Opis spoin. Badamy rodzaje złączy spawanych
Pozdrowienia, drodzy czytelnicy. W dzisiejszym artykule opowiemy o głównych typach spawane połączenia i szwy. Wielu specjalistów w produkcji spawalniczej nazywa te połączenia spawane, niektórzy - spawalniczy, chociaż nie zmienia to znaczenia.
W tym artykule będą one również określane na różne sposoby, w zależności od zwrotu mowy, ale pamiętaj: spawanie i spawanie w odniesieniu do połączeń i szwów to jedno i to samo.
Połączenia spawane i szwy są klasyfikowane według kilku kryteriów
Istnieje kilka rodzajów spoin w zależności od uprzejmy znajomości:
- - szew stykowy
- - szew trójnika
- - szew zakładkowy
- - szew narożny
Połączenie doczołowe
Połączenie doczołowe to połączenie dwóch arkuszy lub rur z ich powierzchniami końcowymi. To połączenie jest najczęstsze, ze względu na mniejsze zużycie metalu i czas spawania.
Połączenie doczołowe może być, w zależności od położenia szwu:
- - Jednostronny
- - dwustronna
Aby przygotować złącze do spawania, w zależności od grubości zgrzewanych produktów:
- -Bez fazowanych krawędzi
- -Z fazowanymi krawędziami
Jednostronne połączenie bez ukosowanych krawędzi polega na spawaniu blach o grubości do 4 mm (z wyjątkiem procesu Laser Hybrid Weld). Łączenie dwustronne bez ukosowanych krawędzi jest zalecane przy spawaniu o grubości do 8 mm. W obu przypadkach, aby zapewnić wysoką jakość penetracji, konieczne jest wykonanie niewielkiej szczeliny przy łączeniu arkuszy do spawania, około 1-2 mm.
Krawędzie skośne do jednostronnych połączeń spawanych zalecane są dla grubości od 4 do 25 mm. Najbardziej popularne jest połączenie skośne typu V. Mniej popularne, ale również stosowane są skosy jednostronne oraz skosy typu U. Aby we wszystkich przypadkach zapobiec możliwości poparzenia, wykonuje się lekkie stępienie krawędzi.
W przypadku grubości od 12 mm, przy spawaniu obustronnym, zaleca się wykonanie rowka w kształcie litery X, który ma wiele zalet w porównaniu z rowkiem w kształcie litery V. Te zalety polegają na zmniejszeniu ilości metalu potrzebnego do wypełnienia rowka (prawie 2 razy), a co za tym idzie na zwiększeniu szybkości spawania i oszczędności materiałów spawalniczych.
Połączenie trójnikowe
Trójnik to dwa arkusze, gdy powstaje między nimi połączenie w postaci litery „T”. Podobnie jak w przypadku złączy doczołowych, w zależności od grubości metalu, spawanie odbywa się jednostronnie lub dwustronnie, z rowkiem lub bez. Główne rodzaje złączy spawanych trójnikowych pokazano na rysunku.
- 1. Podczas spawania połączenia T z cienkiego metalu z grubszym metalem konieczne jest, aby kąt nachylenia elektrody lub palnika spawalniczego wynosił około 60° do grubszego metalu. Jak pokazano niżej:
- 2. Spawanie połączenia teowego (i połączenia pachwinowego w takim samym stopniu) można znacznie uprościć, ustawiając go do spawania „w łodzi”. Pozwala to na wykonywanie spawania głównie w pozycji dolnej, zwiększając prędkość spawania i zmniejszając ryzyko podcięć, które są bardzo częstą wadą spoin teowych, wraz z brakiem wtopienia. W niektórych przypadkach jedno przejście nie wystarczy, dlatego spoiny wypełniające wymagają oscylowania palnika.
Spawanie „w łodzi” stosuje się również w spawaniu automatycznym i zrobotyzowanym, gdzie produkt jest obracany za pomocą specjalnego przechyłu do pozycji niezbędnej do spawania.
- 3. Obecnie istnieją specjalne procesy spawania zwiększające penetrację. Za ich pomocą można uzyskać jednostronne spawanie wystarczająco grubego metalu z gwarantowaną penetracją i utworzeniem ściegu tylnego z drugiej strony. Więcej informacji na temat procesu spawania Rapid Weld można znaleźć. O urządzeniach spawalniczych do jednostronnego zgrzewania trójnika z odwróconym kształtowaniem ściegu można znaleźć w dziale
staw kolanowy
Ten rodzaj połączenia zalecany jest do spawania blach o grubości do 10 mm, a blachy muszą być spawane z obu stron. Odbywa się to tak, aby między nimi nie było możliwości przedostania się wilgoci. Ponieważ w związku z tym występują dwa szwy spawalnicze, czas na zgrzewanie i materiały spawalnicze odpowiednio się wydłużają.
Klin
Zgrzewanie narożne to rodzaj połączenia dwóch blach umieszczonych względem siebie pod kątem prostym lub innym. Połączenia te mogą być również ukosowane lub nie, w zależności od grubości. Czasami złącze narożne jest również spawane od wewnątrz.
Klasyfikacja na innych podstawach
Połączenia spawane i szwy są również klasyfikowane według innych kryteriów.
Rodzaje połączeń według stopnia wypukłości:
- - normalny
- - wypukły
- - wklęsły
Wypukłość szwu zależy zarówno od użytych materiałów spawalniczych, jak i warunków spawania. Na przykład przy długim łuku szew okazuje się płaski i szeroki i odwrotnie, podczas spawania krótkim łukiem szew okazuje się węższy i wypukły. Również na stopień wypukłości wpływa prędkość spawania i szerokość rowka.
Typy połączeń według pozycji w przestrzeni:
- - na dole
- - poziomy
- - pionowy
- - sufit
Najbardziej optymalna do spawania jest dolna pozycja szwu. Dlatego przy projektowaniu produktu i opracowywaniu technologii procesu spawania należy to wziąć pod uwagę. Spawanie w dolnej pozycji przyczynia się do wysokiej wydajności, jest najbardziej prosty proces dla wysokiej jakości spoiny.
Pozycja pozioma i pionowa złącza spawanego wymaga od spawacza zaawansowanych kwalifikacji, a pozycja sufitowa jest najbardziej czasochłonna i niebezpieczna.
Rodzaje złączy spawanych według zakresu:
- - stały (ciągły)
- - przerywany
Spoiny przerywane stosuje się w złączach, w których nie jest wymagana szczelność.
Mam nadzieję, że te informacje na temat rodzajów spoin i połączeń będą dla Ciebie przydatne i pomogą zwiększyć jakość i wydajność Twoich konstrukcje spawane podczas projektowania. Pomoże to również uczynić sam proces spawania bezpiecznym i najbardziej optymalnym. Dziękuję za uwagę, przeczytaj także inne artykuły.
© Inteligentna technika
Terminy i definicje dla konstrukcji spawanych, zespołów, połączeń i szwów określa GOST 2601-84.
Złącze spawane to trwałe połączenie dwóch lub więcej elementów (części) wykonane metodą spawania. Złącze spawane obejmuje spoinę, sąsiedni obszar metalu nieszlachetnego ze zmianami strukturalnymi i innymi w wyniku działania termicznego spawania (strefa wpływu ciepła) oraz sąsiadujące z nim obszary metalu podstawowego.
Spoina to odcinek złącza spawanego powstały w wyniku krystalizacji roztopionego metalu lub w wyniku odkształcenia plastycznego podczas zgrzewania ciśnieniowego lub połączenia krystalizacji i odkształcenia.
Zespół spawany to część konstrukcji spawanej, w której spawane są sąsiadujące ze sobą elementy.
Konstrukcja spawana to konstrukcja metalowa wykonana z poszczególnych części lub zespołów metodą spawania.
Metal części łączonych przez spawanie nazywany jest metalem nieszlachetnym.
Metal dostarczany do strefy łuku oprócz stopionego metalu podstawowego jest nazywany spoiwem.
Przetopione spoiwo wprowadzone do jeziorka spawalniczego lub przyspawane do metalu podstawowego nazywa się metalem spoiny.
Stop utworzony przez przetopioną bazę lub metal podstawowy i osadzone metale nazywany jest metalem spoiny.
Wydajność spawanego produktu zależy od rodzaju złącza spawanego, kształtu i wymiarów złączy spawanych i szwów, ich położenia względem działających sił, gładkości przejścia od spoiny do metalu nieszlachetnego itp.
Przy wyborze rodzaju złącza spawanego, warunków pracy (obciążenia statyczne lub dynamiczne), sposobu i warunków wykonania konstrukcji spawanej (spawanie ręczne, spawanie automatyczne w warunkach fabrycznych lub montażowych), oszczędności w metalu nieszlachetnym, elektrodach itp. są brane pod uwagę.
Rodzaje złączy spawanych. W zależności od formy sprzężenia łączonych części (elementów) rozróżnia się następujące rodzaje połączeń spawanych: doczołowe, narożne, trójnikowe, zakładkowe (rysunek 1).
Obrazek 1 -
Spoiny podzielone są według kształtu przekroju na doczołowe (rysunek 2.a) i pachwinowe (rysunek 2.b). Odmianą tego typu są szwy korkowe (rysunek 2.c) i szwy szczelinowe (rysunek 2.d), wykonywane w połączeniach zakładkowych. W zależności od kształtu w kierunku podłużnym rozróżnia się ciągłe i przerywane szwy.
Za pomocą spoin doczołowych formowane są głównie złącza doczołowe (rysunek 1.a), za pomocą spoin pachwinowych - połączenia teowe, krzyżowe, narożne i zakładkowe (rysunek 1.b - 1.d), za pomocą korka i szczelinowe, można formować połączenia zakładkowe, a czasami połączenia teowe.
Spoiny doczołowe są z reguły ciągłe; charakterystyczną dla nich cechą jest zwykle kształt krawędzi tnących łączonych części w przekroju. Na tej podstawie wyróżnia się następujące główne typy spoin czołowych: z krawędziami odgiętymi (rys. 3.a); bez krawędzi tnących - jednostronne i dwustronne (rysunek 3.b); z wycięciem jednej krawędzi - jednostronne, dwustronne; z prostoliniową lub krzywoliniową formą cięcia (rysunek 3.c); z jednostronnym cięciem dwóch krawędzi; z cięciem w kształcie litery V (rysunek 3.d); z dwustronnym cięciem dwóch krawędzi; Cięcie w kształcie litery X (rysunek 3.d). Rowek może być utworzony przez proste linie (skośne krawędzie) lub mieć zakrzywiony kształt (rowek w kształcie litery U, rysunek 3.e).
Rysunek 2 -
Połączenie doczołowe jest najczęściej spotykane w konstrukcjach spawanych, ponieważ ma wiele zalet w porównaniu z innymi rodzajami połączeń. Znajduje zastosowanie w szerokim zakresie grubości spawanych części od dziesiątych części milimetra do setek milimetrów w prawie wszystkich metodach spawania. Dzięki połączeniu doczołowemu zużywa się mniej materiału wypełniającego do utworzenia szwu, łatwo i wygodnie jest kontrolować jakość.
Spoiny pachwinowe wyróżniają się kształtem przygotowania krawędzi do spawania w przekroju oraz ciągłością spoiny na długości.
Zgodnie z kształtem przekroju spoiny pachwinowe mogą być bez cięcia krawędzi (Rysunek 4.a), z jednostronnym cięciem krawędzi (Rysunek 4.b), z dwustronnym cięciem krawędzi (Rysunek 4.c). Pod względem długości spoiny pachwinowe mogą być ciągłe (rysunek 5.a) i przerywane (rysunek 5.b), z naprzemiennym (rysunek 5.c) i łańcuchowym (rysunek 5.d) układem segmentów szwu. Połączenia teowe, zakładki i połączenia narożne mogą być wykonane z segmentów szwów o małej długości - szwy punktowe (rysunek 5.e).
Rysunek 4 -
Rysunek 4 - Przygotowanie krawędzi spoin pachwinowych połączeń teowych: a - bez krawędzi tnących; b, c - z ostrzem
Spoiny korkowe mają zwykle kształt okrągły (widok z góry) i są uzyskiwane w wyniku całkowitego przetopu górnego i częściowego przetopu dolne arkusze(Rysunek 6.a) – często nazywa się je nitami elektrycznymi – lub przez stopienie górnego arkusza przez otwór wcześniej wykonany w górnym arkuszu (Rysunek 6.b).
Rysunek 5 -
Rysunek 6 -
Szczelinowe szwy, zwykle o wydłużonym kształcie, uzyskuje się przez spawanie górnego (pokrywającego) arkusza z dolną spoiną pachwinową wzdłuż obwodu szczeliny (rysunek 6.c). W niektórych przypadkach szczelina może być całkowicie wypełniona.
Kształt przygotowania krawędzi i ich montaż do spawania charakteryzują cztery główne elementy konstrukcyjne (rys. 7): szczelina b, tępość c, kąt ukosu krawędzi do wewnątrz oraz kąt przygotowania krawędzi a, równy b lub 2c.
Istniejące metody spawania łukowego bez krawędzi tnących umożliwiają spawanie metali o ograniczonej grubości (przy spawaniu jednostronnym ręcznym - do 4 mm, zmechanizowanym spawaniu łukiem krytym - do 18 mm). Dlatego przy spawaniu grubego metalu konieczne jest cięcie krawędzi. Kąt skosu obrzeża zapewnia określoną wartość kąta cięcia obrzeży, co jest niezbędne do wnikania łuku w głąb spoiny i pełnego wnikania obrzeży na całej ich grubości.
Rysunek 7 -
Standardowy kąt krawędzi tnących w zależności od metody spawania i rodzaju połączenia waha się od (60 ± 5) do (20 ± 5) stopni. Rodzaj rowka i wartość kąta rowka określają ilość dodatkowego metalu potrzebną do wypełnienia rowka, a tym samym wydajność spawania. Na przykład cięcie krawędzi w kształcie litery X w porównaniu z kształtem V pozwala zmniejszyć objętość osadzanego metalu o 1,6 - 1,7 razy. Skrócony czas obróbki krawędzi. To prawda, że w tym przypadku konieczne staje się spawanie po jednej stronie szwu w niewygodnej pozycji nad głową lub odwracanie spawanych produktów.
Otępienie c wynosi zwykle (2 ± 1) mm. Jego zadaniem jest zapewnienie prawidłowego formowania i zapobieganie oparzeniom w górnej części szwu. Szczelina b jest zwykle równa 1,5 - 2 mm, ponieważ przy przyjętych kątach cięcia krawędzi obecność szczeliny jest konieczna do penetracji górnej części szwu, ale w niektórych przypadkach, przy określonej technologii, szczelina może być równy zero lub osiągnąć 8–10 mm lub więcej.
W przypadku wszystkich rodzajów szwów całkowite przetopienie krawędzi łączonych elementów oraz zewnętrznego kształtu szwu zarówno od strony przedniej (wzmocnienie szwu) jak i od strony tylnej, czyli kształt wałka odwrotnego, są ważne. W spoinach doczołowych, a zwłaszcza jednostronnych, trudno jest zespawać stępione krawędzie na całą ich grubość bez specjalnych technik, które zapobiegają przepaleniu i zapewniają dobre formowanie ściegu tylnego.
Spoiny są klasyfikowane według wielu kryteriów. Z wyglądu szwy są podzielone na wypukłe, normalne, wklęsłe (ryc. 8). Z reguły wszystkie szwy wykonywane są z niewielkim wzrostem (wypukłym). Jeżeli wymagane są połączenia niewzmocnione, należy to zaznaczyć na rysunku. Wykonywane są osłabione (wklęsłe) spoiny pachwinowe, co również zaznaczono na rysunku. Takie szwy są wymagane, aby poprawić wydajność połączeń spawanych, na przykład przy zmiennym obciążeniu. Spoiny czołowe nie są osłabione, wklęsłość w tym przypadku jest małżeństwem. Zwiększenie wielkości spoin w stosunku do podanych prowadzi do wzrostu masy spawanej konstrukcji i nadmiernego zużycia elektrod. W rezultacie wzrasta koszt konstrukcji spawanych, wzrasta pracochłonność operacji spawalniczych.
Cyfra 8 -
Bardzo ważne ma również tworzenie płynnego przejścia metalu przednich i tylnych rolek do metalu podstawowego, ponieważ zapewnia to wysoką wytrzymałość połączenia przy obciążeniach dynamicznych. W spoinach pachwinowych może być również trudne spawanie grani spoiny na całej jej grubości, zwłaszcza przy spawaniu elektrodą pochyloną. Dla tych spoin zalecany jest wklęsły kształt przekroju spoiny z płynnym przejściem do metalu rodzimego, co zmniejsza koncentrację naprężeń w punkcie przejścia i zwiększa wytrzymałość połączenia przy obciążeniach dynamicznych.
Według liczby warstw i przejść rozróżnia się jednowarstwowe, wielowarstwowe, jednoprzebiegowe, wieloprzebiegowe szwy (ryc. 9, 10).
Rysunek 9 -
Rysunek 10 - Klasyfikacja szwów według liczby warstw i przejść: I - IV - liczba warstw; 1 - 8 - ilość przejazdów
Warstwa spoiny - część metalu spoiny, która składa się z jednego lub więcej ściegów znajdujących się na tym samym poziomie przekroju spoiny. Ścieg - metal spoiny osadzony lub przetopiony w jednym przejściu.
Podczas spawania każda warstwa spoiny wielowarstwowej jest wyżarzana po nałożeniu kolejnej warstwy. W wyniku takiego oddziaływania termicznego na metal spoiny poprawia się jego struktura i właściwości mechaniczne. Grubość każdej warstwy w spoinach wielowarstwowych wynosi około 5 - 6 mm.
W zależności od działającej siły szwy są podzielone na podłużne (boczne), poprzeczne (czołowe), połączone, ukośne (ryc. 11). Szew przedni jest prostopadły do siły P, szew boczny jest równoległy, a szew skośny jest pod kątem.
Rysunek 11-
Według pozycji w przestrzeni rozróżnia się szwy dolne, poziome, pionowe i sufitowe (rysunek 12). Różnią się od siebie kątami, pod jakimi znajduje się powierzchnia spawanej części w stosunku do poziomu. Szew sufitowy jest najtrudniejszy do wykonania, szew najlepiej uformować w dolnej pozycji. Szwy sufitowe, pionowe i poziome zwykle muszą być wykonywane podczas produkcji, a zwłaszcza podczas montażu konstrukcji wielkogabarytowych.
Przykłady oznaczania spoin według ich położenia w przestrzeni podano na rysunku 13.
Rysunek 12
Rysunek 13 -
2. ELEMENTY KONSTRUKCYJNE POŁĄCZEŃ SPAWANYCH PODCZAS RĘCZNEGO SPAWANIA ŁUKOWEGO
W związku z wagą prawidłowego przygotowania krawędzi do spawania pod względem jakości, ekonomii, wytrzymałości i wydajności złącza spawanego, stworzono normy państwowe dotyczące przygotowania krawędzi do spawania. Normy regulują kształt i elementy konstrukcyjne krawędzi cięcia i montażu do spawania oraz wymiary gotowych spoin.
GOST 5264-80 „Szwy połączeń spawanych. Ręczne spawanie łukowe. Główne typy, elementy konstrukcyjne i wymiary” oraz GOST 11534-75 „Ręczne spawanie łukowe. Połączenia spawane są pod kątem ostrym i rozwartym. Podstawowe typy, elementy konstrukcyjne i wymiary” regulują elementy konstrukcyjne przygotowania krawędzi oraz wymiary spoin wykonanych w ręcznym spawaniu łukowym elektrodą metalową we wszystkich położeniach przestrzennych.
Należy zwrócić uwagę na niektóre cechy stosowania norm. Różne drogi spawanie elektryczne topienie, ze względu na swoje cechy technologiczne, umożliwia uzyskanie różnej maksymalnej głębokości penetracji. Zmieniając główne parametry trybu spawania, konstrukcyjne rodzaje rowków, można zwiększyć lub zmniejszyć głębokość wtopienia i inne wymiary spoiny.
Z tego powodu wspomniane normy regulujące elementy konstrukcyjne rowka uwzględniają możliwość zmiany natężenia prądu spawania, napięcia, średnicy drutu elektrodowego (gęstości prądu) oraz prędkości spawania. W tych przypadkach, w których proces spawania zapewnia stosowanie wysokich prądów, dużej gęstości prądu i koncentracji ciepła, możliwa jest zwiększona ilość matowości, mniejsze kąty rowków i rozmiary szczelin.
W ręcznym spawaniu łukowym takie czynniki jak natężenie prądu spawania, prędkość spawania i napięcie łuku zmieniają się w niewielkim zakresie.
Aby zapewnić przetopienie krawędzi produktu przy spawaniu jednostronnych spoin doczołowych lub pachwinowych o grubości blachy większej niż 4 mm, spawanie należy wykonać wzdłuż wstępnie przyciętych krawędzi. W spawaniu ręcznym spawacze nie mogą znacząco zmienić głębokości wtopienia metalu rodzimego, ale zmieniając zakres drgań poprzecznych elektrody mogą znacząco zmienić szerokość spoiny.
O grubości blachy 9 - 100 mm GOST 5264-80 dla połączenia doczołowe przewiduje obowiązkowe cięcie krawędzi i szczeliny, które mają różną wartość w zależności od grubości metalu i rodzaju połączenia.
We wszystkich przypadkach, stosując standardy przygotowania krawędzi, należy wybierać takie typy rowków, które zapewniają najmniejszą objętość i koszt przygotowania krawędzi, objętość i masę osadzanego metalu, pełną penetrację przez grubość, gładki kształt powierzchni styku zewnętrznej części spaw i minimalne odkształcenia kątowe.
Na jakość złączy spawanych i wydajność procesu spawania duży wpływ ma czystość krawędzi i powierzchni przyległego metalu rodzimego, dokładność przygotowania krawędzi i montażu do spawania. Półfabrykaty na części spawane powinny być wykonane ze wstępnie wyprostowanego i oczyszczonego metalu. Wycinanie części i przygotowywanie krawędzi odbywa się poprzez obróbkę mechaniczną (na prasach, krawędziarkach i frezarkach), cięcie tlenowo-plazmowe itp. Po zastosowaniu metod cięcia termicznego krawędzie są oczyszczane z zadziorów, zgorzeliny itp. (tarcze szlifierskie, metalowe szczotki itp.).
W niektórych przypadkach podczas spawania stali wysokostopowych metal podstawowy w strefie wpływu ciepła po cięciu jest również usuwany mechanicznie. Przed montażem krawędzi sąsiednie obszary metalu podstawowego (40 mm od krawędzi) należy oczyścić z oleju, rdzy i innych zanieczyszczeń za pomocą metalowych szczotek, śrutowania lub trawienia chemicznego. Części montuje się na pinezki (krótkie szwy) o długości 20–30 mm lub w specjalnych urządzeniach montażowych.
2.1 Parametry geometryczne spoiny
Szew na dole. Elementami kształtu geometrycznego spoiny czołowej (rys. 14) są szerokość spoiny - e, wypukłość spoiny - q, głębokość wtopienia - h, grubość spoiny - c, szczelina - b , grubość spawanego metalu - S.
Rysunek 14 -
Szerokość spoiny- odległość między widocznymi liniami przetopu na przedniej stronie spoiny przy spawaniu.
Wybrzuszenie spoiny
Głębokość penetracji (penetracji) to największa głębokość topienia metalu podstawowego w odcinku spoiny. Jest to głębokość wnikania elementów złącza spawanego.
Grubość szwu zawiera wypukłość spoiny q i głębokość wtopienia (c = q + h).
Luka- odległość między końcami spawanych elementów. Jest ustawiany w zależności od grubości spawanego metalu i wynosi 0 - 5 mm (duży rozmiar dla grubego metalu).
Cechą kształtu spoiny jest współczynnik kształtu spoiny ψsh - współczynnik wyrażony stosunkiem szerokości spoiny czołowej lub pachwinowej do jej grubości. Dla spoiny czołowej optymalna wartość ψsh wynosi od 1,2 do 2 (może się wahać w granicach 0,8 - 4).
Inną cechą charakterystyczną kształtu spoiny jest współczynnik wypukłości spoiny, który jest określony przez stosunek szerokości spoiny do wypukłości spoiny. Współczynnik ψsh nie powinien przekraczać 7 - 10.
Szerokość spoiny i głębokość wtopienia zależą od metody i trybów spawania, grubości spawanych elementów i innych czynników.
spoina pachwinowa. Elementami kształtu geometrycznego spoiny pachwinowej (rys. 15) są ramię spoiny - k, wypukłość spoiny - q, obliczona wysokość spoiny - p, grubość spoiny - a.
Noga spoiny pachwinowej- najkrótsza odległość od powierzchni jednej ze spawanych części do granicy spoiny pachwinowej na powierzchni drugiej spawanej części.
Rysunek 15 -
Wybrzuszenie spoiny określa odległość między płaszczyzną przechodzącą przez widoczne linie granicy spoiny z metalem podstawowym a powierzchnią spoiny, mierzoną w punkcie największej wypukłości.
Szacowana wysokość spoiny pachwinowej- długość prostopadłej obniżona od punktu maksymalnego przebicia na styku sparowanych części do przeciwprostokątnej największej wpisanej w zewnętrzną część spoiny pachwinowej trójkąta prostokątnego.
Grubość spoiny pachwinowej - największa odległość od powierzchni spoiny pachwinowej do punktu maksymalnej penetracji metalu podstawowego.
Jeśli spoina jest wklęsła, zmierz wklęsłość spoiny pachwinowej. Określa ją odległość między płaszczyzną przechodzącą przez widoczne linie granicy spoiny pachwinowej z metalem podstawowym a powierzchnią spoiny mierzoną w punkcie największej wklęsłości.
W zależności od parametrów zgrzewania i formy przygotowania krawędzi do zgrzewania, udziały podłoża i napawanych metali w tworzeniu spoiny mogą się znacznie różnić (rys. 16).
Współczynnik udziału metalu podstawowego w metalu spoiny określa wzór
K \u003d Fo / (Fo + Fe),
gdzie Fo jest polem przekroju spoiny powstałej w wyniku topienia metalu nieszlachetnego;
Fe - powierzchnia przekroju spoiny, utworzona dzięki osadzonemu metalowi elektrody.
Zmieniając udział udziału metalu podstawowego i spoiwa w powstawaniu spoiny, może zmieniać się jej skład, a zatem zmieniają się również jej właściwości mechaniczne, korozyjne i inne.
Rysunek 16 -
Główne typy i elementy konstrukcyjne złączy spawanych do ręcznego spawania łukowego reguluje GOST 5264-80.
2.2 Symbole spoin
Warunkowe obrazy szwów złączy spawanych. Główne typy, elementy konstrukcyjne, wymiary i symbole złączy spawanych i szwów na rysunkach, a także kształt i wymiary przygotowania krawędzi spawanych z różnych materiałów konstrukcyjnych stosowanych w spawaniu łukowym są regulowane przez normy.
Na rysunkach spawanych produktów zastosowano obrazy warunkowe i oznaczenia szwów, podane w GOST 2.312-72.
Szew złącza spawanego, niezależnie od metody spawania, jest umownie przedstawiony: widoczny - ciągłą linią główną (rysunek 17.a - 17.c), niewidoczny - przerywany (rysunek 17.d). Widoczny pojedynczy punkt spoiny, niezależnie od metody spawania, jest umownie oznaczany znakiem „+” (rys. 17.b).
Z obrazu szwu lub pojedynczego punktu rysowana jest linia odniesienia z jednostronną strzałką wskazującą położenie szwu. Linia prowadząca jest korzystnie wykonywana z obrazu widocznego szwu.
Dozwolone jest nanoszenie konturów poszczególnych przejść do obrazu przekroju spoiny wielościegowej, przy czym muszą one być oznaczone wielkimi literami alfabetu rosyjskiego (rysunek 18. a).
Rysunek 18 -
Niestandardowe szwy (rysunek 18.b) są przedstawione ze wskazaniem elementów konstrukcyjnych niezbędnych do wykonania szwu zgodnie z tym rysunkiem.
Na rysunkach przekrojowych granice szwu są nakładane ciągłymi liniami głównymi, a elementy konstrukcyjne krawędzi w granicach szwu - ciągłymi cienkimi liniami.
2.3 Symbole połączeń spawanych
Znaki pomocnicze do oznaczania spoin podano w tabeli 1.
Znak pomocniczy | Znaczenie znaku pomocniczego | Położenie znaku pomocniczego względem półki linii prowadzącej narysowanej z obrazu szwu |
||
od frontu | na odwrocie |
|||
| Usuń wzmocnienie szwów |
|
|
|
| Obróbka zwisów i nierówności szwu z płynnym przejściem do metalu nieszlachetnego |
|
|
|
| Szew należy wykonać podczas montażu produktu, tj. po zainstalowaniu zgodnie z rysunkiem instalacyjnym w miejscu użytkowania |
|
||
Szew jest przerywany lub nakrapiany łańcuszkiem. Kąt nachylenia linii ≈ 60° |
|
|
||
Szew jest przerywany lub nakrapiany wzorem szachownicy |
|
|
||
Zamknięty szew. Średnica znaku 3 - 5 mm |
|
|||
Szew wzdłuż otwartej linii. Znak jest używany, jeśli lokalizacja szwu jest wyraźna z rysunku |
|
|
||
W symbolu szwu (ryc. 19) znaki pomocnicze są wykonane ciągłymi cienkimi liniami. Znaki pomocnicze muszą mieć taką samą wysokość jak liczby zawarte w oznaczeniu szwu.
Strukturę symbolu standardowej spoiny lub pojedynczej spoiny punktowej pokazano na rysunku 19.
1. Pierwsze w oznaczeniu to znaki pomocnicze - „szew wzdłuż zamkniętej linii” i „wykonują podczas instalacji produktu” (tabela 1).
2. Wskaż numer normy dla rodzajów i elementów konstrukcyjnych szwów złączy spawanych. Na przykład: GOST 5264-80 - Ręczne spawanie łukowe.
3. Oznaczenie alfanumeryczne szwu podaje się zgodnie z normą dla rodzajów i elementów konstrukcyjnych szwów połączeń spawanych. Na przykład jednostronna spoina czołowa bez ukosowanych krawędzi jest oznaczona jako C2.
Rysunek 19 -
4. Ta pozycja wskazuje symbol metody spawania zgodnie z normą dla rodzajów i elementów konstrukcyjnych szwów. Norma pozwala nie określać sposobu spawania.
5. Oznaczenie i rozmiar nogawki dla połączeń narożnych, teowych i zakładki, dla których norma przewiduje oznaczenie nogawki szwu, np. 5.
6. W tej pozycji odłóż:
Dla przerywanego szwu - rozmiar długości spawanego obszaru, znak / lub Z i rozmiar kroku, na przykład 50 Z 100;
Dla pojedynczego punktu spoiny - wielkość obliczonej średnicy punktu;
W przypadku zgrzewania punktowego lub elektrycznego nitu - wielkość obliczonej średnicy punktu lub nitu elektrycznego; znak / lub Z i rozmiar kroku, na przykład 10/80;
Dla szwu spawu stykowego - wielkość obliczonej szerokości szwu;
Dla spoiny przerywanej zgrzewania oporowego - wielkość obliczonej szerokości, znak mnożenia, wielkość długości zgrzewanego obszaru, znak / i wielkość kroku, np. 5 x 40/200.
7. W ostatnim miejscu oznaczenia umieszczone są znaki pomocnicze - usuń wzmocnienie szwu itp. (tabela 1).
Jeśli szew jest niestandardowy, to w jego symbolu (rysunek 19. b) powyższych części tylko znaki pomocnicze (1 i 7) oraz część oznaczenia odnosząca się do elementów konstrukcyjnych szwu przerywanego lub punktowego (6 ) są zachowywane. W wymaganiach technicznych rysunku lub tabeli szwów wskazana jest metoda spawania, za pomocą której wykonywany jest niestandardowy szew.
Stosowany jest symbol szwu:
Na półce linii prowadzącej narysowanej z obrazu szwu na przedniej stronie (ryc. 20. a);
Pod półką linii prowadzącej narysowanej z obrazu szwu na odwrocie (ryc. 20. b).
Rysunek 20 -
W przypadku przedniej strony jednostronnego szwu weź tę, za pomocą której wykonuje się spawanie. W przypadku przedniej strony dwustronnego szwu z asymetrycznie przygotowanymi krawędziami weź tę, z którą spawany jest główny szew. Jeśli dwustronny szew ma symetryczne krawędzie, to każda strona szwu może być traktowana jako przód.
Oznaczenie chropowatości obrobionej powierzchni szwu jest nakładane na półkę lub pod półką linii prowadzącej po symbolu szwu (rysunek 20.a - 20.b), wskazanym w tabeli szwów lub podanym w wymaganiach technicznych rysunku np. parametr chropowatości powierzchni spoin Rz 80 µm.
Jeżeli dla szwu złącza spawanego ustalono kompleks kontrolny lub kategorię kontroli szwu, wówczas ich oznaczenie można umieścić pod linią prowadzącą (rysunek 20). W wymaganiach technicznych lub tabeli szwów na rysunku podany jest link do odpowiedniego dokumentu regulacyjnego i technicznego.
Materiały spawalnicze są wskazane na rysunku w wymaganiach technicznych lub w tabeli spawalniczej. Dopuszczalne jest nie określanie materiałów spawalniczych.
Jeśli na rysunku znajdują się identyczne szwy, oznaczenie jest stosowane do jednego z obrazów, a linie odniesienia z półkami są rysowane z obrazów pozostałych identycznych szwów. Wszystkie identyczne szwy mają przypisany ten sam numer, który jest stosowany:
Na linii prowadzącej, która ma półkę z nadrukowanym oznaczeniem szwu (rysunek 21. a);
Na półce linii prowadzącej narysowanej z obrazu szwu, który nie ma oznaczenia, z przodu (ryc. 21. b);
Pod półką linii prowadzącej narysowanej z obrazu szwu, który nie ma oznaczenia, na odwrocie (rysunek 21.c).
Rysunek 21
Dozwolone jest wskazanie liczby identycznych szwów na linii prowadzącej, która ma półkę z nadrukiem (rysunek 21. a).
Jeżeli wszystkie szwy na rysunku są takie same i są pokazane po tej samej stronie, to szwy nie mają przypisanego numeru seryjnego i są oznaczone tylko liniami odniesienia bez półek (Rysunek 21.d) z wyjątkiem szwu, na którym stosowany jest symbol.
Na rysunku produktu symetrycznego, jeśli na obrazie występuje oś symetrii, dozwolone jest zaznaczanie liniami prowadzącymi i wyznaczanie szwów tylko jednej z symetrycznych części obrazu produktu.
Na rysunku produktu, w którym spawane są identyczne elementy z identycznymi szwami, dozwolone jest oznaczanie liniami prowadzącymi i oznaczanie szwów tylko na jednej z pokazanych identycznych części.
Jeżeli wszystkie szwy na tym rysunku są wykonane zgodnie z tą samą normą, standardowe oznaczenie jest wskazane w wymaganiach technicznych rysunku (według wpisu typu: „Spoiny według ...”) lub w tabeli.
Dozwolone jest nie zaznaczanie szwów na rysunku liniami prowadzącymi, ale podawanie instrukcji spawania poprzez zapisanie w wymaganiach technicznych rysunku, jeśli zapis ten jednoznacznie określa miejsca spawania, metody spawania, rodzaje szwów złączy spawanych oraz wymiary ich elementów konstrukcyjnych w przekroju i lokalizacji szwów.
Te same wymagania dla wszystkich szwów lub grupy szwów podano raz - w wymaganiach technicznych lub w tabeli.
Symbole standardowych szwów złączy spawanych
Rysunek 22 przedstawia odpowiednio kształt przekroju spoiny i symbol standardowej spoiny czołowej. Ten szew ma następujące cechy: szew stykowy ze skosem w kształcie litery V z jednej krawędzi, dwustronny, wykonywany przez ręczne spawanie łukowe podczas montażu produktu; wzmocnienie usunięte po obu stronach; parametr chropowatości powierzchni spoiny: na stronie czołowej Rz 20 µm;
Rysunki przedstawiające produkty spawane, zespoły spawane itp., które zawierają niezbędne dane do montażu, spawania i kontroli, nazywane są rysunkami montażowymi. Rysunki montażowe pozwalają określić, w jaki sposób produkt jest zaprojektowany i działa, jakie części zawiera, jakie rodzaje połączeń spawanych powinny być, jaką metodę spawania należy zastosować do łączenia części ze sobą, jaką metodę kontroli należy zastosować do poddania spawaniom połączenia i szwy, jakie wymagania techniczne powinny odpowiadać spawom itp.
Rysunek 22 -
Na początek spawacz musi przede wszystkim przestudiować rysunek: wszystkie napisy, przedstawione widoki, symbole, materiał części, wymagania techniczne dotyczące spoin.
Spoiny i połączenia
Połączenie trwałe, które zostało wykonane przez spawanie, nazywa się złączem spawanym. Składa się z kilku stref (rys. 77):
Szew spawalniczy;
Połączenie;
Ryż. 77. Strefy złącza spawanego: 1 - szew spawany; 2 - fuzja; 3 - wpływ termiczny; 4 - metal nieszlachetny
Wpływ termiczny;
metal nieszlachetny.
Według długości złącza spawane to:
Krótki (250–300 mm);
Średni (300–1000 mm);
Długi (ponad 1000 mm). W zależności od długości spoiny dobierany jest również sposób jej wykonania. Przy krótkich spoinach szew jest wykonywany w jednym kierunku od początku do końca; odcinki środkowe charakteryzują się szwem w osobnych odcinkach, a jego długość powinna być taka, aby wystarczyła cała liczba elektrod (dwie, trzy) do jej uzupełnienia; spoiny długie spawane są metodą odwrotnego kroku, o której była mowa powyżej.
Według rodzaju połączenia spawane (ryc. 78) dzielą się na:
1. Tyłek. Są to najczęściej spotykane złącza w różnych metodach spawania. Są preferowane, ponieważ charakteryzują się najniższymi naprężeniami wewnętrznymi i odkształceniami. Z reguły złącza doczołowe spawane konstrukcje wykonane z metalowa blacha.
Ryż. 78. Rodzaje złączy spawanych: a - doczołowe; b - koszulka; w - kątowy; g - okrążenie
Ryż. 78 (koniec). d - szczelinowy; e - koniec; g - z nakładkami; 1-3 – metal nieszlachetny; 2 - nakładka: 3 - nity elektryczne; h - z nitami elektrycznymi
Główne zalety tego złącza, na które można liczyć pod warunkiem starannego przygotowania i dopasowania krawędzi (dzięki stępieniu tych ostatnich zapobiega się przepalaniu i wyciekom metalu podczas spawania, a ich równoległość zapewnia wysoką jakości jednolity szew) są następujące:
Minimalne zużycie metalu podstawowego i osadzonego;
Najmniejszy odstęp czasu wymagany do spawania;
Wykonane połączenie może być tak mocne jak metal nieszlachetny.
W zależności od grubości metalu krawędzie podczas spawania łukowego można przycinać pod różnymi kątami do powierzchni:
Pod kątem prostym, jeśli połączone są blachy stalowe o grubości 4–8 mm. Jednocześnie pozostaje między nimi szczelina 1–2 mm, co ułatwia spawanie dolnych części krawędzi;
Pod kątem prostym, jeśli metal o grubości do 3 i do 8 mm jest połączony odpowiednio spawaniem jednostronnym lub dwustronnym;
Z jednostronnie fazowanymi krawędziami (w kształcie litery V), jeśli grubość metalu wynosi od 4 do 26 mm;
Z dwustronnym skosem (w kształcie litery X), jeśli arkusze mają grubość 12-40 mm, a ta metoda jest bardziej ekonomiczna niż poprzednia, ponieważ ilość osadzonego metalu zmniejsza się prawie 2 razy. Oznacza to oszczędność elektrod i energii elektrycznej. Ponadto w przypadku ukosu dwustronnego odkształcenia i naprężenia podczas spawania są mniej charakterystyczne;
Kąt ukosu można zmniejszyć z 60° do 45° przy spawaniu blach o grubości powyżej 20 mm, co zmniejszy ilość osadzanego metalu i zaoszczędzi elektrody. Obecność szczeliny 4 mm między krawędziami zapewni niezbędną penetrację metalu.
Podczas spawania metalu o różnych grubościach krawędź grubszego materiału jest mocniej fazowana. Przy znacznej grubości części lub blach połączonych spawaniem łukowym stosuje się przygotowanie krawędzi w kształcie miseczki, a przy grubości 20-50 mm wykonuje się jednostronne przygotowanie, a przy grubości większej niż 50 mm - dwu- przygotowanie dwustronne.
Powyższe wyraźnie pokazuje tabela. 44.
2. Zakładka, najczęściej stosowana przy spawaniu łukowym konstrukcji, których grubość metalu wynosi 10–12 mm. Ta opcja różni się od poprzedniego połączenia brakiem konieczności specjalnego przygotowania krawędzi - wystarczy je odciąć. Choć montaż i przygotowanie metalu do połączenia zakładkowego nie jest aż tak uciążliwe, należy liczyć się z tym, że zużycie metalu podstawowego i spoiny wzrasta w porównaniu do połączeń doczołowych. Aby zapewnić niezawodność i uniknąć korozji spowodowanej wnikaniem wilgoci między arkusze, takie połączenia są spawane po obu stronach. Istnieją rodzaje zgrzewania, w których ta opcja jest wykorzystywana wyłącznie, w szczególności przy zgrzewaniu punktowym i rolkowym.
3. W kształcie litery T, szeroko stosowany w spawaniu łukowym. Dla nich krawędzie są fazowane z jednej lub obu stron lub w ogóle bez fazowania. Specjalne wymagania dotyczą tylko przygotowania arkusza pionowego, który musi mieć równo przyciętą krawędź. W przypadku ukosowania jednostronnego i dwustronnego krawędzie arkusza pionowego zapewniają odstęp 2-3 mm między płaszczyzną pionową i poziomą w celu zgrzania arkusza pionowego na jego pełną grubość. Ukos jednostronny wykonuje się, gdy konstrukcja produktu jest taka, że nie można go spawać z obu stron.
Tabela 44
Wybór połączenia doczołowego w zależności od grubości metalu
5. Ściągacz, do którego stosuje się w przypadkach, gdy nakładający się szew o normalnej długości nie zapewnia niezbędnej wytrzymałości. Takie połączenia są dwojakiego rodzaju - otwarte i zamknięte. Cięcie wykonuje się za pomocą cięcia tlenowego.
6. Koniec (bok), w którym arkusze są układane jeden na drugim i spawane na końcach.
7. Z nakładkami. Aby wykonać takie połączenie, arkusze są zadokowane, a złącze pokryte nakładką, co oczywiście wiąże się z dodatkowym zużyciem metalu. Dlatego ta metoda jest stosowana, gdy nie można wykonać szwu doczołowego lub zakładkowego.
8. Z nitami elektrycznymi. To połączenie jest silne, ale niewystarczająco ciasne. Dla niego górny arkusz jest wiercony, a powstały otwór jest spawany w taki sposób, aby uchwycić dolny arkusz.
Jeśli metal nie jest zbyt gruby, wiercenie nie jest wymagane. Na przykład przy automatycznym spawaniu łukiem krytym górny arkusz jest po prostu stapiany przez łuk spawalniczy.
Element konstrukcyjny złącza spawanego, który podczas jego wykonywania powstaje w wyniku krystalizacji roztopionego metalu wzdłuż linii ruchu źródła ciepła, nazywamy spoiną. Elementy jego geometrycznego kształtu (ryc. 79) to:
Szerokość (b);
Wysokość (h);
Wartość nóg (K) dla połączeń narożnych, zakładkowych i teowych.
Klasyfikacja spoin oparta jest na różnych cechach, które przedstawiono poniżej.
Ryż. 79. Elementy kształtu geometrycznego spoiny (szerokość, wysokość, rozmiar nóg)
1. Według typu połączenia:
Krupon;
Narożnik (ryc. 80).
Ryż. 80. Spoina pachwinowa
Spoiny pachwinowe są praktykowane z niektórymi typami połączeń spawanych, w szczególności z zakładkami, doczołowymi, pachwinowymi i nakładkami.
Boki takiego szwu nazywane są nogami (k), strefa ABCD na ryc. 80 pokazuje stopień wypukłości spoiny i nie jest uwzględniany przy obliczaniu wytrzymałości złącza spawanego. Podczas jego wykonywania konieczne jest, aby nogi były równe, a kąt między bokami OD i BD wynosił 45 °.
2. Według rodzaju spawania:
szwy spawalnicze;
Szwy automatycznego i półautomatycznego spawania łukiem krytym;
Szwy spawania łukowego w środowisku gazów ochronnych;
Szwy spawania elektrożużlowego;
Kontaktowe szwy spawalnicze;
Szwy spawania gazowego.
3. Zgodnie z położeniem przestrzennym (rys. 81), w którym wykonywane jest spawanie:
Ryż. 81. Spoiny w zależności od ich położenia przestrzennego: a - dolne; b - poziomy; c - pionowy; g - sufit
Poziomy;
pionowy;
Sufit.
Dolny szew jest najłatwiejszy do wykonania, szew sufitowy jest najtrudniejszy.
W tym ostatnim przypadku spawacze przechodzą specjalne szkolenie, a szew sufitowy jest łatwiejszy do wykonania przy spawaniu gazowym niż spawaniu łukowym.
4. Według długości:
Ciągły;
Przerywany (ryc. 82).
Ryż. 82. Spoina przerywana
Przerywane szwy są szeroko praktykowane, zwłaszcza w przypadkach, gdy nie ma potrzeby (obliczenia wytrzymałości nie implikują ciągłego szwu) szczelnego łączenia produktów.
Długość (l) łączonych odcinków wynosi 50–150 mm, szczelina między nimi jest około 1,5–2,5 razy większa niż strefa spawania i razem tworzą podziałkę spoiny (t).
5. W zależności od stopnia wypukłości, tj. kształtu powierzchni zewnętrznej (ryc. 83):
Normalna;
wypukły;
Wklęsły.
Rodzaj użytej elektrody określa wypukłość spoiny (a‘). Największa wypukłość jest typowa dla elektrod cienkopowłokowych, a elektrody grubo otulone dają normalne szwy, ponieważ charakteryzują się większą płynnością roztopionego metalu.
Ryż. 83. Spoiny różniące się kształtem powierzchni zewnętrznej: a - normalne; b - wypukły c - wklęsły
Empirycznie stwierdzono, że wytrzymałość szwu nie wzrasta wraz ze wzrostem jego wypukłości, zwłaszcza jeśli połączenie „pracuje” przy zmiennych obciążeniach i wibracjach. Sytuację tę wyjaśniono w następujący sposób: podczas wykonywania szwu o dużej wypukłości niemożliwe jest uzyskanie płynnego przejścia od zgrubienia szwu do metalu nieszlachetnego, dlatego w tym momencie krawędź szwu jest cięta, jak tak było, a naprężenia są tutaj głównie skoncentrowane.
W warunkach obciążeń zmiennych i wibracyjnych w tym miejscu złącze spawane może ulec zniszczeniu. Ponadto spoiny wypukłe wymagają zwiększonego zużycia elektrody, energii i czasu, co oznacza, że jest to opcja nieopłacalna.
6. Według konfiguracji (Rys. 84):
Prostoliniowy;
Dzwonić;
Ryż. 84. Spoiny o różnych konfiguracjach: a - proste; przynieść
pionowy;
Poziomy.
7. W odniesieniu do działających sił (rys. 85):
skrzydło;
Koniec;
Łączny;
Skośny. Wektor działania sił zewnętrznych może być równoległy do osi spoiny (typowy dla boku), prostopadły do osi spoiny (dla połączeń końcowych), przebiegać pod kątem do osi (dla połączeń skośnych) lub łączyć kierunek sił bocznych i końcowych (dla połączonych).
8. Zgodnie z metodą trzymania stopionego metalu spoiny:
Bez podszewek i poduszek;
Na zdejmowanych i pozostałych okładzinach stalowych;
Ryż. 85. Spoiny w stosunku do działających sił: a - bok; schylać się; c - połączone; g - ukośny
Na wykładziny miedziane, topnikowo-miedziane, ceramiczne i azbestowe, topniki i poduszki gazowe.
Podczas nakładania pierwszej warstwy szwu najważniejsza jest możliwość zatrzymania ciekłego metalu w jeziorku spawalniczym.
Aby zapobiec wyciekowi, użyj:
Wykładziny stalowe, miedziane, azbestowe i ceramiczne wprowadzane pod szew korzeniowy. Dzięki nim możliwe jest zwiększenie prądu spawania, co zapewnia przetopienie krawędzi i gwarantuje stuprocentową penetrację detali. Ponadto okładziny zatrzymują stopiony metal w jeziorku spawalniczym, zapobiegając powstawaniu przypaleń;
Wstawia między spawanymi krawędziami, które pełnią te same funkcje co uszczelki;
Podwijanie i spawanie nasady szwu z przeciwnej strony, bez dążenia do przebicia;
Podkładki topnikowe, miedziane (przy spawaniu łukiem krytym) i gazowe (przy spawaniu łukiem ręcznym, automatycznym i argonowym), które są wprowadzane lub podawane pod pierwszą warstwę szwu. Ich celem jest zapobieganie wypływaniu metalu z jeziorka spawalniczego;
Połączenia w zamku podczas wykonywania spoin doczołowych, które zapobiegają oparzeniom w warstwie graniowej szwu;
Specjalne elektrody, których powłoka zawiera specjalne składniki zwiększające napięcie powierzchniowe metalu i zapobiegające jego wypływaniu z jeziorka spawalniczego podczas wykonywania pionowych szwów od góry do dołu;
Łuk pulsacyjny, dzięki któremu następuje krótkotrwałe topienie metalu, co przyczynia się do szybszego chłodzenia i krystalizacji stopiwa.
9. Po stronie, po której nakładany jest szew (ryc. 86):
Jednostronny;
Dwustronny.
10. Zgodnie z materiałami, które mają być zgrzewane:
Na stalach węglowych i stopowych;
Ryż. 86. Spoiny różniące się położeniem: a - jednostronne; b - dwustronna
Na metalach nieżelaznych;
Na bimetalu;
Na piance i polietylenie.
11. Zgodnie z lokalizacją łączonych części:
Pod kątem ostrym lub rozwartym;
Prosty kąt;
W jednym samolocie.
12. Według objętości osadzonego metalu (ryc. 87):
Normalna;
Osłabiony;
Wzmocniony.
13. Według lokalizacji na produkcie:
Wzdłużny;
Poprzeczny.
14. Zgodnie z kształtem spawanych konstrukcji:
Na płaskich powierzchniach;
na powierzchniach kulistych.
15. Według liczby zdeponowanych kulek (ryc. 88):
Pojedyncza warstwa;
Wielowarstwowy;
Wieloprzebiegowe.
Przed przystąpieniem do prac spawalniczych krawędzie łączonych wyrobów, konstrukcji lub części muszą być odpowiednio przygotowane, ponieważ wytrzymałość spoiny zależy od ich kształtu geometrycznego.
Ryż. 87. Spoiny różniące się objętością osadzonego metalu: a - osłabione; b - normalny; c - wzmocniony
Ryż. 88. Spoiny różniące się ilością nakładanych ściegów: a - jednowarstwowe; b - wielowarstwowy; c - wielowarstwowe wieloprzebiegowe
Elementy przygotowania formularza to (ryc. 89):
Kąt ukosu (?), który należy wykonać, jeśli grubość metalu jest większa niż 3 mm. Jeśli pominiesz tę operację, możliwe są takie negatywne konsekwencje, jak brak stopienia na przekroju złącza spawanego, przegrzanie i wypalenie metalu. Przygotowanie krawędzi umożliwia spawanie kilku warstw o małym przekroju, dzięki czemu poprawia się struktura złącza spawanego, a naprężenia wewnętrzne i odkształcenia są zmniejszone;
Ryż. 89. Elementy przygotowania chromu
Szczelina pomiędzy łączonymi krawędziami (a). Prawidłowość ustawionej szczeliny i wybrany tryb spawania określają, jak pełne będzie wtopienie w przekroju złącza podczas formowania pierwszej (korzeniowej) warstwy spoiny;
stępienie krawędzi (S) niezbędne do nadania procesowi przejścia graniowego pewnej stabilności. Ignorowanie tego wymogu prowadzi do wypalenia metalu podczas spawania;
Długość skosu arkusza w przypadku różnicy grubości (L). Element ten pozwala na płynne i stopniowe przejście od części grubszej do cienkiej, co zmniejsza lub eliminuje ryzyko koncentracji naprężeń w konstrukcjach spawanych;
Przesunięcie krawędzi względem siebie (?). Ponieważ zmniejsza to charakterystykę wytrzymałościową złącza, a także przyczynia się do braku penetracji metalu i powstawania centrów naprężeń, GOST 5264–80 ustanawia dopuszczalne standardy, w szczególności przemieszczenie nie powinno przekraczać 10% metalu grubość (maksymalnie 3 mm).
Dlatego przygotowując się do spawania, należy spełnić następujące wymagania:
Oczyść krawędzie z brudu i korozji;
Usuń fazowania o odpowiednim rozmiarze (zgodnie z GOST);
Ustaw lukę zgodnie z GOST, opracowaną dla określonego rodzaju połączenia.
O niektórych typach krawędzi wspomniano już wcześniej (choć rozpatrywano je w innym aspekcie) przy opisie połączeń doczołowych, niemniej jednak należy się na tym ponownie skupić (ryc. 90).
Wybór jednego lub drugiego rodzaju krawędzi zależy od wielu czynników:
Metoda spawania;
Grubość metalu;
Sposób łączenia produktów, części itp.
Dla każdej metody spawania opracowano osobną normę, która określa kształt przygotowania krawędzi, wielkość spoiny oraz dopuszczalne odchyłki. Na przykład ręczne spawanie łukowe odbywa się zgodnie z GOST 5264-80, kontakt - zgodnie z GOST 15878-79, elektrożużel - zgodnie z GOST 15164-68 itp.
Ryż. 90. Rodzaje krawędzi przygotowanych do spawania: a - ze skosem obu krawędzi; b - ze skosem jednej krawędzi; c - z dwoma symetrycznymi skosami jednej krawędzi; g - z dwoma symetrycznymi skosami dwóch krawędzi; e - z krzywoliniowym skosem dwóch krawędzi; e - z dwoma symetrycznymi skosami krzywoliniowymi dwóch krawędzi; g - ze skosem jednej krawędzi; h - z dwoma symetrycznymi skosami jednej krawędzi
Ponadto istnieje norma dotycząca graficznego oznaczenia spoiny, w szczególności GOST 2.312–72. W tym celu stosuje się nachyloną linię z jednostronną strzałką (ryc. 91), która wskazuje odcinek szwu.
Charakterystyka spoiny, zalecana metoda zgrzewania i inne informacje są przedstawione powyżej lub poniżej poziomego kołnierza połączonego ukośną linią strzałki. Jeśli szew jest widoczny, tj. Znajduje się z przodu, wówczas charakterystyka szwu jest podana nad półką, jeśli niewidoczna - pod nią.
Ryż. 91. Graficzne oznaczenie spoin
Symbole spoiny zawierają również dodatkowe znaki (rys. 92).
Oznaczenia literowe są akceptowane dla różnych rodzajów spawania:
Spawanie łukowe - E, ale ponieważ ten typ jest najczęstszy, litera może nie być wskazana na rysunkach;
Spawanie gazowe - G;
Spawanie elektrożużlowe - Sh;
Spawanie w środowisku gazu obojętnego - I;
Spawanie wybuchowe - Vz;
Spawanie plazmowe - Pl;
Spawanie kontaktowe - Kt;
Spawanie w dwutlenku węgla - U;
Zgrzewanie tarciowe - Tr;
Spawanie na zimno - X.
W razie potrzeby (jeśli wdrożono kilka metod spawania), oznaczenie literowe zastosowanej metody spawania umieszcza się przed oznaczeniem jednej lub drugiej odmiany:
Ryż. 92. Dodatkowe oznaczenia spoiny: a - spoina przerywana z łańcuchową sekwencją odcinków; b - przerywany szew z sekwencją sekcji szachownicy; in - szew wzdłuż zamkniętego konturu; d - szew wzdłuż otwartego konturu; d - szew montażowy; e - szew z usuniętym wzmocnieniem; g - szew z płynnym przejściem do metalu nieszlachetnego
Ręczny - R;
Półautomat - P;
automatyczne - za.
Łuk zanurzony w łuku - F;
Spawanie w gazie aktywnym elektrodą topliwą - UP;
Spawanie w gazie obojętnym elektrodą topliwą - IP;
Spawanie w gazie obojętnym elektrodą nietopliwą - IN.
W przypadku połączeń spawanych istnieją również specjalne oznaczenia literowe:
Tyłek - C;
w kształcie litery T - T;
Okrążenie - H;
Kątowy - U. Zgodnie z liczbami umieszczonymi po literach numer złącza spawanego jest określany zgodnie z GOST do spawania.
Podsumowując powyższe, możemy stwierdzić, że symbole spoin sumują się do pewnej konstrukcji (rys. 93).
Spawane złącza metalowe należą do głównych metod mocowania konstrukcji stosowanych w życiu codziennym i produkcyjnym. Jest to bardzo niezawodny sposób na uzyskanie pojedynczego projektu, który jest również stosunkowo tani.
Wiązania tego typu powstają przez stopienie metalu w obszarze złącza i jego późniejszą krystalizację po ochłodzeniu. Ich jakość zależy od prawidłowego wyboru trybu pracy spawarki elektrycznej, elektrody, penetracji szwu. Regulują to obowiązujące przepisy, a także normy. Wskazują wszystkie rodzaje spoin, a także rodzaje połączeń i ich charakterystykę.
Wiele metali ma swoje właściwości spawalnicze, różne warunki pracy, wymagania dotyczące mocowania. Dla nich stosuje się odpowiednie rodzaje elektrycznych połączeń spawanych. Podczas spawania elementów metalowych stosuje się główne typy łączników do spawania elektrycznego, które omówiono poniżej.
Klasyfikacja
Złącza spawane dzielą się na kilka odmian, w zależności od ich właściwości. Klasyfikacja spoin obejmuje cały zakres ich zastosowania. Zgodnie z parametrem zewnętrznym są to:
- typ wypukły (ze wzmocnieniem);
- wklęsły (luźna konstrukcja);
- typ płaski (normalny).
W zależności od rodzaju wykonania występują one zarówno jako jednostronne, jak i dwustronne, w zależności od liczby przejść przez elektrodę: jednoprzebiegowe, dwuprzebiegowe. Ponadto istnieją jednowarstwowe metody penetracji i dwuwarstwowe.
Długość mocowań szwów to:
- jednostronny z przerywanym krokiem;
- solidny jednostronny;
- punktowe (z kontaktowym spawaniem elektrycznym);
- dwustronny łańcuch;
- dwustronny porządek szachownicy.
Separacja przez układ przestrzenny:
- poziomy, niższy;
- pionowy, sufitowy;
- w łódce;
- wykonanie półpoziome;
- typ półsufitowy;
- półpionowy.
Według wektora siły:
- podłużny (bok) - siła ma wektor równoległy do penetracji;
- poprzeczny - siła działa prostopadle;
- połączone - rodzaj frontu, a także flanki;
- ukośny - uderzenie następuje pod kątem.
Zgodnie z przeznaczeniem i funkcją przepusty spawane elektrycznie są trwałe, a także mocno szczelne, uszczelnione. Ze względu na szerokość są one rozróżniane na rodzaj gwintu, nie przekraczające średnicy pręta elektrody elektrycznej spawalniczej i poszerzone, wykonywane za pomocą ruchów oscylacyjnych podczas spawania w kierunku poprzecznym.
Aby uprościć zrozumienie klasyfikacji i zastosowania niektórych odmian, opracowano specjalną tabelę.
Wszystkie rodzaje szwów mają ścisłe oznaczenie zgodnie z GOST. Rysunki wykorzystują specjalne ikony, które zawierają pełną informację o rodzaju mocowania i sposobie jego wykonania. Dla tych, którzy myślą o poważnym zaangażowaniu się w prace spawalnicze na profesjonalnym poziomie, należy dodatkowo przestudiować symbole rysunkowe spawanych elementów złącznych.
Odmiany spoin
W zależności od użytego materiału, grubości, a także cech konstrukcyjnych stosuje się różne rodzaje spoin. W tym celu konieczne jest odbycie niezbędnego szkolenia teoretycznego. Pozwoli to lepiej zrozumieć specyfikę spawania części i uniknąć wad w pracy. Początkujący spawacze często nie spawają w wystarczającym stopniu złączy, co wpływa na słabą wytrzymałość mechaniczną złączy. Wybierając odpowiednie tryby pracy i rodzaje spawania, można uzyskać spoiny o wystarczającej wytrzymałości, a także jakości. Szkolenie spawacza to nie tylko ćwiczenia praktyczne, ale także w szkoleniu teoretycznym ze studiowaniem wymagań, norm i zasad, a także z uwzględnieniem typów złącza spawane i używany sprzęt. Znajomość zasad stosowania niektórych elementów złącznych do spawania elektrycznego, techniki ich wytwarzania, łączenia będą bardzo mocne i trwałe.
Krupon
Ta opcja połączenia jest najczęściej używana spośród innych rodzajów szwów spawalniczych. To zgrzewanie doczołowe jest stosowane na odcinkach końcowych, rurach lub konstrukcjach blaszanych. Aby go uzyskać, poświęca się minimalną ilość czasu, materiału i wysiłku. Te zapięcia doczołowe mają pewne cechy szwów. Na cienkich blachach spawanie odbywa się bez fazowania krawędzi.
Produkty o dużej grubości spoin wymagają wstępnego przygotowania spoin, które polega na ich ukosowaniu w celu zwiększenia głębokości wtopienia spawów. Jest to konieczne, gdy grubość wyrobów metalowych przekracza 8 mm i do 12 mm. Grubsze odcinki należy łączyć za pomocą spawania dwustronnego ze wstępnym ukosowaniem krawędzi. Zgrzewanie doczołowe wykonuje się najczęściej na produktach w płaszczyźnie poziomej.
W kształcie litery T
Te typy połączeń spawalniczych elektrycznych wykonuje się jako zwykłą literę „T”. Łączą obiekty o tej samej lub różnej grubości, od których zależy szerokość spoiny. Ponadto typy te są stosowane jedno- lub dwustronnie, na co wpływają właściwości wiązania. Podczas pracy z elementami metalowymi o różnej grubości elektroda trzymana jest w pozycji pochylonej pod kątem około 60 stopni. Proces spawania można znacznie uprościć za pomocą sczepiania, a także spawania „łodziowego”. Ta metoda znacznie ogranicza występowanie podcięć. Szew trójnikowy nakładany jest w jednym przejściu spawalniczym. Oprócz ręcznego spawania łukowego do tego typu szeroko stosowane są automatyczne spawarki elektryczne.
Okrążenie
Metoda ta stosowana jest do spawania blach o grubości do 12 mm. Łączone sekcje są nakładane i spawane wzdłuż złączy po obu stronach. Nie dopuścić do przedostania się wilgoci do wnętrza spawanej konstrukcji. Aby wzmocnić wiązanie, na całym obwodzie wykonuje się pełne spawanie.
Przy takim spawaniu powstaje połączenie łączące pomiędzy powierzchnią czołową jednego produktu a powierzchnią drugiego. Przy tego rodzaju szwach i połączeniach spawalniczych wzrasta zużycie materiałów, co należy wcześniej wziąć pod uwagę. Przed przystąpieniem do pracy należy wyrównać konstrukcje blach i zadbać o ich dobre dociśnięcie do siebie.
narożnik
Połączenia te obejmują mocowania elementów wykonanych pod pewnym kątem względem siebie. Charakteryzują się zastosowaniem wstępnych skosów, aby zapewnić najlepszą penetrację szwu. Zwiększy to głębokość złącza spawanego, co zwiększy niezawodność konstrukcji. W celu zwiększenia wytrzymałości stosuje się obustronne spawanie wyrobów metalowych, natomiast szczeliny w łączonych krawędziach są niedopuszczalne. Te typy spawów elektrycznych charakteryzują się zwiększonym wykorzystaniem nałożonej objętości metalu.
Sufit
Spawanie szwem sufitowym, którego szew znajduje się nad spawarką, jest jednym z najtrudniejszych rodzajów spawania elektrycznego. Stosuje się go metodą przerywanego spawania z niewielką wartością prądu elektrycznego. Połączenia pionowe i sufitowe są bardzo trudne, dlatego nie wszyscy spawacze mogą je wykonać z wystarczającą jakością. Stosuje się je w miejscach, w których nie ma możliwości zmiany położenia spawanych konstrukcji. Są to rury, różne konstrukcje metalowe, a także belki stropowe i kanały na place budowy. Specyfikę wykonywania szwów sufitowych, wideo, które wyjaśni niuanse, można opanować w ciągłej praktyce.
Geometria spoiny
Po zapoznaniu się z licznymi rodzajami i metodami uzyskiwania połączeń przez spawanie, konieczne jest zapoznanie się z geometrią połączeń, co pomoże w zrobieniu zdjęć spoin.
Do głównych parametrów złącza spawowego należy jego szerokość - e, grubość spoiny - c, wybrzuszenie - q, szczelina - b, głębokość wtopienia - h, a także grubość spawanego materiału - S.
W przypadku połączeń narożnych stosuje się następujące oznaczenia: wypukłość - q, grubość - a, noga - k i obliczona wysokość - p.
Różne sposoby nakładania spoin, ich liczne rodzaje, a także parametry przygotowywanych krawędzi wpływają na stopień zużycia metali osadzanych i nieszlachetnych. Jego wysokość może się znacznie różnić w przypadku zmiany dowolnych obliczonych wartości.
Rodzaje złączy spawanych charakteryzują się współczynnikiem kształtu, który jest obliczany jako stosunek szerokości do grubości złącza spawowego. W przypadku zapięć doczołowych parametr ten mieści się w zakresie 1,2-2 (wartości graniczne - 0,8-4). Współczynnik wybrzuszenia oblicza się na podstawie stosunku szerokości do wybrzuszenia, którego wartość powinna wynosić od 0,8 do 4.
Spawanie materiałów metalowych pod kątem względem siebie wymaga precyzyjnego przylegania do geometrii szwu. Niezawodność połączenia, a także jego trwałość użytkowania, zależy bezpośrednio od jakości spawania, zgodności z wymaganymi parametrami.
Rodzaje kontroli
Od wysokiej jakości wykonania zgrzewania elektrooporowego zazdroszczę dalszej eksploatacji konstrukcji. Różnorodne wady znacznie obniżają wytrzymałość i skracają okres użytkowania produktu. Aby zapobiec małżeństwu, a także zapobiec sytuacjom awaryjnym, stosuje się różne rodzaje kontroli spawów. Obejmują one inspekcję zewnętrzną, która może zidentyfikować naruszenia i ich rodzaje na poziomie wizualnym, a także użycie specjalnego sprzętu do identyfikacji ukrytych wad spoin.
Metody kontroli dzielą się na niezniszczalne i zniszczalne. W przypadku pierwszej metody określa się wytrzymałość złącza spawanego bez jego zmiany wygląd zewnętrzny, parametry. W masowej produkcji konstrukcji przy użyciu tego samego typu spawania elektrycznego stosuje się metody zniszczalne. Umożliwia to wykrywanie wewnętrznych naruszeń łączników spawalniczych z dużą dokładnością.
Pobierz GOST
Spoiny - strefy złączy spawanych, które są tworzone przez początkowo roztopiony metal, a następnie krystalizują się po schłodzeniu.
Żywotność całej konstrukcji spawalniczej zależy od jakości spoin. Jakość spawania charakteryzują następujące parametry geometryczne spoiny:
- Szerokość - odległość między jego krawędziami;
- Źródło - wewnętrzna część, naprzeciwko jego zewnętrznej powierzchni;
- Wypukłość - największy występ z powierzchni łączonego metalu;
- Wklęsłość - największe ugięcie od powierzchni łączonego metalu;
- Noga jest jednym z równych boków trójkąta wpisanego w przekrój poprzeczny dwa połączone elementy.
Jakie są spoiny i połączenia, klasyfikacja
W tabeli 1 przedstawiono główne typy złączy spawanych pogrupowane według kształtu przekroju.
| Spawane połączenia i szwy | Funkcje lokalizacji | Główne zastosowanie | Notatka | |
| 1 | Krupon |
Części, które mają być połączone, elementy znajdują się w tej samej płaszczyźnie. | Spawanie konstrukcji blaszanych, zbiorników i rurociągów. | Oszczędność Zaopatrzenie i czas zgrzewania, wytrzymałość połączenia. Staranne przygotowanie metalu i dobór elektrod. |
| 2 | narożnik
|
Części, które mają być połączone, elementy są ustawione pod dowolnym kątem względem siebie. | Spawanie pojemników, zbiorników. | Maksymalna grubość metalu to 3 mm. |
| 3 | Okrążenie
|
Równoległy układ części. | Spawanie konstrukcji blaszanych do 12 mm. | Duże zużycie materiału bez starannej obróbki. |
| 4 | W kształcie litery T (litera T)  |
Koniec jednego elementu i bok drugiego są pod kątem | Spawanie konstrukcji nośnych. | Staranne przetwarzanie arkusza pionowego. |
| 5 | Koniec
|
Boczne powierzchnie części przylegają do siebie | Spawanie zbiorników bez ciśnienia | Oszczędność materiału i łatwość wykonania |
W drodze egzekucji:
- Dwustronne - spawanie z dwóch przeciwne strony z usunięciem korzenia pierwszej strony;
- Jednowarstwowa - wykonanie w jednym „przejściu”, z jednym osadzonym ściegiem;
- Wielowarstwowy - liczba warstw jest równa liczbie „przejść”. Nakłada się na dużą grubość metalu.
Według stopnia wypukłości:
- Wypukły - wzmocniony;
- wklęsły - osłabiony;
- Normalne są płaskie.
Na wypukłość szwu mają wpływ zastosowane materiały spawalnicze, tryby i prędkość spawania, szerokość rowka.
Według pozycji w przestrzeni:
- Niższy - spawanie odbywa się pod kątem 0 ° - najbardziej optymalna opcja, wysoka wydajność i jakość;
- Poziomo - spawanie odbywa się pod kątem od 0 do 60°, wymagają podwyższenia
- Pionowo – spawanie odbywa się pod kątem od 60 do 120° kwalifikacja spawacza;
- Sufit - spawanie odbywa się pod kątem od 120 do 180° - najbardziej pracochłonne, niebezpieczne spawacze przechodzą specjalne szkolenie.
Według długości:
- Solid - najczęstszy;
- Przerywany - nieszczelność konstrukcji.
Rodzaje połączeń spawanych i szwów według względnej pozycji:
- Ułożone w linii prostej;
- Ułożone w zakrzywioną linię;
- Ułożone w okrąg.
W kierunku działającej siły i wektora działania sił zewnętrznych:
- bok - wzdłuż osi złącza spawanego;
- czołowy - w poprzek osi złącza spawanego;
- połączone - połączenie flanki i frontu;
- ukośny - pod pewnym kątem do osi złącza spawanego.
Rodzaje spoin w zależności od kształtu zgrzewanych produktów:
- na płaskich powierzchniach;
- na kulistych.
Rodzaje szwów zależą również od grubości materiału roboczego i długości samego złącza:
- krótki - nie > 25 cm, natomiast spawanie odbywa się metodą „w jednym przejściu”;
- średniej długości< 100 см – используется обратно-ступенчатый способ сварки, при этом строчка разбивается на малые отрезки длиной в 100-300 мм;
Wszystkie długie szwy są przetwarzane w odwrotny sposób, od środka do krawędzi.
Krawędzie tnące do spawania
Aby stworzyć mocną i wysokiej jakości spoinę, krawędzie łączonych produktów poddawane są niezbędnemu przygotowaniu i nadawane są określone kształty (V, X, U, I, K, J, Y - figuratywny). Aby uniknąć przepalenia, przygotowanie krawędzi można wykonać przy grubości metalu co najmniej 3 mm.
Procedura przygotowania krawędzi:
- Czyszczenie krawędzi metalu z rdzy i brudu;
- Fazowanie o określonej wielkości - w zależności od metody spawania;
- Wielkość szczeliny zależy od rodzaju złączy spawanych.
Opcje przygotowania krawędzi:
W tabeli 2 przedstawiono cechy przygotowania krawędzi w zależności od grubości metalu.
Tabela 2
| Nie., p / p | Grubość metalu, mm | Cięcie krawędzi | Kąt, α | Szczelina b,mm | stępienie krawędzi c, mm |
| 1 | 3-25 | Jednostronny W kształcie litery V |
50 | – | – |
| 2 | 12-60 |
dwustronna W kształcie litery X |
60 | – | – |
| 3 | 20-60 |
Jednostronny, dwustronny W kształcie litery U |
– | 2 | 1-2 |
| 4 | >60 | w kształcie litery ja | – | – | – |
