Сварные соединения типы классификация

Для неразъемного соединения между собой металлических деталей сваркой используют различные типы сварных соединений.

Неразъемное соединение деталей выполненных из металлических заготовок и получаемое при помощи расплавления их краев электродуговой или газом. Одновременно с этим происходит наплавка дополнительного металла, это может быть расплавленный электрод или специально подаваемый в зону нагрева пруток. В результате этих манипуляций в месте соединения заготовок образуется сварочный шов.

Для соединения металлических деталей применяют различные виды сварки. Список сварочных технологий довольно большой, но к основным видам можно отнести:

  • электродуговую;
  • газопламенную;
  • плазменную;
  • лазерную и многие другие.

Основные типы сварочных соединений

Все вопросы, касающиеся сварочного дела, так или иначе, стандартизированы. Один из основополагающих документов это ГОСТ 2601-92. Этот документ нормирует термины и основные понятия в области сварочного дела. В этом же документе определены и основные виды соединений при помощи сварки. К ним относят:

Стыковые

Торцы плотно прилегают друг к другу. Это широко применяемый вид соединения, который можно получать при использовании различных сварочных технологий. Стыковые швы обладают рядом преимуществ, в сравнении с другими – высокая скорость выполнения работ, соответственно высокая производительность, выполняемых работ. Минимальный расход материала. Высокая прочность сварного соединения, разумеется, она достигается при полном соблюдении всех технологических норм и правил. Но использование стыкового соединения требует предварительной подготовки кромок, то есть, подготовить фаску, кроме того, необходимо обеспечить точность установки заготовок.

Такой вид используют для соединения листового, трубного и сортового проката.

Нахлесточные

При этом способе сборки, заготовки располагают так, что их плоскости расположены параллельно друг другу и при этом частично перекрывают друг друга. Соединения этого типа чаще всего используют при выполнении точечной и контактной сварки. В других случаях при выполнении такого шва неоправданно увеличивается расход самого металла и электродов. При выполнении соединения внахлест нет необходимости в предварительной разделке кромок. Но в любом случае листы должны быть обрезаны с применением специального оборудования, например, механических ножниц. Во избежание коррозии, которая может возникнуть между листами металла, целесообразно проварить такое соединение по всей длине.

Такое скрепление заготовок целесообразно использовать если их толщина не превышает 10 мм.

Угловое

Заготовки располагают друг относительно друга под определенным углом, а шов пролегает в месте их контакта.

Угловые соединения могут иметь одно- или двустороннее исполнение. Их используют при слиянии деталей из листового проката, фасонных изделий и труб. Угол может быть различным, все зависит от назначения конструкции. Небольшое осложнение вызывает то, что необходимо разделать кромки примыкающей заготовки.

Тавровое

Торец одной заготовки примыкает к плоскости другой, чаще всего под прямым углом.

Деталь, устанавливаемая вертикально должна в обязательном порядке иметь обрезанную кромку. Таким образом, обеспечивается примыкание одной детали к другой. Кстати, при подготовке ее к сварке, в зависимости от толщины, может потребоваться предварительная разделка кромки. Если металл довольно толстый, к примеру, свыше 20 мм, то фаску необходимо снимать с двух сторон заготовки. Такой подход обеспечит провар соединения.

Торцовое

Такая форма слияния поверхностей, при котором края свариваемых заготовок прилегают друг к другу и получаемая деталь напоминает бутерброд в разрезе.

Соединения, выполненные при помощи сварки, получили распространение в промышленности, строительстве. Сварка широко используется для замены кованых изделий и деталей, которые изготавливают с помощью литья.

Технологические особенности сварочных работ

Любая работа имеет свои секреты, которыми по большей части владеют профессионалы и сварка тут не исключение. Например, при выполнении таврового соединения, состоящего из листов разной толщины, следует держатель электрода установить таким образом, чтобы угол между ним и толстым листом составлял 60 градусов.

Другая особенность выполнения таврового типа заключается в установке листов в «лодочку», то есть угол между заготовкой и горизонтальной плоскостью должен составлять 45 градусов. При такой форме установки заготовок электрод может быть установлен строго вертикально. В результате вырастает скорость сварки и снижается вероятность появления таких дефектов, как подрез, кстати, это чаще всего встречающийся дефект таврового шва. В зависимости от толщины металла может возникнуть необходимость выполнения нескольких проходов электродом. Сварку в «лодочку» применяют при использовании автоматической сварки.

Читайте также:  Размеры головок торцевых ключей

Классификация по расположению соединения

Кроме вышеприведенной квалификации, сварные швы можно классифицировать и по другим характеристикам. Одна из таких – это по степени выпуклости.

Сварные швы можно разделить на:

Во многом этот параметр зависит от параметров сварочных материалов и от режимов сварочного аппарата. Если при выполнении сварки применяют длинную дугу, то шов выйдет ровным и широким. При использовании короткой дуги, ширина шва уменьшиться, а сам он станет выпуклым. Нельзя забывать и о том, что на качество и геометрию шва большое значение оказывает скорость движения электрода и, конечно, форма и размеры разделки кромки.

Сварные швы можно классифицировать по их положению в пространстве. То есть они могут быть расположены – внизу, вертикально и на потолке.

Оптимальным расположением сварочного шва считают нижнее. Такой вид шва рекомендуется использовать при разработке рабочей документации на изделия. Сварщик, при обработке нижнего шва, находиться поверх него и прекрасно видит и движение электрода, и процесс формирования шва.

Вертикально расположенные или потолочные швы могут выполнять только сварщики определенной квалификации. Потолочное расположение шва это самый трудоемкая и небезопасная работа.

Квалификация сварных соединений по протяженности

Неразъемные соединения, полученные при помощи сварки можно разделить на сплошные и прерывистые. Первые выполняют там, где необходимо обеспечить герметичность соединения или там, где по прочностным требованиям невозможно применить второй вариант (прерывистый)

Нормативная база

Сварочные соединения могут быть классифицированы по разным параметрам – это и геометрия шва, и тип соединения и многое другое. При проектирования изделия, в котором будут использоваться сварочные швы, проектировщик в первую очередь должен руководствоваться результатами прочностных расчетов. И только после этого выбирать способ соединения заготовок.

В своей работе проектировщики и изготовители должны руководствоваться следующими документами:

На основании данных из этих нормативных документов, необходимо определить геометрию шва и тип сварки. Уже затем должны быть установлены критерии раздела кромок, если таковой требуется. На последней стадии определяют допустимые и предельные отклонения размеров шва.

Дефекты сварочных соединений

Сварочные работы относят к особо ответственным. И это понятно. Сварку используют и при изготовлении емкостей, работающих под давлением, и трубопроводов и котлов. И от качества выполненного соединения зависит работоспособность и, главное, безопасность работы оборудования. Практически на всех производствах и строительных площадках. Где используют сварку, применяют различные методы контроля качества. В соответствии с требованиями ГОСТ 3242-79 для контроля сварочных соединений предусмотрено несколько способов контроля. Среди них такие, как:

  • Визуальный, его применяют при контроле неответственных соединений.
  • Ультразвуковой – его применяют для контроля разных типов соединений.

На особо ответственные, например, на мостовых конструкциях или трубопроводах высокого давления, сварщик должен оставить отпечаток личного клейма.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Классификация сварных швов и соединений

Сварным соединением называется неразъемное соединение, выполненное сваркой. Сварное соединение включает следующие зоны металла в изделии: наплавленный металл; зона сплавления; зона термического влияния.

В зависимости от взаимного расположения свариваемых деталей различают пять типов сварных соединений (согласно ГОСТ 5264-80 «Швы сварных соединений, ручная дуговая сварка» и ГОСТ14771-76 «Швы сварных соединений, сварка в защитныхгазах»: – Стыковое – «С»; – Торцевое – «Тр»; – Нахлёсточное – «Н»; – Тавровое – «Т»; – Угловое – «У».

В СТЫКОВОМ (С) сварном соединении поверхности свариваемых элементов располагаются в одной плоскости или на одной поверхности, а сварка выполняется по смежным торцам. Стыковое соединение обеспечивает наиболее высокие механические свойства сварной конструкции, но требует достаточно точной подготовки деталей и сборки.

ТОРЦЕВОЕ (С) соединение сваривается по торцам соединяемых деталей, боковые поверхности которых примыкают друг к другу. Такие соединения используют, как правило, при сварке тонких деталей во избежание прожога.

В НАХЛЁСТОЧНОМ (Н) сварном соединении поверхности свариваемых элементов располагаются параллельно так, чтобы они были смещены и частично перекрывали друг друга. Нахлёсточные соединения менее чувствительные к погрешностям при сборке, но хуже чем стыковые работают при нагрузках, особенно знакопеременных.

Читайте также:  Как подсоединить фотореле к фонарю

ТАВРОВОЕ (Т) сварное соединение получается, когда торец одной детали под прямым или любым другим углом соединяется с поверхностью другой. Тавровые соединения обеспечивают высокую жёсткость конструкции, но чувствительны к изгибающим нагрузкам.

УГЛОВЫМ (У) называют соединение, в котором поверхности свариваемых деталей располагаются под прямым, тупым или острым углом и свариваются по торцам.

Основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений

При сварке плавлением для обеспечения необходимой глубины проплавления выполняют разделку кромок

Геометрические характеристики разделки стыка и сварного соединения

Стандарты сварных соединений и условные обозначения нестандартных швов

Сварной шов – участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации (затвердевания) расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.

по положению в пространстве от формы сечения Классификация сварных швов от характера сопряжения свариваемых деталей по количеству слоёв от протяжённости по выполнению по числу проходов по назначению по виду сварки по направлению действующего усилия по применяемому для сварки материалу от условий работы сварного изделия по способу удержания расплавленного металла по внешнему виду

от формы сечения

от характера сопряжения свариваемых деталей стыковые угловые тавровые нахлёсточные торцевые

по внешнему виду В соответствии со стандартом допускается выпуклость шва при нижней сварке до 2 мм и не более 3 мм для швов , выполненных в остальных положениях. Вогнутость допускается во всех случаях не более 3 мм.

по количеству слоев Однослойный, однопроходный Многослойный Многопроходный

по направлению действующего усилия

по положению в пространстве

по назначению – прочностные; – плотные (герметичные); – прочно-плотные.

от условий работы сварного изделия – рабочие, предназначенные непосредственно для нагрузок; – нерабочие (связующие или соединительные), используемые только для соединения частей сварного изделия.

по способу удержания расплавленного металла – на швы выполненные без подкладок и подушек; – на съемных и остающихся стальных подкладках; – на медных, флюсо-медных, керамических и асбестовых подкладках; – на флюсовых и газовых подушках.

по ширине – ниточные с шириной шва равной или незначительно превышающей диаметр электрода, выполняются без поперечных колебательных движений сварочного электрода; e = dэл +2…3мм – нормальные с шириной: e = ≤1,5dэл – уширенные, которые выполняют с поперечными колебательными движениями электрода. e = (1,5 – 5)dэл

по длине шва короткие ( до 300 мм); средние (от 300 до 1000мм); длинные ( свыше 1000мм)

по конфигурации сварного шва – прямолинейные; -криволинейные; – кольцевые; -спиральные;

по виду сварки – швы дуговой сварки (ГОСТ 5264—80); – швы автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом (ГОСТ 8713-79); – швы дуговой сварки в защитных газах (ГОСТ 14771—76); – швы электрошлаковой сварки (ГОСТ 15164 — 78); – швы электрозаклепочные (ГОСТ 14776 — 79); – швы контактной электросварки (ГОСТ 15878 — 79); – швы газовой сварки; – швы паяных соединений.

по применяемому для сварки материалу – соединения углеродистых и легированных сталей (ГОСТ 5264-80; 14771-76; 15164-78; 8713 — 79 и др.); – швы соединения цветных металлов (ГОСТ 16038 — 70; 14806 — 69); – швы соединения биметалла (ГОСТ 16098 — 70); – швы соединения винипласта и полиэтилена (ГОСТ 16310-70).

Основные геометрические параметры стыкового шва:

Основные геометрические параметры углового шва

Параметры сварного шва Коэффициент выпуклости шва – отношение ширины шва к его выпуклости. Ky = e / q Значение коэффициента выпуклости шва не должно быть более 7–10. Коэффициент долей основного металла в металле шва: Kо = Fо / (Fо + Fэ), где Fо – площадь сечения расплавленного основного металла, Fэ – площадь сечения наплавленного электродного металла

Параметры сварного шва Корнем сварного шва называется часть шва, которая наиболее удалена от его лицевой поверхности. Подварочный шов – меньшая часть двустороннего шва, выполняемая заранее для предотвращения прожогов при дальнейшей сварке основного шва или укладываемая в последнюю очередь в корень шва.

ИЗОБРАЖЕНИЕ ШВОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Шов сварного соединения, независимо от способа сварки, условно изображают: – видимый — сплошной основной линией (а, в), – невидимый — штриховой линией (г). Видимую одиночную сварную точку, независимо от способа сварки, условно изображают знаком «+» (черт. 1б), который выполняют

Читайте также:  Станок для шлифовки камня своими руками

ИЗОБРАЖЕНИЕ ШВОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Шов, размеры конструктивных элементов которого стандартами не установлены (нестандартный шов), изображают с указанием размеров конструктивных элементов, необходимых для выполнения шва по данному чертежу

Вспомогательный знак Значение вспомогательного знака Расположение вспомогательного знака относительно полки линии-выноски, проведенной от изображения шва с лицевой стороны с оборотной стороны Усиление шва снять Наплывы и неровности шва обработать с плавным переходом к основному металлу Шов выполнить при монтаже изделия, т.е. при установке его по монтажному чертежу на месте применения Шов прерывистый или точечный с цепным расположением Угол наклона линии » 60° Шов прерывистый или точечный с шахматным расположением Шов по замкнутой линии. Диаметр знака — 3 . 5 мм Шов по незамкнутой линии. Знак применяют, если расположение шва ясно из чертежа

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СОГЛАСНО МЕЖДУНАРОДНОГО ИНСТИТУТА СВАРКИ Положение шва при сварке стыковых (а) и тавровых (б) соединений листов: HI – нижнее; Н2 – нижнее тавровых соединений; B1 – вертикальное (сварка низу вверх); B2- вертикальное (сварка сверху вниз); Г – горизонтальное; П1 – потолочное; П2- потолочное тавровых соединений

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СОГЛАСНО МЕЖДУНАРОДНОГО ИНСТИТУТА СВАРКИ Положение шва при сварке стыковых (а) и угловых (б) соединений труб: HI – нижнее при горизонтальном расположении осей труб (трубы), свариваемых (привариваемой) с поворотом; Н2 – нижнее при вертикальном расположении оси трубы, привариваемой без поворота или с поворотом; В1 – переменное при горизонтальном расположении осей труб (трубы), свариваемых (привариваемой) без поворота "на подъем"; В2 – переменное при горизонтальном расположении осей труб (трубы), свариваемых (привариваемой) без поворота "на спуск"; Г – горизонтальное при вертикальном расположении осей труб, свариваемых без поворота или с поворотом; Н45 – переменное при наклонном расположении осей труб (трубы), свариваемых (привариваемой) без поворота; П2 – потолочное при вертикальном расположении оси трубы, привариваемой без поворота или с поворотом

Вопросы для самопроверки 1. Как классифицируются швы сварных соединений? 2. Для чего применяется разделка кромок? 3. Что такое корень шва ? 4. Как классифицируются сварные швы ? 5. Как обозначаются сварные швы на чертежах ?

Сварное соединение — неразъёмное соединение, выполненное сваркой.

Сварное соединение включает три характерные зоны, образующиеся во время сварки: зону сварного шва, зону сплавления и зону термического влияния, а также часть металла, прилегающую к зоне термического влияния.

Сварной шов — участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.

Металл шва — сплав, образованный расплавленным основным и наплавленным металлами или только переплавленным основным металлом.

Основной металл — металл подвергающихся сварке соединяемых частей.

Зона сплавления — зона частично сплавившихся зёрен на границе основного металла и металла шва.

Зона термического влияния — участок основного металла, не подвергшийся расплавлению, структура и свойства которого изменились в результате нагрева при сварке или наплавке.

Основные типы сварных соединений [ править | править код ]

  • Стыковое — сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями.
  • Нахлёсточное — сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга.
  • Угловое — сварное соединение двух элементов расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев.
  • Тавровое — сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента.
  • Торцовое — сварное соединение, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу.
  • Стыковое сварное соединение. Сверху – без раздела кромок, снизу – с симметричной V-образной разделкой кромок под сварку.

    Двустороннее нахлёсточное сварное соединение.

    Тавровое сварное соединение с симметричной разделкой кромок под сварку.

    Угловое сварное соединение с односторонней разделкой кромок под сварку.