Типы сварных соединений

Ручная сварка

Примеры сварных соединений.

Несмотря на быстрый рост новых автоматизированных способов, ручные методы незаменимы во многих случаях, этот вид сварки давно занимает законное важное место в современных технологиях. Преимущества ручных способов:

Преимущества ручных способов:


  • можно варить в труднодоступных местах;
  • в разных положениях в пространстве;
  • можно быстро переходить от одного материала, которые плавим, к другому;
  • выбор электродов на любой вкус для любых видов стали;
  • оборудование легко перевозить, просто обслуживать.

К ручным видам относится точечная сварка своими руками, контактная метод, который возможен в домашних условиях в отличие от других контактных способов, применяемых только в промышленности.

Классическая газовая сварка также относится к ручным способам.

Химическая очистка соединения

Как уже было описано выше, механическая обработка позволяет достичь приемлемых результатов, однако наилучшее качество зачистки сварного шва после сварки достигается при сочетании данного метода с химической очисткой. К нему относится травление и пассивация.

Химическое средство для очистки швов.

Травление осуществляется с использованием специализированных составов. Они позволяют получать однородное антикоррозионное покрытие на поверхности изделия. Кроме того удаляются области с побежалостью – места скопления окислов хрома и никеля, отличающиеся низкой устойчивостью к коррозии.

Небольшие области обрабатываемых швов травятся посредством простого нанесения состава на необходимый участок. В некоторых случаях изделие полностью окунается в емкость со специальным раствором. Время взаимодействия детали со смесью в каждом конкретном случае различно и выбирается индивидуально.

Пассивация – процесс обработки металлического изделия специальным раствором. В результате данного процесса происходит формирование защитной пленки на обработанной поверхности детали. Отличительной особенностью полученного покрытия является его стойкость к коррозии.

Суть данной технологии зачистки кромок под сварку заключается в применении оксидантов мягкого действия. В результате взаимодействия с нержавейкой с ее поверхности удаляется свободный металл и активизируется формирование защитного покрытия на поверхности изделия.

Осуществить пассивацию можно с помощью спреев для обработки нержавейки или специальной пасты.

Дело в том, что в такой воде содержится повышенное количество кислот и тяжелых металлов, поэтому подобные стоки характеризуются повышенной опасностью для окружающей среды. Вначале следует нейтрализовать кислоты с помощью щелочных растворов, а после необходимо отфильтровать воду. Полученные отходы должны быть утилизированы.

Требования к сварке металлических конструкций

Процесс сварки в технологическом плане должен обеспечить выполненным соединениям требуемые геометрические параметры, размеры и высокое качество. Конструкция должна получиться прочной и долговечной, а риск ее деформации – нулевым.

Сварка металлических конструкций.


Именно поэтому технология сварки металлоконструкций должна реализовываться с учетом некоторых требований, что во многом определит качество созданных сварных швов:

Если создаются простые соединения без применения кондуктора, а также при создании сложных швов перед включением данного инструмента важно оставить зазор между скрепляемыми деталями. Тогда при смещении элементов шов не пострадает

Но размеры зазора должны соответствовать допустимой норме, иначе система не будет прочна и долговечна.

При выполнении сварки ответственных металлоконструкций сварщики проверяют строгое соответствие установленной детали своему местоположению, согласно карте. При поступлении заготовки на стапель стоит подготовить каждую из них к завершающему этапу.

Все детали должны строго соответствовать по виду и размеру, указанным в проекте частям будущей конструкции. Это позволит сохранить функциональные возможности изделия. Корневые слои шва при ручном методе выполнения дуговой сварки важно накладывать электродами с диаметром, не превышающим 3-4 мм.

Металлоконструкции при укреплении потребуется располагать так, дабы можно было накладывать швы преимущественно в нижнем положении. Это необходимо для обеспечения сварщика безопасными условиями работы.

Важно взять под строгий контроль углы металлоконструкции, для чего стоит воспользоваться специальными инструментами и кондуктором. Все углы между плоскостями должны быть прямыми, если это предусмотрено проектом. Иначе произойдет перекос деталей, что повлечет за собой нарушение целостности механизма, потере им своей функциональности. Готовая конструкция должна иметь минимальные усадочные напряжения и деформации, для чего сварные работы нужно осуществлять в стабильном режиме с отклонениями от заданных значений величины тока и напряжения на дуге не более ±5 %.

Описанные рекомендации важно учитывать уже на этапе сборки деталей в целостную конструкцию, а не только перед непосредственным выполнением сварочных работ. Особенно, если выбран автоматический режим, при котором не выйдет откорректировать допущенные ошибки

В целом же, именно этот вид сварных работ и считается наиболее приемлемым, так как при автоматизировании сварных процессов влияние человеческого фактора на качество выполненных швов сводится к нулю.

Также важно заварить технологическую пробу в условиях, которые полностью совпадают с условиями сварки конструкций на месте производства. Если работать сварочным аппаратом придется при низкой температуре воздуха, стоит сварить стыковые образцы перед началом операций при отрицательном температурном режиме, предусмотренном технологическим процессом

Это позволит в дальнейшем провести их механические испытания

Если работать сварочным аппаратом придется при низкой температуре воздуха, стоит сварить стыковые образцы перед началом операций при отрицательном температурном режиме, предусмотренном технологическим процессом. Это позволит в дальнейшем провести их механические испытания.

Если нужно выполнить сварные работы с особо ответственными металлоконструкциями из новых марок сталей или с применением новых сварных расходников, мастеру потребуется изготовить контрольные образцы в таком же пространственном положении и с теми же материалами, оборудованием, что и при сварке монтируемых конструкций.

Это позволит сварщику оценить ситуацию со всех сторон перед началом работы и не допустить ошибок в процессе ее выполнения.

Швы по положению в пространстве

Следующий критерий классификации – положение поверхностей в пространстве. Таких положений четыре:

  1. Нижние швы
  2. Горизонтальные
  3. Вертикальные
  4. Потолочные

Если бы можно было выбирать, опытные мастера выбрали бы сварку в нижнем положении. Это самый удобный способ, к тому же лучше контролируется сварочная ванна. Подходящий способ для дебютных работ новичков – здесь практически не встречаются сложности. Зато три остальных пространственных варианта сопряжены с техническими нюансами и специальными требованиями к исполнению.

Подбирайте, пробуйте, главное – чтобы ванна не стремилась вниз. Если металл все-таки стекает, нужно уменьшить его прогрев – это можно сделать, увеличив скорость движения. Второй вариант – отрывать периодически дугу, чтобы металл хоть чуть-чуть остывал. Метод с отрывом дуги больше подходит новичкам

Классификация швов по положению в пространстве.


В вертикальных соединениях та же проблема – сила тяжести, но здесь вниз стремится не вся ванна, а капли металла. Обычно в таких случаях берут дугу покороче. Шов варить можно в любом направлении. В Регламенте аттестации сварщиков РД 03-495-02 эти варианты обозначаются как «положение при сварке В1» – вертикальное снизу-вверх (этот способ удобнее). «Положение при сварке В2» – вертикальное сверху вниз, его используют реже, так как здесь необходим жесткий контроль сварной ванны.

Потолочное соединение – самое сложное в подгруппе, для которого понадобится настоящее мастерство. В положении электрода нет никаких других вариантов – держать только под прямым углом к потолку. Дугу взять покороче, скорость круговых движения должна быть постоянной. Выделение газов и шлаков в данном случае затруднено, расплав трудно удержать от стекания. Даже если мастерство на должном уровне, и все технологические требования выполнены верно, потолочный способ уступает по прочности и общему качеству сварочным швам во всех других положениях.

Преимущества

Как у любого другого соединения здесь есть набор положительных моментов, которые делают его более востребованным в определенных областях. К основным преимуществам соединения относятся следующие:

  • Позволяет обеспечивать соединение в труднодоступных местах, которое невозможно было бы выполнить другими способами;
  • Есть возможность обварить участок соприкосновения с двух сторон, что повысит прочность;
  • Может применяться для соединения как толстых, так и тонких деталей;
  • Не нужно использовать дополнительные накладки, так как при наличии надежной фиксации шов можно сделать просто встык;
  • Конструкция выдерживает достаточно большие нагрузки после обработки такими соединениями.

Недостатки

Здесь есть и специфические недостатки, которые затрудняют применение швов в определенных областях. К ним относятся:

  • Сложность выполнения соединения, так как привариваемую деталь нужно зафиксировать, прежде чем сваривать (если это будет сделано недостаточно надежно, то геометрия конструкции будет нарушена);
  • При сваривании детали с одной стороны соединения получается не очень надежным, так как воздействие на противоположную сторону действует как рычаг для излома шва;
  • Очень тонкие детали становится сложно сваривать из-за неудобства и высокого риска деформации, особенно при двустороннем шве;
  • Малая площадь соприкосновения не всегда позволяет обеспечить надежность соединения;
  • При использовании в профессиональной сфере всегда требуется точный предварительный расчет таврового сварного соединения, чтобы при эксплуатации не произошло поломок.

Особенности таврового соединения

Оно позволяет без проблем соединять детали различной толщины, так как при соединении одна деталь служит ровной плоской поверхностью и ее толщина не имеет особого значения. Но при сваривании все же есть небольшие особенности, приваривается большая часть к меньшей или наоборот. Если приваривается более мелкая деталь, то при сваривании нужно держать электрод под углом в 60 градусов. Если наоборот, то нужно сделать так, чтобы основная масса углубления шла в более толстую часть, поэтому электрод должен находиться под углом более 60 градусов.

Если конструкцию можно поворачивать, то профессионалы советуют закрепить детали при помощи прихваток и наклонить конструкцию, чтобы сварка шла в нижнем положении «в лодочку». Это существенно повысит качество соединения, так что с ним теперь может справиться сварщик даже начальной квалификации. В промышленных масштабах используют автоматические сварочные аппараты, которые создают сварной шов Т3 и прочие разновидности без непосредственного участия человека.

Внешний вид таврового соединения

Виды и параметры

Встречается несколько стандартных разновидностей, которые регламентируются общепринятыми стандартами.


Таблица сварных швов Т3:

Разновидность шва

Описание

Односторонний шов со скосом одной кромки. Скос делается под углом, который зависит от толщины конструкции.
Односторонний шов криволинейным скосом одной кромки. Криволинейный скос делается сложнее, но помогает обеспечить более сложный шов, если того требует ситуация.
Двусторонний шов с двумя симметричными скосами кромки. Как и в одностороннем скосе здесь делается все под определенным углом.
Двусторонний шов с двумя симметричным криволинейными скосами кромки. Стандартные скосы делаются под определенным углом, а криволинейные обладают неровной поверхностью, скошенной с учетом особенностей конструкции.

Обозначение на чертеже

Сварочный шов Т3 и прочие разновидности часто можно встретить на чертежах, но не все знают, что могут означать эти цифры и буквы. Расшифровка сварочного шва Т1 выглядит максимально просто:

  • Т – тавровое соединение;
  • 1 – номер в классификации.

Пример обозначения таврового соединения

Обозначение сварных швов Т1 по разным ГОСТам может совпадать, так как они предполагают лишь различный тип их создания, с применением ручной дуговой или газовой сварки. Сами соединения, включая сварной шов Т6, сварной шов Т4 и прочие также будут одинаковыми. Разница будет заключаться в специфических вариантах, которых нет в одной из классификаций, но они будут присутствовать в другой. Контроль тавровых сварных соединений производится на основе взятой здесь классификации.

Заключение

Сварочный шов Т1 и прочие разновидности широко применяются в современной сварочной практике. Для них нужно использовать специальный подход в плане предварительной обработки кромок, чтобы добиться высокого качества результата. Катет сварного шва таврового соединения также стоит располагать, каждый раз подстраиваясь под условия работы, толщину металла, рабочий материал и прочие факторы.

Сравниваем, оцениваем

Из вышеперечисленных вариантов самыми надежным и экономичным считается стыковой способ сварки. По действующим нагрузкам они практически равны целым элементам, которые не подвергались сварке, иными словами – основному материалу. Естественно, такая прочность достигается только при адекватном качестве работ.

Сварка стыковых швов.

Тавровые соединения (включая угловые) тоже довольно популярны. Особенно часто их используют при сварке массивных конструкций.

Самые простые для исполнения – соединения внахлест. В них не требуется обработка кромок, общая подготовка тоже намного проще. Очень популярны в сварке листов небольшой толщины (допускается толщина до 60 мм). Простота не означает экономичности: перерасход наплавленного и основного металлов – обычная для таких вариантов ситуация.


С этим читают