За протяжністю зварні з'єднання бувають:
- короткими (250-300 мм);
- середніми (300-1000 мм);
- довгими (більше 1000 мм).
Залежно від довжини зварного шва вибирають і спо-соб його виконання. При коротких з'єднаннях шов ведуть в одному напрямку від початку до кінця; для середніх участ-ков характерно накладення шва окремими ділянками, при-ніж його довжина повинна бути такою, щоб для його завершення вистачило цілого числа електродів (два, три); довгі соеди-вати зварюють обратноступенчатим способом, про який говорилося вище.
За типом зварні з'єднання (рис. 31) підрозділяються на:
1. Стикові. Це найбільш часто зустрічаються соеди-вати при різних способах зварювання. Їм віддають предпоч-тение, тому що вони характеризуються найменшими соб-чими напруженнями і деформаціями. Як правило,
Мал. 30. Зони зварного з'єднання: 1 - зварного шва; 2 - сплаву; 3 - термічного впливу; 4 - основного металу
стиковими з'єднаннями зварюють конструкції з листо-вого металу.
Основними перевагами даного з'єднання, рас-зчитувати на які можна за умови ретельної підго-товки і підгонки крайок (завдяки притуплення останніх запобігають пропал і перебіг металу в процесі зварювання, а дотримання їх паралельності забезпечує ка-кількісний рівномірний шов), є наступні:
- мінімальні витрати основного і наплавленого ме-Таллах;
- найменший часовий проміжок, необхідний для зварювання;
- виконане з'єднання може за своєю міцністю не поступатися основному металу.
Залежно від товщини металу кромки при дугового зварювання можуть бути обрізані під різними кутами до поверх-ності:
- під прямим кутом, якщо з'єднують сталевими листами тол-щіной 4-8 мм. При цьому між ними залишають зазор в 1-2 мм, що полегшує проварювання нижньої частин кромок;
- під прямим кутом, якщо з'єднують метал товщиною до 3 і до 8 мм при одно - або двосторонньої зварювання відпо-венно;
- з одностороннім скосом кромок (V-образно), якщо тол-щина металу становить від 4 до 26 мм;
- з двостороннім скосом (Х-образно), якщо листи мають товщину 12-40 мм, причому цей спосіб більш економічний, ніж попередній, оскільки кількість наплавленого ме-Таллах зменшується практично в 2 рази. Це означає еко-номію електродів і електроенергії. Крім того, для двусто-роннего скоса в меншій мірі характерні деформації і напруги при зварюванні;
- кут скоса можна зменшити з 60 ° довести до 45 °, якщо зварювати листи товщиною більше 20 мм, що знизить об'єк-му наплавленого металу і заощадить електроди. Наявність зазору в 4 мм між крайками забезпечить необхідний про-вар металу.
При зварюванні металу різної товщини кромку більш тол-стого матеріалу скошують сильніше. При значній товщині з'єднувальних дугового зварювання деталей або листів застосовують чашеобразную підготовку кромок, причому при товщині 20-50 мм проводять односторонню підготовку, а при товщині більше 50 мм - двосторонню.
Сказане вище наочно показано в табл. 17.
Таблиця 17 ВИБІР стикового з'єднання ЗАЛЕЖНО ВІД ТОЛ ЩИ Н И М ЕТАЛЛА
2. Нахлесточного, найчастіше використовувані при дугового зварювання конструкцій, товщина металу яких становить 10-12 мм. Від попереднього з'єднання даний варіант від-личать відсутність необхідності спеціальним чином під-готавлівать кромки - досить просто обрізати їх. Хоча збірка і підготовка металу під з'єднань внапуск не настільки обтяжливі, слід врахувати, що витрата основ-ного і наплавленого металу збільшується в порівнянні зі стиковими з'єднаннями. Для надійності і уникнення корозії внаслідок попадання вологи між листами такі сполуки проварюють з обох сторін. Є види зварювання, де застосовують виключно даний варіант, зокрема при точкового контактного і роликового.
3. Таврові, широко поширені при дугового зва-ке. Для них кромки скошують з однієї або обох сторін або взагалі обходяться без скоса. Особливі вимоги пред'явлені-ються тільки до підготовки вертикального листа, який дол-дружин мати одно обрізану крайку. При одно - і двосторонніх
скосах кромки вертикального листа передбачають зазор в 2-3 мм між вертикальної і горизонтальної площинами, щоб проварити вертикальний лист на всю товщину. Односто-ронний скіс виконують в тому випадку, коли конструкція виро-лія така, що неможливо проварити її з обох сторін.
4. Кутові, при яких елементи конструкції або дета-чи поєднують під тим або іншим кутом і зварюють по кром-
Мал. 31 (продовження). Види зварних з'єднань: д - прорізні; е - торцеві; ж - з накладками; 1-3 - основний метал; 2 - накладка: 3 - електрозаклепкі; з - з електрозаклепкамі
кам, які потрібно попередньо підготувати. Такі сполуки зустрічаються при виготовленні резервуарів для рідин або газів, які містяться в них під невеликі-шим внутрішнім тиском. Кутові з'єднання для зусилля-ня міцності можуть бути проварені і з внутрішньої сторони.
5. Прорізні, до яких вдаються в тих випадках, коли на- хлесточний шов нормальної довжини не дає необхідної ін-ності. Такі сполуки бувають двох типів - відкриті і за-криті. Проріз проробляють за допомогою кисневого різання.
6. Торцеві (бічні), при яких листи накладають один на інший і зварюють по торцях.
7. З накладками. Для виконання такого з'єднання листи зістиковують і перекривають стик накладкою, що, природно, тягне за собою додаткові витрати метал-ла. Тому даний спосіб використовують в тому випадку, коли виконати стикового або Нахлесточного шов не представляє-ся можливим.
8. З електрозаклепкамі. Дане з'єднання є міцним, але недостатньо щільним. Для нього верхній лист просвердлюють і заварюють отримане отвір таким чином, щоб захопити і нижній лист. Якщо метал не занадто-ком товстий, то просвердлювання і не потрібно. Наприклад, при автоматичному зварюванні під флюсом верхній лист просто проплавляется зварювальної дугою.
Конструктивний елемент зварного з'єднання, який при його виконанні утворюється внаслідок кристалізації розплавленого металу по лінії переміщення джерела нагріву, називається зварним швом. Елементами його геомет-рической форми (рис. 32) є:
- величина катета (К) для кутових, напусткових і тав-рових з'єднань.
Класифікація зварних швів грунтується на відмінності-них ознаках, які представлені нижче.
1. За типом з'єднання:
Кутові шви практикують при деяких видах зварних з'єднань, зокрема при напусткових, стикових, кутових і з накладками. Сторони такого шва називаються катетами (к), зона ABCD на рис. 33 показує ступінь нерівності шва і не береться до уваги при розрахунку міцності зварювально-го з'єднання. При його виконанні необхідно, щоб катети були рівні, а кут між сторонами OD і BD становив 45 °.
2. По виду зварювання:
Мал. 35. Переривистий зварений шов
5. За ступенем опуклості, т. Е. Формі зовнішньої поверх-ності (рис. 36):
Тип використовуваного електрода визначає випуклостьшва (а '). Найбільша опуклість характерна для тонкопокритие електродів, а толстопокритие електроди дають нормальні шви, оскільки відрізняються більшою жидкотекучестью рас-плавленого металу.
Досвідченим шляхом було встановлено, що міцність шва не збільшується зі збільшенням його опуклості, тим більше якщо
Мал. 36. Зварені шви, що розрізняються за формою зовнішньої поверхні: а - нормальні; б - опуклі; в - увігнуті
з'єднання «працює» при змінних навантаженнях і вібро-ції. Такий стан пояснюється так: при виконанні шва з великою опуклістю неможливо домогтися плавного переходу від валика шва до основного металу, тому в цій точці кромка шва як би підрізає, і тут в основному концентруються напруги. В умовах змінних і виб-раціонних навантажень в цьому місці зварене з'єднання може піддаватися руйнуванню. Крім того, опуклі шви тре-ють підвищеної витрати електродного металу, енергії і часу, т. Е. Є неекономічним варіантом.
6. По конфігурації (рис. 37):
7. По відношенню до діючих сил (рис. 38):
Мал. 38. Зварені шви по відношенню до діючих сил: а - фланговий; б - торцевий; в - комбінований; г - косою
Вектор дії зовнішніх сил може бути паралельним осі шва (характерно для флангових), перпендикулярним осі
шва (при торцевих), проходити під кутом до осі (для косих) або поєднувати напрямок флангових і торцевих сил (при комбі-лося раніше).
8. За способом утримання розплавленого металу шва:
- без підкладок та подушок;
- на знімних і залишаються сталевих підкладках;
- на мідних, флюсо-мідних, керамічних і азбестоцементних вих підкладках, флюсових і газових подушках.
При накладенні першого шару шва головне - зуміти удер-жати рідкий метал в зварювальної ванні. Щоб запобігти його витікання, використовують:
- сталеві, мідні, азбестові і керамічні під-кладки, які підводяться під кореневої шов. Завдяки їм можна збільшити зварювальний струм, що забезпечує наскрізне проплавлення крайок і гарантує стовідсотковий проварена де-талей. Крім того, підкладки утримують розплавлений ме-талл в зварювальної ванні, перешкоджаючи утворенню прожогов;
- вставки між зварюються крайками, які ви-полняют ті ж функції, що і прокладки;
- подрубкі і підвариво кореня шва з протилежного боку, при цьому не прагнуть до наскрізного проплавлению;
- флюсові, флюсо-мідні (при зварюванні під флюсом) і газові (при ручного дугового, автоматичної і аргонно - дугового зварювання) подушки, які підводять або подають під перший шар шва. Їх мета - не допустити витікання металу зі зварювальної ванни;
- з'єднання в замок при виконанні стикових швів, які попереджають пропали в кореневому шарі шва;
- спеціальні електроди, покриття яких містить особливі компоненти, що збільшують силу поверхневого на-тяжіння металу і не дозволяють йому витікати з зварюва-ної ванни при виконанні вертикальних швів зверху вниз;
- імпульсну дугу, завдяки якій відбувається крат-ковременной розплавлення металу, що сприяє більш швидкому охолодженню і кристалізації металу шва.
9. По стороні, на якій накладається шов (рис. 39):
Мал. 39. Зварені шви, що розрізняються своїм розташуванням: а - односторонній; б - двосторонній
Мал. 41. Зварені шви, що розрізняються кількістю наплавлених валиків: а - одношаровий; б - багатошаровий; в - багатошаровий багатопрохідний
слідства, як непровар по перерізу зварного з'єднання, перегрів і перевитрата металу. Оброблення кромок дає можли-ність здійснювати зварювання декількома шарами Невелика-го перетину, завдяки чому структура зварного з'єднання поліпшується, а внутрішня напруга і деформації знижуючи-ються;
- зазор між сполучаються крайками (а). Від правиль-ності встановленого зазору і підібраного режиму зварювання залежить, наскільки повним буде проварена по перетину соеди-вати при формуванні першого (кореневого) шару шва;
- притуплення крайок (S), необхідне для того, щоб надати процесу накладення кореневого шва певну стійкість. Ігнорування цієї вимоги призводить до пережогу металу при зварюванні;
- довжина скоса листа в тому випадку, якщо є різниця по товщині (L). Цей елемент дозволяє забезпечувати плав-ний і поступовий перехід від більш товстої деталі до тонкої, що знижує або усуває ризик концентрації напружень в зварних конструкціях;
- зміщення кромок по відношенню один до одного (5). По-кільки це знижує міцності з'єднань-ня, а також сприяє непровари металу і утворення вогнищ напруги, ГОСТом 5264-80 встановлені допусти-мі норми, зокрема зміщення повинно становити не бо-леї 10% товщини металу (максимум 3 мм).
Таким чином, при підготовці до зварювання необхідно ви-конати наступні вимоги:
- очистити кромки від забруднень і корозії;
- зняти фаски відповідного розміру (за ГОСТом);
- встановити зазор відповідно до ГОСТу, розробити конструкцію танним для того чи іншого типу з'єднання.
Про деякі види кромок вже говорилося раніше (хоча вони і розглядалися в іншому аспекті) при описі сти-кових з'єднань, але тим не менш необхідно ще раз за-гострити на цьому увагу (рис. 43).
Вибір того чи іншого виду кромок визначається цілою низкою чинників:
- способом з'єднання виробів, частин та ін.
Мал. 46. Структура умовних позначень зварного шва: 1 - зварні шви; 2 - допоміжні знаки шва по замкнутій лінії; 3 - дефіс; 4 - допоміжні знаки; 5 - для переривчастого
шва - довжина шва, знак / або Z, крок; 6 - для точкового шва - розмір точки; 7 - для контактного зварювання - діаметр точки,
Z. крок; 8-для шовного зварювання - довжина шва;
9 - ширина і довжина шва, знак або, крок; 10 - знак і катет за стандартом; 11 - умовне зображення способу зварювання; 12 - тип шва; 13 - стандарт з'єднання
Як приклад розшифруємо позначення:
ГОСТ 14771-76- Е4-У П A6-50Z150
- шов розташовується на невидимій стороні - позначення-чення знаходиться під поличкою;
- Таврове з'єднання, шов № 4 по ГОСТу 14771- 76 - Т4;
- зварювання в вуглекислому газі - У;
- зварювання напівавтоматична - П;
- довжина катета 6 мм - Г 6:
- шов переривчастий з шаховим розташуванням участ-ков - 50 150.
Будь-зварювальний апарат це електричний прилад, який отримуючи ток з мережі, перетворює його до потрібних параметрів і видає електричну дугу постійного струму з високою його силою (сто - двісті ампер). ...
Зварювальні роботи можуть стати причиною пожежі, якщо не виконуються елементарні вимоги протипожежні-пожежну захисту. Причиною пожежі можуть стати іскри і краплі роз-лавленного металу, недбале поводження з вогнем сва-рочной пальника, наявність на ...
Суть кисневого різання полягає в згорянні разре-Позика металу під впливом струменя кисню і видалити-ванні з розрізу шлаків, освітою яких неминуче супроводжується цей процес (рис. 95). Мал. 95. Схема виконання газової ...