Швы сварных соединений: виды сварных соединений и классификация способов сварки

alexxlab | 23.05.2023 | 0 | Разное

Виды сварочных швов и техника их выполнения

Сварочный шов – неразъемное соединение, получаемое в результате сварки. Задача каждого сварщика – получение качественного сварного шва, которое гарантирует надежное соединение элементов. Для выполнения поставленной задачи нужно знать виды сварочных швов и техники их выполнения.

Основные виды сварочных швов

В первую очередь все швы делят по способу соединения деталей. По данному признаку выделяют следующие виды швов:

• стыковые – получаемые между заготовками, примыкающими торцевыми поверхностями друг к другу,
• нахлесточные – получаемые за счет наложения деталей друг на друга с частичным перекрытием,
• тавровые – получаемые за счет приваривания торцевой поверхности одной заготовки к плоскости другой заготовки,
• угловые – получаемые между заготовками, расположенными под углом друг к другу, шов получается в месте примыкания деталей,
• торцевые – получаемые за счет сваривания торцов заготовок.

Стыковые швы

Стыковые швы являются самыми распространенным видом швов. Они используются при сварке металлических листов или труб различной толщины. Для сварки заготовки должны быть надежно зафиксированы. Между деталями остается небольшой зазор – около 1-2мм. В процессе сварки он заполняется расплавленным металлом заготовок или присадочным материалом.

Различают односторонние и двухсторонние швы. При односторонней сварке шов формируется только на одной стороне деталей. В случае двухстороннего шва сварка проводится на обеих сторонах заготовок.

В зависимости от толщины свариваемых деталей для стыковых швов по-разному готовят сварочные кромки. Соответственно этому различают формы:

• с отбортовкой – для деталей толщиной до 4мм,
• без скоса – для деталей толщиной до 8мм,
• с V-образным скосом – для деталей толщиной от 3 до 60мм,
• с X-образным скосом – для деталей толщиной от 8 до 120мм,
• с K-образным скосом – для деталей толщиной от 8 до 100мм,
• с криволинейным скосом – для деталей толщиной от 15 до 100мм.

Для тонких деталей возможна стыковая сварка без обработки кромок или с обработкой только на одной стороне.

Нахлесточные швы

При выполнении швов внахлест поверхности свариваемых деталей параллельны друг другу и частично друг друга перекрывают. Такие швы считаются самыми простыми и удобными для практики неопытных сварщиков.

Сварка швами внахлест всегда выполняется с двух сторон. Кромка каждой заготовки должна быть приварена к поверхности другой. Кромки подготавливаются без скоса. Угол наклона электрода при выполнении сварки должен быть в пределах 15

o-45^o. Если угол наклона будет выходить за эти пределы, то шов «заползет» на одну и сторон стыка.

Тавровые швы

Тавровые швы выполняются привариванием торца одной заготовки к боковой поверхности другой заготовки и в разрезе напоминают букву Т. Чаще всего сварка проводится под прямым углом, но возможно и другие варианты. В процессе сварки заполняется угол, образованный между деталями. Поэтому важно обеспечить глубокое проплавление деталей. Обычно это достигается за счет использования методов автоматической сварки.

Тавровые швы всегда двухсторонние. Форма подготовленных кромок возможна без скоса и с одним или двумя скосами одной кромки. Обрабатывается только привариваемый торец. Как правило, без скоса свариваются детали небольшой толщины – от 2 до 40мм. Для деталей толщиной от 8 до 100мм производится обработка кромки.

При сваривании тавровых швов важно знать их особенность: получаемые швы в итоге прочнее основного металла. Поэтому перед сварочными работами нужно проводить расчеты по получаемому сопротивлению материалов. Это необходимо, чтобы избежать неравномерной прочности деталей, разной стойкости к нагреву и охлаждению и другим скрытым дефектам.

Угловые швы

Угловые швы часто относят к подвиду тавровых швов. Но при этом угловые швы больше распространены, чем тавровые. По форме угловые швы напоминают букву Г. Угол между деталями может быть любой, но чаще всего – прямой. В работе необходимо выполнять правила геометрии шва: ширину, изогнутость, выпуклость шва и корень стыка.

При работе с угловыми швами главной проблемой является стекание металла по углу или с вертикальной поверхности на горизонтальную. Поэтому важно контролировать ровное ведение электрода, соблюдая углы наклона. Так для сварки листов разной толщины нужно держать электрод под углом 60

o по отношению к более толстой заготовке. В результате основное тепло придется на более толстую деталь, а более тонкая не перегреется и не прогорит.

Угловые швы бывают односторонние и двухсторонние. Для двухстороннего шва сварка выполняется и на внутреннем, и на внешнем угле. Возможна сварка без обработки кромок или скосами. Скос может выполняться с одной или с двух сторон одной кромки. Вторая кромка при этом не обрабатывается.

Прочность угловых швов ниже прочности основного металла. Этот момент нужно учитывать при проектировании и проведении работ.

Торцевые швы

Торцевые швы используются для сваривания деталей разной формы, прилегающими друг к другу боковыми поверхностями. Угол прилегания может находиться в пределах от 0

o до 30^o. Такая сварка подходит для работы как с тонкими, так и с толстыми металлами, а также для сварки деталей разной толщины. Перед сваркой выполняется разделка кромок под односторонние скосы.

Торцевые швы отличаются высокой выносливостью к нагрузкам. Но при этом возможно попадание влаги или загрязнений между поверхностями деталей, что в будущем приведет к коррозии. Особенно это вероятно при наличии непроваров.

Другие критерии классификации сварных соединений

Кроме способа соединения деталей швы различаются по другим параметрам:

• по форме шва различают выпуклые и плоские швы,
• по протяженности бывают сплошные и прерывистые швы,
• по положению свариваемых поверхностей в пространстве бывают горизонтальные, вертикальные, потолочные и нижние швы и другие классификации.

Перед началом работ важно определить вид сварочного шва по всем параметрам. Это поможет подобрать оптимальную технику выполнения сварки в каждом конкретном случае. Например, сварка углового соединения в вертикальном положении потребует более тщательной подготовки, чем сварка стыкового шва в нижнем положении.

Основные типы сварных соединений и виды сварных швов

Соединение металлических деталей сварки давно и прочно вошло в производство, широко применяется в быту и продолжает развиваться в направлениях повышения качества и снижения себестоимости. У этой популярности есть свои плюсы и минусы. Плюс в доступности технологии для широких народных масс. Минус в том, что большое количество непрофессионалов вносит неопределенности в терминологию и описание сварочных процессов. Действующий ныне ГОСТ 5264 – 80 говорит о характеристиках и типах сварных соединений, а также видах сварных швов.

1 / 1

Содержание:

1. Назначение кислородного редуктора
2. Что представляет собой сварочное соединение
3. Типы сварных соединений
4. Классификация сварных швов
5. Требования к сварным швам
6. Что влияет на качество сваривания

Что представляет собой сварочное соединение

Прежде всего, это неразъемное соединение, которое выполняется сваркой. Существует множество способов выполнения таких работ. Их популярность легко объясняется отличным качеством и высокой прочностью. Низкая стоимость и высокая скорость выполнения позволили этой технологии проникнуть во все сферы народного хозяйства. При этом интерес к сварке не снижается и множество ученых и инженеров продолжают работать над усовершенствованием процесса.

Типы сварных соединений

В сварочной технологии рассматривают следующие типы:

• стыковое – этот тип соединения предполагает сваривание торцевых поверхностей деталей;

• нахлесточное – в этом случае детали располагают параллельно, с частичным заходом одной на другую;

• угловое – детали устанавливают под углом и сваривают вдоль линии примыкания;

• тавровое – торец одной детали приваривают к боковой поверхности другой детали;

• торцевое – сваривание производится по примыкающим боковым поверхностям.

Наибольшее распространение имеет стыковое. Оно не требуют высокой квалификации сварщика, отличается надежностью и качеством. Выполняются с разделкой кромок или без, в зависимости от толщины металла.

Преимущество нахлесточного соединения состоит в том, что отпадает необходимость подготовки свариваемой поверхности. Этот тип наиболее актуален для листов толщиной 8 – 12 мм. Чаще всего встречается при точечной, контактной и роликовой сварке.

При необходимости сваривания деталей под некоторым углом применяют угловые соединения. Надежный провар соединения возможен только при наличии скосов кромок. Выполнение скосов более трудоёмкая операция, чем сама сварка.

Тавровое соединение требует выполнения скосов и большого количества наплавляемого металла, что увеличивает расход электродов и себестоимость изделия. Его форма повторяет литеру «Т». Без разделки торцов можно выполнять односторонние швы на металле толщиной не более 4 мм.

Классификация сварных швов

Чаще всего встречается следующая классификация сварных швов:   

• по положению в пространстве;

• по конфигурации;

• по степени выпуклости;

• по количеству проходов;

• по направлению действующего усилия и вектору действия внешних сил;

• по виду сварки;

• по протяженности.

От пространственного положения шва зависит технология и сложность его выполнения. По этому признаку выделяют следующие виды сварных швов: 

• нижние, 

• горизонтальные, 

• вертикальные, 

• потолочные.  

Нижние – это азбука всех сварщиков. Они наиболее просты в исполнении и не требуют высокой квалификации сварщика. Самый сложный вид – потолочный. Кроме сложности он неудобен и опасен, возможностью попадания на сварщика капель расплавленного металла.

Разделение по конфигурации не требует особых разъяснений и не отличается особыми приемами. По этому признаку их делят на следующие виды: 

• прямолинейные, 

• криволинейные,

• кольцевые.

Сварные швы получаются вогнутыми, выпуклыми или плоскими. На этом признаке создали еще одно разделение: по степени выпуклости. Этот признак имеет существенное значение потому, что от него зависят физико-механические свойства. Плоские и вогнутые более гибкие и экономные, по сравнению с выпуклыми. А выпуклые более прочные, но при чрезмерной выпуклости склонны к концентрации напряжений.

С количеством проходов и вектором действия внешних сил все понятно, а вот по виду сварки сварные соединения разделяют по методу:

• дуговой сварки;

• автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом;

• дуговой сварки в защитных газах;

• электрошлаковой сварки;

• электрозаклепочные;

• контактной электросварки;

• паяных соединений.

По признаку протяженности различают сплошные и прерывистые швы. У прерывистых есть свои преимущества – сниженное тепловложение и низкая стоимость. Они, в свою очередь, делятся на цепные и шахматные. Встречаются крайне редко в связи с тем, что не имеют должной прочности и непроницаемости. На стороне сплошных главные козыри – качество, прочность и непроницаемость.

Требования к сварным швам

К разным швам предъявляют разные требования, но есть и общие положения, применимые ко всем. Швы должны обладать определенными механическими свойствами и соответствовать их основным показателям:    

• относительное удлинение в пределах 14 – 16%;

• предел прочности не менее чем у свариваемого металла;

• показатель твердости не менее чем у свариваемого металла.

Технологические требования сводятся, в основном, к обеспечению полного провара. Иначе трудно гарантировать надежную работу изделия. От внешнего вида шва требуется отсутствие прожогов, наплывов, непроваров и подрезов. Также требуют наличие плавных переходов к основному металлу.

Что влияет на качество сваривания

На этот вопрос можно ответить легко и сложно одновременно. Простым ответом может быть слово «всё». Возьмите любой из множества параметров технологического процесса сваривания, нарушьте его и вы не получите приемлемого качества.

Единственно верным подходом для получения надежной сварки можно считать следующий: технологи готовят полноценное технологическое описание процесса, менеджеры обеспечивают условия, материалы, специалистов, в соответствии с описанием; а сварщики выполняют работу без отклонения от техпроцесса. Только так можно получить изделие, которому можно доверять.

Что такое шовная сварка? – TWI

Шовная сварка – это соединение деталей из одинаковых или разнородных материалов непрерывным швом. Шовную сварку можно разделить на два основных метода: шовную сварку сопротивлением и шовную сварку трением.

 

Щелкните здесь , чтобы посмотреть наши последние технические подкасты на YouTube .

 

Сварка контактным швом

Сварка контактным швом представляет собой разновидность контактной точечной сварки с основным отличием в том, что сварочные электроды представляют собой колеса с приводом от двигателя, а не стационарные стержни. Этот метод сварки, идеально подходящий для изготовления листового металла, пропускает электрический ток через соединяемые листы металлов, в то время как они удерживаются вместе за счет механической силы в конфигурации внахлест между профилированными медными электродами. Как и в случае других видов контактной сварки, сплавление происходит там, где поверхности листа соприкасаются, поскольку это точка наибольшего электрического сопротивления и, следовательно, место, где тепловыделение максимально.

Тепло от колес электродов в форме дисков создает непрерывный сварной шов, когда заготовки подаются между ними, что приводит к сварке сопротивлением качению или негерметичному сварному шву.

Для шовной сварки сопротивлением может использоваться либо прерывистое движение, когда скорость ролика заранее не определена, либо шовная сварка с непрерывным движением, когда скорость электродного ролика заранее определяется до подачи тока.

Расходуемая проволока для контактной шовной сварки

Альтернативный метод, называемый контактной шовной сваркой плавящейся проволокой, аналогичен стандартной контактной шовной сварке, за исключением того, что электродный диск имеет канавки, так что между диском и соединяемым материалом можно ввести профилированную медную проволоку. Эта медная проволока подается с катушки и проходит вокруг электродного диска со скоростью сварки, после чего выгружается в контейнер для металлолома. Это гарантирует, что на работу всегда будет подаваться чистая, незагрязненная поверхность.

Подходит для сварки стали с покрытием и нержавеющей стали, этот процесс отличается высокой надежностью и позволяет достичь скорости сварки более 70 метров в минуту. В то время как расходуемая проволока увеличивает стоимость этого типа сварки, расходы компенсируются стоимостью возврата лома меди.

Меры предосторожности при контактной шовной сварке

Как и при любом процессе, в котором используется электрический ток, вы должны принять меры предосторожности в отношении силы тока, подаваемого сварочным оборудованием. Если ток слишком высок, поверхность раздела между роликом и материалами будет слишком горячей. Тепло, выделяемое электродами, можно уменьшить, промывая область сварки водой, которая охлаждает ролики во время процесса соединения.

Также важно следить за скоростью сварки, чтобы обеспечить качественное соединение по всему шву.

Преимущества контактной шовной сварки

Преимущество контактной шовной сварки заключается в создании четких сварных швов без образования газа или сварочного дыма. Также нет необходимости использовать присадочные материалы для изготовления соединения , которое может быть выполнено герметичным как для газа, так и для жидкости , что обеспечивает ряд применений.

Процесс может быть полностью автоматизирован , что делает его воспроизводимым. Кроме того, контактная шовная сварка может одновременно создавать как одиночный шов, так и параллельный шов.

Недостатки контактной шовной сварки

В то время как контактная шовная сварка подходит для получения соединений по прямой линии, ролики не могут выполнять более сложные криволинейные сварные швы. Сварка также невозможна во внутренних углах или там, где другие элементы компонента препятствуют доступу колесных электродов.

Этот процесс также не подходит для соединения листов металла толщиной более 3 мм . Из-за скорости ролика может потребоваться высококвалифицированный оператор для обеспечения качества сварки, а сварочное оборудование также дорого.

Применение контактной шовной сварки

Благодаря способности выполнять соединения, непроницаемые для газа или жидкости, этот процесс хорошо подходит для создания таких изделий, как стальные топливные баки для транспортных средств, а также консервные банки, радиаторы или стальные бочки. Сварные швы сопротивления также можно найти на многих типах стволов и выхлопных систем.

Широко используемый для соединения баков самолетов, холодильников и масляных трансформаторов, этот процесс можно использовать для сварки нержавеющей стали, никелевых и магниевых сплавов.

Сварка швов трением

Этот метод соединения использует трение для выделения тепла для сварного соединения, а не электроды. Как и в других процессах сварки трением, заготовки соединяются в твердой фазе без расплавления материалов, что означает отсутствие сплавления и, следовательно, практически полное отсутствие взаимной диффузии между расходуемым материалом и подложкой.

Идеально подходит для соединения материалов, трудно поддающихся сварке с использованием традиционных методов дуговой сварки, сварка трением создает тепло за счет вращающегося плавящегося стержня, который в осевом направлении вдавливается в V-образный или U-образный паз. Заготовки перемещаются под вращающимся расходным материалом по мере отложения налета в канавке.

11 типов сварных швов, которые вы должны знать.

Какие виды сварных швов существуют?

Наиболее известными двумя типами сварных швов являются стыковые и угловые швы. В целом сварной шов можно отличить по различным характеристикам, таким как его проплавление, расположение компонентов (тип соединения), форма и его вираж.

В данной статье рассматриваются наиболее распространенные виды сварных швов и типы соединений в сварных соединениях. Он основан на DIN EN ISO 2553 и различных учебных материалах и скриптах университетов.

Содержание

В чем разница между стыковыми и угловыми швами?

Плоский угловой шов на Т-образном соединенииПлоский стыковой шов (V)

Основное различие между этими двумя типами сварных швов заключается в типе соединения. При сварке встык обе заготовки располагают в одной плоскости. В угловых швах (например, в тавровом соединении) они расположены под углом друг к другу и образуют угловой шов.

Какие виды соединений бывают со сварными швами?

В зависимости от расположения заготовок существуют разные обозначения типа соединения. Наиболее распространенные из них:

• Стыковое соединение
• Тройник или двойной тройник
• Наклонный шарнир
• Угловое соединение
• Многокомпонентный шарнир
• Параллельный шарнир
• Соединение внахлестку
• Панировка

Соединение встык

При соединении встык заготовки лежат в одной плоскости. Они могут иметь разную форму на концах и, таким образом, определять форму шва. Подробнее об этом в разделе: Какие формы могут быть у сварных швов?

Тройник и двойной тройник

Тройник является хорошим примером углового сварного шва. Заготовки лежат под прямым углом друг к другу, одна выступает над другой. Двойное Т-образное соединение возникает, когда одна деталь присоединяется с обеих сторон под прямым углом к ​​другой свариваемой детали.

Косой стык

В случае косого стыка деталь приваривается под углом. В отличие от прямого угла в случае Т-образного соединения этот угол более острый или более пологий.

Угловое соединение

Концы обеих заготовок упираются в угловое соединение. Не имеет значения, находятся ли они под углом 90 градусов или под любым другим углом (< 180 градусов) друг к другу.

Множественный шарнир

Если 3 или более фишек лежат друг против друга, это называется угловым ударом. Они не обязательно должны быть выровнены симметрично и могут лежать под разными углами друг к другу.

Параллельное соединение

Если две детали расположены параллельно друг другу, их можно сварить параллельным соединением. Для этой цели подойдет, например, точечный или дырочный шов.

 

Соединение внахлест

Соединение внахлест существует, когда несколько деталей лежат параллельно друг другу и перекрываются. В этом случае одна заготовка выступает над другой.

Фланцевое соединение

Если две детали согнуты и лежат фальцем друг к другу, их можно сварить вместе. Такой тип соединения называется обжимным соединением.

Какие формы могут быть у сварных швов?

Эти 11 наиболее известны.​

Сварные швы могут различаться формой шва или металлом шва. Здесь играет роль тип соединения и торцы заготовок. These 11 are the most famous:

• Fillet weld
• I-seam
• V-weld
• HV seam
• Y-seam
• HY seam
• U-seam
• Steep-flank seam
• Spot weld
• Перфорированный шов
• Шовный шов

Другие швы – швы валик и заусенцы. Однако они менее известны и не будут здесь рассматриваться. Помимо простых вариантов, существуют также двойные швы (например, двойной угловой шов) и комбинации (например, V-образный шов с встречным швом).

Какие существуют обозначения сварных швов?

Вышеупомянутые формы сварных швов и их символы определены в стандарте DIN EN ISO 2553. Они перечислены ниже с иллюстрацией и их двойной версией (D).

Угловой сварной шов и двойной угловой сварной шов

Угловой или двойной угловой шов представляют собой один или два прямоугольных треугольника с гипотенузой, обращенной вправо. При двойном угловом шве угловой шов выполняется с обеих сторон заготовки.

Двутавровый шов

При двутавровом шве сварной шов и торцы заготовок прямые. Визуализируется двумя параллельными линиями одинаковой длины, направленными вниз.

V-образный и DV-образный швы

V-образный шов сужается к основанию, а две заготовки скошены. Если V-образный шов выполнен с обеих сторон и корни обоих швов встречаются, он называется DV-швом. Они представлены буквой V или крестом (поперечное сечение обоих швов V).

HV-шов и DHV-шов

В HV-шве только одна заготовка скошена, а другая прямая, так что корень оказывается еще более заостренным, чем в V-образном шве (пополам). Шов DHV сваривается с обеих сторон, и корни сходятся. Они обозначаются вертикальной и диагональной линиями, заканчивающимися друг под другом (символ HV), и комбинацией символа HV и его зеркального аналога, так что символ напоминает букву K (символ DHV).

Y-образный и DY-образный шов

Y-образный шов сужается к основанию (обе части скошены с прямым упором), но не проварен. Точно так же корни шва DY не встречаются. Они обозначаются символом Y или крестообразным символом, где центр представляет собой незащелкивающиеся корни.

HY-шов и DHY-шов

По аналогии со швами (D)Y, швы (D)HY представляют собой половинный вариант этих швов. Только одна заготовка скошена, а другая прямая. Символом HY-шва является вертикальная линия с «ответвлением» вправо. К-образный символ шва DHY растянут посередине (из-за того, что корни не проварены).

U-образный шов и DU-фальц

В U-образном шве оба компонента имеют внутреннюю кривизну и часть, которая лежит прямо друг против друга. Корень не проварен, поэтому символ соответствует полуовалу с вертикальной чертой. Шов ДУ имеет закругления с обеих сторон заготовок, но корни не сходятся. Таким образом, символ шва DU добавляет еще один полуовал к символу шва U.

Крутой фланговый шов

Крутой фланговый шов заострен, как V-образный шов, но уплощен на корневом конце. Символ представляет собой усеченную букву V, которая заканчивается горизонтальной линией.

Точечная сварка

Точечная сварка используется для параллельных соединений или соединений внахлест и располагается на внешней кромке заготовок. Символ точечной сварки — незакрашенный кружок.

Пробивной шов

При сквозном шве сварка осуществляется через параллельную или внахлест заготовку в другую. Он представлен квадратной скобкой, направленной вниз.

 

Встречный шов

Встречный шов расположен на задней стороне детали и имеет круглую форму. Он представлен заполненным полуовалом (изогнутым вниз). Может применяться в сочетании с односторонними швами. Затем символы швов комбинируются (например, V-образный шов с встречным швом).

Какие другие размеры доступны для сварных швов?

Размеры и свойства сварных швов

На рисунке показаны размеры и свойства, которые можно назвать для сварного шва:

1. Основной материал
2. Сварной металл
3. Длина шва
4. Ширина шва
5. Общая толщина шва
6. Ширина корня
7. Фактическая толщина шва
8. Сварка внахлест
9. Высота корня

Их можно использовать для различных характеристик швов. В зависимости от условий и материалов необходимо правильно подобрать эти свойства, чтобы обеспечить прочность и стабильность сварного шва. Следующие разделы посвящены этим размерам и формам.

Какие высоты сварного шва существуют?

Отметки шва, показанные здесь, или внешняя форма шва могут быть разделены на три типа: плоские швы, дугообразные швы и арочные швы.

Плоский сварной шов

Если шов выполнен плоским (выгиб шва = 0), он называется плоским швом. Фактическую толщину шва можно определить довольно легко по высоте треугольника, так как он заподлицо.

Изогнутый сварной шов

Сварной шов, имеющий выпуклую форму (высота > 0), называется выпуклым швом. Фактическая толщина сварного шва определяется как высота треугольника между корнем и двумя переходами между сварным швом, выпуклостью и основным материалом. Прошивают соответствующий внутренний плоский шов и определяют его высоту.

Полый сварной шов

Если высота сварного шва < 0 и поэтому он вогнутый, такой шов называется полым. Здесь фактическая толщина шва определяется как высота треугольника от корня до точек пересечения касательной кривизны с переходом между швом и основным материалом. Это аналогично внутреннему плоскому шву, который заканчивается на брюхе кривизны.

Как выглядит хороший сварной шов?

В целях экономии времени и нервов при тестировании и оценке следует использовать правильный инструмент . Отправленный EXPLORER облегчает оценку, автоматически анализируя и помечая несоответствия.

5 типов – что такое неразрушающий контроль (НК)?

Внешние и внутренние характеристики играют роль при оценке сварных швов. Неразрушающий контроль материалов, такой как визуальный осмотр (визуальный осмотр – VT) или методы визуализации (например, рентгенографический контроль с использованием рентгеновских лучей или гамма-лучей — RT или ультразвук с фазированной решеткой — UT) могут использоваться для исследования трещин или пор , например.