Типи зварних з’єднань та зварних швів
Терміни та визначення основних понять із зварювання металів встановлює ГОСТ 2601-84. Зварні з'єднання поділяються на кілька типів, що визначаються взаємним розташуванням деталей, що зварюються. Основними є стикові, кутові, таврові, нахлесточные і торцеві з'єднання. Для утворення цих сполук та забезпечення необхідної якості повинні бути заздалегідь підготовлені кромки елементів конструкцій, що з'єднуються зварюванням. Форми підготовки кромок для ручного дугового зварювання сталі та сплавів на залізонікелевій та нікелевій основі встановлені ГОСТ 5264-80.
Стиковим з'єднанням називають з'єднання двох елементів, що примикають один до одного торцевими поверхнями. На рис. 1 показані форми підготовки торцевих поверхонь (кромок) та контур зварного стикового шва, отриманого в результаті зварювання.
ГОСТ 5264-80 передбачено 32 типи стикових з'єднань, умовно позначених CI, С2, С28 і т.д., що мають різну підготовку кромок в залежності від товщини, розташування елементів, що зварюються, технології зварювання і наявності обладнання для обробки кромок. На рис. 1, а показано підготовку кромок для елементів товщиною 1—4 мм у вигляді відбортування, при розплавленні якого утворюється шов. На рис. 1,6 показані два види підготовки кромок без їх скосу (розробки): перший застосовують при товщині металу 1-4 мм і односторонньому зварюванні, другий при товщині 2-5 мм і зварюванні двох сторін. При великій товщині металу ручним зварюванням неможливо забезпечити проплавлення кромок на всю товщину, тому роблять обробку кромок, тобто скіс з двох або однієї сторони. На рис. 1, показаний один з поширених видів підготовки кромок при товщині металу 3-60 мм. Кромки окошують на стругальному верстаті або термічною різкою (плазмовою, газокисневою). Загальний кут скосу(50±4)°, така підготовка називається односторонньою зі скосом двокромок. При цьому має бути витримано величину притуплення (нескошеної частини) «с» та зазор «б», величини яких встановлені стандартом залежно від товщини металу. На малюнку показано обрис основного «Про» та підварювального «П» швів. Шов стикового з'єднання називають стиковим швом, а підварювальний шов - це менша частина двостороннього шва, що виконується попередньо для запобігання пропалів при зварюванні основного шва або накладається в останню чергу, після його виконання. На цьому ж малюнку показана підготовка кромок сталі товщиною 6-100 мм зі сталевою підкладкою, що застосовується іноді в будівництві у разі неможливості виконати шов підварки. Крім того, там же показаний варіант стикового шва з обробленням лише однієї деталі під кутом (45±2)° і з обробкою вертикальної деталі під тим самим кутом.
Мал. 1. Стикові з'єднання та шви: а - підготовка кромок у вигляді відбортування (товщина елемента 1-4 мм); б - підготовка кромок без скосу, в - підготовка кромок зі скосом; г - підготовка кромок сталі товщиною 8-120 мм.
На рис. 1 г показана підготовка кромок сталі товщиною 8-120 мм. Обидві кромки елементів, що зварюються, скошують з двох сторін на кут (25±2)° кожну, при цьому загальний кут скосу становить (50±4)°, притуплення «с» і зазор «б» встановлюються стандартом залежно від товщини сталі. Така підготовка називається двосторонньою зі скосом двох кромок. При цій підготовці ускладнюється обробка кромок, проте різко зменшується обсяг наплавленого металу в порівнянні з односторонньою підготовкою. Стандартом передбачено кілька варіантів двосторонньої підготовки кромок: підготовка тільки однієї верхньої кромки, що застосовується при вертикальному розташуванні деталей,підготовка з нерівномірним пс товщиною скосом кромок та ін.
Кутовим з'єднанням називають з'єднання двох елементів, розташованих під кутом і зварених у місці примикання їх країв. Таких з'єднань налічується 10: від У1 до У10.
На рис. 2 показані приклади кутових з'єднань та обриси кутових швів. Для товщини металу 3— 60 мм крайку елемента, що примикає, скошують під кутом (45±2)°, зварний шов основний «О» і підварювальний «П» (рис. 2, а). При цій же товщині та наскрізному проварі можна обійтися без підварювального шва (рис. 2, б). Часто застосовують кутове з'єднання зі сталевою підкладкою (рис. 2, в), яка забезпечує надійне проварювання елементів по всьому перерізу. При товщині металу 8-100 мм (рис. 2, г) застосовують двосторонню обробку елемента, що примикає, під кутом (45±2)°.
РНР. 2. Кутові з'єднання і шви: а - з підварочним швом (товщина металу 3-60 мм), б - зі сталевою прокладкою, в - без підварювального шва, г - з двостороннім обробленням примикаючого елемента (товщина металу 8-100 мм)
Тавровим з'єднанням (рис. 3) називають зварне з'єднання, в якому торець одного елемента примикає під кутом і приварений кутовими швами до бічної поверхні іншого елемента. Стандартом передбачено кілька типів таких сполук: з Т1 до Т9. Найпоширенішим є з'єднання, показане на рис. 3, а для металу товщиною 2—40 мм. Для такого з'єднання ніякого скосу кромок не роблять, а забезпечують рівну обрізку елемента, що примикає, і рівну поверхню іншого елемента.
При товщині металу 3-60 мм і необхідності суцільного шва між елементами, що передбачається проектом конструкції, в елементі, що примикає, роблять обробку кромок (рис. 3, б) під кутом (45±2)°. На практиці часто застосовують таврове з'єднання зпідкладкою (рис. 3, в) при товщині сталі 8-30 мм, а також з'єднання з двостороннім скосом кромок примикаючого елемента при товщині сталі 8-40 мм (рис. 3, г). Всі ці з'єднання зі скосом кромок елемента, що примикає, забезпечують отримання суцільного шва і найкращі умови роботи конструкцій.
Мал. 3. Таврові з'єднання та шви: а - длч металу товщиною 2-40 мм; б - товщиною 3-60 мм; в - з'єднання з підкладкою, г - з'єднання з двостороннім скосом кромок (товщина металу 8-400 мм)
Нахлесточним з'єднанням називають зварне з'єднання, в якому зварені кутовими швами елементи розташовані паралельно і частково перекривають один одного. Стандартом передбачено дві такі сполуки: HI та Н2 (рис. 4). Як видно з малюнка, вони відрізняються лише тим, що у поєднанні на рис. 4 а приварюються два торці до поверхні елементів, а в з'єднанні на рис. 4, б - лише один торець. Іноді застосовують різновиди нахлесточного з'єднання: з накладкою (рис. 4, в) і з точковими швами (рис. 4, г), що з'єднують частини елементів конструкції.
Мал. 4. Нахлесточные з'єднання і шви: а - з приварюванням двох торців, 6 - з приварюванням одного торця, в - з'єднання з накладкою, г - з'єднання з точковими швами, д - дія навантажень, що розтягують, іа зваріє з'єднання
З перелічених зварних з'єднань найбільш надійними та економічними є стикові з'єднання, в яких діючі навантаження та зусилля сприймаються так само, як у цілих елементах, що не піддавалися зварюванню, тобто. вони практично рівноцінні основному металу, звичайно, за відповідної якості зварювальних робіт. Однак треба мати на увазі, що обробка кромок стикових з'єднань та їх підганяння під зварювання досить складні, крім того, застосування їх буває обмеженеособливості форми конструкцій. Кутові та таврові з'єднання також поширені в конструкціях. Нахлесточные з'єднання найпростіші у роботі, оскільки потребують попередньої обробці кромок, і підготовка їх до зварюванню простіше, ніж стикових і кутових з'єднань. Внаслідок цього, а також через конструктивну фору деяких споруд вони набули поширення для з'єднання елементів невеликої товщини, але допускаються для елементів товщиною до 60 мм. Недоліком з'єднань є їх неекономічність, викликана перевитратою основного і наплавленого металу. Крім того, через зміщення лінії дії зусиль при переході з однієї деталі на іншу та виникнення концентрації напруг знижується несуча здатність таких сполук (рис. 4, д).
На всіх малюнках зварних з'єднань показані контури зварних швів. Розрізи цих швів – стикових, кутових та точкових – показані на рис. 5. На всіх швах стрілкою показаний корінь шва - частина шва, найбільш віддалена від його поверхні. У більшості випадків корінь шва розташований на самому початку або в середині шва, і від якості його провар залежить працездатність зварного шва, особливо при змінних і динамічних навантаженнях.
Мал. 5. Обриси розрізів та позначення розмірів швів: а - стиковий односторонній шов зі скосом двох кромок, б - кутовий шов з обробкою примикаючого елемента, - точковий шов; г - кутові шви таврового з'єднання, д - стикобій шов без оброблення кромок"; е, I - ширина шва; g - опуклість; k - катет шва; d - діаметр точки
Крім перерахованих зварних з'єднань і швів при ручному дуговому зварюванні застосовують з'єднання під гострими та тупими кутами за ГОСТ 11534-75, але вони зустрічаються значно рідше. Для зварювання в захисному газі, зварювання алюмінію, міді, іншихкольорових металів та їх сплавів застосовують зварні з'єднання та шви, передбачені окремими стандартами. Наприклад, форма підготовки кромок та швів конструкцій трубопроводів передбачена ГОСТ 16037-80, в якому визначено основні розміри швів для різних видів зварювання. На рис. 6, а показана підготовка кромок шва С-1 з товщиною елементів 2-4 мм для ручного дугового зварювання електродом, що плавиться, і 2-3 мм для зварювання неплавким електродом в захисному газі. На рис. 6 б показана форма підготовки кромок шва С-6 з товщиною 3 - 20 мм для комбінованого ручного зварювання плавиться або неплавящимся електродом підварювального шва і подальшого механізованого зварювання основного шва, а також для зварювання сталі товщиною 3 мм неплавким електродом в захисному газі.
Мал. 6. Форма підготовки кромок трубопроводів: а - шов С1 (товщина елемента 2-4 мм), б - шов С-6 (товщина 3-20 мм)
Переглядів: 24239 Створено: 2012-10-22 Джерело: Ручне дугове зварювання