Длина сварных швов при ручной сварке

Обновлено: 24.01.2025

Различные типы сварных швов используются в определенных условиях для специфического соединения деталей. Пренебрежение к выбору наиболее подходящего варианта влечет за собой неизбежную потерю качества соединения вплоть до его полной отбраковки. Чтобы этого не произошло, нужно понимать отличия между сварными швами.

Не менее важным будет знание о том, чем отличается сварной шов от сварного соединения. В нашей статье мы расскажем об этом, приведем типологию соединений и швов и обозначим требования к качеству, которые обеспечиваются нормативными актами.

Требования к сварным швам

Сварка сегодня признается как самый популярный метод для производства различных металлических конструкций. Ее популярность объясняется в первую очередь надежностью и прочностью итогового соединения. Вполне очевидно, что сварка широко применяется в производстве таких металлических изделий, которые будут нести серьезную нагрузку.

Но стоит отметить, что не все типы сварных швов обладают долговечностью, обещанную стойкость могут гарантировать лишь соединения, при изготовлении которых были соблюдены все требования, указанные в ГОСТе.

СП 105-34-96 – сводные правила, которые прописывают критерии качества для сварных швов, а также диктуют алгоритм проведения сварочных мероприятий;
ВСН 006-89, ВБН А.3.1.-36-3-96 – инструкции по технологии проведения сварочных работ;
ВСН 012-88 – инструкция, в содержании которой последовательно указаны все мероприятия по контролю качества выполненных работ.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Вышеперечисленные нормативные документы относятся к различным способам сварки и к различным типам швов сварных соединений.

Отличия сварных швов от соединений

Сварной шов и сварное соединение – понятия разные, но новички в сварке обычно путают эти термины. Шов – это место, где происходит стык заготовок, которые заблаговременно плавятся, а затем охлаждаются. Сварное соединение – это три участка, которые были подвержены воздействию высокой температуры. К последним принято относить:

Швы, которые появляются в результате плавления основного материала. Также в ходе работы может добавляться присадочный металл.
Зону сплавления. Территориально она располагается между сварным швом и материалом, из которого выполнены детали. Зона сплавления не подвержена нагреванию до высокой температуры. Здесь важно отметить, что она имеет свойство насыщаться элементами, которые участвуют в процессе присоединения, электродами или флюсом. По этой причине в составе будут присутствовать отличия от основного металла.
Зону термического воздействия. Это полоса, которая соединяется с зоной сплавления. В месте соединения под воздействием высокой температуры происходит изменение первоначальных свойств.

Типы сварных соединений

Сварные соединения имеют некоторые различия, поэтому они классифицируются на следующие виды:

Стыковые. Особенностью соединения является расположение деталей в одной плоскости.
Угловые. Элементы, которые необходимо соединить, располагают под определенным углом. Чаще всего этот угол равен 90°.
Тавровые. При таком соединении торец одного из элементов располагается под углом не более 90°.
Нахлесточные. Элементы располагаются параллельно по отношению друг к другу.
Торцевые. В этом случае два торца свариваются в один целый элемент.

Остановимся немного подробнее на этих типах швов сварных соединений.

Стыковой шов получил свое распространение в сварке таких конструкций, как трубопроводы, металлические листы и трубы различного назначения. В данном случае свариванию подвергаются поверхности торцов. Перед тем как начать сварку, необходимо выполнить подготовительные действия: подогнать поверхности друг к другу. Чтобы добиться максимальной точности, можно предварительно использовать подварочный шов.

Среди достоинств этого вида следует отметить, что необходимость использования дополнительных материалов является минимальной. Также важно, что все элементы не должны иметь одинаковую толщину.

Важно: во время сварки электроды нужно направлять к той детали, толщина которой больше. Таким образом, нагрев будет более значительным, а детали с наименьшей толщиной будут защищены от прожогов.

Угловые швы применяются для соединения составляющих разнообразных емкостей, а также резервуаров. Чтобы угловое соединение имело наиболее высокое качество, детали следует устанавливать «лодочкой».

Тавровый вид получил свое широкое распространение в сварке несущих конструкций. Отметим, что к тавровой сварке необходимо основательно подготовиться. Основные преимущества таврового вида: высокая прочная и возможность применения в трудных местах – там, где сварку другими способами применить крайне сложно.

Нахлесточный метод используют для сварки металлических листов. Применение этого способа возможно, если толщина листов не будет превышать 1,2 см и между поверхностями элементов будут отсутствовать зазоры. Преимуществом способа является его простота. Чтобы выполнить работу, сварщику необязательно иметь высокий уровень квалификации.

Также среди достоинств следует отметить, что швы находятся на расстоянии друг от друга, за счет чего значительно повышается прочность соединения.

Торцевые соединения, как это понятно из названия, служат для соединения торцов. Преимуществом метода является возможность качественной сварки элементов независимо от их толщины. Также здесь следует отметить, что деформация деталей при использовании этого способа является минимальной.

Основные типы сварных швов

Типы сварных швов имеют несколько классификаций:

По положению в пространстве

Здесь принята следующая классификация:

Нижние сварные швы располагаются внизу по отношению к специалисту. В этом случае расплавленный материал не может вытечь из сварочной ванны. При этом подъем шлаков и газов происходит без препятствий. При нижней сварке проведение электрода или пламени происходит вдоль стыка, сварщик выполняет поперечные движения.
Горизонтальные швы производятся в том случае, если сварке подлежат вертикальные элементы. Сварка выполняется по горизонтальной траектории: справа налево и слева направо. Для того чтобы расплавленный металл не стекал, необходимо обеспечить смещение горизонтальной заготовки на уровень 1 мм. На скорость сварки необходимо обратить особенное внимание. Если сварка происходит в медленном темпе, есть риск появления потеков, если в быстром – могут появиться непровары.
Вертикальные сварные швы. Для этого типа характерно соединение элементов сверху вниз и снизу вверх. Чтобы минимизировать потеки, необходимо использовать малый ток и выполнять сварку прерывисто.
Потолочные сварные швы применяются, когда стык находится над головой сварщика. Для удержания расплавленного материала применяется поверхностное натяжение.

По конфигурации

Типы сварных швов по конфигурации классифицируются как прямолинейные, криволинейные и кольцевые. Последние также именуются спиральными. Отметим, что конфигурация швов не имеет взаимосвязи с положением элементов в пространстве.

По степени выпуклости

По степени выпуклости швы бывают:

Выпуклыми (усиленными). Они часто применяются, чтобы собрать узлы, которые будут нести высокую статическую нагрузку.
Вогнутыми (ослабленными). Применяются для сварки металла, имеющего минимальную толщину.
Нормальными (плоскими). Преимуществом нормальных швов является противостояние воздействиям, которые могут нести разрушительную силу.
Специальными. Эти типы сварных швов имеют форму неравнобедренных треугольников. Чаще всего они используются в угловых и тавровых типах соединений.

По протяженности

В этом случае сварные швы классифицируются как сплошные и прерывистые. Последние типы выполняются отрезками, длина которых колеблется от 10 до 30 см. При расчете длины отрезка учитывается общая протяженность сварного соединения.

Сварные швы по протяженности бывают:

Цепными. Они имеют одну или две стороны. Разрывы при таком соединении должны быть расположены равномерно.
Шахматными. В данном случае отрезки с разных сторон сдвигают аналогично шахматному порядку.
Точечными. Эти швы применяются при контактной сварке.

Сварные швы классифицируют и по их длине:

короткие – до 25 см;
средние – от 25 до 100 см;
длинные – длина превышает 1 м.

По количеству проходов

Все типы сварных швов выполняются одним или несколькими проходами. Количество проходов рассчитывается в зависимости от толщины материала и характеристики необходимой прочности. Для любого прохода характерно наплавление одного валика. При одноуровневом расположении происходит образование слоя шва.

Если металл имеет толщину до 5 мм, соединение происходит с использованием одного прохода. Также один проход используется, если создаются угловые соединения, два прохода – для создания стыковых швов.

По направлению действующего усилия и вектору действия внешних сил

Тут сварные швы классифицируются как:

продольные (фланговые) – усилие делается параллельно стыку;
поперечные (лобовые) – направление вектора происходит под прямым углом;
комбинированные – используются оба вышеперечисленных способа;
косые – усилие имеет острый угол.

По виду сварки

Вид сварки имеет прямую взаимосвязь с использованием сварочного аппарата. Вот основные типы сварных швов по категории сварки:

ручная;
автоматическая;
в среде инертных газов;
плазменная;
лазерная;
газопламенная.

Контроль качества сварных швов

Государственный стандарт регламентирует механические свойства сварного соединения, его отдельно взятых участков, а также получившегося в итоге материала. Для того чтобы определить, насколько качественным является изделие, необходимо произвести его испытания.

ГОСТ прописывает следующие способы определения качества:

Статический. В рамках этого метода происходит плавное увеличение нагрузки. На определение качества требуется длительное время, так как необходимо создать постоянное продолжительное напряжение.
Динамический. В этом случае используются маятниковые копры. Здесь нет необходимости в длительном наблюдении. В короткий промежуток времени создается нагрузка максимальной силы.
Усталостный. Нагрузка создается многократно. Ее сила имеет разное значение, количество циклов может достигать нескольких миллионов.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Как варить швы

Знание того, как варить швы, повысит собственные навыки в данной области или поможет при выполнении бытовых задач. Важно помнить, что ни одно теоретическое знание не гарантирует идеального результата на практике, поэтому необходимо постоянно заниматься сваркой, чтобы швы получались лучше и лучше.

Существуют различные виды сварочных швов. И некоторые легко сделать, даже имея минимальный опыт, а для выполнения более сложных необходимо обладать определенной техникой. В нашей статье мы расскажем, как варить швы разной сложности, и разберем наиболее частые ошибки.

Правила выполнения сварочных работ электросваркой

Мало просто узнать, как варить швы, важно всегда выполнять следующие действия во время сварочных работ:

Отслеживать длину электрической дуги.

Речь идет о расстоянии между обрабатываемым материалом и зажженным электродом, на конце которого находится устойчивый электрический разряд. Чтобы качественно соединить заготовки, важно удерживать дугу оптимальной длины. Принято выделять такие дуговые промежутки:

короткий, размером 1-1,5 мм;
нормальной длины или 2-3 мм;
длинный, то есть 3,5–6 мм.

Понять, что для формирования шва использована короткая дуга, можно по наличию подреза или небольшого углубления по краям. Причиной дефекта является недостаточный прогрев рабочей области в ширину, что приводит к низкому качеству соединения.

Длинная дуга неизбежно затухает время от времени, поэтому ее использование чревато плохим прогревом металла в глубину. В итоге сварное соединение также имеет низкое качество.

Рекомендуется выбирать нормальную дугу, так как важно варить прочные швы. Ее длину определяют на основании следующей формулы:

Ld – длина дуги;
Dэ – диаметр электрода.

Управлять углом наклона электрода.

Сварщик сам подбирает необходимый угол, исходя из актуальных условий производства. В данном случае угол бывает прямым, вперед или назад относительно поверхности металла.

Углом вперед нередко пользуются при выполнении потолочных работ, также применение данного метода является ответом на вопрос о том, как варить вертикальный шов. Эта техника позволяет осуществлять сварку стыков труб, если отсутствует возможность провернуть сами элементы конструкции.

Электрод располагают под прямым углом, чтобы производить работы в труднодоступных местах.

Метод «углом назад» считается незаменимым для формирования угловых стыков.

Передний угол часто используется при обработке изделий из тонких металлов, ведь он обеспечивает широкий прочный шов с небольшой глубиной проваривания. Для толстостенных заготовок более грамотным будет выбор способа «углом назад», поскольку так достигается глубокий прогрев металла.

Выбирать скорость движения электрода и менять силу тока.

Качество сварного соединения во многом зависит от данных характеристик, о чем важно помнить, изучая, как правильно варить шов. За счет использования большого тока удается добиться более глубокого прогрева металла. Таким образом мастер получает возможность быстрее перемещать электрод, не меняя качество работ. Прочный сварной шов формируется, когда специалисту удается подобрать оптимальное соотношение силы тока и скорости подачи электрода.

Соотношение силы тока, толщины электрода и металла выглядит таким образом

Сила тока, А	Диаметр электрода, мм	Толщина металла, мм
35–50	1,6	1-2
45–80	2	2-3
65–100	2,5	3-4
85–150	3	4-5
125–200	4	5-6

Скорость перемещения электрической дуги зависит от ее мощности. Нужно понимать, что при слишком быстрой подаче расходника и относительно низкой мощности дуги не удается прогреть металл на необходимую глубину. В итоге образуется поверхностный шов, который только слегка прихватывает края элементов конструкции. И обратная ситуация: медленное перемещение и достаточно мощный разряд приводят к перегреву и изменению формы заготовки вдоль линии шва. Тонкостенные изделия нередко прогорают с образованием сквозных дыр – это важно помнить, говоря о том, как варить сварочный шов.

Способы сварки вертикальных и горизонтальных швов

Вертикальные швы.

С вертикальных деталей горячий жидкий металл стекает вниз. Избежать этого позволяет применение короткой дуги, то есть между концом электрода и сварной ванной оставляют меньшее расстояние. Когда электроды не залипают, мастера даже опирают их на свариваемую заготовку.

Подготовка к обработке, то есть разделка кромок, производится в соответствии с типом соединения и толщиной материала. Далее элементы фиксируют в необходимом положении, соединяют «прихватками» с шагом в несколько сантиметров – за счет использования таких небольших швов детали остаются неподвижными относительно друг друга в процессе сварки.

Вертикальный шов можно варить как снизу вверх, так и сверху вниз, но первый подход считается более удобным. Дело в том, что дуга подталкивает сварную ванну вверх, не давая ей возможности опуститься. В результате легче получить шов высокого качества.

При соединении в вертикальном положении допустим отрыв дуги, что наиболее удобно для неопытных специалистов, поскольку за этот промежуток времени происходит остывание металла. В таком случае допускается опирать электрод на полочку сварного кратера, что тоже делает работу более простой. Используется схема движений, близкая к сварке без отрыва: электрод перемещается из стороны в сторону, петельками или коротким валиком вверх-вниз.

В некоторых случаях вертикальный шов формируют сверху вниз. Если вы решили выбрать подобный подход, важно при розжиге дуги держать электрод под углом 90° к заготовкам. Далее в таком положении нужно прогреть металл, после чего электрод опускают, чтобы начать сам процесс сварки. Подобная работа отличается меньшим удобством, чем описанный выше метод. Кроме того, здесь необходимо пристально следить за сварной ванной, однако и в этом случае можно получить достойный результат.

Горизонтальные швы.

Как варить горизонтальный шов? Его, по аналогии с вертикальным, можно формировать в двух направлениях: справа налево или слева направо. Но здесь все зависит только от привычки и удобства мастера. Поскольку работы ведутся на вертикальной поверхности, сварная ванна всегда будет пытаться стечь вниз. Чтобы не допустить этого, необходимо обеспечить значительный угол наклона электрода – он зависит от скорости движения и параметров тока.

Если металл стекает, важно увеличить скорость движения, обеспечивая меньший прогрев материала заготовок. Либо можно делать отрывы дуги, чтобы позволять металлу немного остыть. Еще один способ предполагает снижение силы тока. Однако не стоит сразу прибегать ко всем перечисленным мерам, лучше использовать их поэтапно.

Правила создания угловых и стыковых швов

Как варить угловые швы.

Расплавленному металлу свойственно стекать вниз, поэтому лучше всего при сварке подобных швов из нижнего положения использовать способ, который называется «в лодочку». Иными словами, деталь устанавливается так, чтобы избежать течи шлака прямо перед дугой.

Формирование углового шва при горизонтальном расположении нижней плоскости чревато некачественным проваром вершин угла. Это объясняется тем, что работать начали с вертикально расположенного листа, из-за чего горячий металл начал стекать на второй, еще холодный лист.

Чтобы избежать подобной проблемы, нужно варить с нижней плоскости и зажигать дугу в строго определенной точке. Электроду придают наклон 45° относительно обрабатываемой заготовки. В процессе работы расходник немного наклоняют в разные стороны.

Как только при варке угловых швов отказываются от метода «в лодочку», приходится использовать однослойный шов с катетом до 8 мм. В противном случае необходимо сделать несколько слоев.

Чтобы произвести сварку нескольких слоев углового шва, формируют узкий валик при помощи электрода диаметром 3-4 мм – в таком случае удается полностью проварить корень.

Количество проходов зависит от площади поперечного сечения шва. Обычно данная величина составляет 30–40 мм2.

Как варить стыковые швы электросваркой.

Если на кромках отсутствуют скосы, у накладываемого валика требуется обеспечить небольшое расширение с каждой стороны стыка. Избежать непровара можно, равномерно распределяя горячий металл.

Без скоса кромок изделие толщиной 6 мм можно проварить лишь за счет грамотного подбора силы тока и электродов. Стоит отметить, что величину тока настраивают исключительно опытным путем – для этого нужно сварить несколько пробных планок.

На деталях с V-образными скосами можно варить как однослойные швы, так и многослойные. Здесь выбор подхода, в первую очередь, зависит от толщины металла. Если формируется один слой, дуга разжигается в пункте «А» – на границе скоса. Далее электрод опускают, чтобы целиком проварить корень шва, после чего дугу переносят на следующую кромку.

Движение электрода по скосам намеренно замедляют, поскольку только таким образом достигается полноценный провар. На корне шва двигаются быстрее, чтобы избежать прожога металла.

На обратной стороне соединения специалисты делают еще один подварочный шов. Либо там монтируют стальную подкладку толщиной 2-3 мм. С этой целью на 20–30 % повышают сварочный ток относительно стандартного показателя. Немаловажно, что сквозное проплавление в данном случае невозможно.

При формировании валика шва стальная подкладка тоже приваривается. Ее оставляют при условии, что она не вносит критичные изменения в изготавливаемую конструкцию. Если речь идет о сварке очень важных изделий, проваривают противоположную сторону корня шва.

Чтобы сформировать стыковой многослойный шов, начинают с проварки его корня. Здесь выбирают электроды с сечением 4-5 мм. На следующем этапе производят наплавку новых слоев расширенными валиками при помощи электродов больших размеров.

Нюансы сварки потолочного шва

Нередко начинающие мастера задаются вопросом о том, как варить потолочные швы, если горячий металл становится жидким и стекает? В этом случае используют короткую дугу и электрод с тугоплавким покрытием. В процессе формирования шва на торце электрода образуется чехольчик – именно он не дает скатываться каплям металла. Конец электрода равномерно удаляют и приближают к заготовке, давая соединению немного остыть и затвердеть. При этом может использоваться исключительно расходник небольшого сечения. Силу току устанавливают на 10–12 % ниже, чем при сварке заготовок такой же толщины, но расположенных внизу.

При формировании потолочных швов всплывают пузырьки газа, которые попадают в корень шва, что негативно сказывается на прочности всего соединения.

Нужно понимать, что потолочной сваркой пользуются в редких ситуациях, если не удается наложить шов из нижнего положения.

Вероятные ошибки при сварке швов

Благодаря рекомендациям специалистов становится понятно, как варить швы, чтобы не допускать ошибок и всегда получать результат высокого качества.

Во время сварки наиболее распространены такие промахи:

Опыт и понимание того, как варить швы, приходит со временем. Главное – не прекращать практику, ведь с ее помощью нарабатывается мастерство, а специалист становится востребованным в своей профессии.

Длина сварного шва

Длина сварного шва является одним из параметров, которые влияют на прочность всего соединения. Производя расчеты стыка, необходимо учесть множество факторов: вид металла, массу свариваемых частей, напряжения и т. д. Только после этого можно определять длину и другие характеристики.

В зависимости от типа деталей и способа их соединения подходы к расчету длины будут меняться. В нашей статье мы расскажем, как вычислить этот параметр, что влияет на расчеты и какие требования предъявляются в нормативных актах.

Требования к параметрам сварного шва

Чтобы все детали соединялись между собой в соответствии с нормой и согласно определенной технологии, необходимо конструктивно выполнить проектирование самого сварочного соединения.

Следует помнить, что чем меньше объем сварки в самой конструкции, тем меньше сварочные деформации при использовании швов наименьшей толщины. Данные показатели можно выяснить благодаря расчетам или конструктивным соображениям.

Для более качественного выполнения работы не следует допускать близкого расположения швов друг к другу и образования швами замкнутых контуров. Кроме того, стоит избегать поперечной ориентации швов в стержне, растягивающих напряжение в тех случаях, когда концы стержня фиксируются во избежание смещения при сварке.

Сварные стыки балок выполняются встык, без накладок. Возможно два варианта сварки:

Двусторонняя с полным проплавлением.
Односторонняя с подваркой корня шва или на прокладках.

При этом концы выводятся на технологические планки, обрезаются и зачищаются.

В таблице показаны назначения катета углового шва:

Катет углового шва не должен быть выше, чем 1,2t, где t – толщина самого тонкого элемента соединения.

Расчетная длина углового шва не должна быть меньше 4kf (4 катета сварного шва) и не менее 40 мм.

Нахлестка не должна быть менее 5 толщин самого тонкого из свариваемых элементов.

Самая большая величина фланговых швов не должна превышать 85βfkf, потому что фактическое напряжение по длине сварочного шва будет располагаться неравномерно и некоторые участки по краям могут испытывать перенапряжение, а участки в середине, наоборот, недонапряжение в сравнении с расчетным показателем. Это не относится к тем видам швов, в которых усилие возникает на всем протяжении, например, в поясных швах балок.

Сваривание слишком толстого и тонкого металла выполнять не рекомендуется, так как за счет напряжения тонкий металл может изогнуться.

Способы расчета длины сварного шва и прочих параметров соединения

При расчетах длины сварочного шва прежде всего необходимо исключить или минимизировать погрешность параметров, влияющие на прочность стыка. В первую очередь это показатель сжатия и растяжения металла. Для определения этого процесса понадобиться формула:

Yс – коэффициент, показывающий условия рабочего места. Этот показатель считается общепринятым и его можно найти в соответствующих таблицах. Необходимо подставить нужный показатель в формулу.

Rу – индекс сопротивления металла, который учитывает его текучесть. Его можно найти в специализированных справочниках.

Ru – второй показатель сопротивления металла. Его можно найти в справочниках.

N – показатель наибольшей допустимой нагрузки на стык.

T – значение самой тонкой толщины стенок свариваемых частей.

Lw - максимальная длина сварного шва. При расчетах данный параметр нужно уменьшить на 2t.

Rwу – сопротивление, которое зависит от максимальной прочности соединения.

При сварке разных металлов необходимо брать показатели Ru и Ry того металла, который будет менее прочным. Аналогичным образом поступают, когда нужно выполнить расчеты длины сварочного шва на срез.

При разработке металлоконструкций главное – учитывать не только требования и нормы безопасности сварного соединения, но и его допустимый уровень нагрузки. При необходимости создания нескольких сварных соединений важно правильно их распределить. Нагрузка при сварке должна быть распределена равномерно между каждым из стыков.

Параметры соединения рассчитываются путем математических вычислений. Если конечный результат оказался неудовлетворительным и неподходящим, то в конструктив нужно внести изменения, а потом пересчитать.

Допустимая длина сварочного шва на отрыв определяется с учетом силы, направленной к центру тяжести. Выбирается сечение с высокой степенью опасности и путем вычислений по данной формуле производят подсчет:

Вид металла в данном случае не будет влиять на прочность шва, а вот каждый показатель, представленный в формуле, будет. В ней:

N – максимальный показатель силы, оказывающий давление на стык.

ßf, ßz – коэффициенты из справочных таблиц, значение которых не будет зависеть от типа свариваемых металлов. Как правило, ßz = 1, а ßf = 0,7.

Rwf – значение сопротивления срезу. Берется этот показатель из справочников и таблиц ГОСТа.

Rwz – показатель сопротивления по линии сварочного шва. Значения можно найти в справочниках.

Ywf – поправочный коэффициент, показатель которого зависит от сопротивления металла. Например, если для металла показатель будет 4 200 кгс/см², то поправочный коэффициент будет равен 0,85.

С – коэффициент-показатель условий рабочей среды. Соответствующие значения можно найти в справочнике.

Kf – толщина стыка по линии сплавления.

Lw – общая длина стыка, уменьшенная на 10 мм.

В нахлесточных соединениях учитывается положение в пространстве и тип сварного примыкания, так как сам стык может быть как угловым, так и фланговым, и лобовым. Производимые вычисления позволяют не только получить данные по минимальной допустимой площади сваривания, но и показатели относительно проектной прочности линий стыков.

Чтобы вычислить площадь сваривания, в качестве базы берется высота условного треугольного шва. В ручной сварке этот показатель будет равен 0,7 при условии, что катеты равны. Если работа производится автоматическими или полуавтоматическими аппаратами, степень прогрева металла будет больше, соответственно, коэффициент изменится. Показатели необходимо брать из справочных таблиц.

Расчет длины сварного шва от массы металла

Для расчета длины сварочного шва есть определенная формула, в которой соотносится масса наплавки и протяженность одного метра спая.

Формула выглядит таким образом:

L – протяженность стыка, G – масса наплавляемого металла, F – площадь поперечного сечения, Y – показатель удельного веса присадки.

Полученные значения умножаются на метры, определяемые путем измерений. Для правильности исчислений лучше всего сначала посмотреть наглядный пример, в котором производят расчет длины сварного шва.

Важно помнить, что нет ни одной формулы, которая бы обеспечила стопроцентно точный результат. При покупке материала всегда оставляйте 5–7 % на запас. Опытные сварщики могут сэкономить на присадке, но для этого необходим соответствующий навык.

Вычисление длины катета сварного шва

Тяжелые объекты для сварки, такие как металлоконструкции и автомобили, должны выдерживать высокие нагрузки, поэтому для качественного соединения крайне важно провести точные расчеты, которые будут учитывать все параметры. Одним из них является катет шва (К).

Катетом шва называют одну из сторон самого большого условного треугольника с равными сторонами, который возможно вписать в поперечное сечение соединения (ГОСТ Р ИСО 17659-2009, вступивший в силу 01.07.2010 г.). Измерить эту сторону можно, опираясь на размеры свариваемых элементов.

При выборе стороны важно учитывать размеры заготовок, их положение и вид сварки. Подбор осуществляется для каждого элемента, но рассматривается в общем значении. Допускается использование шаблона для измерения в рамках домашнего хозяйства.

Соединение будет прочным, если у одинаковых сторон треугольника одинаковая длина. Актуально для элементов, расположенных под углом в 90°.

Виды соединений:

стыковые (без скоса кромок, с односторонним, с V-образным, X-образным, криволинейным скосом);
торцевые;
внахлест;
угловые (угол от 30°, односторонние, двухсторонние без скоса кромок, с одним или двумя скосами);
тавровые (угол острый или прямой, односторонние, двухсторонние, без скоса кромок, с одним или двумя скосами).

Рассчитать длину катета сварного шва в зависимости от толщины материала можно только для трех видов швов: угловых, тавровых и внахлест. Подобные вычисления необходимо проводить при работе в промышленной сфере. От показателя этих расчетов зависит прочность спая, расход проволоки и ее диаметр.

Будьте внимательны! Если сторона треугольника длинная, из-за большей площади нагрева увеличится объем жидкого металла, расход присадки, значит, есть вероятность деформации изделия.

При сварке деталей разных размеров тоже учитывается длина катета. Все расчеты основываются на меньших показателях.

Объем наплавленного металла будет равен квадрату катета. К примеру, при увеличении К на 1 мм и длине сварочного шва 10 мм, расход проволоки будет увеличен на 20 %. Для сваривания материалов внахлест с толщиной до 4 мм, К = 4. Если это значение больше, тогда берется 40 % толщины и прибавляется еще 2 мм.

Угловые сварные соединения бывают:

нормальные (без выпуклости и вогнутости) – К будет равен толщине металла;
вогнутые – К = 0,85;
выпуклые – К= s × cos45°, где s – ширина спая, cos45° = 0,7071;
специальные (треугольник не равнобедренный).

При расчете длины катета сварочного шва, кроме всего прочего, важную роль играет способ сварки и текучесть свариваемого материала.

Полученный результат необходимо сверить с требованиями ГОСТ 11534-75 и ГОСТ 5264-80 или справочными материалами.

В домашних условиях для правильной сварки необходимо установить сторону треугольника, которая будет больше толщины на 1–1,5 мм. Так же можно определить показатель по таблице.

Помните, что К всегда меньше толщины самой тонкой детали, умноженной на 1,2. Длина сварного шва должна быть не менее, чем К, умноженное на 4.

Как правило, все расчеты достаточно условны, ведь на практике они базируются на следующих предпосылках:

нагрузка распределяется равномерно по всей длине наплавленной присадки;
разрушение возможно только по слою присадки, равному 0,7 К.

На самом деле целью проектировочных расчетов является определение самых подходящих размеров спая для того или иного значения растяжения и осевого напряжения.

Оптимальную протяженность наплавленной присадки по нагрузке на растяжение можно определить по следующей простой формуле:

L – протяженность спая;

F – планируемая реальная нагрузка на соединение;

ρ – допустимая нагрузка на соединение.

Оптимальная протяженность по осевому напряжению:

Из этой формулы можно вывести формулу для расчета К при протяженности наплавленной присадки 1 м:

Таким образом, К будет полностью зависеть от величины допустимой нагрузки.

Допустимые нагрузки относительно сжатия, растяжения и среза для различных методов сварки можно найти в специализированных таблицах и справочниках.

Важные аспекты при разработке проектной документации:

Определяемся с выбором метода, вида сварки и марки электрода.
Находим норму допустимой нагрузки.
Рассчитываем длину сварочного шва и осевое напряжение.
Конструируем чертеж соединения материалов.
Уточняем размеры свариваемых элементов и технические показатели.

Для повышения качества исполнения сварки и минимизации лишних затрат при формировании проектной документации необходимо проводить определение точной длины катета шва от материала и оптимальной длины спая.

Главное – получить прочные и качественные соединения при минимальных денежных затратах.

Этот показатель играет решающую роль в производственной сфере промышленных предприятий, которые занимаются изготовлением мощных металлоконструкций. Во время эксплуатации последние должны выдерживать тяжелые нагрузки.

Длина сварочного шва – одна из важнейших характеристик, которая определяет главные параметры готового изделия. Любому мастеру необходимо знать, как проводить правильные расчеты данного показателя, чтобы работа была выполнена качественно и надежно.

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.

Виды сварных соединений и швов

Идеальный сварочный шов является основной целью в работе сварщика. От этого зависит насколько долго будут удерживаться детали и какие нагрузки сможет выдержать конструкция. Для достижения желаемого результата нужно соблюсти несколько факторов. Основные из них: правильно выбрать угол наклона электрода и силу тока, обладать нужным уровнем мастерства.

Наклон электрода

Классификация сварочных швов выполняется по нескольким основным признакам. На его формирование оказывает влияние расположение, скорость и траектория перемещения электрода. Существующие типы сварочных соединений следует рассматривать с учетом всех тонкостей процесса.

Работа начинается уже после закрепления стержня в держателе. Естественно, что предварительно была установлена нужная сила тока и полярность подключения. Каждый мастер имеет собственный «почерк» выполнения сварочных работ, куда входит и наклон электрода. Согласно мнению большинства специалистов оптимальным считается его расположение под углом 70 градусов относительно рабочей поверхности. При этом относительно вертикали образуется острый угол величиной примерно в 20 градусов.

В специфической ситуации, когда изменять положение электрода необходимо в ограниченном пространстве, приемлемо даже строго перпендикулярное расположение расходных материалов. Направление перемещения электрода: его можно двигать и к себе, и в обратную сторону. Это имеет существенное значение. В случаях, когда не требуется сильное прогревание кромок, то электрод перемещают по направлению «от себя». А вот для лучшего прогрева его перемещают в обратном направлении.

Траектория движения

Казалось бы, не имеющий никакого значения параметр. Но нет, траектория перемещения электрода оказывает большое влияние на формирование сварочного шва. В любом случае она носит колебательный характер, поскольку иначе просто нет возможности «склеить» воедино две заготовки.

Колебания могут иметь различную конфигурацию: могут быть плавными или резкими с разными углами, похожими на восьмерки или любыми другими. Качественный шов имеет приятный внешний вид с ровными краями, одинаковой шириной и высотой наплава. Не должно быть дефектов в виде не проваренных зон, подрезов, кратеров и т.п.

Понятие катета и общепринятые нормативы

Формирование сварного шва начинается сразу с расплавом металла и заканчивается после его полного остывания. Принятой классификацией предусмотрена группировка сварных соединение по нескольким признакам:

форма шва;
длина;
способ соединения заготовок;
ориентация стыка в пространстве (вертикальный, горизонтальный и т.п.);
количество положенных слоев.

В положениях ГОСТа есть определение каждого типа соединения, его основные характеристики, включая и катет сварочного шва.

Катетом принято считать сторону равнобедренного треугольника, который можно вписать в поперечное сечение сварочного шва. На рисунке данный параметр показан наглядно.

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

Важно правильно уметь рассчитывать его величину, так как от этого зависит прочность соединения. Если операции выполняются с заготовками разной толщины, то площадь сечения рассчитывается для более тонкой ее части. Умышленное увеличение катета расчетным путем не приведет ни к чему хорошему, поскольку никак не укрепит сварочный шов. В конечном итоге неоправданные манипуляции приведут к деформации конструкции.

В профессиональной литературе есть справочники, позволяющие проверить размер катета при помощи специальных шаблонов.

Расположение сварочных заготовок определяет вид соединения.

Встык. Соединяются торцевые части элементов, которые находятся в одной плоскости. Существует несколько вариантов выполнения операции: со скосом или без, с отбортовкой.
Внахлест. Чаще всего используется для труб и профильных соединений. Детали располагаются параллельно и одна из них частично погружается в другую.
Угол. Сварные швы укладываются с двух сторон. Может выполняться без скосов или же только с одним.
Тавровое. Визуально место стыка напоминает букву «Т». Иногда две заготовки располагаются под острым углом. В любом случае торец одной из них соединяется с боковой частью другой. Сварочный шов укладывается с обеих сторон со скосами или без таковых.

Протяженность и форма

Сварочный шов бывает плоским или выпуклым. Очень редко возникает потребность в создании шва вогнутой формы. Такие виды соединений используются, когда предвидятся динамические нагрузки. Наиболее «приспособленными» являются плоские швы, которые по праву считаются универсальными.

Протяженность сварочного шва бывает сплошной без интервалов, и реже – прерывистого типа. Последний вид имеет разновидность, которая очень часто используется на промышленных предприятиях. Речь идет о контактной шовной сварке. Она выполняется на специальном оборудовании, оснащенном вращающимися дисковыми электродами. Их еще называют роликами, а сам способ сваривания – роликовым.

Стоит отметить, что оборудование отлично подходит и для формирования сплошного шва. Он получается полностью герметичным и очень прочным. В промышленных масштабах таким методом провариваются стыки труб, емкости и другие герметичные модули.

Слои и расположение в пространстве

Шов, сделанный за один проход, принято называть однослойным. В случаях, когда приходится работать с толстыми заготовками для крепости соединения этого будет недостаточно: требуется несколько проходов. В результате таких манипуляций образуется несколько валиков, уложенных один поверх другого. Такое соединение принято называть многослойным.

Учитывая большое количество ситуаций, где необходима сварка металла, несложно предположить, что сварочные швы располагаются по-разному в каждом случае. К примеру, различают швы потолочные, нижние, горизонтальные и вертикальные.

При формировании вертикального сварочного шва специалист, как правило, ведет электрод по направлению от низа к верху. Оптимальная для такого случая траектория – полумесяц, зигзаг или елочка. Первый вариант наиболее прост и подходит для новичков. Сварка встык или под углом выполняется приемом «в лодочку» - как симметричным, так и несимметричным. В труднодоступных местах больше подходит несимметричный способ формирования шва.

Наиболее тяжело выполнять так называемые «потолочные» сварочные работы. Без опыта рассчитывать на кое-какой приемлемый результат не стоит. Сложность состоит в том, что жидкий расплав стремится покинуть ванну, да и рабочую зону в целом.

Предотвратить подобный итого помогают два приема: выполнение работ короткой дугой и уменьшение силы тока на 15-50 процентов. В случаях, когда потолочным способом приходится сваривать толстые заготовки (стенки 8 и более миллиметров), то следует сделать несколько проходов. Толщина первого шва составляет примерно 4 мм, остальные на 1 мм больше.

Положение электрода выбирается в зависимости от пространственной ориентации шва. Горизонтальные, потолочные и вертикальные соединения провариваются с расположением электрода углом вперед. Точно так же следует его расположить при работе с неповоротными стыками труб. А вот поверхности, расположенные под углом и встык свариваются электродами, наклоненными назад. В труднодоступных местах их можно удерживать перпендикулярно к поверхности.

Обработка швов

После завершения сварочных работ на поверхности заготовок есть шлаки. Если такие включения попадают в сам шов, то его прочность сильно уменьшается. Подобные наслоение зачищаются в обязательном порядке. Если сварщик делает несколько проходов, то зачистке подвергается каждый шов. При этом применяются два способа. Изначально стык оббивается молотком, а после обрабатывается жесткой проволочной щеткой.

Грубая очистка предполагает использование шлифовальных кругов или специальных ножей. Заготовки большого размера зачищают на станках. Завершающая стадия подразумевает полировку поверхности. Наиболее часто применяют фибровый круг для шлифмашинки. Не исключаются и любые иные методы завершающей отделки сварного соединения.

Читайте также: