2 Основные типы сварных соединений и разделка кромок под сварку (Раздаточный материал)

Тип сварного соединения определяется взаимным пространственным расположением свариваемых элементов и формой разделки кромок под сварку.

1.Взаимное пространственное расположение свариваемых элементов.

По взаимному пространственному расположению свариваемых элементов различают следующие типы сварных соединений: стыковые (рис. 6С, а); тавровые (рис. 6С, б и в); угловые (рис. 6С, г); нахлесточные (рис. 6С, д); торцевые (рис. 6С, е); крестообразные (рис. 6С, ж);перекрестные (рис. 6С, з); соединения нескольких деталей (рис. 6С, и); прорезные (рис. 6С, к).

а

Стыковое соединение - тип соединения, при котором заготовки лежат в одной плоскости и примыкают друг к другу торцевыми поверхностями.

Стыковое соединение обеспечивает наиболее высокие прочностные свойства сварной конструкции, поэтому широко используется для ответственных конструкций. Однако, оно требует достаточно точной подготовки деталей и сборки.

Выполняются как сваркой плавлением, так и давлением.

б

Тавровое соединение под прямым углом - тип соединения, при котором заготовки сопрягаются под прямым углом (образуя Т-образную форму).

Соединения обеспечивают высокую прочность конструкции, но чувствительны к изгибающим нагрузкам.

Как правило, выполняются сваркой плавлением, давлением - редко.

в

Тавровое соединение под острым углом -- тип соединения, при котором заготовка примыкает к другой под острым углом.

Соединения обеспечивают высокую прочность конструкции, но чувствительны к изгибающим нагрузкам.

Как правило, выполняются сваркой плавлением, давлением - редко.

г

Угловое соединение - тип соединения, при котором угол между поверхностями двух заготовок в месте примыкания кромок свыше 30°.

Применяются как связующие и рабочие нагрузки не передают. Выполняются только сваркой плавлением.

д

Нахлесточное соединение - тип соединения, при котором заготовки параллельны друг другу и частично перекрывают друг друга. Соединения менее прочные, чем стыковые и тавровые и менее экономичные из-за наличия перекрытия элементов L. Их применяют, когда по конструктивным соображениям стыковые швы применить невозможно. В конструкциях, под­верженных действию вибрационных и знакопеременных нагрузок, нахлесточные соединения применять не рекоменду­ется (создается значительная концентрация напряжений).

Выполняются как сваркой плавлением, так и давлением.

е

Торцовое соединение - тип соединения, при котором угол между поверхностями двух заготовок в месте примыкания кромок составляет от 0° до 30°.

Соединения прочные и передают основные рабочие нагрузки. Выполняются только сваркой плавлением.

ж

Крестообразное соединение - тип соединения, при котором две заготовки, лежащие в одной плоскости, примыкают под прямым углом к третьей заготовке, лежащей между ними (образуя двойную Т-образную форму).

Соединения прочные и передают основные рабочие нагрузки. Как правило, выполняются сваркой плавлением, давлением - редко.

з

Перекрестное соединение - тип соединения, при котором две заготовки (например проволоки) лежат друг на друге пересекаясь.

Применяются как связующие и рабочие нагрузки не передают. Выполняются сваркой плавлением и давлением.

и

Соединение нескольких деталей - тип соединения, при котором не менее трех заготовок примыкают друг к другу под любым установленным углом.

Соединения прочные и передают основные рабочие нагрузки. Выполняются только сваркой плавлением.

Прорезное соединение закрытого типа, заваренное по периметру

Прорезное соединение открытого типа, заваренное полностью

к

Прорезные сварные соединения выполняются для усиления нахлесточных соединений. В верхнем листе перед сваркой фрезеруется паз. В зависимости от ширины паза (обычно 2–3 толщины свариваемых элементов) и его назначения прорези либо заваривают полностью, либо обваривают по периметру. Выполняются сваркой плавлением.

Прорезные соединения бывают закрытого или открытого типа.

Рис. 6С Типы сварных соединений

2. Форма разделки кромок под сварку

Разделка кромок - придание кромкам, подлежащим сварке, необходимой формы.

Разделка кромок под сварку выполняется с целью обеспечения:

- проплавления по всей толщине свариваемых элементов;

- доступа сварочного инструмента к нижней точке разделки кромок (к основанию сварного шва).

По форме разделки кромок под сварку различают сварные соединения без разделки кромок (рис. 7С, а), с отбортовкой кромок (рис. 7С, б) и с разделкой кромок под сварку. Кроме того, сварные соединения с разделкой кромок подразделяются на сварные соединения с односторонним скосом одной (рис. 7С, в) или двух (рис. 7С, г, д) кромок (односторонняя разделка со скосом одной или двух кромок) и сварные соединения с двусторонним скосом одной (рис. 7С, е) или двух (рис. 7С, ж) кромок (двусторонняя разделка одной или двух кромок). Двусторонняя разделка кромок выполняется в том случае, когда имеется доступ сварочного инструмента к двум сторонам (по толщине) свариваемых элементов (доступ к обратной стороне шва).

Рис. 7С Форма разделки кромок под сварку

Параметры разделки являются важной характеристикой, от которой зависит качество шва и общая работоспособность изделия. Поэтому для каждого способа сварки и группы изделий нормативными документами определяются требования к выполнению разделки кромок под сварку.

Форма разделки кромок характеризуются следующими основными конструктивными элементами: угол скоса кромки β; угол разделки кромок α= 2 β; притупление С; зазор b.

Скос кромки - прямолинейный наклонный срез кромки, подлежащей сварке.

Угол скоса кромки β - острый угол между плоскостью скоса кромки и плоскостью торца.

Угол разделки (раскрытия) кромок α - угол между скошенными кромками свариваемых частей.

Угол скоса кромок β при щелевой разделке изменяется в пределах от 0 до 8 градусов.

Стандартный угол разделки кромок α в зависимости от способа варки и типа сварного соединения изменяется в пределах от 60 ± 5 до 20 ± 5 градусов. Угол разделки кромок выполняется для обеспечения доступа электрода к основанию формируемого сварного шва.

Притупление кромки С - нескошенная часть торца кромки, подлежащей сварке.

Притупление кромок С обычно составляет 2 мм ± 1 мм. Назначение притупления - обеспечить формирование сварного шва без образования прожога (см. Дефекты сварных соединений). Иногда, в связи с конструктивными особенностями сварного соединения, значение притупления может приниматься равным нулю (С=0). В этом случае необходимо предусматривать технологические мероприятия, исключающие появление прожога (сварка на подкладке, сварка на флюсовой подушке, укладка подварочного шва – см. Выполнение швов сварных соединений).

Зазор b - кратчайшее расстояние между кромками собранных для сварки деталей.

Зазор b обычно равен 1,0 – 3,0 мм. При принятых углах разделки кромок наличие зазора необходимо для обеспечения проплавления всей толщины свариваемых элементов в результате затекание расплавленного металла между их кромками. В отдельных случаях при той или иной технологии зазор может быть равным нулю или достигать 8-10 мм и более. Если зазор b = 0, выполняемая сварка называется сваркой без зазора, если b ≠ 0 –сваркой с зазором (или по зазору).

R назначается для обеспечения плавного сопряжения вертикальных и горизонтальных плоскостей разделки. Величина R зависит от геометрических особенностей профиля разделки.

Форма разделки кромок определяет количество необходимого дополнительного металла для заполнения разделки, а значит, производительность сварки. Так, например, Х-образная разделка кромок по сравнению с V-образной позволяет уменьшить объем наплавленного металла в 1,6- 1,7 раза.

Форма разделки кромок, а также размеры параметров разделки (профиль разделки кромок, угол разделки кромок, величина зазора и притупление) зависит от свариваемого материала, толщины свариваемых элементов, и способа сварки. Параметры разделки кромок являются важной характеристикой, от которой зависит качество шва и общая работоспособность изделия. Поэтому для каждого способа сварки и группы изделий нормативными документами определяются требования к выполнению разделки кромок под сварку.