Требования к сварным швам металлоконструкций

Требования к сварным конструкциям

Требования к соединениям. В зависимости от типа и назначения конструкции изменяются и конкретизируются требования, предъявляемые к сварным соединениям. Поэтому их нельзя сформулировать в общем виде. Можно лишь утверждать, что любому сварному соединению должна быть обеспечена достаточная работоспособность при минимальной трудоемкости его изготовления. Под работоспособностью сварного соединения подразумевают сохраняемую в течение всего срока эксплуатации необходимую прочность, выносливость и устойчивость при заданных видах нагружения и рабочей среде.

Прочность сварного соединения определяется механическими свойствами металла шва и околошовной зоны. Требования к пластическим и прочностным характеристикам металла шва различные и зависят от типа соединения и условий работы конструкции.

Сварные конструкции изготавливают из проката различного профиля. Различают следующие основные группы стальных прокатных изделий: сортовую сталь, листовую сталь, специальные виды прокатной стали, стальные трубы. Сортовая сталь — круглая, полосовая и угловая, лента, проволока, швеллеры, двутавры, рельсы и др. Листовую сталь толщиной до 4 мм принято считать тонколистовой, а толщиной более 4 мм — толстолистовой. К специальным видам проката относят бандажи, цельнокат- ные колеса, периодические профили, т.е. профили переменного сечения по длине полосы и др.

Требования к сварке конструкций. Технологический процесс сварки должен обеспечивать требуемые геометрические размеры швов, хорошее качество и необходимые механические свойства сварного соединения, а также минимальные усадочные напряжения и деформации свариваемых деталей. Поэтому процесс сварки следует вести на стабильном режиме, при котором отклонения от заданных значений силы сварочного тока и напряжения на дуге не превышают 5%.

Корень шва выполняют ручной дуговой сваркой электродами диаметром не более 3-4 мм.

Свариваемые детали располагают так, чтобы обеспечить возможность наложения швов преимущественно в нижнем положении.

Выполнение каждого валика многослойного шва производят после тщательной очистки предыдущего валика от шлака и брызг металла. Участки шва с порами, трещинами и раковинами удаляют до наложения последующих валиков.

При двусторонней сварке стыков с полным проплавлением необходимо перед выполнением шва с обратной стороны удалить шлак вдоль корня шва до чистого бездефектного металла.

При образовании прожогов в процессе выполнения корня шва их следует удалить и заварить выбранные участки ручной дуговой сваркой.

Придание угловым швам вогнутого профиля и плавного перехода к основному металлу, а также выполнение стыковых швов без выпуклости обеспечивается подбором режимов сварки и соответствующим расположением деталей в процессе сварки.

Начало и конец стыкового шва выполняют за пределами сварного соединения на выводных планках, удаляемых после окончания сварки.

Читайте также:  Приспособление для запиливания углов

Размеры сечения сварных швов должны соответствовать величинам, указанным в ГОСТ 11534-75 и ГОСТ 5264-80.

По окончании сварки конструкции и швы сварных соединений очищают от шлака и брызг расплавленного металла. Приваренные сборочные и монтажные приспособления удаляют без повреждения основного металла и применения ударных воздействий, а места приварки зачищают до чистого основного металла.

К сварке стальных конструкций допускаются сварщики, прошедшие аттестацию в соответствии с утвержденными правилами. Каждый сварщик должен иметь удостоверение на право выполнения сварочных работ.

На месте производства работ сварщик должен заварить технологическую пробу в условиях, аналогичных условиям при сварке конструкций.

В условиях низких температур перед допуском к работе каждый сварщик должен сварить стыковые образцы для механических испытаний при предусмотренной технологическим процессом отрицательной температуре.

Перед сваркой особо ответственных конструкций, новых марок сталей или с использованием новых сварочных материалов сварщик должен сварить контрольные образцы в том же пространственном положении и при использовании тех же материалов и оборудования, что и при сварке монтируемых конструкций.

Браковочным показателем при испытании образцов на статическое растяжение является временное сопротивление разрыву сварного соединения, которое ниже такого же показателя основного металла.

Технология сварки должна обеспечивать безопасные условия работы сварщика.

Изготовление стальных металлических конструкций невозможно без сварки. Она выполняется в соответствии с проектом производства данных работ или с технологическим процессом. Эти нормативные документы представляют собой специальные или типовые инструкции. Качество сварных соединений регламентируется ГОСТ 23118-99.

Требования к механическим свойствам металла шва

К механическим свойствам металла сварного соединения предъявляются следующие требования:

  • показатель относительного удлинения должен быть не менее 16%;
  • при среднесуточной температуре окружающей среды в наиболее холодную 5-дневку показатель ударной вязкости металла должен составлять не меньше 29 Дж/см2;
  • показатель временного сопротивления разрыву металла соединения не должен быть ниже требований, указанных для основного металла;
  • при сварке элементов в заводских условиях показатель твердости металла соединения не должен быть более 350 НV для конструкций 1 группы и не более 400 НV – для конструкций других групп по классификации СНиП II-23;
  • при сварке элементов в процессе монтажа показатель твердости металла должен быть не более 400 HV.

Требования к качеству шва

В зависимости от уровня качества швы подразделяются на 3 категории.

I категория – высокий уровень качества

К ней относят следующие виды швов:

  • поперечный стыковой шов, который воспринимает растягивающие напряжения, например, в элементах ферм, растянутых стенках и поясах балок;
  • шов нахлесточного, углового или таврового соединения, работающий на отрыв, при напряжении среза в шве и при растягивающих напряжениях, которые действуют на присоединяемый элемент;
  • шов в металлоконструкциях, которые по классификации СНиП II-23 относятся к 1 группе, а также в конструкциях 2 группы, если расчетная температура в климатической зоне строительства составляет ниже -40°С.
Читайте также:  Лучшие краги для сварщика

II категория – средний уровень

К ней относят следующие виды швов:

  • расчетный угловой шов, воспринимающий напряжения среза, который соединяет основные элементы металлоконструкций 2 и 3 групп;
  • продольный стыковой шов, который воспринимает напряжения сдвига либо растяжения;
  • связующий (продольный) угловой шов в основных элементах металлоконструкций 2 и 3 групп, который воспринимает растягивающие напряжения;
  • угловой или стыковой шов, который соединяет фасонки со сжатыми элементами металлоконструкции;
  • угловой или стыковой шов, который соединяет растянутые зоны основных элементов металлоконструкции с узловыми фасонками, фасонками связей, упорами и т.д.

III категория – низкий уровень качества

К ней относят следующие виды швов:

  • поперечный стыковой шов, который воспринимает сжимающие напряжения;
  • продольный стыковой шов и связующий угловой шов в сжатых элементах металлоконструкции;
  • угловой или стыковой шов, соединяющий фасонки со сжатыми элементами;
  • угловой или стыковой шов во вспомогательных элементах металлоконструкции.

Содержание:

Сварка – это самый распространенный метод, применяемый при изготовлении металлоконструкций самого разного назначения. Такой тип неразрывного соединения отдельных деталей в единое целое считается на сегодняшний день самым надежным и прочным. Поэтому и применяется он в тех металлоконструкциях, которые должны в процессе эксплуатации выдерживать самые серьезные нагрузки. А долговечность конструкции в полной мере зависит от того, насколько при ее изготовлении соблюдалось требование к сварным швам, прописанное в ГОСТ и проектной документации.

Требования к сварным швам металлоконструкций

Кроме ГОСТ 23118-99, в котором определены параметры качества сварных швов, существует еще несколько нормативных разработок:

  • СП 105-34-96 – Сводные правила, касающиеся качественных характеристик сварного шва и порядка проведения сварочных работ;
  • ВСН 006-89, ВБН А.3.1.-36-3-96 – Инструкции по технологии проведения сварочных работ;
  • ВСН 012-88 – Инструкция, определяющая контрольные мероприятия качества сварного шва.

Все эти правила и инструкции касаются самых разных методов сварки и типов сварных соединений.

Требования к механическим свойствам сварного шва.

Прочность и надежность сварного шва определяется целым рядом его механических свойств. Только в том случае, если соблюдается требование к сварным швам, регламентирующее их механические характеристики, можно гарантировать, что металлоконструкция прослужит настолько долго и эффективно, насколько это требуется.

Требования к сварным швам металлоконструкций

Основными механическими характеристиками сварного шва являются следующие параметры:

  • относительное удлинение металла сварного шва – этот показатель не должен быть меньше 16%;
  • ударная вязкость металла сварного шва. Для того чтобы установить, насколько этот параметр шва соответствует норме, требуется узнать, какую ударную вязкость металл показывает в самых сложных условиях – при среднесуточной температуре, наблюдаемой в течение 5 самых холодных дней в зоне использования металлоконструкции. Минимальный показатель в данном случае должен равняться 29 Дж/кв.см.;
  • временное сопротивление металла сварного шва разрыву – этот показатель не должен быть ниже аналогичного показателя основного металла конструкции;
  • твердость металла сварного шва. Этот параметр регламентируется СНиП II-23, где говорится, что максимально возможное значение твердости должно составлять 350 HV для сварных элементов конструкций, относящихся к 1 группе, и 400 HV для сварных элементов всех прочих конструкций.
Читайте также:  Ящик для инструментов в машину своими руками

Требования к качеству сварного шва.

Отдельная группа требований для сварных швов касается их качества. В зависимости от степени соблюдения этих требований все сварные швы подразделяются на три основные категории:

1. Первая категория сварных швов – высшее качество.

К этой категории относятся сварные швы разных типов (стыковой, нахлесточный, тавровый, угловой), которые располагаются на фермах, балках или стенах и испытывают максимальное напряжение на растяжение. Также в эту группу включаются швы металлоконструкций, относящихся к 1 группе. Иногда сюда же включаются и швы конструкций 2 группы, если им предстоит эксплуатация в климатическом поясе, где температура воздуха отпускается ниже -40 градусов С.

2. Вторая категория сварных швов – средние показатели качества.

В эту группу входят следующие типы швов:

  • угловой шов, служащий для соединения главных деталей металлоконструкций, относящихся к 2 и 3 группе, подвергающийся большому напряжению среза или растяжения;
  • стыковой шов, выдерживающий значительное растяжение или противостоящий сдвигу;
  • стыковой, а также угловой шов, расположенный на месте соединения сжатых деталей конструкции;
  • стыковой, а также угловой шов, соединяющий растянутые детали конструкции.

3. Третья категория сварных швов – низшее качество.

Соблюдение данного объема требований считается достаточным для стыковых или угловых сварных швов, соединяющих вспомогательные детали металлоконструкций.

Другие требования к сварным швам.

Кроме требований, касающихся качества и свойств сварных швов, существует и еще ряд правил, соблюдаемых при изготовлении сварных металлоконструкций. Как правило, конкретные требования к сварному шву описываются в проектной документации. Они касаются расположения сварного шва, его протяженности и непрерывности, а также таких размерных параметров, как толщина и степень выпуклости (швы могут быть выпуклыми или вогнутыми).

Требования к сварным швам металлоконструкций

Кроме того, сварные швы могут быть однослойными и многослойными, а по степени проницаемости их разделяют на прочные и плотные – последняя категория швов не только герметична с точки зрения проникновения сквозь них жидкостей, но и полностью непроницаема для газообразных субстанций. Все эти особенности сварных швов определяются при составлении чертежей металлоконструкции и основываются на особенностях ее эксплуатации.