Rodzaje szwów czołowych. Rodzaje spoin i klasyfikacja spoin

Złącze spawane to element konstrukcyjny lub sekcja produktu, na której dwie części są zespawane w jedną. W takim przypadku poszczególne części połączenia mogą składać się zarówno z tego samego metalu, jak i różnych metali i ich stopów.

Połączenia spawane i ich charakterystyka to bardzo ważna klasyfikacja, na podstawie której określa się zastosowaną metodę spawania i dobiera się jej tryby.

Rodzaje spoin.

Spoina to miejsce, w którym łączone są różne elementy tej samej konstrukcji. Podczas spawania metal topi się w tym miejscu, a następnie stygnąc krystalizuje, co zapewnia wytrzymałość i szczelność szwu.

Szwy spawalnicze mogą mieć różne kształty przekroju. Zgodnie z tym parametrem spoiny są podzielone na

połączenia doczołowe, których charakterystyczną cechą jest to, że poszczególne elementy produktu przed spawaniem są łączone ze sobą na tej samej płaszczyźnie metodą łączenia doczołowego.

kątowe, w których elementy konstrukcji są połączone ze sobą pod pewnym kątem.

szczelinowe lub nitowane elektrycznie - tutaj poszczególne elementy konstrukcyjne są łączone ze sobą w jednej części za pomocą montażu specjalnego spawanego nitu. W tym przypadku górna część jest całkowicie stopiona, a dolna częściowo

W zależności od tego, którą spoinę obserwuje się na styku dwóch części produktu, rozróżnia się różne typy połączeń spawanych, z których każdy ma swoje własne charakterystyczne cechy i zastosowania.

Wszystkie połączenia spawane można podzielić na

połączenia doczołowe
połączenia narożne
złącza typu T.
połączenia kolanowe
zakończenia połączeń.

Charakterystyka połączeń spawanych.

Przyjrzyjmy się teraz bliżej różnym połączeniom spawanym i ich właściwościom.

Złącze doczołowe jest stopem dwóch części produktu znajdujących się na tej samej płaszczyźnie za pomocą technologie spawane... W połączeniu doczołowym części stykają się ze sobą końcami. Istnieją różne rodzaje połączeń doczołowych:

Połączenie bez skosu

Fazowana krawędź o zakrzywionym kształcie

Połączenie skośne w kształcie litery V.

Połączenie skośne w kształcie litery X.

Klin jest stopem różnych elementów konstrukcji lub różnych części jednego produktu, ustawionych pod pewnym kątem względem siebie. W tym przypadku szew spawalniczy znajduje się w miejscu, w którym stykają się poszczególne części.

Trójnik - jest to stop różnych elementów jednego produktu, w którym jedna część konstrukcyjna końcem jest przymocowana do bocznej powierzchni drugiej części.

Połączenie spawane na zakład jest stopem różnych pierwiastków produktu, w którym oba pierwiastki są umieszczone w równoległych płaszczyznach względem siebie i częściowo zachodzą na siebie.

Zakończ połączenie spawane różni się od innych typów tym, że jego poszczególne elementy są ze sobą spawane bocznymi powierzchniami.

Wybór rodzaju połączenia zgrzewanego zależy od konfiguracji elementu końcowego oraz od tego, jakie wymagania stawia połączenie. Rezultatem powinien być sprawny produkt, który może wytrzymać duże obciążenia, być odporny na wpływy środowiska i nie wykazywać uszkodzeń zmęczeniowych. Często trwałość powstałego produktu zależy od jakości złącza spawanego oraz od prawidłowego doboru jego rodzaju, dlatego bardzo ważne jest, aby dokładnie podejść do tego etapu pracy i wziąć pod uwagę nie tylko gdzie i jak produkt końcowy powinien działać, ale także jakie materiały i składa się z ich stopów. Jednocześnie równie ważne są kwalifikacje samego spawacza, jak i uprawnienia brygadzisty zajmującego się projektowaniem konstrukcji spawanej.

Spawanie jest nadal jedną z najpopularniejszych metod wytwarzania jednoczęściowych konstrukcji z metali i polimerów. Ta popularność determinuje również różnorodność połączeń spawanych, które są do siebie nieco podobne, ale pod pewnymi względami zasadniczo się różnią. W tym artykule rozważymy wszystkie główne typy połączeń zgrzewanych termicznie.

Więc jakie są rodzaje połączeń spawanych? Rodzaje połączeń spawanych są następujące:

Krupon

Najczęściej stosowana odmiana, która może być jedno- i dwustronna, z wyjmowaną i nieusuwalną podszewką i bez niej. Zgrzewanie doczołowe można stosować do łączenia części z kołnierzami, z krawędzią blokującą, a także z różnymi skosami: dwu- i jednostronne, symetryczne i asymetryczne, łamane i zakrzywione.

Kąt

Jak wynika z samej nazwy, to połączenie spawa konstrukcje narożne. Oprócz, za pomocą narożników zgrzewa elementy konstrukcyjne w trudno dostępnych miejscach. Ten typ połączenia jest używany w następujących przypadkach:

Na krawędziach dwóch łączonych elementów dostępne są skosy (jednostronne lub dwustronne);
Krawędzie łączonych części nie mają fazowania;
Jedna krawędź ma kołnierz.

W innych przypadkach nie można zastosować wstawki, ponieważ ze względu na złożoność krawędzi jakość połączenia gwałtownie się pogarsza.

Tavrovoe

Służy do spawania konstrukcji w kształcie litery T, a także do części połączonych ze sobą pod niewielkim kątem. To połączenie jest kompatybilne z następującymi typami krawędzi:

Nie ma fazy;
Na krawędzi mogą występować symetryczne lub asymetryczne jednostronne i dwustronne skosy;
Na krawędzi znajduje się zakrzywiona jednostronna lub dwustronna faza umieszczona w jednej płaszczyźnie.

Niewielką liczbę krawędzi, do których można zastosować złącze teowe, wyjaśnia złożona geometria łączonych części.

Zakładka

Ten rodzaj spawania łączy końce części lub elementów konstrukcyjnych. Zgrzewanie zakładkowe wykonuje się tylko z niefazowanymi krawędziami.

Koniec

Raczej rzadki rodzaj połączenia, ponieważ polega na przyspawaniu jednej części do końca drugiej. Dlatego często główne typy połączeń spawanych nie obejmują połączenia doczołowego w oddzielnej pozycji, ale łączą je ze złączem zakładkowym.

Wspólne klasyfikacje

Ponadto rodzaje połączeń spawanych różnią się szwem uzyskanym w wyniku spawania. Obecne standardy implikują kilka klasyfikacji:

Układ przestrzenny

Ze względu na lokalizację spoiny mogą być:

Niższe, jeśli ich kąt względem poziomu nie przekracza 60 stopni;
Pionowe, jeśli ich kąt w stosunku do poziomu zawiera się w przedziale 60–120 stopni;
Sufit, jeśli ich kąt względem poziomu mieści się w przedziale 120-180 stopni.

Ich ciągłość

Spoiny mogą być ciągłe (bez przerw) i przerywane (przerwy). Te ostatnie są najbardziej typowe dla połączeń narożnych i teowych.

Ze względu na charakter przerw przerywane szwy dzielą się na:

Łańcuch - przerwy są jednolite, jak komórki w łańcuchu;
Szachy - luki przesuwają szwy o małej długości względem siebie, jak gdyby białe komórki na szachownicy;
Plamka - podobnie jak szwy w szachownicę, tylko szwy nie wyglądają jak linie, ale w postaci pojedynczych kropek.

Zwróć na to uwagę ciągłe szwy bardziej niezawodne i bardziej odporne na niszczenie korozyjne, ale często nie można ich używać ze względów technologicznych.

Według rodzaju złącza spawanego

Połączenia spawane różnią się również od siebie wynikowym szwem:

Połączenie doczołowe uzyskuje się przez połączenie części o tej samej nazwie;
Kąt powstaje nie tylko podczas spawania części z narożnikami, ale także podczas spawania T i zgrzewania doczołowego;
Pełen przepływ uzyskuje się poprzez zgrzewanie T i na zakładkę części, których grubość nie przekracza 1 cm;
Nitowanie elektryczne uzyskuje się przez zgrzewanie połączeń T i zakładanie. Technologia wykonywania tych szwów jest następująca. Części metalowe, których grubość nie przekracza 3 mm, gotuje się bez obróbki wstępnej, ponieważ przebija je łuk elektryczny. Jeżeli grubość spawanych części przekracza 3 mm, wówczas jedna część jest wiercona, a druga jest przez nią spawana;
Końce czołowe uzyskuje się przez spawanie części z ich końcami.

Z natury sekcji profilu

Ta klasyfikacja wskazuje na kształt przekroju poprzecznego spoiny w przekroju:

Wypukłe wystają półkolem ponad powierzchnię połączonych części;
Wklęsłe tworzą małe zagłębienie w stosunku do powierzchni połączonych części;
Normalne linie pokrywają się z powierzchnią;
Specjalny. Powstaje z połączenia części za pomocą kątownika lub teownika. W przekroju wyglądają jak trójkąt nierównoramienny.

Przekrój wewnętrzny określa charakterystykę wykonania połączeń spawanych. Na przykład wypukła sekcja zapewnia dobrą odporność na obciążenia statyczne, takie szwy są uważane za wzmocnione. Natomiast wklęsłe są uważane za osłabione, ale lepiej wytrzymują obciążenia dynamiczne i wielokierunkowe. Charakterystyki normalnych spoin są podobne do wklęsłych. Specjalne szwy sprawdzają się przy różnych obciążeniach. Zmniejszają także obciążenie spawanych części podczas codziennego użytkowania.

Technologia spawania

Tutaj spoiny są klasyfikowane zgodnie z przebiegiem elektrody podczas spawania:

Podłużny powstaje, gdy elektroda przesuwa się wzdłuż połączenia łączonych części;
Poprzeczne uzyskuje się, gdy elektroda przesuwa się w poprzek połączenia łączonych części;
Skośne powstaje, gdy elektroda porusza się pod pewnym kątem w stosunku do skrajnych punktów jej trajektorii;
Łączone tworzy się stosując naprzemiennie trzy wyżej wymienione szwy.

Według liczby warstw

Przewidziane prace spawalnicze wykonywane są w jednej lub kilku warstwach (przejścia). W jednym przejściu powstaje zgrubienie stopionego metalu. Rolki mogą być wykonywane na tym samym lub na różnych poziomach. W pierwszym przypadku jedna warstwa będzie składać się z kilku rolek. Koralik znajdujący się najdalej od poziomu licowania nazywany jest korzeniem szwu.

Połączenia spawane wielowarstwowe i wielościegowe stosuje się przy spawaniu elementów grubościennych lub w celu uniknięcia odkształceń termicznych w konstrukcji stopu stali.

Aby uniknąć odkształceń termicznych i przepaleń, często stosuje się spoinę tylną. Okładzina służy do poprawienia wyglądu połączenia spawanego elementów konstrukcyjnych spawanych ze sobą.

Skutki naruszenia technologii spawania

W przypadku naruszenia technologii spawania na złączu mogą wystąpić:

Oparzenia (podcięcia) - strefy krytycznego nagrzewania metalu, w których pod wpływem wysokich temperatur rozpoczęły się różne reakcje chemiczne (korozja krystaliczna itp.);
Brak penetracji - strefy, w których temperatura okazała się niewystarczająca do wzajemnego przenikania krawędzi do siebie i tworzenia pojedynczej monolitycznej struktury;
Brak topienia - łączone krawędzie nie są nagrzewane do temperatury topnienia i nie są ze sobą sklejane;
Zatykanie żużla - punkty koncentracji substancji żużlowych, które w stanie ciekłym przedostały się z elektrod o niskiej jakości do jeziorka spawalniczego i po zestaleniu utworzyły obce wtrącenia krystaliczne;
Pory powstają w wyniku rozpryskiwania się metalu z powodu nagłych szczytowych temperatur w jeziorku spawalniczym;
Pęknięcia pojawiają się z powodu złej jakości połączenia dwóch gatunków stali o różnych temperaturach topnienia;
Mikrowgłębienia powstają z powodu nierównomiernego ogrzewania i chłodzenia metalu.

Technologie kontroli jakości

Należy sprawdzić wszystkie rodzaje połączeń spawanych. W zależności od wymagań dotyczących jakości pracy wykonywane są następujące technologie kontroli jakości:

Kontrola wizualna pozwala określić tylko widoczne naruszenia jakości (wtrącenia żużla, pęknięć, oparzeń itp.);
Pomiary długości i szerokości wskazują na zgodność wyniku ze specyfikacją techniczną i GOST;
Sprawdzenie szczelności poprzez wciśnięcie. Jest używany do produkcji różnych pojemników;
Specjalne oprzyrządowanie określa charakterystykę wewnętrznej struktury powstałego złącza spawanego;
Badania laboratoryjne pozwalają określić zachowanie konstrukcji spawanej pod wpływem różnych obciążeń i chemikaliów.

Szew spawalniczy to obszar łączonych elementów, który jest bezpośrednio wystawiony na działanie ciepła płomienia, łuku / plazmy lub wiązki laserowej. Wygląd złącza spawanego służy do oceny kwalifikacji spawacza, przeznaczenia technologicznego konstrukcji, a nawet metody spawania.

Typowa spoina obejmuje:

Obszar osadzanego metalu (z elektrody spawalniczej lub z metalu podstawowego połączonych ze sobą elementów).
Strefa mechanicznego zgrzewania.
Strefa wpływu ciepła.
Strefa przejściowa do metalu nieszlachetnego.

Podczas badania przekroju spoiny w jakimkolwiek ograniczeniu powyższych stref jest to określone bardzo wyraźnie. Wyjątkiem są technologie laserowe do łączenia cienkościennych i małych części, gdy ze względu na precyzyjną lokalizację strumienia światła niektóre strefy mogą być nieobecne.

Strefa osadzonego metalu jest ciągłą strukturą odlewaną, której tworzenie następuje od momentu, gdy elektroda lub przedmiot obrabiany zaczyna się topić. W przypadku zwykłych mikroskoli strefa ta nie może być brana pod uwagę ze względu na szczególne drobne rozproszenie cząstek, które ją tworzą. Strefa charakteryzuje się najwyższą twardością, ale często ma defekty powierzchniowe spowodowane połączonym działaniem żużli spawalniczych, tlenu z powietrza, pozostałości topnika spawalniczego itp.

Długość strefy mechanicznego stapiania jest związana z aktywnością termodyfuzji metali łączonych części. Przy intensywnym wnikaniu jednego metalu w drugi głębokość strefy topienia może osiągnąć 40-50% objętości strefy odlewu. Skład strefy jest niejednorodny: wraz ze strukturą metalu nieszlachetnego mogą występować międzymetaliczne związki węgla i azotu z pierwiastkami stopowymi, które są obecne w metalu nieszlachetnym. W strefie tej najczęściej spotyka się gruboziarniste węgliki wolframu, chromu, żelaza, a także mniejsze azotyny tych samych metali.

Strefa wpływu ciepła w swojej strukturze przypomina strefy powierzchniowe metalu poddanego obróbce cieplnej w warunkach dużych prędkości i powierzchniowego utwardzania lub utwardzania. Bezpośrednio do objętości wtopienia mechanicznego przylega tzw. „Biała warstwa” - niewytrawiona część metalu w tej strefie. Twardość białej warstwy jest maksymalna i często przekracza wartości strefy mechanicznego stapiania. Powodem tego są procesy termiczne, których energia nie jest już wystarczająca do topienia, ale wystarczająca do ultraszybkiego utwardzania (zwłaszcza jeśli spawanie odbywa się pod warstwą gazu obojętnego). Dalej na głębokości znajdują się strefy przemian strukturalnych, których skład zależy od gatunku stali. Na przykład po spawaniu stali nierdzewnych głównym składnikiem rozpatrywanej strefy jest austenit, w przypadku stali narzędziowych - martenzyt itp.

W strefie przejściowej do metalu nieszlachetnego występują struktury troostytu, austenitu szczątkowego, perlitu i innych składników, które powstają w warunkach stosunkowo niewielkich różnic temperatur.

Jakość spoin zależy od skoków twardości i jednorodności strukturalnej: im są one mniejsze, tym spoina jest trwalsza i mocniejsza.

W ten sposób struktura spoiny jest niejednorodna, a analiza porównawcza jej głównych właściwości fizycznych i mechanicznych (twardość, wytrzymałość, jednorodność itp.) Określa jakość złącza spawanego.

Klasyfikacja typów złączy spawanych może opierać się na różnych czynnikach: geometrycznych, konstrukcyjnych, technologicznych i wytrzymałościowych.

Z punktu widzenia lokalizacji złączy spawanych dzielimy je na:

Poziomy.
Pionowy.
Skłonny.
Niższy.

Spośród wszystkich rodzajów spoin, dolna, w której znajduje się rowek pierwotnego przedmiotu produkowany przez spawacza jest uważany nie tylko za najbardziej dostępny do rozbudowy, ale także za najbardziej trwały. Wynika to z wygody formowania stopu (zarówno w procesach ręcznych, jak i automatycznych), gdy grawitacja metalu przyczynia się do lepszego wypełnienia szczelin między łączonymi powierzchniami. Niższy typ jest również najbardziej ekonomiczny. Stosowane są dwie główne metody jego tworzenia - od siebie i od siebie.

Spoina pozioma powstaje, gdy przygotowane powierzchnie są prostopadłe do płaszczyzny elektrody spawalniczej. Techniki jego produkcji są podobne do opisanych powyżej, ale zużycie elektrod spawalniczych i topników wzrasta, ponieważ część stopu jest odprowadzana grawitacyjnie ze strefy spawania.

Warunki wykonywania szwów pionowych są jeszcze trudniejsze. Tutaj, oprócz rosnących strat metalu, zwiększa się również nierówność cech geometrycznych: w ostatnich sekcjach szew okazuje się grubszy, a prawdopodobieństwo pogorszenia parametrów mechanicznych w porównaniu z typami poziomymi i niższymi wzrasta.

Najgorsza jest jakość szwów pionowych. Nawet przy spawaniu automatycznym straty metalu są wysokie. Ponadto w tym przypadku wymagane są specjalne środki bezpieczeństwa procesu, które wykluczałyby zapłon powierzchni, stopienie sąsiednich obszarów łączonych elementów itp. Liczba pionowych szwów w projektowaniu konstrukcji spawanych powinna być ograniczona do minimum.

Rodzaje połączeń spawanych można również klasyfikować zgodnie z konstruktywną zasadą ich tworzenia. W związku z tym spoiny mogą być:

Krupon.
Zakładka.
Kąt.
Tavrovy.
Do nitów elektrycznych.

Połączenie doczołowe uważa się za optymalne pod względem stosunku ceny do wytrzymałości. Wymiary szwu przy odpowiednim przygotowaniu strefy spoiny (rodzaj wpustu, przygotowanie krawędzi, szczeliny) praktycznie nie zniekształcają kształtu powierzchni. Jakość połączenia doczołowego zależy od grubości obrabianych elementów. Przy grubości do 4 mm (wszystkie poniżej podano dla stali stosunkowo nisko i średniowęglowych) częściej wykonuje się rowkowanie jednostronne, o grubości do 8-10 mm - dwustronne w kształcie litery U / V, a przy grubszych częściach - w kształcie litery X. W związku z tym zmienia się również odstęp między sąsiednimi częściami: w szczególności w przypadku cienkich elementów jego wartość nie powinna przekraczać 1-2 mm.

Złącze zakładkowe stosuje się w sytuacjach, w których nie ma wystarczającej ilości wolnego miejsca na konwencjonalne spawanie. Grubość obrabianych elementów nie powinna przekraczać 8-10 mm, a dla zapewnienia jednakowej wytrzymałości preparację należy przeprowadzić z obu stron. Jeśli rowkowanie nie jest możliwe, przekrój należy zwiększyć. Wariantem połączenia zakładkowego jest połączenie szczelinowe, w którym końce jednej z części są sztucznie zwiększane w celu uzyskania żądanej wytrzymałości.

Z kolei połączenie narożne może być doczołowe i „w łodzi” (stosowane, gdy koniec jednej części jest przyspawany do powierzchni drugiej). Aby wzmocnić spoiny pachwinowe, o ile to możliwe, należy je oparzyć z obu stron. Technologia spawania pachwinowego wymaga wyższych kwalifikacji wykonawcy. W szczególności ze względu na niebezpieczeństwo przebicia jednej z sąsiednich powierzchni elektrodę należy umieścić pod kątem 45-60 0 do dłuższego boku narożnika. Podczas spawania „na łodzi” zwiększa się zużycie drutu spawalniczego, zwiększa się długość strefy wpływu ciepła, a wręcz przeciwnie - maleje jej twardość. Wynika to z pogorszenia warunków odprowadzania ciepła.

Połączenie T jest uważane za bardziej złożoną wersję narożnika, gdy oba kołnierze takiego profilu kompozytowego są formowane przez spawanie. W takim przypadku przygotowanie krawędzi nie jest konieczne, ale istnieją pewne ograniczenia w kierunku trzymanej elektrody, która powinna być umieszczona na pionowej ścianie marki pod kątem nie większym niż 60 0. W przypadku metody trójnikowej prawdopodobieństwo wystąpienia defektów jest większe (podobnie jak zużycie drutu spawalniczego, ponieważ spawanie musi być wykonywane w kilku przejściach palnika).

Gdy nie ma specjalnych wymagań dotyczących szczelności gotowego połączenia, stosuje się szew na nity elektryczne. Przygotowane do połączenia produkty są ciasno dociskane do siebie płaskimi powierzchniami, po czym w dowolny sposób uzyskuje się otwór w górnej części. Wprowadza się do niego palnik i topi metal, który następnie wnika do środka, spajając ze sobą produkty. Ta metoda jest niezwykle ekonomiczna, a po późniejszym szlifowaniu zapewnia pożądany wygląd powierzchni.

Klasyfikacja spoin pomaga dobrać optymalną kolejność ich produkcji.

Główne cechy spoiny

Istnieją parametry geometryczne i technologiczne spoiny. Wymiary geometryczne obejmują wymiary przekroju poprzecznego - szerokość, grubość i wysokość nad płaszczyzną główną. Na rodzaje połączeń spawanych mają również wpływ parametry technologiczne: noga i stopka w złączu, jego wypukłość / wklęsłość, a także stosunek objętości metalu spoiny do całkowitej powierzchni złącza spawanego.

Rodzaje spoin, w szczególności szerokość, wysokość i grubość, zależą od wymaganych właściwości wytrzymałościowych złącza. Zależność ta nie jest jednoznaczna: wręcz przeciwnie, nadmiernie masywna spoina obniża jakość złącza, ponieważ osłabia się przyczepność powierzchni i stref mechanicznego zgrzewania, a jakość powierzchni może ulec pogorszeniu z powodu obecności zadziorów spawalniczych, a także intensyfikacji utleniania i odwęglania materiału części.

Klasyfikacja spoin i kształt ich powierzchni są również istotne z punktu widzenia trwałości gotowych konstrukcji. Szwy wklęsłe, ukształtowane zgodnie z paraboliczną zależnością wysokości szwu od jego grubości, zmniejszają poziom naprężeń wewnętrznych i minimalizują odkształcenia szczątkowe. I odwrotnie, równe szwy, przy zachowaniu ostrych narożników podczas przechodzenia z jednej powierzchni na sąsiednią, poziom naprężeń szczątkowych i odkształceń wzrasta.

Optymalizację przekroju poprzecznego złącza spawanego można przeprowadzić przy użyciu następujących praktycznych czynników:

Dla najlepszego stosunku szerokości do wysokości - 1,2-1,5;
Dla najlepszego stosunku szerokości do wybrzuszenia - nie więcej niż 8;
Dla najlepszego stosunku powierzchni spoiny do powierzchni metalu w strefie spoiny - 0,85-1,0.

Rodzaje spoin i technologia ich produkcji decydują o jakości procesu. Do oceny wykorzystuje się parametry takie jak głębokość penetracji metalu i liczba przejść.

Głębokość penetracji decyduje o jednolitości struktury w strefie spoiny. Przyjmuje się go w przedziale 0,5-0,8 (przy niższych wartościach wytrzymałość złącza spawanego pogarsza się, a przy wyższych zwiększa się niebezpieczeństwo penetracji).

Liczba przejść zależy od metody cięcia oraz grubości łączonych elementów. Przy zwiększonych szczelinach i zwykłym profilu krawędzi (ze skosem) należy zmienić liczbę przejść i amplitudę drgań palnika, co zwiększa poziom wewnętrznych naprężeń spawalniczych. Problem (przy spawaniu grubych blach) jest usuwany poprzez optymalizację kształtu przygotowania krawędzi. Liczba przejść dla głębokich szwów może sięgać 6-8, próbując najpierw wypełnić główną szczelinę (między krawędziami), a następnie wyparzyć połączenie po obu stronach.

Na jakość spoin i złączy wpływają również względne wymiary grani w stosunku do nogi i wysokości. Jeśli granulacja spoiny jest mniejsza niż określone parametry, to jakość gotowego złącza będzie gorsza ze względu na zmniejszoną głębokość wtopienia metalu. Przy obciążeniach statycznych połączenia ta okoliczność nie jest krytyczna, jednak pod obciążeniami dynamicznymi może spowodować zniszczenie spawanej konstrukcji.

Klasyfikacja spoin opiera się na technologii ich tworzenia, stosunku wymiarów geometrycznych oraz kolejności spawania.

Spawane połączenia metalowe należą do głównych metod mocowania konstrukcji stosowanych w życiu codziennym i produkcji. Jest to bardzo niezawodna metoda uzyskania jednego projektu, która jest również stosunkowo tania.

Tego typu spoiwa powstają poprzez stopienie metalu w obszarze spoiny i jego późniejszą krystalizację po ochłodzeniu. Ich jakość zależy od prawidłowego doboru trybu pracy spawarki elektrycznej, elektrody, penetracji szwu. Jest to regulowane obowiązującymi przepisami i normami. Wskazują wszystkie rodzaje spoin, a także typy połączeń i ich właściwości.

Wiele metali ma swoje własne właściwości spawalnicze, różne warunki pracy, wymagania dotyczące wykonania mocowań. Do nich stosowane są odpowiednie typy połączeń spawanych elektrycznie. Podczas spawania elementów metalowych stosuje się główne typy łączników do spawania elektrycznego, które zostaną omówione poniżej.

Klasyfikacja

Połączenia spawane dzielą się na kilka odmian, w zależności od ich właściwości. Klasyfikacja spoin obejmuje całe spektrum ich zastosowań. Według parametru zewnętrznego są to:

typ wypukły (ze wzmocnieniem);
wklęsły (luźna konstrukcja);
typ płaski (normalny).

Według rodzaju wykonania występują one jednostronne, a także dwustronne, w zależności od liczby przejść elektrody: jednoprzebiegowe, dwuprzebiegowe. Ponadto istnieją metody penetracji jednowarstwowej i dwuwarstwowej.

Pod względem długości wiązania szwów to:

jednostronny z przerywanym krokiem;
solidna jednostronna;
punkt (z kontaktowym spawaniem elektrycznym);
łańcuch dwustronny;
dwustronny wzór szachownicy.

Oddzielenie według lokalizacji przestrzennej:

pozioma, dolna;
pionowe, sufitowe;
do łodzi;
wykonanie półpoziome;
typ półstropowy;
półpionowe.

Wektorem działania siły:

podłużne (boczne) - siła ma wektor równoległy do \u200b\u200bpenetracji;
poprzecznie - siła działa prostopadle;
połączone - rodzaj frontu, a także flanki;
ukośne - uderzenie następuje pod kątem.

Ze względu na cel i funkcję elektryczne przetopienia są trwałe, a także mocne, gęste, hermetycznie uszczelnione. Pod względem szerokości wyróżnia się rodzaj gwintu, który nie przekracza średnicy pręta elektrody spawalniczej i jest poszerzany, wykonywany 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. Na rysunkach zastosowano specjalne ikony, które zawierają pełną informację o rodzaju mocowania i sposobie jego wykonania. Dla tych, którzy myślą poważnie o profesjonalnym spawaniu, należy dodatkowo przestudiować symbole rysunkowe dla spawanych elementów złącznych.

Odmiany spoin

W zależności od zastosowanego materiału, grubości i cech konstrukcyjnych stosowane są różne rodzaje spoin. Wymaga to niezbędnego szkolenia teoretycznego. Pozwoli to lepiej zrozumieć specyfikę spawanych części i uniknąć usterek w pracy. Początkujący spawacze często nie zgrzewają w wystarczającym stopniu złączy, co wpływa na słabą wytrzymałość mechaniczną złączy. Wybierając odpowiednie tryby pracy i rodzaje spawania, można uzyskać spoiny o wystarczającej wytrzymałości i jakości. Szkolenie spawaczy polega nie tylko na ćwiczeniach praktycznych, ale także na szkoleniu teoretycznym ze zapoznaniem się z wymaganiami, normami i zasadami, z uwzględnieniem rodzajów złączy spawalniczych i stosowanego sprzętu. Znajomość zasad stosowania niektórych łączników elektrozgrzewalnych, techniki ich uzyskiwania, połączenia okażą się bardzo mocne i trwałe.

Krupon

Ta opcja połączenia jest najczęściej stosowana wśród innych rodzajów szwów spawalniczych. To zgrzewanie doczołowe jest stosowane na odcinkach końcowych, rurach lub konstrukcjach z blachy. Aby go uzyskać, poświęca się minimalną ilość czasu, materiału i wysiłku. Te połączenia doczołowe mają pewne cechy szwów. Na cienkich blachach spawanie odbywa się bez fazowania krawędzi.

Produkty o dużej grubości spoin wymagają wstępnego przygotowania złączy, polegającego na ich ukosowaniu w celu zwiększenia głębokości spawania. Jest to konieczne, gdy grubość wyrobów metalowych przekracza 8 mm i do 12 mm. Grubsze odcinki należy łączyć zgrzewem dwustronnym ze wstępnym fazowaniem krawędzi. Zgrzewanie doczołowe wykonuje się najczęściej na produktach w płaszczyźnie poziomej.

Byk

Te typy połączeń spawanych elektrycznie są wykonane jak zwykła litera „T”. Łączą obiekty o tej samej lub różnej grubości, od której zależy szerokość spoiny. Dodatkowo typy te stosowane są jednostronnie lub dwustronnie, na co wpływają właściwości spoiwa. Podczas pracy z elementami metalowymi o różnej grubości elektrodę trzyma się w pozycji nachylonej pod kątem około 60 stopni. Proces spawania można znacznie uprościć, stosując spoiny sczepne, a także spawanie łodzi. Ta metoda znacznie ogranicza występowanie podcięć. Trójnik jest nakładany w jednym przejściu spawalniczym. Oprócz ręcznego spawania łukowego, do tego typu szeroko stosuje się automatyczne spawarki elektryczne.

Nakładanie się

Metoda ta stosowana jest do spawania blach o grubości do 12 mm. Łączone obszary są zakładane i zgrzewane wzdłuż połączeń po obu stronach. Nie dopuścić do przedostania się wilgoci do wnętrza spawanej konstrukcji. Aby wzmocnić połączenie, na całym obwodzie wykonuje się pełne spawanie.

Przy takim zgrzewaniu tworzy się spoina łącząca pomiędzy końcem jednego produktu a powierzchnią innego. Przy tego rodzaju spoinach i połączeniach wzrasta zużycie materiałów, co należy wcześniej wziąć pod uwagę. Przed przystąpieniem do pracy należy wyrównać konstrukcje blach i zadbać o ich dobry nacisk na siebie.

Kąt

Połączenia te obejmują elementy mocujące wykonane pod pewnym kątem względem siebie. Charakteryzują się zastosowaniem fazowania wstępnego dla zapewnienia najlepszego wtopienia spoiny. Zwiększy to głębokość złącza spawanego, co zwiększy niezawodność konstrukcji. Aby zwiększyć wytrzymałość, stosuje się dwustronne spawanie wyrobów metalowych, a szczeliny w łączonych krawędziach są niedozwolone. Te rodzaje spoin elektrycznych charakteryzują się zwiększonym wykorzystaniem objętości napawanego metalu.

Sufit

Spawanie szwem stropowym, którego szew znajduje się nad spawarką, jest jednym z najtrudniejszych rodzajów spawania elektrycznego. Stosuje się go przez spawanie przerywane przy małej wartości prądu elektrycznego. Połączenia pionowe i napowietrzne są trudne, więc nie wszyscy spawacze są w stanie wykonać je z odpowiednią jakością. Stosowane są w miejscach, w których nie ma możliwości zmiany położenia konstrukcji spawanych. Są to rury, różne konstrukcje metalowe, a także belki stropowe i kanały na placach budowy. Specyfikę wykonywania szwów sufitowych, z którym wideo wyjaśni niuanse, można opanować w ciągłej praktyce.

Geometria spoiny

Po zapoznaniu się z licznymi rodzajami i metodami otrzymywania złączy metodą spawania, konieczne jest zapoznanie się z geometrią złączy, co ułatwi wykonanie zdjęć spoin.

Głównymi parametrami spoiny są jej szerokość - e, grubość zgrzewu - c, wybrzuszenie - q, szczelina - b, głębokość zgrzewania - h, a także grubość spawanego materiału - S.

W przypadku połączeń narożnych stosuje się oznaczenia: wypukłość - q, grubość - a, noga - k oraz wysokość projektowa - p.

Różne metody wykonywania spoin, ich liczne rodzaje, a także parametry przygotowanych krawędzi wpływają na wielkość zużycia napawanych i nieszlachetnych metali. Jego wysokość może się znacznie różnić w przypadku zmiany obliczonych wartości.

Rodzaje połączeń spawanych charakteryzują się współczynnikiem kształtu, który jest obliczany jako stosunek szerokości do grubości złącza na szew. W przypadku połączeń doczołowych parametr ten mieści się w zakresie 1,2-2 (wartości graniczne 0,8-4). Współczynnik wybrzuszenia oblicza się jako stosunek szerokości do wybrzuszenia, który powinien wynosić od 0,8 do 4.

Spawanie materiałów metalowych pod kątem do siebie wymaga precyzyjnego przylegania do geometrii spoiny. Niezawodność połączenia, jak również trwałość użytkowania, zależy bezpośrednio od jakości spawania, zgodności z wymaganymi parametrami.

Rodzaje sterowania

Dalsza praca konstrukcji jest przedmiotem zazdrości z powodu wysokiej jakości wykonania mocowania spawanego elektrycznie. Różne wady znacznie obniżają wytrzymałość i skracają okres użytkowania produktu. Aby zapobiec odrzutom, a także zapobiec wypadkom, stosuje się różne rodzaje kontroli spoin. Obejmują one badanie zewnętrzne, które może wizualnie określić naruszenia, ich rodzaje, a także użycie specjalnego sprzętu do określenia ukrytych wad spawanych szwów.

Metody kontroli dzielą się na nieniszczalne i zniszczalne. Przy zastosowaniu pierwszej metody wytrzymałość złącza spawanego określa się bez zmiany jego wyglądu lub parametrów. Zniszczalne metody są stosowane w masowej produkcji konstrukcji przy użyciu tego samego rodzaju spawania elektrycznego. Umożliwia to z dużą dokładnością identyfikację wewnętrznych błędów w połączeniach spawanych.

Pobierz GOST

Szew spawalniczy - linia stopionego metalu na krawędziach dwóch przylegających do siebie konstrukcji, powstała w wyniku uderzenia łuku elektrycznego na stal. Rodzaj i konfigurację spoin dobiera się indywidualnie dla każdego przypadku, jego dobór uzależniony jest od takich czynników jak moc zastosowanego sprzętu, grubość oraz skład chemiczny spawanych stopów. Taki szew występuje również podczas spawania rur polipropylenowych lutownicą.

W artykule omówiono rodzaje spoin i technologię ich wykonania. Przeanalizujemy połączenia pionowe, poziome i stropowe, a także sposób ich czyszczenia i sprawdzania pod kątem wad.

1 Klasyfikacja spoin

Klasyfikacja szwów na odmiany odbywa się według wielu czynników, z których głównym jest rodzaj połączenia. Zgodnie z tym parametrem szwy są podzielone na:

szew doczołowy;
zakładkowy szew;
szew tee.

Rozważmy bardziej szczegółowo każdą z przedstawionych opcji.

1.1 Połączenie czołowe

Ta metoda łączenia stosowana jest do spawania końcówek rur, profili kwadratowych i blach. Części łączące są umieszczone tak, aby między ich krawędziami pozostawała szczelina 1,5-2 mm (pożądane jest mocowanie części za pomocą zacisków). Podczas pracy z blachą, której grubość nie przekracza 4 mm, szew układany jest tylko z jednej strony, w arkuszach 4-12 mm może być podwójny lub pojedynczy, o grubości 12 mm - tylko podwójny.

Jeśli grubość ścianki części wynosi 4-12 mm, konieczne jest mechaniczne czyszczenie krawędzi i uszczelnienie krawędzi, stosując jedną z poniższych metod. Łączenie szczególnie grubego metalu (od 12 mm) zaleca się wykonać za pomocą ściągacza w kształcie litery X, inne opcje są tutaj niekorzystne ze względu na konieczność wypełnienia uformowanego szwu dużą ilością metalu, co zwiększa zużycie elektrod.

Jednak w niektórych przypadkach spawacz może zdecydować się na spawanie grubego metalu jednym szwem, co wymaga wypełnienia go w kilku przejściach. Szwy tej konfiguracji nazywane są wielowarstwowymi, technologię spawania wielowarstwowych szwów pokazano na rysunku.

1.2

Łącznik zakładkowy służy wyłącznie do zgrzewania blach o grubości 4-8 mm, natomiast blacha jest zgrzewana dwustronnie, co wyklucza możliwość przedostania się wilgoci pomiędzy blachę i późniejszej ich korozji.

Technologia wykonania takiego szwu jest niezwykle wymagająca dla zachowania prawidłowego kąta nachylenia elektrody, który powinien zmieniać się w zakresie 15-40 stopni. W przypadku odchylenia od normy metal wypełniający szew zostanie przesunięty z linii łączenia, co znacznie zmniejszy wytrzymałość złącza.

1.3 Tee

Trójnik wykonany jest w formie litery „T”, może być wykonany zarówno z dwóch, jak iz jednej strony. Liczba szwów i konieczność docięcia końcowej części części zależy od jej grubości:

do 4 mm - szew jednostronny bez odcinania końcówek;
4-8 mm - podwójne, bez cięcia;
4-12 mm - pojedyncza z jednostronnym wpustem;
powyżej 12 mm - dwustronny, podwójny rowek.

Jednym z rodzajów połączeń T jest spoina pachwinowa, stosowana do łączenia dwóch blach prostopadłych lub nachylonych względem siebie.

2 Odmiana szwów w położeniu przestrzennym

Oprócz klasyfikacji według rodzaju połączenia szwy są podzielone na odmiany w zależności od pozycji w przestrzeni, zgodnie z którą są:

pionowy;
poziomy;
sufit.

Problem ze spoinami pionowymi polega na zsuwaniu się roztopionego metalu w dół pod wpływem grawitacji. Tutaj konieczne jest użycie krótkiego łuku - trzymaj koniec elektrody jak najbliżej metalu. Spawanie szwów pionowych wymaga wykonania prac wstępnych - ściągania izolacji i cięcia, które dobierane są w zależności od rodzaju spoiny i grubości metalu. Po przygotowaniu części są mocowane w wymaganym położeniu i wykonuje się zgrubne połączenie poprzecznymi "zaciskami", które zapobiegają przesuwaniu się detali.

Spawanie pionowego szwu można wykonywać zarówno od góry do dołu, jak i od dołu do góry, ze względu na wygodę pracy, preferowana jest ta druga opcja. Elektrodę należy trzymać prostopadle do łączonych części; dopuszczalne jest oparcie jej na krawędziach spawanego krateru. Ruch elektrody dobiera się na podstawie wymaganej grubości szwu; najtrwalsze połączenie uzyskuje się, gdy elektroda jest przesuwana bocznie z boku na bok i podczas drgań przypominających pętlę.

Na płaszczyznach pionowych szwy typu poziomego są wyświetlane od lewej do prawej lub od prawej do lewej. Zgrzewanie szwów poziomych komplikuje spływająca kąpiel w dół, co wymaga utrzymania znacznego kąta nachylenia elektrody - od 80 do 90 0. Aby zapobiec napływowi metalu w takich położeniach, konieczne jest przesuwanie elektrody bez drgań poprzecznych, metodą wąskich rolek.

Prędkość ruchu elektrody dobiera się tak, aby środek łuku przechodził wzdłuż górnej granicy szwu, a dolny kontur stopionej kąpieli nie sięgał górnego końca poprzedniego walca. Szczególną uwagę należy zwrócić na górną krawędź, która jest najbardziej podatna na powstawanie różnych defektów. Przed spawaniem ostatniego ściegu konieczne jest oczyszczenie uformowanego szwu z osadów żużla i węgla.

Najtrudniejsze do wykonania są szwy stropu. Ponieważ w takim położeniu przestrzennym stopiona kąpiel jest utrzymywana wyłącznie przez napięcie powierzchniowe metalu, sam szew musi być możliwie jak najwęższy. Standardowa szerokość walca to nie więcej niż dwukrotność szerokości stosowanych elektrod, natomiast w pracach konieczne jest stosowanie elektrod o średnicy do 4 mm.

Podczas układania szwu elektrodę należy trzymać pod kątem od 90 do 130 0 do łączonych płaszczyzn. Rolka jest tworzona przez oscylacyjne ruchy elektrody od krawędzi do krawędzi, podczas gdy w skrajnym bocznym położeniu elektroda jest opóźniona, co pozwala uniknąć podcięć. Należy pamiętać, że spawaczom bez doświadczenia nie zaleca się przejmowania szwów sufitu.

2.1 Technologia spawania szwów sufitowych (wideo)

2.2 Czyszczenie i kontrola usterek

Po utworzeniu szwu na powierzchni łączonych części pozostają żużel, krople stopionej stali i zgorzelina, natomiast sam szew może mieć wypukły kształt i wystawać ponad płaszczyznę metalu. Aby wyeliminować te niedociągnięcia, możesz posprzątać, co odbywa się etapami.

Początkowo za pomocą młotka i dłuta należy usunąć zendrę i żużel, a następnie za pomocą szlifierki wyposażonej w tarczę ścierną lub szlifierkę połączone płaszczyzny są wyrównane. Wielkość ziarna ściernicy dobiera się na podstawie wymaganej gładkości powierzchni.

Wady spoiny, z którymi często spotykają się niedoświadczeni specjaliści, są z reguły wynikiem nierównomiernego ruchu elektrody lub nieprawidłowo dobranej mocy i wielkości prądu. Niektóre wady są krytyczne, niektóre można poprawić - w każdym razie kontrola szwów pod kątem ich obecności jest obowiązkowa.

Zastanówmy się, jakie są wady i jak są sprawdzane:

Mogą również powstawać defekty w postaci pęknięć, które pojawiają się na etapie stygnięcia metalu. Pęknięcia występują w dwóch konfiguracjach - w poprzek lub wzdłuż szwu. W zależności od czasu powstania pęknięcia klasyfikowane są jako gorące i zimne, te ostatnie pojawiają się po stwardnieniu złącza na skutek nadmiernych obciążeń, których dany typ złącza nie jest w stanie wytrzymać.

Zimne pęknięcia są krytyczną wadą, która może prowadzić do całkowitej awarii połączenia. W przypadku ich powstania konieczne jest ponowne zgrzanie uszkodzonych obszarów, jeśli jest ich zbyt wiele, szew należy odciąć i ponownie wykonać.

Podobne artykuły