва.

Швы счи­та­ют оди­нако­выми, ес­ли:

§ оди­нако­вы их ти­пы и раз­ме­ры конс­трук­тивных эле­мен­тов в по­переч­ном се­чении;

§ к раз­личным ха­рак­те­рис­ти­кам раз­ных швов предъяв­ля­ют­ся од­ни и те же тре­бова­ния.

Ес­ли все швы на чер­те­же оди­нако­вы и изоб­ра­жены с од­ной сто­роны (ли­цевой или об­ратной), то ну­мера­ция оди­нако­вых швов мо­жет от­сутс­тво­вать.

Швы, не име­ющие обоз­на­чения, от­ме­ча­ют ли­ни­ями-вы­нос­ка­ми без по­лок.

Струк­ту­ра ус­ловно­го обоз­на­чения стан­дар­тно­го шва или стан­дар­тной оди­ноч­ной свар­ной точ­ки по­каза­на на рис. 2.34, нес­тандар­тно­го шва или нес­тандар­тной оди­ноч­ной свар­ной точ­ки — на рис. 2.35.

Рис. 2.34.Структура условного обозначения стандартного шва или стандартной одиночной сварной точки

Рис. 2.35.Структура условного обозначения нестандартного шва
или нестандартной одиночной сварной точки

1. Ка­кое свар­ное со­еди­нение на­зыва­ет­ся сты­ковым?

2. Чем от­ли­ча­ет­ся сты­ковое со­еди­нение от нах­лесточ­но­го?

3. Ка­кое свар­ное со­еди­нение на­зыва­ет­ся тав­ро­вым?

4. Чем от­ли­ча­ет­ся уг­ло­вое со­еди­нение от тор­це­вого?

5. Что та­кое свар­ной шов?

6. Ка­кие раз­но­вид­ности свар­ных швов су­щес­тву­ют?

7. К ка­ким со­еди­нени­ям при­меним уг­ло­вой шов?

8. Как под­разде­ля­ют­ся свар­ные швы по по­ложе­нию в прос­транс­тве?

9. Как под­разде­ля­ют­ся свар­ные швы по от­но­шению к нап­равле­нию действу­ющих уси­лий?

10. Как клас­си­фици­ру­ют­ся свар­ные швы по фор­ме на­руж­ной по­вер­хнос­ти?

11. Ка­кими бук­ва­ми обоз­на­ча­ют­ся ос­новные ви­ды свар­ных со­еди­нений?

12. Ка­кие конс­трук­тивные эле­мен­ты ха­рак­те­ризу­ют фор­му раз­делки кро­мок?

13. Ка­кие фор­мы раз­делки кро­мок вы зна­ете?

14. Ка­кую роль вы­пол­ня­ет за­зор при сбор­ке под свар­ку?

15. Что та­кое при­туп­ле­ние кро­мок и для че­го оно де­ла­ет­ся?

Источник

Ширина сварного шва

87. Ширина сварного шва

Расстояние между видимыми линиями сплавления на лицевой стороне сварного шва при сварке плавлением

Ширина сварного шва

Расстояние между линиями сплавления на лицевой стороне сварного шва в одном поперечном сечении, рис. А.14

Ширина сварного шва

Расстояние между видимыми линиями сплавления на лицевой стороне сварного шва в одном поперечном сечении, рис. ПА-14

Полезное

Смотреть что такое «Ширина сварного шва» в других словарях:

ширина сварного шва — ширина шва Расстояние между видимыми линиями сплавления на лицевой стороне сварного шва при сварке плавлением. [ГОСТ 2601 84] Тематики сварка, резка, пайка Синонимы ширина шва EN weld width DE Nahtbreite FR largeur de la soudure … Справочник технического переводчика

Ширина сварного шва — – расстояние между видимыми линиями сплавления на лицевой стороне сварного шва при сварке плавлением. [ГОСТ 2601 84] Рубрика термина: Сварка Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ШИРИНА СВАРНОГО ШВА — [weld width] расстояние между видимыми линиями сплавления на лицевой стороне сварного шва при сварке плавлением … Металлургический словарь

Коэффициент формы сварного шва — Ширина шва 88. Коэффициент формы сварного шва Коэффициент, выражаемый отношением ширины стыкового или углового шва к его толщине Источник: ГОСТ 2601 84: Сварка металлов. Термины и определения основных понятий оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Несущая ширина кольцевого сварного шва, мм (см) — tj Источник: Поправка к ГОСТ 14249 89: оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Несущая ширина кольцевого сварного шва, мм (см) — tj Источник: ГОСТ 14249 89: Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ширина — 3.11 ширина (width): Размер самой длинной кромки карты. Источник: ГОСТ Р ИСО/МЭК 15457 1 2006: Карты идентификационные. Карты тонкие гибкие. Часть 1. Физические характеристики … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

неравномерная ширина шва — Отклонение ширины от установленного значения вдоль сварного шва. [ГОСТ 30242 97] Тематики сварка, резка, пайка Обобщающие термины нарушение формы шва EN irregular width FR largeur irréguliére … Справочник технического переводчика

Подготовка сварного соединения к проведению контроля. — 6.3.5 Подготовка сварного соединения к проведению контроля. Перед проведением контроля следует выполнить подготовку сварного соединения к контролю, а именно: обеспечить доступ к сварному соединению для беспрепятственного сканирования околошовной… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

РД 08.00-60.30.00-КТН-046-1-05: Неразрушающий контроль сварных соединений при строительстве и ремонте магистральных нефтепроводов — Терминология РД 08.00 60.30.00 КТН 046 1 05: Неразрушающий контроль сварных соединений при строительстве и ремонте магистральных нефтепроводов: 1.4.15 Бригада сварщиков группа аттестованных в установленном порядке сварщиков, назначенных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Геометрические размеры сварного шва

Закристаллизовавшийся отрезок расплавленного металла, образовавшийся в месте соединения двух металлических деталей или конструкций – это классический сварочный шов, который имеет определенные геометрические размеры как в сечении, так и по длине. Они зависят от типа соединения, метода выполнения сварки, геометрии разделки торцевых кромок соединяемых изделий и некоторых других факторов. Эти элементы сваренных деталей делятся на два вида: стыковые и угловые. Их не следует путать с типами сварочных соединений, которые классифицируются как стыковые, угловые, тавровые и внахлест.

Во всех таких конструкциях присутствуют рабочие швы, на которые действуют основные нагрузки соединения. От правильного расчета этих элементов соединения зависит прочность всей конструкции в целом. На качество сварки влияет множество факторов, в том числе и геометрические характеристики, такие как ширина, длина, вогнутость, выпуклость и другие особенности стыковки деталей. Для соединенных под прямым углом деталей, основным геометрическим параметром является размер катета сварного шва, от которого зависит прочность сварки.

Нормативные документы

Основными документом, регламентирующими геометрию сварочных швов является ГОСТ 5264-80, по которому и рассчитываются главные геометрические характеристики, с использованием математических формул. Размеры сечения и длинны по ГОСТ 5264-80 зависят от вида соединения, толщины деталей конструкции, геометрии обработки торцевых кромок. Кроме того при расчете геометрических параметров сварочных соединений учитываются и другие нормативные документы: СНиП II-23-81, инструкции и технические регламенты. Среди всех геометрических характеристик сварных швов основными являются минимальная длина, ширина, глубина, размер катета и некоторые другие.

Геометрические характеристики

Как уже было сказано выше, геометрия швов зависит от вида соединения. Основные геометрические размеры сечений стыковых и угловых сварочных швов представлены на следующем рисунке:

На геометрические размеры влияет тип соединения и толщина свариваемых изделий. Эти показатели приведены в следующей таблице.

Таблица с типами сварных соединений

Из представленной информации понятно, что все геометрические размеры сварных швов и соединяемых деталей связаны между собой. Особняком стоит длина этих элементов сварных конструкций. Она зависит только от нагрузки на соединение и совершенно не зависит от геометрии сечения шва. Минимальная длина сварного шва должна обеспечивать прочность соединения, при превышении максимального значения общей нагрузки на 20%. Часто проварка изделий осуществляется по всей длине контакта, но во многих случаях сварка выполняется короткими отрезками, обеспечивающими необходимую прочность соединения. Для строительных конструкций расчет длины сварного шва по СНиП II-23-81 осуществляется исходя из этих критерий.

Расчет геометрии стыкового шва

Методика проверки швов для этого вида полностью расписана в следующих нормативных документах: СНиП II-23-81 п.11.1 и СП 16.13330.2011 п.14.1.14. В этих документах представлены разные способы расчета, но все они являются производными от следующей математической формулы:

Формула расчета геометрии стыкового шва

При таком виде соединения оно проваривается на всю длину контакта, следовательно длина шва равна длине стыков свариваемых деталей, уменьшенной на 2t, удвоенную толщину металла. Ширина шва зависит от формы разделки кромок и толщины деталей. Схемы расчетных варианты соединений встык показаны на следующих рисунках.

Схемы расчетных варианты соединений встык

Если в ходе сварочных работ используются материалы в соответствии с приложением 2 СНиП II-23-81 в расчет не производится, только осуществляется визуальный контроль качества выполненных соединений.

Расчет геометрии углового шва

Расчет геометрических размеров угловых сварных швов при воздействии нагрузки, проходящей по оси центра тяжести производится по выбранному сечению, наиболее опасному в этом соединении. Это может быть расчет по сечению металла шва или границ сплавления материалов. На ниже приведенном рисунке представлены оба сечения.

Схема геометрии углового шва

В таком виде сварных соединений действуют напряжения различного характера, но доминирующей нагрузкой является срезающая сила. Проверка угловых сварных швов производится по следующим формулам.

Формула расчета по металлу шва

Формула расчета по границе сплавления

где N – максимальная сила растяжения или сжатия; βf и βz – табличные коэффициенты для стали; kf – длина катета сварного шва; lw – длина; Rwf – расчетное сопротивление на срез; Rwz – то же но в зоне сплавления; γс – табличный коэффициент условий эксплуатации; γwf и γwz – то же, но для разных условий эксплуатации.

Главной геометрической характеристикой всех угловых швов является размер их катета, т. е. толщина по границам сплавления. Размер катета зависит от толщины деталей, материала и способа сварки. Выбрать значение этого геометрического параметра можно в нижеприведенной таблице.

Таблица минимальных катетов углового шва

Для стальных конструкций с предельными характеристиками текучести материала выше 590 Н/кв.мм или толщине соединяемых деталей свыше 80 мм, значение минимального размера катета следует брать в специальных ТУ.

Для конструкций четвертой группы, размер катета углового шва следует сокращать на 1 мм для деталей с толщиной не более 40 мм и уменьшать на 2 мм для деталей толще 40 мм.»

Инструменты для контроля размеров швов

Измеритель геометрических параметров сварных швов – это специализированный инструмент, с помощью которого можно произвести замер основных характеристик этих элементов сваренных конструкций. Среди всего разнообразия таких измерительных инструментов можно выделить следующие группы изделий: шаблоны, универсальные измерители и устройства, специализированные на замере одного параметра. В набор профессионального сварщика состоит из нескольких таких инструментов, позволяющих произвести замер как подготовленных к сварке деталей, так и самого сварного шва.

Заключение

Выше представленная информация актуальна для соединений, выполненных с использованием ручной электродуговой сварки. Размеры сварного шва при полуавтоматической сварке рассчитываются по другим методикам. Следует заметить, что все геометрические размеры сварных швов жестко завязаны на толщину свариваемых деталей и максимальную нагрузку, которую должна выдержать вся конструкция!

Источник

Сварные швы и соединения. виды, обозначение, параметры, классификация сварных швов.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ШВОВ

Термины и определения для сварных конструкций, узлов, соединений и швов установлены ГОСТ 2601-84.

Сварным соединением называют неразъемное соединение двух и более элементов (деталей), выполненное с помощью сварки. В сварное соединение входят сварной шов, прилегающая к нему зона основного металла со структурными и другими изменениями в результате термического действия сварки (зона термического влияния) и примыкающие к ней участки основного металла.

Сварной шов представляет собой участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.

Сварной узел представляет собой часть сварной конструкции, в которой сварены примыкающие друг к другу элементы.

Сварной конструкцией называется металлическая конструкция, изготовленная из отдельных деталей или узлов с помощью сварки.

Металл деталей, подлежащих соединению сваркой, называют основным металлом.

Металл, подаваемый в зону дуги дополнительно к расплавленному основному металлу, называют присадочным металлом.

Переплавленный присадочный металл, введенный в сварочную ванну или наплавленный на основной металл, называют наплавленным металлом.

Сплав, образованный переплавленным основным или основным и наплавленным металлами, называют металлом шва.

Работоспособность сварного изделия определяется типом сварного соединения, формой и размерами сварных соединений и швов, их расположением относительно действующих сил, плавностью перехода от сварного шва к основному металлу и др.

При выборе типа сварного соединения учитывают условия эксплуатации (статические или динамические нагрузки), способ и условия изготовления сварной конструкции (ручная сварка, автоматическая в заводских или монтажных условиях), экономию основного металла, электродов и др.

Типы сварных соединений. По форме сопряжения соединяемых деталей (элементов) различают следующие типы сварных соединений: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные (рисунок 1).

Сварные швы подразделяют по форме поперечного сечения на стыковые (рисунок 2.а) и угловые (рисунок 2.б). Разновидностью этих типов являются швы пробочные (рисунок 2.в) и прорезные (рисунок 2.г), выполняемые в нахлесточных соединениях. По форме в продольном направлении различают швы непрерывные и прерывистые.

Стыковое соединение наиболее распространено в сварных конструкциях, поскольку имеет ряд преимуществ перед другими видами соединений. Его применяют в широком диапазоне толщины свариваемых деталей от десятых долей миллиметра до сотен миллиметров почти при всех способах сварки. При стыковом соединении на образование шва расходуется меньше присадочного материала, легко и удобно контролировать качество.

Угловые швы различают по форме подготовки свариваемых кромок в поперечном сечении и сплошности шва по длине.

Прорезные швы, обычно удлиненной формы, получаются путем приварки верхнего (накрывающего) листа к нижнему угловым швом по периметру прорези (рисунок 6. в). В отдельных случаях прорезь может заполняться и полностью.

Форму разделки кромок и их сборку под сварку характеризуют четыре основных конструктивных элемента (рисунок 7): зазор b, притупление с, угол скоса кромки в и угол разделки кромок а, равный в или 2в.

Для всех типов швов важны полный провар кромок соединяемых элементов и внешняя форма шва как с лицевой стороны (усиление шва), так и с обратной стороны, т. е. форма обратного валика. В стыковых и особенно односторонних швах трудно проваривать кромки притупления на всю их толщину без специальных приемов, предупреждающих прожог и обеспечивающих хорошее формирование обратного валика.

Сварные швы классифицируют по ряду признаков. По внешнему виду швы делят на выпуклые, нормальные, вогнутые (рисунок 8). Как правило, все швы выполняют с небольшим усилением (выпуклыми). Если требуются швы без усиления, это должно быть указано на чертеже. Ослабленными (вогнутыми) выполняют угловые швы, что также отмечается на чертеже. Такие швы требуются для улучшения работы сварных соединений, например при переменных нагрузках. Стыковые швы ослабленными не делают, вогнутость в этом случае является браком. Увеличение размеров сварных швов по сравнению с заданными приводит к увеличению массы свариваемой конструкции и перерасходу электродов. В результате возрастает себестоимость сварных конструкций, повышается трудоемкость сварочных работ.

Большое значение также имеет образование плавного перехода металла лицевого и обратного валиков к основному металлу, так как это обеспечивает высокую прочность соединения при динамических нагрузках. В угловых швах также бывает трудно проварить корень шва на всю его толщину, особенно при сварке наклонным электродом. Для этих швов рекомендуется вогнутая форма поперечного сечения шва с плавным переходом к основному металлу, что снижает концентрацию напряжений в месте перехода и повышает прочность соединения при динамических нагрузках.

По числу слоев и проходов различают однослойные, многослойные, однопроходные, многопроходные швы (рисунки 9, 10).

По положению в пространстве различают нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные швы (рисунок 12). Отличаются они друг от друга углами, под которыми располагается поверхность свариваемой детали относительно горизонтали. Наиболее труден для исполнения потолочный шов, лучше всего шов формируется в нижнем положении. Потолочные, вертикальные и горизонтальные швы приходится обычно выполнять при изготовлении и особенно при монтаже крупногабаритных конструкций.

Примеры обозначения сварных швов по их положению в пространстве даны на рисунке 13.

Рисунок 12 — Классификация сварных швов по их положению в пространстве

2. КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКЕ

В связи с важностью правильной подготовки свариваемых кромок с точки зрения качества, экономичности, прочности и работоспособности сварного соединения созданы государственные стандарты на подготовку кромок под сварку. Стандарты регламентируют форму и конструктивные элементы разделки и сборки кромок под сварку и размеры готовых сварных швов.

ГОСТ 5264-80 «Швы сварных соединений. Ручная электродуговая сварка. Основные типы, конструктивные элементы и размеры» и ГОСТ 11534-75 «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные под острыми и тупыми углами. Основные типы, конструктивные элементы и размеры» регламентируют конструктивные элементы подготовки кромок и размеры выполненных швов при ручной дуговой сварке металлическим электродом во всех пространственных положениях.

Необходимо отметить некоторые особенности применения стандартов. Различные способы электрической сварки плавлением в силу их технологических особенностей позволяют получить различную максимальную глубину проплавления. Варьируя основными параметрами режима сварки, конструктивными типами разделки кромок, можно увеличивать или уменьшать глубину проплавления и другие размеры шва.

По указанной причине упомянутые стандарты, регламентирующие конструктивные элементы разделки кромок, учитывают возможность варьирования силой сварочного тока, напряжением, диаметром электродной проволоки (плотностью тока) и скоростью сварки. В тех случаях, когда процесс сварки обеспечивает использование больших токов, высокой плотности тока и концентрации теплоты, возможны повышенная величина притупления, меньшие углы разделки и величина зазора.

При ручной дуговой сварке такие факторы, как величина сварочного тока, скорость сварки и напряжение дуги, изменяются в небольших пределах.

Чтобы обеспечить сквозное проплавление кромок изделия при сварке односторонних стыковых или угловых швов при толщине листов свыше 4 мм, сварку приходится вести по заранее разделанным кромкам. При ручной сварке сварщики не могут существенно изменить глубину проплавления основного металла, но, меняя размах поперечных колебаний электрода, они могут значительно изменять ширину шва.

Во всех случаях, используя стандарты на подготовку кромок, следует выбирать такие типы разделок, при которых обеспечиваются наименьшие объем и стоимость работ по разделке кромок, объем и масса наплавленного металла, полный провар по толщине, плавная форма сопряжения внешней части шва и минимальные угловые деформации.

Большое влияние на качество сварных соединений и экономичность процесса сварки оказывают чистота кромок и прилегающей к ним поверхности основного металла, точность подготовки кромок и сборки под сварку. Заготовки для свариваемых деталей следует изготовлять из предварительно выправленного и зачищенного металла. Вырезку деталей и подготовку кромок осуществляют механической обработкой (на пресс-ножницах, кромкострогальных и фрезерных станках), газокислородной и плазменной резкой и др. После применения тепловых способов резки кромки зачищают от грата, окалины и т. п. (шлифовальными кругами, металлическими щетками и др.).

2.1 Геометрические параметры сварного шва

Выпуклость сварного шва определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом, и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости.

Глубина проплавления (провара) представляет собой наибольшую глубину расплавления основного металла в сечении шва. Это глубина проплавления свариваемых элементов соединения.

Толщина шва включает выпуклость сварного шва q и глубину проплавления (с = q + h).

Ширина сварного шва и глубина провара зависят от способа и режимов сварки, толщины свариваемых элементов и других факторов.

Выпуклость сварного шва определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом, и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости.

Если шов выполнен вогнутым, то измеряют вогнутость углового шва. Она определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы углового шва с основным металлом, и поверхностью шва, измеренной в месте наибольшей вогнутости.

В зависимости от параметров сварки и формы подготовки свариваемых кромок деталей доли участия основного и наплавленного металлов в формировании шва могут существенно изменяться (рисунок 16).

Коэффициент доли основного металла в металле шва определяют по формуле

При изменении доли участия основного и присадочного металлов в формировании шва его состав может изменяться, следовательно, изменяются и его механические, коррозионные и другие свойства.

Основные типы и конструктивные элементы швов сварных соединений для ручной дуговой сварки регламентирует ГОСТ 5264-80.

2.2 Обозначения сварных швов

Условные изображения швов сварных соединений. Основные типы, конструктивные элементы, размеры и условные обозначения сварных соединений и швов на чертежах, а также форма и размеры подготовки свариваемых кромок из различных конструкционных материалов, применяемых при дуговой сварке, регламентируются стандартами.

На чертежах сварных изделий применяют условные изображения и обозначения швов, приведенные в ГОСТ 2.312-72.

От изображения шва или одиночной точки проводят линию- выноску с односторонней стрелкой, указывающей место расположения шва. Линию-выноску предпочтительно выполнять от изображения видимого шва.

На изображение сечения многопроходного шва допускается наносить контуры отдельных проходов, при этом их необходимо обозначать прописными буквами русского алфавита (рисунок 18. а).

Нестандартные швы (рисунок 18.б) изображают с указанием конструктивных элементов, необходимых для выполнения шва по данному чертежу.

2.3 Условные обозначения швов сварных соединений

Вспомогательные знаки для обозначения сварных швов приведены в таблице 1.

Значение вспомогательного знака

Расположение вспомогательного знака относительно полки линии выноски, проведенной от изображения шва

с оборотной стороны

Усиление шва снять

Наплывы и неровности шва обработать с плавным переходом к основному металлу

Шов выполнить при монтаже изделия, т.е. при установке его по монтажному чертежу на месте применения

Шов прерывистый или точечный с цепным расположением. Угол наклона линии ≈ 60°

Шов прерывистый или точечный с шахматным расположением

Шов по незамкнутой линии. Знак применяют, если расположение шва ясно из чертежа

В условном обозначении шва (рисунок 19) вспомогательные знаки выполняют сплошными тонкими линиями. Вспомогательные знаки должны быть одинаковой высоты с цифрами, входящими в обозначение шва.

Структура условного обозначения стандартного шва или одиночной сварной точки приведена на рисунке 19. а.

3. Приводят буквенно-цифровое обозначение шва по стандарту на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений. Например, стыковой шов без скоса кромок односторонний обозначают как С2.

4. На этой позиции указывают условное обозначение способа сварки по стандарту на типы и конструктивные элементы швов. Стандарт допускает не указывать способ сварки.

5. Знак и размер катета для угловых, тавровых соединений и внахлестку, для которых стандартом предусмотрено указание катета шва, например 5.

6. В данной позиции проставляют:

Если шов нестандартный, то в его условном обозначении (рисунок 19. б) из рассмотренных выше частей сохраняются только вспомогательные знаки (1 и 7) и часть обозначения, касающаяся конструктивных элементов прерывистого либо точечного шва (6). В технических требованиях чертежа или таблице швов при этом указывают способ сварки, которым выполняется нестандартный шов.

Условное обозначение шва наносят:

— на полке линии-выноски, проведенной от изображения шва с лицевой стороны (рисунок 20. а);

— под полкой линии-выноски, проведенной от изображения шва с оборотной стороны (рисунок 20. б).

За лицевую сторону одностороннего шва принимают ту, с которой производят сварку. За лицевую сторону двустороннего шва с несимметрично подготовленными кромками принимают ту, с которой сваривают основной шов. Если двусторонний шов имеет симметричные кромки, то за лицевую может быть принята любая сторона шва.

Если для шва сварного соединения установлен контрольный комплекс или категория контроля шва, то их обозначение допускается помещать под линией выноской (рисунок 20). В технических требованиях или таблице швов на чертеже приводят ссылку на соответствующий нормативно-технический документ.

Сварочные материалы указывают на чертеже в технических требованиях или таблице швов. Допускается сварочные материалы не указывать.

При наличии на чертеже одинаковых швов обозначение наносят у одного из изображений, а от изображений остальных одинаковых швов проводят линии-выноски с полками. Всем одинаковым швам присваивают один и тот же номер, который наносят:

— на линии-выноске, имеющей полку с нанесенным обозначением шва (рисунок 21. а);

— на полке линии-выноски, проведенной от изображения шва, не имеющего обозначения, с лицевой стороны (рисунок 21. б);

— под полкой линии-выноски, проведенной от изображения шва, не имеющего обозначения, с оборотной стороны (рисунок 21.в).

Рисунок 21 — Упрощения в обозначении швов сварных соединений

Допускается указывать количество одинаковых швов на линии- выноске, имеющей полку с нанесенным обозначением (рисунок 21. а).

Если все швы на чертеже одинаковы и изображены с одной стороны, то порядковый номер швам не присваивают и отмечают их только линиями-выносками без полок (рисунок 21.г) кроме шва, на котором нанесено условное обозначение.

На чертеже симметричного изделия, при наличии на изображении оси симметрии, допускается отмечать линиями-выносками и обозначать швы только одной из симметричных частей изображения изделия.

На чертеже изделия, в котором имеются одинаковые составные части, привариваемые одинаковыми швами, допускается отмечать линиями-выносками и обозначать швы только на одной из одинаковых изображенных частей.

Если все швы на данном чертеже выполнены по одному и тому же стандарту, обозначение стандарта указывают в технических требованиях чертежа (записью по типу: «Сварные швы по. ») или в таблице.

Допускается не отмечать на чертеже швы линиями-выносками, а приводить указания по сварке записью в технических требованиях чертежа, если эта запись однозначно определяет места сварки, способы сварки, типы швов сварных соединений и размеры их конструктивных элементов в поперечном сечении и расположении швов.

Условные обозначения стандартных швов сварных соединений

На рисунке 22 приведены форма поперечного сечения шва и условное обозначение стандартного стыкового шва соответственно. Данный шов имеет следующую характеристику: шов стыкового соединения с V-образным скосом одной кромки, двусторонний, выполняемый ручной дуговой сваркой при монтаже изделия; усиление снято с обеих сторон; параметр шероховатости поверхностей шва: с лицевой стороны Rz 20 мкм;

Чертежи, изображающие сварные изделия, сварные узлы и т. п., которые содержат необходимые данные для сборки, сварки и контроля, называют сборочными. Сборочные чертежи дают возможность определить, как спроектировано и работает изделие, какие детали в него входят, какими должны быть типы сварных соединений, какой следует применить способ сварки для соединения деталей между собой, каким способом контроля нужно подвергнуть сварные соединения и швы, каким техническим требованиям должны соответствовать сварные швы и т. д.

Приступая к работе, сварщик должен прежде всего изучить чертеж: все надписи, изображаемые виды, условные обозначения, материал деталей, технические требования, предъявляемые к сварным швам.

Источник