Ширина шва сварного соединения от толщины металла при сварке

Обновлено: 07.01.2025

Виды сварки

Сварочные соединения характеризуются несколькими параметрами. К ним относятся: наличие полостей, толщина, выпуклость ширина и др. В зависимости от вида стыка – прямого или углового, существуют различные критерии и параметры.

Для прямоугольного соединения одним из главных показателей является катет сварного шва. Этот критерий определяет прочностные характеристики соединения, площадь нагрева деталей при варке и т.д.

Виды швов в процессе сварки

Место стыковки частей металлических деталей называется сварочным швом. Он образуется за счет расплавления контактирующих частей изделия и их последующего охлаждения.

В зависимости от пространственного расположения деталей выделяют стыковые и угловые швы. В первом случае стыковка осуществляется в одной плоскости. Металлические части располагаются торцами друг к другу, а саму сварку осуществляют в горизонтальном положении.

Угловое соединение формируется между деталями, расположенными под углом. Самым распространенным вариантом является прямой угол в 90 °.

Влияние режима сварки на форму шва.

Кроме отмеченных выше видов, соединение может быть тавровым или внахлест. Первый вид предусматривает расположение деталей нормально друг к другу буквой «Т». Он может располагаться либо с одной, либо с двух сторон.

В тавровом виде стыка детали часто располагают наклонно друг к другу. Такое расположение уменьшает растекание металла ванны. В результате шов формируется между бортов изделия.

Нахлест используют для соединения листов небольшой толщины. Сваривание в таких случаях может также осуществляться и с одной, и с двух сторон.

Итак, что это такое – катет сварочного шва? Данный критерий определяет наименьшее расстояние от первой детали до углового соединения на второй. Чтобы лучше понять, что такое катет, проще сказать, что это сторона самого большого равнобедренного треугольника, вписанного в поперечное сечение соединенных деталей.

Данный параметр является очень важным и определяет качество и надежность сварки.

Этот критерий влияет на:

прочность изделия;
расчет при сваривании изделий разной толщины;
косвенно характеризует деформацию изделий из-за их нагрева при работе.

При выборе указанного параметра, необходимо понимать, чему должен соответствовать сварочный шов. В зависимости от вида изделия, их толщины, а также сферы применения, производят расчет оптимального значения катета.

Геометрия шва

Катет шва должен соответствовать геометрическим параметрам, указанным в нормативных документах. По ним же осуществляются математические расчеты основных геометрических характеристик по формулам и таблицам.

Параметры сварного шва.

Геометрия сварочного стыка определяется типом соединения. От типа и размеров свариваемых деталей будет зависеть сечение стыка.

На производстве все параметры и прочность соединений рассчитывают с помощью формул. В домашних условиях можно ограничиться готовыми шаблонами.

Наиболее удобным и распространенным является универсальный шаблон, представляющий собой набор скрепленных между собой пластинок. Поочередно прикладывая их к поверхности изделий, выбирают ту, которая наиболее плотно к ним прилегает.

При сварке металлических конструкций, не требующих высокой прочности и надежности, минимальный размер шва определяют исходя из толщины металла.

Оценить контакт на глаз очень просто. Обычно он соответствует толщине металла. Так, для сварки изделий толщиной 7 мм, катет также должен равняться 7 мм. Можно провести и более точные расчеты, воспользовавшись соответствующей формулой.

После выполнения расчетов выбирают необходимый ток и напряжение, после приступают к сварке.

Выбор катета

Данный параметр напрямую определяет надежность изготовленных деталей. Это объясняется площадью их соединения и наливочного материала. Если все сделано правильно, тогда нагрузка на конструкцию распределится равномерно по всей площади контакта. Такое изделие может выдерживать сильные удары и т.д.

В то же время большой шов не всегда является показателем высокой надежности. В данном вопросе необходимы тонкие расчеты нагрузок. Нельзя допускать перенапряжения металла, иначе деталь может попросту согнуться, и ее нельзя будет использовать.

В связи с вышесказанным, сварочный стык необходимо выбирать в соответствии с поставленными задачами и свариваемыми материалами. От этого будет зависеть результат работы.

Катет сварного шва.

Чтобы правильно выбрать катет в той или иной ситуации, необходимо понимать, какими свойствами он должен обладать. В первую очередь необходимо обратить внимание на его форму. Он должен быть однородным и равномерным. В данном случае достаточно даже визуального контроля.

Высота шва должна быть одинаковой вдоль всей площади контакта. Его ширина также должна быть одинаковой. Это позволит нагрузкам на конструкцию из металла распространяться равномерно вдоль всего соединения.

Важным параметром является его однородность. Обычно материалы с разным составом свариваются плохо. Чтобы получить высококачественную сварку необходимо правильно выбирать электроды.

Контакт должен иметь правильное геометрическое расположение и максимально охватывать скрепляемые изделия.

Не менее значимым параметром является глубина провара. Заготовки должны контактировать по всей возможной площади, иначе они не смогут выдерживать значительные нагрузки.

В профессиональной сфере рассчитывается каждый параметр стыка, чтобы придать конструкции максимальную прочность. Здесь нужно знать, как рассчитать катет, чтобы он приобрел требуемые параметры и как провести сварку.

Шов рассчитывается в зависимости от типа свариваемых деталей. Для правильного выбора необходимо учесть все параметры материалов: размеры, ширину и т.д. Стойкостные характеристики соединения зависят от его толщины и длины.

Именно длина является главным критерием расчета и выбора шва, так как от нее зависит прочность. При достаточно большом значении длины может наблюдаться расход материалов изделия и их деформация.

Правильное использование шаблонов позволит избежать появления дефектов, характерных сварке. В большинстве случаев достаточно использования универсального шаблона, чтобы получить качественную и надежную конструкцию из металла.

Как измерить катет шва?

Для контроля выполненных работ необходимо точно произвести измерения. Это позволит определить, не были ли допущены ошибки при расчете, и оценить качество изделия.

Сварной шов с усилением.

Искомый размер стыков измеряется в соответствии с геометрическими формулами. Для этого достаточно рассчитать катет максимального равностороннего треугольника, вписанного в сечение контакта между деталями.

В зависимости от ситуации расчет выполняется по-разному. Например, если сварка была сделана нахлестом листов, толщиной до 4 мм, то катет стараются делать той же толщины. В других случаях его размер должен составлять 40% от толщины.

Катет сварного шва является важной характеристикой, определяющей важнейшие параметры полученного изделия. Долговечность, качество и надежность сварки напрямую зависит от данного критерия.

Изготовить соединение в соответствии со всеми нормами можно с помощью готовых шаблонов. Они значительно упростят сварку, исключив необходимость в дополнительных расчетах.

Во многих случаях достаточно ориентироваться на правило, согласно которому катет соединения должен равняться толщине свариваемых материалов. Однако это относится к конструкциям, не требующим высокой надежности.

Обозначение сварных швов на чертежах по ГОСТу

Общепринятые сокращения и аббревиатуры не относятся к числу популярных терминов. Это можно сказать и о ГОСТе – не самое любимое слово. Разве что среди читателей есть сварщик, который претендует получить статус профессионала. В таком случае даже при всей своей нелюбви к официозу он должен, как минимум, относиться к аббревиатуре ГОСТ уважительно.

Честно говоря, этого недостаточно. Нужно не просто уважать, но и хорошо разбираться в тонкостях государственных стандартов, которые имеют отношение к сварочной индустрии. С чем связано такое утверждение? С тем, что если приходиться сваривать металлы вне пределов своей дачи, а, скажем, на производстве, то почти гарантированно придется иметь дело с рабочими чертежами. И без знания специфической топологии прочитать их будет невозможно.

Без знания спецификации и условных обозначений понять эти документы будут не проще, чем письмена племен Майя. Ведь современные сварочные технологии включают множество различных методов, которые отличаются техническими нюансами и требованиями. Все они нашли свое отображение в государственном стандарте.

Обозначения на технологических чертежах на первый взгляд могут показаться устрашающими. Однако, если внимательно изучить три главные ГОСТы по сварочным технологиям, то все обозначения превратятся в понятный и важные источник информации. Правильное чтение и понимание чертежа значительно упрощают выполнение поставленной задачи.

Виды сварочных швов

Прежде всего нужно дать определение еще одной важной аббревиатуре – ЕСДК. Это – Единая Система Конструкторской Документации, в которую входит полный комплекс самых разных стандартов. Они регламентируют порядок выполнения технических чертежей, включая и документацию по сварочным работам.

В систему входят и интересующие нас стандарты:

ГОСТ 2.312-72. Прописаны условные варианты отображения и обозначение сварочных швов на чертежах.
ГОСТ 5264-80. Изложена исчерпывающая информация обо всех видах сварных соединений и швов, выполненных дуговой ручной сваркой.
ГОСТ 14771-76. Детальная информация о сварке в инертной среде; типах швов и соединений, получаемых в таких условиях.

Прежде чем детально изучить примеры обозначения на чертежах, нужно проработать информацию об их видах. Лучше всего это сделать на практике. Пусть на чертеж будет выведено следующее изображение:

Нагромождение цифр и непонятных символов никак не добавляет оптимизма. Но на самом деле не все так печально. На самом деле в столь длинной строке зашита логическая цепочка, в которой совсем несложно разобраться. Сначала нужно выражение разбить на составляющие блоки:

Настало время рассмотреть все составные элементы, разбитые по квадратам:

вспомогательный символ, который информирует специалиста о виде стыка: замкнутая линия или монтажное соединение;
номер стандарта, соответственно которому здесь приводятся условные обозначения;
буквенное или номерное обозначение типа соединения со всеми конструктивными элементами;
метод выполнения сварочных работ соответственно стандарту;
тип конструктивного элемента и его размеры;
длина непрерывного участка;
символ, характеризующий тип соединения;
описание соединения при помощи вспомогательных знаков.

Далее рассмотрим каждый из элементов условного обозначения отдельно. в первом квадрате изображен овал, который символизирует круговое соединение. Его альтернативой является флажок, который информирует о монтажном типе соединения стыка. Односторонняя стрелка информирует о шовной линии. С ней связана специфическая особенность, которая выражается в наличии полки. Нередко на графических чертежах встречается такой знак:

Визуально он похож на символ корня квадратного из области математики. Видимая на рисунке полка является полем для размещения разных условных обозначений о характеристиках шовной линии.

Если информация расположена под так называемой «полкой», то это говорит о том, что сварной шов расположен с обратной стороны и является невидимым с лицевой части. Как определить, какая из сторон считается лицевой, а какая – изнаночной? При одностороннем соединении сделать это несложно. Лицевой будет считаться та сторона, с которой нужно работать. А вот при двухстороннем соединении с неодинаковыми кромками лицевой считается та сторона, на которой размещено основное сварочное соединение. При одинаковых кромках лицевой или изнаночной может быть любая из сторон.

Ниже представлена таблица с наиболее часто используемыми в чертежах символами и их значениями:

Виды швов по ГОСТам (квадраты 2 и 3 примера)

Возможные способы соединения двух элементов вплотную рассматриваются в ГОСТах 14771-76 и 5264-80. Есть такие виды сварочных соединений:

С – стыковой шов. Два соединяемые элемента находятся в одной плоскости и на одном и том же уровне. Они состыкуются между собой смежными торцами. Это один из наиболее востребованных вариантов соединения. Его особенность заключается в том, что механические характеристики сварного шва очень высоки, а внешний вид готовой конструкции эстетичен. Наряду с положительными сторонами есть и отрицательные. Такой вид соединения остается сложным в техническом плане. Качественно он может быть исполнен только опытными специалистами.
Т – тавровый шов. Подразумевается соединение двух элементов, расположенных один относительно другого под углом 90 градусов, а место соединения имеет Т-образную конфигурацию. Это наиболее жесткий вариант соединения из всех рассматриваемых. Поэтому его не применяют в случаях, когда для готовой конструкции важна некоторая эластичность.
Н – нахлесточный шов. Две заготовки располагаются параллельно, но не в одной плоскости. Они соприкасаются с некоторым перекрыванием плоскости. Достаточно прочный и надежный способ соединения, но по жесткости уступает тавровому варианту.
У – угловой шов. Две заготовки торцами располагаются под углом 90 градусов. Плавятся торцы, в результате чего образуется достаточно прочное и жесткое соединение.
О – особые типы. Так обозначаются все другие варианты сваривания заготовок, которые не описаны в стандарте.

Оба упомянутые в начале раздела ГОСТа имеют общие черты и перекликаются между собой. Для ручного дугового соединения по ГОСТу 5264-80:

С1 – С40 стыковые;
У1 – У10 угловые;
Н1 – Н2 нахлесточные;
Т1 – Т9 тавровые.

Выполнение сварочных работ в инертной среде по ГОСТу 14771-76:

У1 – У10 угловые;
С1 – С27 стыковые;
Н1 – Н4 нахлесточные;
Т1 – Т10 тавровые.

В приведенном примере есть рассмотренные только что цифры. Во втором квадрате размещена информация по использованному стандарту – 14771-76. В третьем квадрате изложен способ соединения – тавровый двусторонний без скоса кромок.

Способы сварки (квадрат 4)

В требованиях по стандартизации описаны и способы сварки. Самыми распространенными из них являются:

А – автоматическая. Проводится с использования флюса, но без прокладок и подушек;
Аф – тоже автоматическая. Но в этом случае на подушке;
ИН – выполняется в инертной среде с применением вольфрамового электрода без присадок;
ИНп – такой же самый способ, как и предыдущий с той лишь разницей, что присадки применяются;
ИП – соединение металлом проводится в инертной среде с использованием плавящегося электрода;
УП – все то же самое, что и ИП, только вместо инертной среды применяется углекислая.

В данном случае в четвертом квадрате стоят символы УП. Это значит, что сваривание выполнялось в углекислой среде плавящимися электродами.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими сварочными столами собственного производства от компании VTM.

Размеры шва (пятый квадрат)

В приведенном примере было удобнее всего обозначить длину катета, поскольку рассматривается тавровое соединение с размещением заготовок под углом в 90 градусов. Определяется катет в зависимости от значения текучести. Необходимо обратить внимание на то, что если чертежом указывается соединение стандартных размеров, то указывать катет не нужно. В приведенном примере катет будет равен 6 мм.

Виды дополнительных соединений:

SS – односторонне. Дуга или электрод в таком случае передвигается с одной стороны;
BS – двухстороннее. В таком случае источник плавления передвигается с обеих сторон.

Согласно ГОСТу 2.312-72 швы делятся на видимые (на чертеже отображаются сплошной линией) и невидимые (пунктир).

Самое время вернутся к рассматриваемому примеру и подать информация простым понятным языком. Речь идет о тавровом двустороннем шве, который выполнен методом ручной дуговой сварки в углекислой среде (газ). Кромки стыков не имеют скосов. Шов прерывистый, нанесен шахматным способом. Размер катета шва составляет 6мм, длина проваренного участка – 50 мм. Шаг составляет 100 мм. Поверхность стыка необходимо выровнять по завершению сварочных работ.

Расчет сварных соединений

Сварка - наиболее доступный, надежный и эффективный способ соединения отдельных деталей при создании металлоконструкций. При соблюдении сварочных технологий швы получаются прочными, а готовые изделия качественными. Но в зависимости от условий проведения сварки, толщины и вида свариваемого металла характеристики соединений могут быть разными. Определить насколько прочным и монолитным будет изделие поможет расчет сварных швов, проведенный перед процессом сваривания.

Выполненный в процессе составления проекта расчет сварных соединений позволяет выбрать правильно материал, которые будет обладать достаточным запасом прочности и сможет выдерживать возлагаемые на него нагрузки.

Методика расчета соединений

Различают несколько разновидностей сцеплений металла и для каждой из них расчет сварного шва проводится индивидуально. В зависимости от расположения свариваемых деталей соединения разделяются на:

угловые, когда перпендикулярно одна к другой располагаются свариваемые детали. Для повышения прочности конструкции необходимо правильно определить предельные усилия на сварной угловой шов;
стыковые. Здесь соединяются торцы деталей, при этом одна часть выступает продолжением второй. Такой способ сцепления сопровождается минимальными показателями концентрации напряжения и считается самым рациональным. Швы могут быть прямыми и косыми;
нахлесточные, при которых элементы деталей немного накладываются один на другой. Как правило применяют такую технологию при сваривании металлов, толщина которых не превышает 5 мм, когда необходимо укрепить шов;
тавровые. Внешне напоминают угловые. Скрепляемые элементы располагаются под прямым углом друг к другу, но соединяются торцами. При производстве металлоконструкций такие стыки применяются довольно часто. Им характерна простота исполнения, экономичность и высокая прочность. Для качественного выполнения такого типа соединений хорошим помощником будет методичка, расчет таврового сварного соединения по ней можно выполнить с безупречной точностью, и избежать возможных ошибок.

Как рассчитывают сечение сварного углового шва или других видов соединений? Существуют общепринятые формулы, по которым проводится расчет сварочных швов разных стыков. Также в свободном доступе в интернете есть специальная программа расчета сварных соединений, по которой при введении необходимых параметров можно получить требуемый результат.

Какие параметры потребуются для расчета

Чтобы с минимальной погрешностью провести расчет сварки, следует знать какие параметры влияют на прочность стыков. Для определения процесса сжатия и растяжения материала следует применять формулу:

При расчете потребуются следующие показатели:

Yс - коэффициент преобладающих на рабочем месте условий. параметр общепринятый, указан в стандартизованных таблицах. Его просто необходимо вставить в формулу, по которой совершается расчет сварного углового шва;
Rу - сопротивление свариваемого материала с учетом предела текучести. Определяется по стандартным таблицам;
Ru - сопротивление металла в соответствии временного сопротивления. Значения для подставки в формулу нужно поискать в таблицах;
N - максимально допустимая нагрузка, которую шов способен выдерживать;
t - минимальная толщина материала свариваемых элементов;
lw - наибольшая длина сварного соединения, при расчете ее уменьшают на 2t;
Rwу - определяемое в зависимости от предела прочности сопротивление.

В случае, когда необходимо сварить в единую конструкцию разные по структуре металлы, показатели Ru и Ry берутся по материалу с наименьшей прочностью.

Так же если требуется провести расчет сварочного шва на срез, то показатели следует выбирать того материала, у которого прочность меньше.

При проектировании стальных конструкций основным требованием является обеспечение максимально возможной прочности стыка и неподвижности соединяемых им элементов. Согласно требований и с учетом расположения и размеров швов можно с точностью установить оптимальный их тип. Если для создания металлоконструкции требуется выполнить сразу несколько швов, то располагать их необходимо таким образом, чтобы на каждый из них равномерно распределялась нагрузка.

Определить такие параметры можно посредством математических вычислений. Если полученные результаты будут неудовлетворительными, то в конструкцию необходимо внести изменения и еще раз провести все расчеты с новыми параметрами.

Особенности расчетов для изделий с угловыми стыками

Определение длины сварного шва на отрыв проводится с учетом силы, направленной к центру тяжести. Сечение при подсчетах следует выбирать с высокой степенью опасности.

Расчет сварного шва на срез осуществляется по формуле:

Вне зависимости от типа металлов каждый из показателей влияет на прочность стыков:

N - максимальная нагрузка, которая на стык оказывает давление;
ßf, ßz - указаны в таблице и не зависят от марки стали. Как правило ßz равно 1, ßf - 0,7;
Rwf - значение сопротивления срезу. Указано в таблицах ГОСТов;
Rwz - существующее на линии стыка сопротивлению. Значения стандартные и берутся из таблицы;
Ywf - составляет 0,85 для стыка, материалу которого свойственно сопротивление 4200 кгс/см²;
Ywz - для всех марок стали составляет 0,85;
с - коэффициент условий рабочей среды, стандартное значение из таблиц;
kf - указывает на толщину создаваемого шва, измерять следует по линии сплавления;
lw - исчисляется по общей длине стыка, уменьшенного на 10 миллиметров.

Вычислять значения можно по линии соединения или по свариваемому материалу. Расчет угловых сварных швов выполняется на основании сечения.

Чтобы понять, как правильно осуществить расчет сварных соединений и конструкций примеры и задачи можно посмотреть на специализированных сайтах в интернете.

Расчеты при нахлесточных стыках

Расчет сварочного шва, выполняемого внахлест выполняется с учетом типа и положения соединения, поскольку при такой технике стыки могут быть угловыми, лобовыми и фланговыми.

При сваривании металлических деталей внахлест определяется прочность линии скрепления и минимальная площадь сечения. Формула площади сварного шва подразумевает использование меньшей высоты треугольника условного стыка. При одинаковых размерах катетов этого треугольника для ручной сварки высота составляет 0,7.

При автоматической и полуавтоматической сварке глубина нагревания материала больше, поэтому за высоту принимаются указанные в типовых таблицах условные показатели.

Как рассчитать длину сварочных стыков от массы металла

Для определения длины соединения существует формула, обозначающая соотношение массы наплавки на протяженности одного метра спая.

Формула следующая: L = G/F × Y, в которой L обозначает протяженность сварочного шва, G - вес наплавляемого металла, F - площадь поперечного сечения, Y - удельный вес присадки.

Полученное значение следует умножить на определенные измерениями метры. Чтобы правильно провести исчисления целесообразно предварительно посмотреть пример, расчет длины сварного шва по которому выполнен в реальности.

Нужно понимать, что ни одна формула не способна обеспечить безупречно точного результата. Расходный материал следует покупать с запасом примерно 5-7%. Иногда удается немного сэкономить на присадке, но это под силу только опытным сварщикам, обладающим соответственными навыками.

Порядок проведения расчетов сварных стыков

Чтобы определить какие нагрузки способен выдерживать образуемый при сварке стык, необходимо правильно подобрать все необходимые данные для расчета сварного шва. Предотвратить ошибки при математических исчислениях можно, если при их выполнении придерживать следующего порядка:

Определить с минимальными погрешностями пространственное положение, форму и размеры, характерные сварочному соединению.
Далее на контактируемую со свариваемым элементом площадь повернуть следует опасное сечение (с наивысшим напряжением). Необходим поворот в случаях, когда на исследуемой конструкции плоскость стыка не соответствует его сечению. После поворота должно образоваться новое сечение, которое называют расчетным.
Дальнейшие действия состоят в поиске на образовавшемся вследствие поворота сечении центра масс.
Следующий этап - перемещение в центр масс внешней приложенной нагрузки.
Установить какое напряжение в расчетном сечении возникает в момент воздействия всех силовых нагрузок, в частности нормальной и поперечной усилий, изгибающего и крутящего моментов.
Когда известно напряжение необходимо найти в сечении точку, подвергающуюся наибольшим нагрузкам. В этой точке все воздействующие на поверхность нагрузки сочетаются одновременно, что позволяет установить суммарную. В итоге получается максимум, которому шов будет подвергаться.
Вычисляется максимально допустимое напряжение, которое будет оказывать силовое воздействие на полученный в результате сварки шов.
Завершающий этап состоит в сравнении максимальных показателей суммарного и допустимого напряжений. Это позволит получить расчетное сопротивление сварного шва и определить размеры, которые обеспечат полноценную и безопасную эксплуатацию создаваемой металлоконструкции. Для большей достоверности полученной информации рекомендовано провести дополнительный проверочный расчет.

Не нужно забывать о том, что актуальным расчет сварного шва на срез или прочность будет только в том случае, когда строго соблюдена технология создания соединений. В любом случае важно и нужно рассчитывать стыки, поскольку только с точность установленные параметры способны обеспечить прочные и долговечные сварочные соединения.

Дефекты сварных соединений при неправильных расчетах

В случае со сварочными металлоконструкциями следует понимать, что эффективная и безопасная их работа и расчет угловых сварных швов, стыковых, тавровых или нахлесточных непосредственно взаимосвязаны между собой. Если проигнорировать или же неправильно выполнить исчисления, то существенно повышаются риски образования дефектов и неточностей в готовом изделии.

Чаще всего возникают следующие браки:

подрезы. Образуются по линии соединения или возле него канавки, приводящие к быстрому разрушению конструкции;
поры. Визуально они практически незаметны, возникают вследствие проникновения газов, образующихся в процессе плавления электрода и металла;
непровары. Участки, на которых недостаточно расплавился металл, в результате чего на варочном стыке возникли пробелы;
сторонние включения. Одна из наиболее опасных ошибок, вследствие которой значительно понижается прочность соединения и со временем в нем возникают трещины;
холодные и горячие трещины. Первые образуются после остывания конструкции из-за окисления в процессе плавления. Вторые возникают в процессе плавления металла при нарушении сварочной технологии, например, при неправильном выборе электродов.

Избежать всех этих дефектов можно если предварительно выполнить вычисления по существующим формулам. Это поможет создать качественные соединения, способные выдерживать критические нагрузки и усилия при эксплуатации конструкции.

Калькуляторы сварных швов

Существуют специализированные калькуляторы, с помощью которых без особых навыков несложно провести расчет длины сварного шва, определить оптимальные параметры угловых, точечных и стыковых соединений.

Проверить по калькулятору можно все существующие типовые стыки с прилагаемыми к ним нагрузкам с разными силовыми усилиями. Исчисления помогут выбрать подходящий к конкретной конструкции размер и тип стыкового соединения, а также безошибочно подобрать материал для сваривания. Расчеты позволяют установить необходимые геометрические значения сварочного шва и провести его проверку на прочность.

Не рекомендовано к точечным соединениям, стыкам с разделкой кромок и к электрозаклепкам прилагать усталостную нагрузку, поскольку расчет таких швов не поддерживается и результаты будут неточными. Также при вычислениях не учитываются изменения механических характеристик металлов, возникающие вследствие воздействий остаточных напряжений и температурных режимов.

Инструменты для контроля размеров сварных швов

Геометрические параметры сварочных соединений определяются с помощью специальных инструментов, позволяющих с минимальными погрешностями измерить основные показатели и характеристики, выполненных технологией сваривания конструкций.

К числу таких инструментов принадлежат типовые шаблоны, универсальные устройства и измерители, принцип действия которых состоит на замерах одного конкретного параметра.

У каждого профессионального сварщика должен быть в наличии набор измерительных инструментов для проведения замеров для предварительных расчетов перед процессом сваривания, а также определения качества шва готовой конструкции.

Интересное видео

Методика расчета сварных соединений

Сварка является самым простым из всех существующих сегодня способов соединения металлических заготовок. Технология дает возможность получать прочные и надежные соединения. Она востребована в создании металлоконструкций разного уровня сложности, в укладке трубопроводов, строительстве, машиностроении и других отраслях. Характеристики сварных соединений зависят от множества факторов. Наиболее значимые из них: толщина заготовок, условия выполнения работ, расходные материалы, оборудование, состав металла. Чтобы предварительно определить, насколько прочным получится соединение, нужно расчет сварного шва.

Он делается, как правило, в процессе проектирования и позволяет правильно выбрать материалы для выполнения конкретного вида операций. Предварительные вычисления необходимы для того, чтобы добиться нужного запаса прочности конструкции. Таким образом достигается нужная степень надежности готовых изделий.

Методика расчета

Существуют разные варианты сцепления металла. Расчет сварных соединений для каждого из них выполняется отдельно. В зависимости от пространственного расположения свариваемых деталей различаются и сварные соединения. Соответственно они могут быть:

угловыми. Соединяемые заготовки одна по отношению к другой располагаются перпендикулярно. Чтобы конструкция получилась максимально прочной, следует определить предельные усилия, которые будут воздействовать на швы;
стыковыми. Заготовки располагаются в одной плоскости таким образом, что одна из них является продолжением другой. Свариваются торцы деталей. Такой вариант соединения принято считать оптимальным, так как он характеризуется минимальными показателями напряженности на стыке. Шов может быть косым или прямым;
внахлест. Плоскости соединяемых заготовок перекрывают одна другую. Такая технология лучше всего подходит для соединения деталей, толщина стенок которых не превышает 5 мм. Также метод используется в ситуациях, если требуется укрепить сварной шов;
тавровым сварочным швом. Внешним видом очень похожи на угловые. Детали по отношению одна к другой тоже располагаются под углом в 90 градусов, но соединяются торцами. Такие виды стыков достаточно востребованы и часто используются. Среди основных достоинств методы – простота исполнения, надежность и экономичность. К тому же, используя специально разработанные методические указания, по тавровому соединению несложно выполнить расчеты с безупречной точностью.

Итак, пришло время детально рассмотреть методику расчета сварного шва. Специалисты вывели специальные формулы, которые упрощают выполнение необходимых вычислений. Помимо этого, в сети Интернет есть специальные программы. Они находятся в свободном доступе. От пользователя требуется только ввести нужные параметры, чтобы получить точный результат.

Исходные параметры для вычислений

Чтобы при расчете погрешность исключить или хотя бы свести к минимуму, нужно определиться с параметрами, которые окажут влияние на прочность стыка. Процесс сжатия и растяжения металла рассчитывается при помощи формулы

Yс – коэффициент, отражающий условия, которые преобладают на рабочем месте. Данный показатель общепринят и отражен в справочных таблицах. Достаточно найти нужный показатель и подставить его в формулу;
Rу – индекс, обозначающий сопротивление металла с учетом предела его текучести. Отражен в справочных материалах сварщика;
Ru – еще один показатель сопротивления металла, который несложно найти в таблицах;
N – максимально допустимая нагрузка на сварочный шов;
T – наименьшая толщина стенок свариваемых заготовок;
Максимальная длина сварного стыка. При вычислениях данный параметр следует уменьшить на 2t;
Rwу – сопротивление, зависящее от предела прочности соединения.

Когда сваривать приходится разные металлы, то значения Ru и Ry берутся того материала, прочность которого меньше. точно так же поступают и в случаях, когда выполняются расчеты сварочного шва на срез.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими верстаками собственного производства от компании VTM.

Проектирование металлоконструкций осуществляется с учетом требований по безопасности сварного соединения, его способности выдерживать определенный уровень нагрузок стабильности соединенных с их помощью элементов. В случаях, когда для создания металлоконструкции необходимо наложить несколько сварных соединений, то важно грамотно их расположить. Важно, чтобы нагрузка при сварке была распределена равномерно между всеми стыками.

Определить параметры можно путем математических вычислений. В случае, когда полученный результат будет неудовлетворительным, то в конструктив следует внести изменения и рассчитать снова.

Расчет изделий с угловым стыком

Определение допустимой длины сварного соединения на отрыв выполняется с учетом силы, направленной к центру тяжести. При подсчетах такого рода выбирается сечение с высокой степенью опасности. Показатели рассчитываются по формуле:

Каждый из показателей формулы влияет на прочностные характеристики шва, вне зависимости от вида свариваемых металлов. Условные обозначения:

N – максимальное значение силы, которая оказывает давление на стык;
ßf, ßz – коэффициенты, которые берутся в справочных таблицах и не зависят от типа свариваемых металлов. В большинстве своем ßz = 1, а ßf = 0,7;
Rwf – показатель, отражающий сопротивление срезу. Определен справочными материалами. Проще всего найти в таблицах ГОСТа;
Rwz – сопротивление по линии стыка. Значения берутся из справочной таблицы;
Ywf – коэффициент, зависящий от сопротивления материала. К примеру, если для металла этот показатель составляет 4200 кгс/см², то поправочный коэффициент составит 0,85;
С – еще один коэффициент, обозначающий условия рабочей среды. Как и большинство значений, определяется по справочным таблицам;
Kf – толщина сварного шва по линии сплавления;
Lw – общая длина стыка, уменьшенная на 10 мм.

Расчет стыков, выполненных внахлест

При вычислениях важно учесть пространственное положение и тип сварного соединения. Ведь при сваривании внахлест стыки могут быть и угловыми, и фланговыми, и лобовыми. Расчеты дают возможность получить данные по минимально допустимой площади сечения и проектной прочности линии соприкосновения. При вычислении площади сварного соединения за основу принимается наименьшая высота условного треугольного стыка. Для ручной сварки при условии, что катеты равны, данный коэффициент будет составлять 0,7.

Если сварочные работы выполняются автоматическими или полуавтоматическими аппаратами, то глубина прогрева материала будет большей. Поэтому показатели следует брать в справочных таблицах.

Длина сварочного шва в зависимости от массы металла

Длина сварного соединения определяется по формуле, определяющей соотношение массы наплава на один метр стыка: L = G/F × Y, где

L – длина самого шва;
G – вес наплава;
F – площадь сечения;
Y – удельный вес присадочного материала.

В результате вычислений будет получен коэффициент, который следует умножить на длину катета сварного шва.

Чтобы вычисления выполнять правильно, следует попрактиковаться. Важно понимать, что точный результат не дает возможности получить ни одна формула. Поэтому приобретать расходные материалы желательно с небольшим запасом. Это примерно 5-7% от общего количества. Правда, иногда получается и сэкономить присадку. Но такое случается нечасто и к тому же при условии, что у сварщика за плечами большой опыт выполнения аналогичной работы.

Порядок расчета сварных стыков

Чтобы вычислить нагрузку, которую сможет выдержать сварное соединение, следует внимательно отобрать исходные данные. Предотвратить или хотя бы минимизировать вероятность ошибки при вычислениях можно при условии соблюдения алгоритма работы:

Максимально точно определить размеры, форму и пространственное расположение сварного соединения.
Опасное сечение необходимо повернуть в сторону контактируемой со сварным стыком площади. Этот прием актуален в случаях, когда плоскость стыка на исследуемой конструкции не соответствует проектному сечению. После поворота образуется новое расчетное сечение с более благоприятными параметрами.
После этого вычисляется новый центр масс, который образовался в результате поворота сечения.
Следующим шагом станет перемещение внешней нагрузки в предопределенный центр масс.
Настало время определить расчетное значение нагрузок, которые воздействуют на сечение. А именно – крутящего и изгибающего момента, усилий поперечной и продольной направленности.

После того, как найден модуль напряжения, следует определить точку, на которую воздействуют самые высокие нагрузки. Именно в такой точке все внешние силы работают одновременно, что дает возможность определить их суммарное значение. Это тот максимум, который будет воздействовать на сечение.
Определяется максимально допустимое усилие, которое может воздействовать на шов без каких-либо последствий: деформации, разрушения и т.п.
На завершающем этапе сравниваются показатели допустимого и максимального фактического значений. В результате определяется расчетное сопротивление сварочного шва и его оптимальные размеры, которые необходимы для сопротивляемости нагрузкам.

Только так можно рассчитывать на полноценную и безопасную эксплуатацию будущей металлоконструкции. Для контроля можно выполнить проверочные расчеты. Желательно, чтобы ими занялся другой специалист, что повышает объективность полученного результата.

Прочность сварного шва будет достоверной и соответствующей расчетам только в том случае, если соблюдаются технология формирования соединений. Тем не менее стыки рассчитывать следует в любом случае. Только точно установленные параметры и векторы нагрузок обеспечивают прочное и надежное сварное соединение.

Дефекты, возникающие в результате неправильных расчетов

Прежде всего, нужно твердо усвоить, что теоретический расчет угловых, тавровых, нахлесточных или стыковых швов и практическая надежность, равно как и срок службы металлоконструкции являются звеньями одной цепи. Эти факторы тесно взаимосвязаны между собой. К примеру, если вычисления сделать кое-как или же проигнорировать вовсе, то последствием подобного шага станет кратное увеличения риска образования дефектов сварного соединения. Как результат – снижение срока службы, надежности или функциональности металлоконструкции.

Наиболее часто возникают дефекты такого характера:

подрезы. Они представляют собой канавки, которые образуются по линии соединения или возле нее. Приводят к быстрому разрушению стыка;
поры. Визуально заметить их невозможно (кроме поверхностных). Образуются из-за проникновения газов, которые являются побочным продуктом плавления металла и электрода;
непровары. Результат недостаточного прогрева стали, вследствие чего на стыке образуются пробелы;
сторонние включения. Очень опасная ошибка, которая приводит к существенному снижению прочности сварного шва. Со временем в месте содержания примесей возникают трещины;
горячие или холодные трещины. первый тип дефекта образуется в результате нарушения технологии выполнения сварочных работ. Самый простой пример – неправильный подбор расходных материалов. Холодная трещина является результатом окисления металла и возникает после его остывания.

Вычисления по формулам помогают избежать брака в работе. Они позволяют создавать качественные сварные соединения, выдерживающие большие нагрузки во время эксплуатации металлических конструкций.

Калькуляторы сварочных швов

Необходимые расчеты можно выполнить, не имея на то каких-либо навыков. Для этого существуют специализированные калькуляторы, позволяющие вычислить параметры стыковых, точечных или угловых соединений; рассчитать оптимальную длину сварного шва. С помощью такого калькулятора несложно проверить все существующие сегодня стыки с разными силовыми нагрузками и направленностью прилагаемых усилий.

Математические расчеты помогут выбрать оптимальный для конкретной конструкции тип и размер сварного шва, точно определиться с металлом и расходными материалами. При помощи расчетов можно безошибочно определить геометрию сварного соединения и проверить степень его прочности.

Не рекомендуется для точечных соединений, электрозаклепок и стыков с разделкой кромок использовать значения усталостной нагрузки. Расчет для таких видов швов не поддерживается и полученные результаты будут весьма приблизительными. Еще следует иметь ввиду, что при вычислениях не принимаются во внимание изменения характеристик металлических заготовок, которые имеют место в результате изменения температуры и возникновения остаточных напряжений.

Контроль размеров сварных швов

Для контроля и определения фактических геометрических параметров сварных стыков применяются специальные инструменты. Они дают возможность точно измерить характеристики и показатели соединений, выполненных методом сваривания. Набор инструментария включает шаблоны и ряд измерителей, которые «заточены» под определение конкретного параметра.

Пространственные положения при сварке

Без сварочного процесса в наши дни не создается ни одна более-менее сложная конструкция из металла. То, что сварка является очень востребованной говорит хотя бы тот факт, что по отношению к сварочным работам существует множество нормативных актов и положений, регламентирующих пространственное расположение сварочного стыка.

Методические рекомендации содержат подробную информацию о том, как должен располагаться электрод в пространстве при выполнении конкретного вида сварочных работ. Детальное описание необходимо, поскольку техника выполнения работ в различных пространственных положениях имеет очень важные отличия.

В зависимости от того, как расположен стык, выбираются определенные условия для наложения сварочного шва. Изменяется не только методология выполнения работ, но также и требования к качеству, внешнему виду, наличию тех или иных дефектов. Положение сварочного стыка оказывает огромное влияние на производительность специалиста. Это принимается во внимание при составлении технологической карты выполнения работ на объекте или определенном участке.

Обозначение

Классификация сварочных швов подразумевает обозначение их пространственного положения. Каждый вид маркируется аббревиатурой, состоящей из цифр и букв. Они четко информируют о разновидности шва. Данные обозначения используются при составлении графических материалов, где указывается наличие сварных соединений, или при составлении иной документации. Каждый сварщик изучает значение каждой аббревиатуры и сдает экзамен по условным обозначениям пространственного положения шва. В дальнейшем это позволяет ему правильно читать чертежи и делать предварительные выводы перед началом выполнения работы.

Буквенные обозначения присваиваются просто. Первая буква информирует о пространственном положении стыка. Учитывая тот факт, что самих положений не так уж и много, то расшифровка обозначений не составит труда. К примеру, буква «В» значит, что стык вертикальный, «П» - потолочный и так далее. Если перед большой буквой стоит маленькая, то она тоже несет определенную смысловую нагрузку. Например, меленькая «п» перед большой «П» будет означать, что шов «полу потолочный».

В аббревиатуре кодируется не только расположение стыка, но и другая основная информация: направление сварки, вид соединения. Для примера – П2 будет означать, что шов потолочный тавровый, а В1 – вертикальный стык, а сваривание выполняется по направлению снизу-вверх. Два однородных обозначения Н1 и Н2 свидетельствуют о том, что шов располагается снизу, а вот техника выполнения различна. В первом случае – это стыковой способ сваривания, а во втором – «в лодочку».

Аббревиатура «Н45» значит, что положение сварочного шва при выполнении определенных работ на участке конструкции является переменным. Как пример такого варианта – соединение двух труб, оси которых по отношению одна к другой расположены под углом 45 градусов. При этом сварочные работы выполняются без вращения заготовок.

Сокращения, обозначающие положение электродов при сваривании:

H1 (PA) — нижнее стыковое и в «лодочку»;
Н2 (РВ) — нижнее тавровое;
Г (PC) — горизонтальное;
П1 (РЕ) — потолочное стыковое;
П2 (PD) — потолочное тавровое;
B1 (PF) — вертикальное снизу-вверх;
В2 (PG) — вертикальное сверху вниз;
Н45 (H-L045) — наклонное под углом 45°.

Электроды иностранных производителей поставляются с графической маркировкой, которая обозначает их предназначение для того или другого способа сварки. Направление указывают стрелки и прочитать информацию не составляет труда.

В маркировке присутствуют также литеры, которые информируют о виде свариваемых заготовок.

Благодаря использованию общепринятой маркировки процессов удалось систематизировать информацию о положении сварного шва в пространстве. Перед допуском к работе сварщиков экзаменуют, и в первую очередь на практике. Только после успешной сдачи практических испытаний, специалист сможет ответить на вопросы, которые вошли в теоретическую часть аттестации. Задачи могут отличаться в зависимости от того, в какой области будет работать испытуемый. Есть также и общие вопросы, знание которых обязательно для всех без исключения сварщиков. Маркировка пространственного расположения швов относится именно к такой категории знаний.

Виды положений при сварке

В пространстве стыки заготовок могут располагаться в четырех вариантах. Самый простой из них – горизонтальный: выполнение сварочных работ не создает проблем даже новичкам. Другой тип горизонтального шва – потолочный – наоборот, формировать труднее всего. Горизонтально направленный шов не обязательно должен размещаться внизу или наверху. Он может быть направленным горизонтально, но находиться при этом на вертикальной поверхности. Он классифицируется как вертикально расположенный. Каждый сварочный шов в зависимости от своего расположения отличается нюансами формовки. От этого зависит и положение электрода при выполнении работ.

Нижнее положение

Простое и наиболее желанное для любого сварщика расположение стыка. Такой вариант чаще всего встречается при соединении деталей небольшого размера и в большинстве своем выполняется на рабочем месте сварщика. В этом случае оптимальное расположение электрода – вертикальное. После обработки одной стороны деталь переворачивается и аналогичные манипуляции выполняются с другой.

На качество сварного соединения влияют множество факторов: толщина заготовок, расстояние между кромками, показатели тока. Метод относится к числу высокопроизводительных. Недостатком может служить высокая вероятность образования прожогов. В нижнем положении применяются два основных способа сваривания – стыковой и угловой.

Научиться варить в нижнем положении проще всего. Новичкам, как правило, достаточно пары непродолжительных занятий, чтобы освоить азы и получить свой первый практический опыт. Исключением является только сваривание тонких листов. Чтобы освоить такую технику, потребуется длительный период тренировок.

Горизонтальное

На сленге специалистов – «горизонт». При таком расположении заготовки находятся в вертикальной плоскости, а сварной шов имеет горизонтальную направленность. Электрод располагается перпендикулярно по отношению к месту соединения. При выполнении работ не исключается вытекание расплава из сварочной ванны. Чтобы снизить вероятность такого негатива, следует выполнить подготовку кромок: подрезать их, чтобы создать дополнительное препятствие расплаву.

Вертикальное

Заготовки находятся в вертикальной плоскости, а соединительный стык между ними располагается также вертикально. Электрод при сваривании удерживается в горизонтальной плоскости перпендикулярно по отношению к рабочей поверхности. Проблема вытекания жидкого металла из сварочной ванны, как и в предыдущем случае, сохраняется.

Поэтому работы выполняются только по короткой дуге. Это будет препятствовать попаданию расплава в кратер воронки. Помимо этого, рекомендуется выбирать расходные материалы со специальным покрытием, увеличивающим вязкость жидкого содержимого. Благодаря этому, стекание расплава вниз заметно уменьшается.

В большинстве своем сварщики в этом случае отдают предпочтение перемещению электрода по направлению снизу-вверх. Тогда расплавленный металл при движении образует ступеньку, которая является хорошим препятствием для его дальнейшего перемещения. Минус такого метода – большие затраты времени. Производительность заметно увеличивается, если электрод перемещать в обратном направлении – сверху-вниз. Но тогда снижается качество сварного стыка.

Чтобы освоить технику формировки вертикального сварочного шва, потребуется длительный период времени на тренировки. Работать с толстыми заготовками научиться проще, а соединять тонкие могут далеко не все специалисты. Как показывает практика, лучшее качество работ получается при сваривании толстого металла по направлению снизу-вверх, а тонкого сверху-вниз.

Потолочное

Это разновидность горизонтального шва, который просто размещен в неудобном для выполнения работ месте. Специалист вынужден длительное время пребывать в неудобном положении: с поднятой вверх головой и вытянутой рукой. Качество в большой степени зависит от опыта выполнения подобного рода работ. Со временем у сварщиков вырабатываются навыки и даже свои приемы, которые позволяют облегчить работу. В любом случае приходится делать перерывы, чтобы отдохнуть и восстановить силы.

При выполнении сварочных работ заготовки располагаются горизонтально, а расходник – вертикально. Шов находится в нижней части кромок соединяемых деталей. Основная причина получения результата низкого качества заключается в том, что расплав стекает вниз, но не в сварочную ванну.

Чтобы минимизировать негативное влияние этого эффекта, следует применять короткую дугу и сваривать при небольшом напряжении. Лучше выбирать электроды небольшого диаметра с тугоплавким покрытием. Тогда капли расплава будут удерживаться на месте за счет поверхностного натяжения. Такой вид сварки нежелателен в случаях, когда приходится соединять детали малой толщины.

Умение «ложить потолок» позволяет сварщику претендовать на повышения разряда. Для новичков данная техника не только недоступна, но и даже опасна. Без навыков работы и хорошей защиты расплавленные капли могут попадать на тело и даже в глаза.

Положение электрода

При выполнении сварочных работ большое внимание уделяется углу расположения электрода по отношению к рабочей поверхности. Правильный наклон расходника способствует облегчению контроля над процессом сварки, что позволяет своевременно вносить коррективы и в итоге получить хороший результат. Данные по оптимальному углу наклона электрода в чертежах не обозначаются, а выбираются сварщиком индивидуально.

Существует три основных вид положения электродов:

Углом вперед. Оптимальный вариант для наложения шва в труднодоступных местах. Помимо достоинств ему присущи и недостатки. Шлак и жидкий металл все время находятся на пути перемещения электрода, что мешает сварочному процессу. Иногда дуга гаснет, а то и вовсе начинает «блуждать». Возможно образование пропусков, что сильно понижает качество шва.
Углом назад. Часто используется при соединении угловых стыков. Желательно угол наклона электрода выдерживать, как и в предыдущем случае, в коридоре 30-60 градусов. В процессе работы сварочная дуга вытесняет из ванночки жидкий металл и шлак. Оголенные участки быстро кристаллизируются.
Прямой угол. Благодаря тому, что электрод расположен перпендикулярно к заготовкам, можно контролировать перемещение шлака. В результате шов получается хорошего качества. В случаях, когда шлак образуется перед электродом, необходимо сменить положение расходника и выставить его «углом назад». Это дает возможность убрать расплав с пути перемещения электрода.

Движение электрода

При ручной дуговой сварке используется колебательное перемещение электрода. Траектория подбирается в зависимости от толщины заготовок и типа соединения. Перемещая электрод «по прямой», то есть вдоль стыка, сварщик получит так называемый «ниточный» валик. Его толщина зависит от диаметра электрода и скорости движения. Когда требуется получение валика большей толщины, нежели диаметр электрода, то выполняется поперечное возвратно-поступательные движение электрода.

Амплитуда колебаний определяется материалом заготовок и размером шва. При этом конец электрода может описывать различные фигурки. Например, «елочка», «треугольник», «лестница» или другие. Как правило, они определяются специалистом еще до начала сварочного процесса. Благодаря большому количеству техник, можно выбрать наиболее подходящий вариант для конкретного случая с тем, чтобы получить шов высокого качества.

Вне зависимости от пространственного положения перед началом сваривания, требуется предварительная подготовка поверхности. Рабочую поверхность необходимо очистить от загрязнений, краски, окалины и т.п. Сначала заготовки прихватывают – скрепляют между собой при помощи пары-тройки точечных прихватов. Это нужно для того, чтобы обездвижить заготовки одна относительно другой. важно, чтобы величина зазора все время оставалась постоянной. При сваривании тонких листовых материалов расстояние между заготовками не должно превышать 5 миллиметров. При работе с толстыми полками этот показатель можно увеличивать до 30 мм включительно.

Сваривание электродом

Когда речь идет о сваривании металлических заготовок электродом, то по умолчанию подразумевается ручная дуговая сварка. Невзирая на тот факт, что стали доступными многие более современные технологии, этот сварки остается самым простым, сравнительно недорогим и распространенным. Улучшить качество сварного шва можно с помощью разного рода флюсов.

Применяется ручная дуговая сварка в разных сферах, начиная от бытовых потребностей и заканчивая большими промышленными площадками. Особенно хорошо технология зарекомендовала себя в работе с углеродистыми материалами. Наиболее технологичным на сегодняшний день является применение инверторов.

Виды соединений

Соединения делятся на несколько типов. Принято различать стыковые и угловые сварные швы. Стыковые представляют собой соединение двух элементов, которые прижимаются торцами. Оно широко используется в изготовлении разнообразных конструкций. К преимуществам метода относится высокая производительность, небольшой расход материалов. при соблюдении всех требований получается прочное и эстетичное сварное соединение. Предварительная подготовка стыкуемых кромок обязательна.

Стыковой метод сваривания используется при соединении заготовок из листового материала, труб и проката. Угловое соединение подразумевает, что элементы расположены под углом по отношению друг к другу. В месте контакта сторон сварщик формирует шов. Угол может быть разным и полностью зависит от особенностей конструкции.

При тавровом соединении торцевая часть одной заготовки приваривается к плоской поверхности другой. в большинстве случаев угол соединения составляет 90 градусов. Важным условием для получения хорошего результата является правильная подготовка торцевого элемента. Он должен быть ровно обрезан и зачищен. Выполняется предварительная подготовка кромок, что обеспечит хорошее смыкание заготовок.

Если стенки толстые, то фаску снимают с двух сторон для обеспечения хорошего провара. Лучше всего тавровое соединение получается тогда, когда детали установлены «в лодочку». В процессе работы электрод можно ставить вертикально. Если стенки деталей уж слишком толстые и хорошо проварить их за один проход не получается, то допускается многопроходное соединение.

Соединение внахлест – это когда элементы расположены параллельно по отношению друг к другу, но не впритык, а поверхность одной находит на другую. Это оптимальный способ соединение для контактной и точечной сварки. Нет необходимости предварительно разделывать кромки, поскольку они не участвуют в соединении заготовок. Существуют ограничения по толщине заготовок: стенки не должны быть больше 1 см.

По форме существует три вида соединений:

Нормальное. Результат обеспечивается за счет длинной дуги. Такие сопряжение отлично выдерживают динамические нагрузки. Это обусловлено тем, что между основным материалом и дорожкой нет перепада.
Выпуклые. Еще их принято называть усиленными. Такая форма обеспечивается только при короткой дуге. Шов обладает несколько меньшей шириной, а «свободный» объем уходит на формирование его высоты. Для выпуклых швов требуется многослойное покрытие, что влечет за собой перерасход электродов.
Вогнутые. Известны еще и как ослабленные. Корень выглядит вогнутым и имеет форму канавки. Образуется в результате нарушений технологического процесса или при плохой подготовке свариваемых кромок. Находит применение при соединении тонких материалов.

Помимо выше перечисленных сварные соединения имеют и другую классификацию:

Односторонняя сварка. В этом случае соединение выполняется только с одной стороны без поворота и сварки с противоположной. В документации и на графических материалах обозначается аббревиатурой ос (ss). Первые литеры информируют о названии сварки на русском языке, а обозначение в скобках является международным.
Двухсторонняя. Сварочные швы наложены с обеих сторон стыка. Условное обозначение – дс (bs).
Соединение заготовок, выполненное на подкладке (съемной или нет) маркируется аббревиатурой сп (mb). Обозначение кириллицей расшифровывается как «с подкладкой».
Сваривание на весу, другими словами, выполненное без подкладок: бп (nb). Как пример, ос бп будет значить, что одностороннее сварное соединение выполняется без применения подкладки.
С зачисткой стыка. Когда корень соединения предварительно зачищается, то такой вид сварки маркируется буквами зк (gg). Соответственно, без зачистки – бз (ng).

Предусмотрено и еще одно разделение сварных швов. Осуществляется оно по конфигурации. В зависимости от типа исполнения они бывают прямолинейными, спиральными (кольцевидными) или криволинейными. Любая из конфигураций может использовать вне зависимости от пространственного расположения стыка. В зависимости от метода наложения швы могут быть сплошными или прерывистыми.

Как подготавливаются кромки

Получить качественное сварное соединение без предварительной подготовки удается крайне редко. Независимо от того. Как и где расположен стык, нужно подготовить его к сварочному процессу.

Подготовку к сварке заготовок можно разделить на такие этапы:

правка кромок;
разметка;
резка заготовок;
зачистка стыков;
прогрев перед сваркой;
обработка и зачистка кромок.

Разметка нужна для того, чтобы обозначить нужные для работы участки, а лишнее обрезать. Ручная разметка выполняется при помощи линейки и штангенциркуля. Если требуется выполнить разметку на партии однотипных деталей, то применяется шаблон. Для получения нужного размера применяется резка металла. Она может быть термической или механической и выполняется по ранее размеченным участкам.

Важным этапом в процессе подготовки деталей к свариванию является зачистка кромок. Поверхность следует освободить от окалины, масла или жиров, краски и прочих загрязнений. Помимо механических способов зачистки допускается применение и химических методов. В этом случае заготовки опускаются в емкость, наполненную реагентом.

После зачистки иногда требуется изменить геометрическую форму кромок. Если работы ведутся с тонкими листовыми металлами, то нужны плоские кромки. Для толстых заготовок кромки сводятся в форме латинской буквы «V» или «X». Особенно важно правильно подготовить кромки при сваривании трубопроводов. При правильном скосе в этом случае снимается напряжение при эксплуатации.

Читайте также: