Сварные соединения: Сварные соединения и их характеристики

alexxlab | 08.01.1990 | 0 | Разное

Основные сварочные соединения

Подготовка металла под сварку

Подготовка поверхности металла под сварку необходима для того чтобы обеспечить более высокое качество сварного шва, для этого металл подвергается правке, разметке, обработке кромок под сварку, холодной или горячей гибки. Материал выравнивают на листоправильных вальцах или с помощью ручного винтового пресса, дальше идет, операция разметка будущей детали. Для прямолинейного реза используется лазерная резка, газокислородной и плазменно-дуговой, режут углеродистые стали, для резки легированных и цветных металлов используется лазерная или плазменно –дуговая.

Обработка кромок, подлежащих сварке, производится в соответствии с чертежами и согласно требованиям ГОСТов на основные типы и конструктивные элементы швов сварных соединений. Кромки соединений под сварку обрабатывают на кромкострогальных или фрезерных станках, а также путем лазерной и плазменной резки на специальных станках. Размеры элементов кромок должны соответствовать требованиям ГОСТ. Подготовка кромок металла под сварку производится с целью обеспечения полного провара металла по всей его толщине и получения: доброкачественного сварного соединения.

Скос кромок делается для металла толщиной свыше 5 мм. Угол скоса 70—90° выбирают из расчета возможности свободного доступа к вершине шва и ее проварки. Следует уделять большое внимание чистоте кромок, так как загрязненная поверхность кромок металла приводит к плохому провару и образованию в сварном шве неметаллических включений. Поэтому перед сваркой кромки, а также соседние с каждой кромкой участки на ширину 20—30 мм должны очищаться до металлического блеска от окалины, ржавчины, масла, краски и других загрязнений. Очистка от окалины, краски и масла может осуществляться непосредственно пламенем сварочной горелки. При этом окалина отстает от металла, а масло и краска сгорают. После нагрева пламенем поверхность зачищается стальной щеткой.

Основные типы сварочных соединений

Термины и определения основных понятий по сварке металлов устанавливает ГОСТ. Сварные соединения подразделяются на несколько типов, определяемых взаимным расположением свариваемых деталей. Основными из них являются:

 – стыковые;
 – угловые;
 – тавровые;
 – нахлесточные; 
 – торцовые.

Для образования этих соединений и обеспечения требуемого качества должны быть заранее подготовлены кромки элементов конструкций, соединяемых сваркой.

Стыковым соединением называют соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцевыми поверхностями.

 

При большой толщине металла ручной сваркой невозможно обеспечить проплавление кромок на всю толщину, поэтому делают разделку кромок, т.е. скос их с двух или одной стороны. Кромки скашивает строгальный станок или термической резкой (плазменной, газокислородной). Общий угол скоса (50±4)°, такая подготовка называется односторонней со скосом двух кромок. При этом должна быть выдержана величина притупления (нескошенной части) и зазор, величины которых установлены стандартом в зависимости от толщины металла. Шов стыкового соединения называют стыковым швом, а подварочный шов – это меньшая часть двустороннего шва, выполняемая предварительно для предотвращения прожогов при последующей сварке основного шва или накладываемая в последнюю очередь, после его выполнения. При подготовке кромок стали толщиной 8–120 мм. Обе кромки свариваемых элементов скашивают с двух сторон на угол (25±2)° каждую, при этом общий угол скоса составляет (50 ± ±4)°, притупление и зазор устанавливаются стандартом в зависимости от толщины стали. Такая подготовка называется двусторонней со скосом двух кромок. При этой подготовке усложняется обработка кромок, но зато резко уменьшается объем наплавленного металла по сравнению с односторонней подготовкой. Стандартом предусмотрено несколько вариантов двусторонней подготовки кромок: подготовка только одной верхней кромки, применяемая при вертикальном расположении деталей, подготовка с неравномерным пс толщине скосом кромок и др.

Угловым соединением называют соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев. Таких соединений насчитывается 10: от У1 до У10.

Для толщины металла 3 – 60 мм кромку примыкающего элемента скашивают под углом (45±2) 1°, сварной шов основной и под-варочный. При этой же толщине и сквозном проваре можно обойтись без подварочного шва. Часто применяют угловое соединение со стальной подкладкой, которая обеспечивает надежный провар элементов по всему сечению. При толщине металла 8–100 мм применяют двустороннюю разделку примыкающего элемента под углом (45±2)°.

Тавровым соединением называют сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен угловыми швами к боковой поверхности другого элемента. Стандартом предусмотрено несколько типов таких соединений: с Т1 по Т9. Распространенным является соединение, для металла толщиной 2–40 мм. Для такого соединения никакого скоса кромок не делают, а обеспечивают ровную обрезку примыкающего элемента и ровную поверхность другого элемента.

При толщине металла 3–60 мм и необходимости сплошного шва между элементами, что предусматривается проектом конструкции, в примыкающем элементе делают разделку кромок под углом (45±2)°. На практике часто применяют тавровое соединение с подкладкой при толщине стали 8–30 мм, а также соединение с двусторонним скосом кромок примыкающего элемента при толщине стали 8–40 мм. Все эти соединения со скосом кромок примыкающего элемента обеспечивают получение сплошного шва и наилучшие условия работы конструкций.

Нахлесточным соединением называют сварное соединение, в котором сваренные угловыми швами элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга. Стандартом предусмотрено два таких соединения: HI и Н2. Применяют иногда разновидности нахлесточного соединения: с накладкой и с точечными швами, соединяющими части элементов конструкции.

Из перечисленных сварных соединений наиболее надежными и экономичными являются стыковые соединения, в которых действующие нагрузки и усилия воспринимаются так же, как в целых элементах, не подвергавшихся сварке, т.е. они практически равноценны основному металлу, конечно, при соответствующем качестве таких работ, как  сварочные работы. Однако надо иметь в виду, что обработка кромок стыковых соединений и их подгонка под сварку достаточно сложны, кроме того, применение их бывает ограничено особенностями формы конструкций. Угловые и тавровые соединения также распространены в конструкциях. Нахлесточные соединения наиболее просты в работе, так как не нуждаются в предварительной разделке кромок, и подготовка их к сварке проще, чем стыковых и угловых соединений. Вследствие этого, а также из-за конструктивной форме некоторых сооружений они получили распространение для соединения элементов небольшой толщины, но допускаются для элементов толщиной до 60 мм. Недостатком нахлесточных соединений является их неэкономичность, вызванная перерасходом основного и наплавленного металла. Кроме того, из-за смещения линии действия усилий при переходе с одной детали на другую и возникновения концентрации напряжений снижается несущая способность таких соединений.

Сварные соединения – Сварные соединения

Сварные соединения

Категория:

Сварные соединения

Сварные соединения

Сваркой называется образование неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между материалами свариваемых деталей путем их местного или общего нагрева или пластического деформирования, или путем совместного действия обоих этих факторов. Сварные соединения характеризуются малой трудоемкостью и относительно низкой стоимостью. Прочность сварного шва не уступает прочности материала

свариваемых деталей. Сварные конструкции намного легче литых и кованых.

Сваркой соединяют заготовки, полученные методами прокатки литья, штамповки и ковки. Сваривают практически все конструкционные стали, однородные и разнородные материалы, пластмассы.

По виду энергии, используемой для образования сварного соединения, сварка бывает термическая (дуговая, плазменная, электронно-лучевая, лазерная, газовая и др.), термомеханическая (контактная и диффузионная) и механическая (ультразвуковая, сварка взрывом, трением и др.). В слесарном деле наибольшее применение находят дуговая и газовая сварка.

Сварка основана на образовании прочных связей между атомами материалов соединяемых деталей.

При ручной дуговой сварке между электродом и соединяемыми деталями возникает электрическая дуга. Расплавляемый металл электрода заполняет металлическую ванну. Одновременно плавится и покрытие электрода. Продукты плавления покрытия образуют газовую защитную атмосферу и жидкую шлаковую ванну на поверхности металлической ванны, изолирующие жидкий металл от кислорода воздуха. По мере удаления электрода от места сварки жидкий металл и шлак застывают и образуют сварочный шов.

При газовой сварке жидкая металлическая ванна образуется в результате плавления кромок свариваемых деталей и присадочного материала в высокотемпературном пламени газовой горелки.

В результате сварки образуются общие для свариваемых материалов кристаллические решетки.

Рис. 1. Схема дуговой (а) и газовой (б) сварки

Виды сварных соединений. При газовой сварке основным является соединение встык, наиболее экономное по затратам материала. При электродуговой сварке выполняют следующие виды соединений: внахлестку; с накладками; впритык; угловые.

Оборудование для дуговой и газовой сварки. Источниками тока для питания сварочной дуги служат сварочные трансформаторы (источники переменного тока), сварочные выпрямители и генераторы (источники постоянного тока). Сварочные трансформаторы по сравнению с источниками постоянного тока более долговечны, обладают более высоким коэффициентом полезного действия, проще и надежнее в эксплуатации. Достоинства источников постоянного тока: более устойчивая дуга; позволяют создавать лучшие условия сварки в различных пространственных положениях.

Газовую сварку выполняют с помощью горелок. Наиболее безопасной является инжекторная горелка, работающая при низком и среднем давлении кислорода (0,1—0,4 МПа).

Кислород и ацетилен поставляются и хранятся в баллонах. Иногда ацетилен получают на месте сварки в ацетиленовых генераторах. В качестве горючих газов применяют также природные газы, водород, пары бензина и керосина.

Электроды для ручной дуговой сварки, представляющие собой стержни с покрытиями, изготовляют из низкоуглеродистой, легированной и высоколегированной проволоки. Покрытия электродов состоят из стабилизирующих, газообразующих, шлакообразующих, раскисляющих, легирующих и связующих компонентов. Покрытия стабилизируют дугу, защищают расплавленный металл от воздействия воздуха и обеспечивают материалу шва необходимые состав и свойства.

Для газовой сварки применяют присадочную проволоку, материал которой выбирают, исходя из свойств свариваемого материала. Для сварки цветных сплавов используют флюсы (буру, соли калия, лития, натрия и кальция), растворяющие оксиды и образующие шлаки.

Рис. 2. Виды сварных соединений

Последовательность работ при сварке. Сначала выбирают метод сварки. Ручную дуговую сварку применяют для выполнения коротких криволинейных и прямолинейных швов в любых пространственных положениях, при наложении швов в труднодоступных местах, при монтажных работах и сборке конструкций сложной формы. При газовой сварке заготовка прогревается более равномерно. Поэтому ее применяют для сварки деталей малой толщины (0,2—3 мм), легкоплавких цветных металлов и сплавов, для материалов, требующих медленного нагрева и охлаждения (например, инструментальных сталей, чугуна, латуней), для подварки дефектов в чугунных и бронзовых отливках. При увеличении толщины свариваемых деталей производительность газовой сварки резко уменьшается.

Затем необходимо подготовить кромки свариваемых деталей. При ручной дуговой сварке деталей толщиной до 5—8 мм их кромки не скашивают. Для более толстых деталей скашивание кромок является обязательным, так как это позволяет проплавить металл на всю его толщину.

—-

Сварное соединение — это неразъемное соединение, выполнение сваркой. Сварные соединения могут быть стыковыми, угловыми, тавровыми и нахлесточными (рис. 1).

Стыковым называется сварное соединение двух элементов, расположенных в одной плоскости или на одной поверхности.

Рис. 3. Сварные соединения: а — стыковое, б — угловое, в — нахлесточное, г — тавровое

Угловым называется соединение двух элементов, расположенных под прямым углом и сваренных в месте примыкания их краев.

Нахлесточным называется сварное соединение, в котором свариваемые элементы расположены параллельно и перекрывают друг друга.

Тавровым называется сварное соединение, в котором к боковой поверхности одного элемента примыкает под углом и приварен торцом другой элемент.

Часть конструкции, в которой сварены примйкающие друг к другу элементы, называется сварным узлом.

Элементы геометрической формы сварного шва — ширина шва, глубина провара, усиление (ослабление) шва.

В зависимости от конструктивных особенностей изделия и вида сварки к подготовке и сборке деталей предъявляют различные требования.

Рис. 4. Пространственное положение сварных швов: а — стыковые, б — угловые; 1 — нижнее положение, 2 — горизонтальное, 3 — вертикальное, 4 — потолочное

Рис. 5. Элементы геометрической формы подготовленных кромок под сварку (а) и выполненного шва (б)

Государственные стандарты регламентируют основные типы и конструктивные элементы швов сварных соединений: ГОСТ 5264— 69 — для ручной дуговой сварки; ГОСТ 8713—70 — для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом; ГОСТ 14771—76 — для дуговой сварки в защитных газах; ГОСТ 15164—78 —для электрошлаковой сварки; ГОСТ 15878—70 — для контактной сварки и др.

ГОСТ 2.312—72 «Единая система конструкторской документации. Условные изображения и обозначения швов сварных соединений» устанавливает графическое изображение и обозначение сварных швов.

Реклама:

Читать далее:

Соединения с гарантированным натягом

Статьи по теме:

ГОСТ 34347-2017 Однотипные сварные соединения

Главная / Проектировщику / Справочная информация – ГОСТ СНИП ПБ / ГОСТ 34347-2017 /Версия для печати

Рисунок Н.1 — Фазовые диаграммы материала до и после термической обработки со ступенчатым охлаждением

Однотипные сварные стыковые соединения (швы) — это группа сварных соединений, имеющих общие признаки:

• способ сварки
• марку основного металла
• марку сварочных материалов
• номинальную толщину свариваемых деталей в зоне сварки. В одну группу допускается объединять соединения с номинальной толщиной деталей в зоне сварки в пределах одного из следующих диапазонов, мм
• до 3 включительно
• свыше З до 10 включительно
• свыше 10 до 30 включительно
• свыше 30 до 50 включительно
• свыше 50
• радиус кривизны деталей в зоне сварки. В одну группу допускается объединять сварные соединения деталей с радиусом кривизны в зоне сварки (для труб — с половиной наружного номинального диаметра) в пределах одного из следующих диапазонов, мм
• до 12.5 включительно
• свыше 12.5 до 50 включительно
• свыше 50 до 250 включительно
• свыше 250 (включая плоские детали)
• форму подготовки кромок. В одну группу допускается объединять сварные соединения с одной из следующих форм подготовки кромок
• с односторонней разделкой кромок и утлом их скоса более 8º.
• с односторонней разделкой кромок и углом их скоса до 8º включительно (узкая разделка)
• с двухсторонней разделкой кромок
• без разделки кромок
• способ сварки корневого слоя: на остающейся подкладке (подкладном кольце), на расплавляемой подкладке. без подкладки (свободное формирование обратного валика), с подваркой корня шва
• термический режим сварки: с предварительным и сопутствующим подогревом, без подогрева, с послойным охлаждением;
• режим термической обработки сварного соединения

< назад / к содержанию / вперед >

Сварные соединения. Беспокоиться или нет?

Сварные швы и болты – наиболее сложные элементы с точки зрения моделирования узлов. Заготовки в Excel могут немного упростить их расчёт. Моделировать такие соединения в FEA программах весьма сложно ввиду отсутствия готовых моделей и наборов для болтов и сварки. Для решения этих задач был разработан КМКЭ и реализован в программе IDEA StatiCa.

Модель сварных швов в КМКЭ

В решатель IDEA StatiCa заложена уникальная методика, которая носит название Компонентного метода конечных элементов (КМКЭ). Модель сварных швов, используемая в КМКЭ, подробно описана и верифицирована на соответствие различным нормам проектирования. Прочность и деформативность модели сварных швов также сравнивалась с результатами в известных научно-вычислительных программах.  

Есть несколько подходов к описанию сварных швов в численных моделях. Большие деформации делают механический анализ более сложным. Здесь могут быть использованы различные способы описания сетки конечных элементов, кинетические и кинематические переменные, а также сложные модели. Как правило, в расчётах используются различные типы геометрических 2D и 3D моделей, и, как следствие, разные типы конечных элементов в зависимости от требуемой точности. Наиболее часто применяемой моделью материала является общая пластическая модель, не зависящая от времени, с критерием текучести по фон Мизесу. Остаточные напряжения и деформации, вызванные свариванием деталей, в расчётной модели не учитываются. 

Передача нагрузки на соседнюю пластину описывается совместностью усилий и деформаций, сформулированной на основе Лагранжиана. Такое соединение называется многоузловым объединением ( МО, multi-point constraint, MPC, в английском варианте). Оно связывает узлы конечно-элементной сетки одной пластины с гранью или поверхностью другой пластины. Узлы не соединяются напрямую. Преимущество такого подхода – возможность соединять пластины с несогласованными сетками конечных элементов (сетки различной плотности). Эти ограничения позволяют моделировать срединную поверхность свариваемых пластин с небольшим смещением, соответствующим реальной конфигурации сварного шва и его толщине. Распределение нагрузки по сварному шву наследуется от МО (МРС), а напряжения вычисляются в сечении шва. Этот момент очень важен при распределении напряжений в пластине, расположенной под сварным швом при моделировании Т-образных соединений. 

В наших Теоретических основах вы можете найти больше информации об особенностях моделирования сварных швов в КМКЭ и верификации их моделей.

Если вы хотите узнать больше о КМКЭ в общем, то Общие теоретические основы – это определённо то, что вам нужно для начала.

Сварные швы в нормативных методиках

Проверка сварных швов по СП 16

В IDEA StatiCa можно задавать швы с полным проваром или угловые швы, они могут быть непрерывными по всей длине граней соединяемых деталей, частичными или прерывистыми. Швы с полным проваром считаются равнопрочными материалу соединяемых деталей и поэтому не проверяются. В случае угловых швов между интерполяционными кинематическими вставками, соединяющими пластины, добавляется специальный упругопластический элемент сварки. Материал этого элемента работает идеально-упруго-пластически, что позволяет перераспределять напряжения с более нагруженных элементов сварного шва на менее нагруженные и получить прочность шва, схожую с ручным расчётом в случае произвольных сварных швов или тавровых сварных швов в соединениях, не подкреплённых рёбрами жёсткости. Проверка выполняется для самого нагруженного элемента сварного шва.

Самый нагруженный элемент углового сварного шва проверяется согласно п. 14.1 СП 16. Длина сварных швов в расчётах берётся равной фактической за вычетом 1 см на каждом непрерывном участке согласно п. 14.1.16 СП 16.13330.2017. 

Проверка по металлу шва выполняется по формуле:

\[ \frac{N}{\beta_f k_f l_{we} R_{wf} \gamma_c} ≤ 1.0 \]

Аналогичным образом выполняется проверка по металлу границы сплавления:

\[ \frac{N}{\beta_z k_f l_{we} R_{wz} \gamma_c} ≤ 1.0 \]

где:

• N – приведённое усилие сдвига, действующее в элементе сварки
• β_f – cкоэффициент проплавления металла шва по Табл. 39 СП 16.13330.2017. Он назначается в Настройках норм и расчётов в зависимости от вида сварки и положения шва (настроек материалов сварки)
• β_z – коэффициент проплавления металла границы сплавления по Табл. 39 СП 16.13330.2017. Он задаётся в Настройках норм и расчётов в зависимости от вида сварки и положения шва (настроек материалов сварки)
• k_f – катет сварного шва; угловые швы подразумеваются с одинаковыми катетами
• \( l_{we} = \frac{l_w}{l} \cdot l_e \) – расчётная длина элемента сварки
• l_w = l – 10 mm – расчётная длина элемента сварки
• l – фактическая длина сварного шва
• l_e – фактическая длина элемента сварки
• \( R_{wf} = 0.55 \frac{R_{wun}}{\gamma_{wm}} \) – расчётное сопротивление сварного соединения при условном срезе угловых сварных швов по металлу шва – СП 16.13330.2017, Таблица 4
• R_wz = 0.45 R_un – расчётное сопротивление сварного соединения при условном срезе угловых сварных швов по металлу границы сплавления – СП 16.13330.2017, Таблица 4
• γ_c – коэффициент условий работы по Табл. 1 СП 16.13330.2017, может быть изменён в Настройках норм и расчётов
• R_wun – нормативное сопротивление металла швов сварных соединений с угловыми сварными швами по Табл. Г.2 СП 16.13330.2017
• γ_wm – коэффициент надёжности по металлу шва, принимается равным γ_wm = 1.25 для R_wun ≤ 490 МПа и γ_wm = 1.35 в остальных случаях – СП 16.13330.2017, Таблица 4
• R_un – временное сопротивление стали соединяемых элементов

Электрод	Rwun [МПа]	Rwf [МПа]
E42	410	180
E46	450	200
E50	490	215
E60	590	240
E70	685	280
E85	835	340

Положение сварного шва может быть задано при выборе электрода и вида сварки в настройках Норм и расчётов.2 } \]

Проверка сварных швов по AISC

Проверка выполняется согласно AISC 360 – Chapter J2. Прочность сварных швов CJP groove подразумевается такой же, как прочность металла границы сплавления и не проверяется. Все результаты необходимых проверок, как уже привыкли многие пользователи IDEA StatiCa, выводятся в табличном формате с текстовыми пояснениями.

К конструктивным здесь относятся проверки минимального и максимального размера шва, а также достаточности длины шва. Максимальный размер шва проверяется по AISC 360-16 – J2. Минимальный – по Табл. J2.4.  Подробные пояснения к параметрам можно найти в этой статье. 

Результаты IDEA StatiCa тщательно проверяются и верифицируются в соответствии с требованиями AISC: 

Будьте уверены в результатах. Ваши решения будут надёжными и полноценными.  

Проверка сварных швов по Еврокоду

Угловые сварные швы проверяются по EN 1993-1-8. В этом случае инженер следит за расчётным сопротивлением и коэффициентами использования сварки. 

Для сварных швов используется автоматическое перераспределение пластических деформаций во избежание сингулярности напряжений в элементах сварки. что позволяет передавать напряжения на недогруженные участки сварного шва по его длине в случае текучести других участков.

Здесь также важно помнить о том, что прочность швов с полным проваром считается равной прочности основного металла и в программе они не проверяются. 

Чтобы больше узнать о проверке сварных швов по Еврокоду, обратитесь за помощью к нашим Теоретическим основам. 

Верификация сварных соединений по Еврокоду:

Проверка сварных швов по другим нормам

Многие из вас уже знают, что IDEA StatiCa позволяет выполнять проверку стальных узлов по нескольким нормативным документам. Кроме описанных выше СП, AISC и Еврокода, в КМКЭ осуществляется проверка сварных швов по следующим нормам:

Передача сварных швов c помощью BIM интерфейсов

При моделировании стальных узлов в CAD программах в работе с BIM интерфейсами IDEA StatiCa раньше имелось несколько слабых мест, когда дело доходило до сварных швов. В новой версии IDEA StatiCa 20.1, вышедшей в октябре 2020 года, было реализовано несколько улучшений, полезных для инженеров-проектировщиков, которые значительно ускорили процесс расчёта и конструирования в целом.  

Экспорт рекомендованных сварных швов

Иногда в процессе импорта моделей из CAD программ некоторые сварные швы могли пропускаться или не передавались корректно. Для таких случаев теперь есть опция “Добавить рекомендуемые сварные швы”. Когда эта функция активна, программа выполняет проверку отсутствующих, но потенциально необходимых сварных швов. Такие сварные швы затем добавляются в модель и импортируются вместе с остальными компонентами.  

Проверка отсутствующих сварных швов

Чтобы избежать сингулярности в модели узла после его импорта в IDEA StatiCa, лучше обязательно проверить, все ли сварные швы на месте. Для этой цели мы добавили новую полезную функцию, которая поможет пользователю быстро находить неприваренные детали узла. Программа сама распознаёт нужные элементы и отображает список всех пластин и их краёв, позволяя быстро и удобно добавить нужные сварные швы. 

Вызвать команду можно щелчком правой кнопки мыши на заголовке Операции дерева проекта в правой части рабочей области.

Заключение

Расчёт узлов в IDEA StatiCa – это верифицированный КМКЭ метод, в который заложена верифицированная модель сварных швов, отражающая реалистичное распределение напряжений в конструкции, позволяющая выполнять все необходимые нормативные проверки и соединять пластины с несогласованными сетками конечных элементов. С валидацией результатов можно ознакомиться в примерах, выполненных по каждым нормам. Конечно-элементная модель узла в IDEA StatiCa создаётся автоматически, что является большим преимуществом для любого программно-вычислительного комплекса на основе МКЭ. Не так давно было реализовано несколько улучшений, позволяющих ускорить процесс импорта узлов из CAD систем. 

Сварка деталей – отличный технологический приём, очень полезный в конструировании стальных узлов. Однако, для расчёта и проверки сварных швов по нормам инженеру необходим точный и высокотехнологичный инструмент. И IDEA StatiCa как нельзя лучше подходит под это определение. Она будет незаменима в работе с любыми вашими проектами. 

Хотите улучшить свои навыки по моделированию и расчёту узлов? Пройдите онлайн-курс на платформе IDEA StatiCa Campus.

2.7. Сварные соединения, расположение сварных швов и отверстий / КонсультантПлюс

2.7. Сварные соединения, расположение сварных швов

и отверстий

2.7.1. Сварные швы должны быть стыковыми, с полным проплавлением.

Применение угловых сварных соединений допускается при условии сплошного УЗК или радиографии.

Допускается применение угловых швов с конструктивным зазором без контроля радиографией или УЗК для приварки к коллекторам, барабанам водотрубных котлов и корпусам газотрубных котлов труб и штуцеров с внутренним диаметром не более 100 мм, а также плоских фланцев (независимо от их диаметра) и элементов укрепления отверстий. Контроль качества таких соединений при изготовлении котлов для ОИАЭ должен выполняться по НД, утвержденной в установленном порядке.

При ремонте и реконструкции котлов, эксплуатируемых на ОИАЭ, контроль качества таких соединений может выполняться по НД, одобренной Госатомнадзором России.

Допускается применение нахлесточных соединений для приварки наружных муфт соединений труб условным проходом менее 16 мм, а также для приварки накладок и рубашек.

2.7.2. В стыковых сварных соединениях деталей различной номинальной толщины должен быть обеспечен плавный переход от одной детали к другой путем постепенного утонения более толстостенной детали с углом наклона каждой из поверхностей перехода не более 15°.

Допускается увеличить угол наклона поверхностей перехода до 30°, если надежность соединения обоснована расчетом на прочность с определением расчетного ресурса.

При разнице в номинальной толщине свариваемых элементов стенки менее 30% толщины стенки тонкого элемента, но не более 5 мм допускается осуществление указанного плавного перехода со стороны раскрытия кромок за счет наклонного расположения поверхности шва.

При конструировании котлов для ОИАЭ требования к стыковым соединениям разнотолщинных элементов с различными прочностными свойствами, например, соединениям литых элементов с трубами, деталями из листа или поковок, а также соединениям труб с крутоизогнутыми коленами, изготовленными методами протяжки или гибки с осадкой, должны определяться НД, утвержденной в установленном порядке.

При ремонте и реконструкции котлов, эксплуатируемых на ОИАЭ, требования к таким стыковым соединениям разнохарактерных элементов могут определяться по НД, одобренной Госатомнадзором России.

2.7.3. Конструкция и расположение сварных швов должны обеспечивать:

а) возможность выполнения сварных соединений с соблюдением всех установленных в НД и производственно-технологической документации (ПТД) требований сварке;

б) свободное размещение нагревательных устройств в случае местной термической обработки;

в) доступность проведения контроля качества сварных соединений предусмотренными для них методами;

г) возможность выполнения ремонта сварных соединений с последующей термообработкой и контролем, если они предусмотрены НД, утвержденной в установленном порядке.

2.7.4. Не допускается пересечение стыковых сварных соединений. Смещение осей сварных швов, выходящих на границу сварного шва параллельно или под углом, должно быть не менее 3-кратной толщины более толстого листа, но не менее 100 мм.

Требование настоящего пункта не является обязательным для стыковых сварных соединений деталей с номинальной толщиной стенки до 30 мм включительно, а также для сборочных единиц, предварительно сваренных из деталей различной номинальной толщины при одновременном соблюдении следующих условий:

а) сварные соединения должны быть выполнены автоматической сваркой;

б) места пересечения сварных швов должны быть подвергнуты УЗК и радиографии.

В случае если у сварного соединения располагаются отверстия, то от точки пересечения осей сварных швов ближайшая кромка отверстия должна находиться на расстоянии не менее где D_m и s – соответственно средний диаметр и толщина элемента, в котором располагаются отверстия, мм.

Измерения должны проводиться для барабанов по внутренней, а для остальных элементов – по наружной поверхности.

2.7.5. Минимальное расстояние между осями швов соседних несопрягаемых стыковых сварных соединений (поперечных, продольных, меридиональных, хордовых, круговых и др.) должно быть не менее номинальной толщины свариваемых деталей, но не менее 100 мм при толщине стенки более 8 мм и не менее 50 мм при толщине стенки 8 мм и менее.

2.7.6. Длина цилиндрического борта от оси стыкового сварного шва до начала закругления выпуклого днища или другого отбортованного элемента должна обеспечивать возможность ультразвукового контроля сварного шва приварки днища со стороны днища.

2.7.7. Сварные соединения котлов не должны соприкасаться с опорами. При расположении опор над (под) сварными соединениями расстояние от опоры до шва должно быть достаточным для проведения необходимого контроля за состоянием сварного соединения в процессе эксплуатации.

Допускается перекрывать опорами поперечные сварные соединения цилиндрических корпусов котлов, эксплуатируемых в горизонтальном положении, при условии, что перекрываемые участки сварных соединений с припуском на сторону не менее , но не менее 100 мм были подвергнуты сплошному радиографическому или ультразвуковому контролю.

Не допускается перекрывать опорами места пересечения и сопряжения сварных соединений.

2.7.8. Расстояние от края шва стыкового сварного соединения до оси отверстий под развальцовку или приварку труб должно быть не менее 0,9 диаметра отверстия. Допускается располагать отверстия для приварки труб или штуцеров на стыковых сварных соединениях и на расстоянии от них менее 0,9 диаметра отверстия при выполнении следующих условий:

а) до расточки отверстий сварные соединения должны быть подвергнуты радиографическому или ультразвуковому контролю на участке отверстий с припуском не менее , но не менее 100 мм в каждую сторону сварного шва;

б) расчетный ресурс эксплуатации должен быть обоснован поверочным расчетом на прочность. Расчеты допускается не производить, если расстояние между кромками отверстий, расположенных в продольном шве, не менее , а для отверстий в кольцевом (поперечном) шве – не менее .

Допускается располагать отверстия под развальцовку труб на стыковых сварных соединениях в соответствии с НД, утвержденной в установленном порядке.

2.7.9. Расстояние между центрами двух соседних отверстий в обечайках и выпуклых днищах по наружной поверхности должно быть не менее 1,4 диаметра отверстия или 1,4 полусуммы диаметров отверстий, если диаметры различны.

При расположении отверстий в один продольный или поперечный ряд допускается указанное расстояние уменьшить до 1,3 диаметра. При установке в таком ряду труб газоплотной мембранной панели с приваркой поверхности коллектора труб и проставок между ними (или плавников) по всей протяженности стыкуемой с коллектором панели расстояние между отверстиями допускается уменьшить до 1,2 диаметра отверстия.

Расчет сварного соединения с угловыми швами на действие момента в плоскости расположения швов

l₁=30 см; l₂=20 см

Цель: Проверка режима расчета сварных соединений

Задача: Выполнить проверку сварного соединения на угловых швах. Соединение нагружено изгибающим моментом, действующим в плоскости расположения швов.

Ссылки: Пособие к главе СНиП II-23-81. Сварные соединения. 1984. С. 29 – 30.

Соответствие нормативным документам: СНиП II-23-81*, СП 16.13330.2011, СП 16.13330.2017, ДБН В.2.6-163:2010, ДБН В.2.6-198:2014.

Имя файла с исходными данными:

 

Исходные данные:

М = 55 кНм	Изгибающий момент
Run = 370 МПа	Сталь ВСт3
Rwf = 200 МПа, βf = 0,7	Сварка покрытыми электродами типа Э46
γwf = γc = 1	Коэффициенты условий работы

 

Исходные данные КРИСТАЛЛ при катете 10 мм:

 

Сталь: C255

Коэффициент надежности по ответственности	1
Коэффициент условий работы	1
Группа конструкций по таблице 50* СНиП II-23-81*	1

 

Свойства материалов сварки
Нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению, Rwun	45871,56 Т/м2
Расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва, Rwf	20387,36 Т/м2
Вид сварки	Ручная
Положение шва	Нижнее
Климатический район	с температурой  t > -40°C

 

Тип	Параметры
	Катет шва = 10 мм b = 300 мм h = 200 мм t = 10 мм tf = 10 мм

 

Усилия

N = 0 кН
M_y = 55 кНм
Q_z = 0 кН

 

Исходные данные КРИСТАЛЛ при катете 6 мм:

Сталь: C255

Коэффициент надежности по ответственности	1
Коэффициент условий работы	1
Группа конструкций по таблице 50* СНиП II-23-81*	1

 

Свойства материалов сварки
Нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению, Rwun	45871,56 Т/м2
Расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва, Rwf	20387,36 Т/м2
Вид сварки	Ручная
Положение шва	Нижнее
Климатический район	с температурой  t > -40°C

 

Тип	Параметры
	Катет шва = 6 мм b = 300 мм h = 200 мм t = 10 мм tf = 10 мм

 

Усилия

N = 0 кН
M_y = 55 кНм
Q_z = 0 кН

 

Сравнение решений

Катет шва, мм	10	6
Проверка	по металлу шва	по металлу шва
Источник	117/200 = 0,58	199/200 = 0,995
КРИСТАЛЛ	0,555	0,937
Отклонение, %	4,31	5,8

 

Комментарии:
Разница результатов объясняется неточностями, допущенными авторами примера при построении расчетного сечения шва.

Сварные соединения. Достоинства и недостатки. Выполнение сварочных работ, токарных работ, фрезерных работ, шлифовальных работ в Челябинске.

 

ООО ПКФ “ЧМП” представляет Вашему вниманию статьи на различные темы, связанные с обработкой металлов. В нашем справочнике Вы найдете большое колличество статей на различные темы:

• Резка металлов
• Токарная обработка металла
• Фрезеровка металла
• Шлифовальные работы
• Штамповка металлов и разновидность штамповой оснастки
• Термическая обработка
• Гальваническая обработка металла
• Сварочные работы
  

Сварные соединения. Достоинства и недостатки. Достоинства и недостатки сварных соединений по сравнению с заклепочными соединениями. Достоинства: 1)  простота конструкции сварного шва и меньшая тру­доемкость; 2)  снижение массы конструкции; 3)  возможность соединения деталей любых форм; 4)  герметичность соединения; 5)  малошумность технологического процесса; 6)    сравнительно легкая возможность автоматизации процесса; 7)   в целом сварное соединение дешевле заклепочного. Недостатки: 1)  возникновение остаточных напряжений в свариваемых элементах; 2)  коробление деталей; 3)  недостаточная надежность при значительных вибра­ционных и ударных нагрузках. Мы выполняем сварочные работы, газопламенную резку металла, токарные работы ЧПУ, фрезерные работы ЧПУ, шлифовальные работы, сверлильные работы, термообработку изделий, гальваническую обработку деталей. Наше предприятие предлагает производство валов, производство осей, производство роликов, производство шестеренок, производство зубчатых колес, производство крановых колес, производство червячных передач, производство корпусов, производство фрикционных передач, производство винтовых передач. Разделы / Полезная информация

 

 

Если Вы желаете стать автором статей на тему обработка металлов, то просим написать администратору сайта (Написать администратору)

Почему сварные соединения выходят из строя?

Существует три способа соединения металлов: пайка, пайка и сварка. Первые два часто ошибочно принимают за технику сварки, но на самом деле это совершенно разные подходы. Когда металлы спаяны вместе, два металла соприкасаются, а третий металл добавляется, почти как клей, между соединяемыми частями. Пайка аналогична, но происходит при гораздо более высокой температуре и обычно происходит с латунью. Сварка бывает разная. При сварке два металла плавятся при высоких температурах и фактически сплавляются друг с другом на атомарном уровне.

Хотя сварные соединения являются отличным способом соединения металлов, существуют ситуации, когда сварные соединения выходят из строя. Это может привести к финансовым потерям для компаний, затруднениям для потребителей, а иногда и к травмам. Крайне важно понимать распространенные причины выхода из строя сварных соединений и работать над предотвращением этих отказов.

---

1. Вы, наверное, слышали выражение «некоторые любят погорячее», это верно, когда речь идет о сварных соединениях. Если стыки недостаточно прогреты, при их формировании возникнут проблемы.Вы не можете приварить горячий предмет к холодному; они должны быть горячими во время сварки. Недостаточный нагрев обоих компонентов соединения приведет к слабому сварному шву.

2. Растрескивание – распространенный дефект, возникающий в сварных соединениях. Обычно растрескивание происходит из-за накопленного напряжения, которое накапливается при быстром охлаждении нагретого металла. Для предотвращения этой формы дефекта металл должен быть отожжен. Это тип снятия напряжения, который происходит путем повторного нагрева сварного шва до более низкой температуры, а затем его естественного охлаждения.Отжиг снимает напряжение, изначально созданное контрастными температурами.

3. Иногда проблемы со сварным соединением связаны не столько с самим соединением, сколько с окружающей средой. Этот пример материаловедения «виновен по ассоциации» возникает, если области объекта, отличные от места сварки, нагреваются, что приводит к деформации этих областей, что может вызвать неправильное выравнивание свариваемых деталей или нежелательные напряжения в материале. К счастью, если вы обнаружите, что это произошло, вы можете попытаться исправить это, но игнорирование деформации может привести к отказу сварного соединения.

4. Дополнительным плохим мальчиком сварных соединений является окисление, так как оксиды могут препятствовать формированию хорошего сварного шва. Горячие металлы любят окисляться, и металл должен быть очень горячим, чтобы образовался надлежащий сварной шов. Распространенным подходом к предотвращению окисления является использование «защитного» газа, который представляет собой неокисляющий газ, такой как аргон, который вводится в зону сварки. Этот защитный газ предотвращает присутствие кислорода при нагревании металла, тем самым предотвращая окисление. Еще один способ предотвратить окисление — использовать стержень с углеродом внутри (называемый флюсом).Углерод во флюсе преимущественно связывается с кислородом раньше, чем с металлом, и предотвращает окисление.

5. Шлак является еще одним источником проблем, когда речь идет о сварных соединениях. Сюда входят такие вещи, как грязь, мусор и оксиды, которые остаются на деталях во время сварки. Если детали не будут чистыми во время сварки, сварной шов будет неоднородным, а также может содержать пористость вокруг обломков. Пористость очень плоха для материалов, если вам нужно, чтобы они были прочными. Подумайте об упаковке арахиса, например, они заполнены порами, чтобы создать удобную подушку.В результате упаковка арахиса теряет прочность.

6. Химическое разложение или коррозия является еще одной причиной разрушения сварных соединений, но происходит в течение длительного периода времени. Он ослабляет металл до такой степени, что он трескается, хотя иначе и быть не могло, потому что он атакует металлические связи и разрушает их. Rust — наиболее распространенный пример, с которым мы все, вероятно, сталкиваемся ежедневно. Подумайте о старой машине, стоящей в луже, она будет ржаветь преимущественно на всех сварных соединениях, а не на несварных, потому что «зона термического влияния», прилегающая к сварному шву, особенно чувствительна к коррозии.

7. Пузырчатые карманы в сварных швах — это плохая новость. Вам не нужны пузырьки или пустоты в металле. Они вызваны влагой или смесью углерода и кислорода, которая превращается в CO ₂ . Металлические детали должны быть сухими, чтобы предотвратить образование пористости во время сварки. Хотя эти семь причин отказа сварного шва могут вызвать у вас чувство легкой меланхолии, не отчаивайтесь! Хорошей новостью является то, что можно точно определить основную причину отказа сварного соединения и найти решение, как двигаться вперед таким образом, чтобы предотвратить повторение тех же видов отказа.Лучшей отправной точкой будет разговор со специалистом по сварке или инженером, разбирающимся в металлах.

Понимание этих режимов отказа важно для продуктов и материалов, которые работают должным образом. Мы приглашаем вас связаться с нами, чтобы обсудить ваши проблемы со сварными соединениями и потребности в тестировании.

Архивы

соединений дуговой сварки – Руководство AHSS

Дуговая сварка

Основы и принципы дуговой сварки

Этот раздел служит введением во все процессы дуговой сварки.Рассмотрены общие черты, важные понятия и терминология этого семейства процессов, а более подробные сведения о процессах представлены в разделах, посвященных конкретным процессам.

Дуговая сварка относится к семейству процессов, которые основаны на сильном нагреве электрической дуги для получения сварного шва. Они могут полагаться или не полагаться на дополнительный присадочный металл для создания сварного шва. Хотя дуговая сварка обычно считается «низкотехнологичной», она по-прежнему очень популярна, в первую очередь из-за низкой стоимости оборудования и высокой гибкости.Некоторые из ключевых открытий, которые привели к современной дуговой сварке, включают открытие электрической дуги в 1820-х годах (Дэвис), первый патент на сварку с использованием угольного электрода в 1886 году и первый электрод с покрытием в 1900 году (Кьельберг).

Наиболее распространенные сегодня процессы дуговой сварки показаны на рис. 1. Аббревиатуры относятся к терминологии Американского общества сварщиков (AWS) ^A-11 , а именно:

• EGW – Сварка электростеклом
• FCAW – дуговая сварка порошковой проволокой
• GMAW – Дуговая сварка металлическим газом
• GTAW – Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа
• PAW – плазменно-дуговая сварка
• SAW – дуговая сварка под флюсом
• SMAW – Дуговая сварка в защитном металле
• SW – Дуговая сварка шпилек

Рисунок 1: Общие процессы дуговой сварки.

 

В то время как инженер-сварщик всегда должен использовать надлежащую терминологию AWS во время официальных коммуникаций, в действительности использование сленговой терминологии для процессов SMAW, GMAW и GTAW очень распространено. Таким образом, там, где это уместно, «сленговая» терминология выделена курсивом.

При всех процессах дуговой сварки зажигание дуги в основном замыкает (или замыкает) электрическую цепь, состоящую из заземляющего и рабочего кабелей, сварочной горелки, свариваемого изделия или деталей и вторичной обмотки сварочного источника питания.Напряжения, обеспечиваемые источником питания, обычно составляют 60 или 80 В. Такие напряжения достаточно высоки для образования и поддержания дуги, но достаточно низки, чтобы свести к минимуму риск поражения электрическим током. После зажигания дуги фактическое напряжение дуги обычно находится в диапазоне от 10 до 35 В. Постоянный ток (DC) наиболее распространен, но иногда используется переменный ток (AC). Импульсный постоянный ток становится обычным явлением в современных источниках питания для сварки. Электрическая полярность, используемая во время дуговой сварки, очень важна, но она по-разному влияет на разные процессы.Влияние полярности на подводимое тепло особенно важно для GTAW и GMAW, но эффекты противоположны. При GTAW отрицательный электрод постоянного тока (DCEN) выделяет наибольшее количество тепла в деталь и является наиболее распространенной полярностью. Однако при GMAW положительный электрод постоянного тока (DCEP) выделяет наибольшее количество тепла в деталь и используется почти исключительно в этом процессе (рис. 2).

 

Рисунок 2: DCEP — общий для GMAW.

 

Подвод тепла во время дуговой сварки в первую очередь зависит от скорости перемещения сварного шва и силы тока на основе следующего уравнения:

Хотя напряжение, по-видимому, играет заметную роль в уравнении тепловложения, это параметр, который выбирается в первую очередь для создания наиболее стабильной дуги, а не для воздействия на тепловложение.

Классификация присадочного металла

AWS несколько различается в зависимости от процесса. Распространенным примером является система классификации электродов SMAW «EXXXX», где «E» означает электрод, две цифры после E обозначают минимальную прочность на растяжение наплавленного металла в тысячах фунтов на квадратный дюйм (ksi) (будет третья цифра). цифра, если прочность составляет 100 тысяч фунтов на квадратный дюйм или выше), третья буква «X» предоставляет информацию о том, в каких положениях сварки можно использовать этот электрод, а последняя «X» предоставляет информацию о типе покрытия.Схемы классификации электродов и присадочных металлов будут более подробно рассмотрены в последующих главах, посвященных каждому из процессов дуговой сварки.

Экранирование

Когда металлы нагреваются до высоких температур, приближающихся к их температуре плавления или превышающих их, скорость диффузии увеличивается, и металлы становятся очень восприимчивыми к загрязнению из атмосферы. Элементами, которые могут быть наиболее разрушительными, являются кислород, азот и водород, и загрязнение этими элементами может привести к образованию охрупчивающих фаз (таких как оксиды и нитриды) и пористости.Чтобы избежать этого загрязнения, металл необходимо экранировать, когда он затвердевает и начинает остывать. Все процессы дуговой сварки основаны либо на газе, либо на флюсе, либо на их комбинации для защиты. Экранирование этих процессов является их основным отличием друг от друга.

Такие процессы, как GMAW, GTAW и PAW, основаны исключительно на газовой защите. Защитные газы защищают, очищая восприимчивый металл от атмосферных газов. В процессе GMAW обычно используется аргон (Ar), диоксид углерода (CO ₂ ) или смеси Ar и CO ₂ .Газ CO ₂ дает больше брызг и делает сварку более шероховатой. Он может обеспечить высокую скорость сварки, легко доступен и дешев. Добавление CO ₂ или небольших количеств O ₂ к Ar может улучшить поток в луже. Выбор защитного газа для GMAW играет важную роль в типе режима переноса расплавленного металла от электрода к сварочной ванне.

Дуговая сварка Сварные соединения и типы

Выбор надлежащего сварного соединения и типа сварного шва является очень важным аспектом дуговой сварки.Соединение относится к тому, как заготовка или свариваемые детали расположены друг относительно друга, а тип сварного шва относится к тому, как сварной шов формируется в соединении. В частности, при дуговой сварке существует множество типов соединений, но только два типа шва: угловой шов и шов с разделкой кромок. Преимущество углового сварного шва в том, что он не требует специальной подготовки шва, поскольку геометрия шва обеспечивает соответствующие характеристики для размещения шва. Сварные швы с разделкой кромок облегчают создание сварных швов с полным проплавлением, которые часто требуются в критических случаях.Выбор сварного шва и типа соединения часто диктуется конструкцией свариваемого компонента, но играет важную роль в свойствах этого соединения. Толщина свариваемых деталей, а также материал и тип используемого процесса сварки также могут влиять на выбор сварного шва или типа соединения. Некоторые очень распространенные соединения и типы сварки при дуговой сварке показаны на рис. 3. Основные положения сварки показаны на рис. 4. Рекомендуется, чтобы все сварные соединения располагались для сварки либо в плоском, либо в горизонтальном положении, когда это возможно.Горизонтальная или вертикальная плоскость плоского и горизонтального стыка может варьироваться максимум до 10 градусов.

Рис. 3: Типичное соединение дуговой сваркой и типы сварных швов для автомобильной листовой стали.

 

Рисунок 4: Основные положения дуговой сварки.

 

Скорость подачи электрода

При использовании процессов полуавтоматической дуговой сварки, таких как скорость подачи электрода GMAW (или скорость подачи проволоки), определяется как скорость наплавки, так и ток.Более высокие скорости подачи увеличивают наплавку металла шва и увеличивают ток, поскольку скорость плавления на конце проволоки должна увеличиваться по мере увеличения скорости подачи проволоки. В результате в полуавтоматических процессах ток обычно регулируется путем изменения скорости подачи проволоки, поскольку они относительно пропорциональны. Типичная скорость подачи проволоки составляет от 100 до 500 дюймов в минуту (дюйм/мин).

Скорость сварки

Скорость перемещения относится к тому, насколько быстро сварочная дуга движется относительно заготовки.Уравнение тепловложения ясно показывает, что скорость перемещения, как и сила тока, напрямую влияет на количество тепла, поступающего в деталь. Более высокие скорости производят меньше тепла в детали и уменьшают отложения металла сварного шва. Выбор скорости перемещения обычно определяется производительностью с очевидным стремлением сваривать как можно быстрее. Скорость перемещения не зависит от тока и напряжения и может регулироваться сварщиком или механизироваться. Типичная скорость перемещения находится в диапазоне от 5 до 100 дюймов в минуту.

Безопасность дуговой сварки

Существует множество опасностей, связанных с дуговой сваркой, которые представляют серьезную опасность не только для сварщика, но и для персонала, выполняющего любые операции дуговой сварки.В этом разделе представлен очень краткий обзор наиболее распространенных опасностей, о которых следует знать сварщикам. В отношении безопасности при дуговой сварке и других сварочных и связанных с ними процессах настоятельно рекомендуется обращаться к документу Z49.1 Американского национального института стандартов (ANSI) «Безопасность при сварке, резке и родственных процессах».

Ультрафиолетовое излучение дуги может повредить глаза и обжечь кожу так же, как кожа обгорает на солнце. Это требует использования надлежащей защиты для глаз и защитной одежды для защиты любых открытых участков кожи.Персонал, работающий рядом со сварочными аппаратами, должен быть осторожен и не смотреть на открытую дугу без надлежащей защиты. Искры и брызги во время сварки требуют надлежащей защиты глаз для всех, кто находится рядом со сварочными работами. Для сварщика необходимы дополнительные защитные каски. Хотя низкое напряжение, используемое при дуговой сварке, относительно безопасно, необходимо постоянно соблюдать надлежащую электробезопасность, включая заземление деталей и оборудования и избегание сырости.

Сварочный дым может быть опасен для сварщика при вдыхании в течение длительного периода времени, поэтому первостепенное значение имеет надлежащая вентиляция.Защитные газы могут вызвать удушье в закрытых помещениях, например, при сварке в резервуарах. Ar тяжелее воздуха и при отсутствии надлежащей вентиляции вытесняет кислород, заполняя комнату. Гелий легче воздуха, создавая аналогичный риск при потолочной сварке. Баллоны со сжатым защитным газом могут взорваться при неправильном обращении или неправильном обращении, или разряд дуги может ослабить баллон, что приведет к взрыву. Горячий металл всегда представляет опасность при таких процессах сварки плавлением, как дуговая сварка. При выполнении сварочных работ всегда следует исходить из того, что любой кусок металла горячий.Сварочная дуга и связанные с ней брызги горячего металла являются готовыми источниками воспламенения горючих материалов вблизи места сварки. Многие пожары были вызваны небрежными сварщиками, которые не знали о каких-либо горючих материалах. ^{А-11 , П-6}

Процедуры дуговой сварки

Обычная дуговая сварка (например, GMAW, TIG и плазменная) может использоваться для AHSS так же, как и для мягких сталей. Одни и те же защитные газы могут использоваться как для AHSS, так и для мягких сталей.В автомобильной промышленности для всех сварных соединений допускается расчетный допуск зазора (G) в размере 0–0,5 мм, как показано на рис. 5. Допуск на обрезку кромки (Et) составляет ±0,5 мм, если кромка является частью сварного шва. сварного шва, как показано на рис. 6. Различия в расположении кромки приводят к изменению выравнивания электродной проволоки относительно сварного шва, как показано на рис. 6. Несоосность электрода может привести к плохой форме сварного шва, неправильному сплавлению и прожогу. Чтобы контролировать эту переменную, допуск на обрезку сварного соединения должен поддерживаться равным ±0.5 мм, а электрод должен поддерживать допуск выравнивания корневого шва ± 0,5 мм.

Рис. 5: Допуск конструкции соединения. ^А-12

Рис. 6: Допуск на расположение кромок для углового шва в соединении внахлестку. ^А-12

 

Проверка набора допусков должна выполняться для всех соединений GMAW. Максимальный расчетный зазор для наихудшего случая, включая совокупность допусков, не должен превышать значений, указанных на рисунке 7. Предпочтительно ориентироваться на наименьший возможный зазор (толщина самого тонкого листа или 1,5 мм).5 мм, в зависимости от того, что меньше). Области высокого напряжения, определенные CAE-анализом и/или функциональными испытаниями, должны быть проверены на предмет оптимизации сварных швов. На рис. 8 показаны методы, используемые для снижения концентрации напряжений в угловом шве и улучшения характеристик сварного шва. Эти методы включают размещение начала/конца сварки вдали от углов и других областей с высоким напряжением, избегание резких изменений направления линии сварки, когда это возможно, и т. д.

Рисунок 7: Максимальный зазор сварки GMAW. ^А-12

 

Прерывистые сварные швы, выполненные в правильной последовательности, могут помочь сохранить соединения закрытыми за счет снижения тепловложения, что снижает деформацию.Между тем, прерывистые сварные швы также вводят начало и конец сварки, которые являются концентраторами напряжения. Как и в случае непрерывных швов, начало/конец прерывистой сварки следует размещать вдали от зон высокого напряжения. Прерывистые сварные швы определяются межцентровым расстоянием (т. е. шагом) и длиной сварного шва, как показано на рис. 9.

Рисунок 8: Снижение концентрации напряжений сварки. ^А-12

Рисунок 9: Расстояние между прерывистыми угловыми швами. ^А-12

 

Несмотря на повышенное содержание легирующих элементов, используемых для AHSS, нет повышенных дефектов сварки по сравнению с дуговой сваркой мягких сталей.Переход с низкоуглеродистой стали на AHSS также может привести к изменению дугового разряда. Прочность сварных швов для AHSS увеличивается с увеличением прочности основного металла, а иногда и с уменьшением погонной энергии. В зависимости от химического состава AHSS [например, низкоуглеродистые стали и стали DP с высоким содержанием мартенсита и уровнями прочности более 800 МПа] прочность сварного соединения может быть снижена по сравнению с прочностью основного металла из-за небольших мягких зон. в ЗТВ (рис. 10). Для марок CP и TRIP в ЗТВ не возникает мягких зон из-за более высокого содержания легирующих элементов в этих сталях по сравнению с DP и мягкими сталями.

Рис. 10. Зависимость между содержанием мартенсита и снижением истинного предела прочности при растяжении (UTS) (данные, полученные термомеханическим моделированием высокой тепловложения GMAW HAZ. ^D-1 ).

 

Присадочная проволока повышенной прочности рекомендуется для сварки сталей из нержавеющей стали с уровнем прочности выше 800 МПа (рис. 11 для одностороннего сварного соединения внахлестку и рис. 12 для стыковых соединений). Следует отметить, что более прочные наполнители являются более дорогими и, что более важно, менее устойчивыми к наличию любых дефектов сварного шва.При сварке AHSS с более низкой прочностью или низкоуглеродистой сталью рекомендуется использовать присадочную проволоку с прочностью 70 тысяч фунтов на квадратный дюйм (482 МПа). Односторонние сварные соединения внахлест обычно используются в автомобильной промышленности. Из-за асимметричной нагрузки и дополнительного изгибающего момента, связанного с этим типом соединения, прочность такого соединения внахлестку ниже, чем у соединения встык.

Рис. 11: Влияние прочности присадочного металла при дуговой сварке DP и мягких сталей. (Предел прочности при растяжении составляет 560 МПа для малопрочных и 890 МПа для высокопрочных наполнителей.Положение излома в ЗТВ для всех случаев, кроме комбинации ДП 700/1000 и МС 1200/1400 с низкопрочным наполнителем, где разрушение произошло в металле шва. Прочность на растяжение равна пиковой нагрузке, деленной на площадь поперечного сечения образца. ^С-3 )

 

Рисунок 12: Влияние прочности присадочного металла при сварке GMAW (встык) на прочность сварного шва для стали MS. (Диапазон прочности на растяжение присадочного металла 510-950 МПа. ^B-1 )

 

Дуговая сварка обычно используется в локальных зонах транспортных средств с высокими нагрузками.Как и в случае со всеми GMAW из любой марки стали, необходимо соблюдать осторожность, чтобы контролировать тепловложение и результирующую металлургию сварного шва. Длина сварных швов GMA часто довольно короткая. Снижение прочности некоторых сварных швов AHSS GMA по сравнению с BM можно компенсировать за счет увеличения длины сварного шва.

Регулируя количество и длину (то есть общую площадь соединения) сварных швов, можно повысить усталостную прочность соединения. Усталостная прочность соединения дуговой сваркой, как правило, выше, чем у соединения точечной сваркой (рис. 13).

Рис. 13: Усталостная прочность стали DP 340/600, сваренной GMA, по сравнению с точечной сваркой. ^Л-2

 

Наверх

Прогнозирование усталости сварных соединений и концепция эффективного напряжения надреза

Сварка металлов была введена более века назад с целью замены соединений болтами. С самого начала сообщалось о серьезных проблемах с усталостью. Но эти проблемы обоснованно признаны в настоящее время. Кроме того, были разработаны новые технологии сварки.Тем не менее, проектирование сварных конструкций на усталость остается актуальной проблемой. Отличный обзор состояния дел в области анализа усталостных свойств сварных соединений был опубликован Radaj в 1996 году [1]. Он включает в себя историческое развитие знаний и соображений, которые необходимо учитывать при решении проблем усталости как несварных, так и сварных образцов. В своих выводах Радаж подчеркнул важность локальных аспектов проектирования сварных соединений для достижения улучшенных усталостных свойств.Другими словами, улучшение усталостных свойств сварной конструкции может быть достигнуто за счет конструктивных переменных.

Проблема усталости сварного соединения широко обсуждалась несколькими авторами в статьях, собранных в книге Radaj et al. в 2006 г. [2]. В этих работах подчеркивается локальный подход сварных соединений для изучения усталостных характеристик. Самая последняя модель для оценки усталости сварных соединений основана на введении так называемого эффективного напряжения надреза, возникающего на кромке сварного шва.Профиль сварного шва по определению заменяется круглым закруглением с определенным радиусом ρ , см. рис. 1. Затем можно рассчитать распределение напряжения вокруг надреза с помощью методов КЭ. Таким образом, можно получить локальное пиковое напряжение ( S _max ) и соответствующее значение K _t . Предполагается, что эта информация является характеристикой жесткости распределения напряжения вокруг сварного шва и, следовательно, сопротивления усталости. Значение S _max или K _t может быть новым параметром для оценки усталости сварных соединений.

На первый взгляд новая концепция эффективного напряжения надреза кажется революционной. Но по сравнению с более ранними оценками сварных соединений в сводах Международного института сварки [3] он вполне может оказаться более рациональным приемом. В первом десятилетии нынешнего века новая концепция эффективного напряжения надреза исследовалась в различных пионерских исследовательских программах Сонсино и его сотрудников [4], [5], [6], [7], [8], [ 9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16].Важным вопросом был выбор подходящей величины радиуса ρ надреза. Некоторые значения упоминаются в литературе, а ρ  = 1,0 мм включено в коды документа IIW. Проблема в том, что коды по-прежнему сосредоточены на корреляции между параметром оценки усталости и кривыми S-N . Однако усталостная долговечность N включает в себя период зарождения трещины и период распространения трещины. Эта проблема также актуальна для новой концепции.Цель настоящей статьи двояка: во-первых, обсудить потенциальную полезность новой концепции для проектирования с учетом усталости сварных конструкций, а во-вторых, рассмотреть ограничения для вопросов прогнозирования.

Настоящая статья начинается в разделе 2 с некоторых элементарных аспектов того, как определить разницу между двумя периодами усталостной долговечности ( N ), периодом зарождения трещины и периодом распространения трещины . Обобщены классические методы прогнозирования предела выносливости и распространения трещин.Особое внимание уделяется подходу подобия , поскольку он опирается на подобие экспериментальных условий испытаний на лабораторных образцах, с одной стороны, и условий эксплуатации конструкции, с другой стороны. Подход подобия кратко повторяется как для зарождения усталостной трещины, так и для распространения усталостной трещины. В разделе 3 обсуждается более сложное сходство между усталостью сварного лабораторного образца и сварной конструкции в эксплуатации. В разделе 4 внимание сосредоточено на подходе к напряжению в горячих точках и новой концепции эффективного напряжения надреза на кромке сварного шва.Цель обсуждения в разделе 5 состоит в том, чтобы оценить принцип концепции эффективного напряжения надреза для проектирования против усталости конструкций. Он включает в себя потенциальную полезность, а также возможные ограничения. Предлагается модифицированный вариант концепции эффективного напряжения надреза. Кратко указаны варианты учета размерного эффекта и эффекта среднего напряжения. Статья завершается обобщающими выводами.

Различные типы сварных соединений

Стать сварщиком интересно и есть есть много возможностей для карьерного роста для вас.На протяжении всего обучения программа и карьера, вы узнаете о различных типах сварных соединений.

Сварное соединение, проще говоря, там, где два или более кусков пластика или металла соединены вместе. Чтобы получить сварной шов, вы должны сварить детали вместе, используя определенные геометрические расчеты.

Существует пять основных типов сварных соединений, с которыми вам следует ознакомиться, поскольку вы столкнетесь с ними как в своей программе профессионального обучения, так и в реальном мире.Если у вас есть какие-либо вопросы о различных типах суставов, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к команде колледжа UEI уже сегодня!

5 основных типов сварных соединений

Стыковое соединение

Чтобы получить стык, нужно два разные пластины, кладете их в одну плоскость, а потом свариваете между собой края пластин. Важно обратить внимание при создании приклада соединения, так как вы должны использовать только листы толщиной от 3 мм до 12 мм. Некоторые из типов сварных швов, которые вы найдете при стыковом соединении, включают:

• Скос паз 
• Квадрат приклад
• Раструб V-образный паз
• V канавка
• Раструб конический паз встык
• J канавка
• U канавка

Т-образное соединение

Чтобы получить Т-образный сварной шов, вам нужно два пластины, поверхности которых расположены под прямым углом друг к другу.Для Для достижения наилучших результатов следует использовать только пластины толщиной до 3 мм. Если вы сделаете если пластины толще рекомендуемых 3 мм, вам потребуется завершите сварку с обеих сторон. Некоторые из типов сварных швов, которые вы найдете с Т-образное соединение включает:

• Расплав через
• Скругление
• Факел скос
• Заглушка
• Скос канавка
• Паз
• Дж канавка

Угловое соединение

Чтобы получить угловой сварной шов, вы должны необходимо соединить края двух пластин под углом 90 градусов.Этот тип Сварка используется в основном для легкого и тяжелого металла толщины. Когда выполняя угловой сварной шов, всегда хочется быть уверенным, что выполняете шов на внешнем углу пластин. Некоторые из типов сварных швов найдете с угловым соединением, включая:

• Квадрат паз
• Скругление
• Скос канавка
• пятно
• J канавка
• U канавка
• В паз
• Край
• Раструб V
• Угловой фланец

Краевое соединение

Краевой сварной шов возникает, когда два параллельные пластины сварены между собой.Этот тип сварки лучше всего использовать для пластин толщиной 6 мм и менее. Этот тип сустава обычно наблюдается на листовой металл. Некоторые из типов сварных швов, которые вы найдете с кромочным соединением включает:

• У канавка
• Квадрат канавка
• В паз
• Скос канавка
• Дж канавка
• Уголок фланец
• Край фланец

Соединение внахлестку

Чтобы получить сварной шов внахлестку, нужно поместить два пластины вместе, а затем сварить края пластин вместе.Лучший сварной шов результаты с пластинами толщиной 3 мм или менее. Часто такие виды сварные швы можно найти на тренажерах и силовых тренажерах. Некоторые из типов сварных швов, которые вы найдете с соединением внахлест, включают:

• Пятно
• Факел скос
• скос паз
• Угловая часть
• Паз
• Заглушка
• Дж Groove

Колледж UEI может помочь вам стать сварщиком

Если вы хотите получить профессию, которая будет не только полезной, но и интересной, ознакомьтесь с программой «Техник по сварке» в колледже UEI.Наша программа сварки может быть завершена всего за 10 месяцев, и вы узнаете все, что вам нужно знать, как в нашем классе, так и в магазине. Вы приобретете практические навыки, необходимые для успешной работы сварщиком на начальном уровне. Мы обучаем вас отраслевым стандартам, и вы научитесь создавать все типы сварных швов.

Если вы хотите узнать больше о нашей программе, позвоните в колледж UEI уже сегодня.

Типы сварных соединений и примеры

Как сотрудник Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках.Мы рекомендуем только продукты, которые мы тщательно исследовали и которые будут полезны нашим читателям.

Существует 4 основных типа сварных соединений, которые обычно используются в промышленности.

Сварочный шов представляет собой точку или кромку, где несколько кусочков пластика или металла соединяются вместе. Они создаются путем сварки нескольких заготовок (пластиковых или металлических) по определенной геометрии.

Вы найдете пять типов соединений, известных Американскому обществу сварщиков:

Эти конфигурации могут иметь различные конфигурации в соединении, где может происходить фактическая сварка.

Основные типы сварных соединений

---

---

Стыковой сварной шов

Стыковой сварной шов представляет собой сварку, в которой два куска металла, которые должны стать частью, находятся в одной плоскости.

Эти виды сварных швов требуют лишь некоторой подготовки и поэтому сочетаются с тонкими листовыми металлами, которые можно сваривать за один проход.

Распространенными проблемами, которые могут ослабить стыковой сварной шов, являются улавливание шлака, чрезмерная пористость или растрескивание.Для прочных сварных швов целью является использование минимально возможного количества сварочного материала.

Стыковые швы преобладают в автоматизированных процессах сварки, например, при дуговой сварке под флюсом, из-за их относительно легкой подготовки.

Когда металлы свариваются без участия человека, нет оператора, который мог бы внести коррективы для неидеальной подготовки шва.

В связи с этой необходимостью, стыковые швы могут быть использованы для его или ее упрощенной конструкции, чтобы эффективно выполняться с помощью автоматических сварочных аппаратов.

Существует множество видов стыковых сварных швов, но все они относятся к одной из следующих простых групп:

• Одинарное стыковое соединение
• Двойное стыковое соединение
• Закрытые или открытые стыковые соединения

Только одно сварное стыковое соединение может быть репутация какого-нибудь горшка, сваренного только с одной стороны.

Двойное сварное стыковое соединение производится после того, как сварной шов будет продолжаться с каждой стороны. При двойной сварке глубина каждого сварного шва может незначительно различаться.

Сплошной сварной шов — это вид соединения, в котором две детали, которые станут частью, соприкасаются в процессе сварки.

Широко открытым сварным швом может быть тип соединения, в котором две детали имеют небольшой зазор между собой на протяжении всего процесса сварки.

Прямоугольная канавка представляет собой стыковое сварное соединение, при котором две детали являются плоскими и параллельными друг другу.

Этот шов прост в организации, экономичен в использовании и обеспечивает приемлемую прочность, но ограничен толщиной шва.

Сварной шов с закрытым квадратным сечением представляет собой соединение с квадратным пазом без какого-либо промежутка между деталями. Этот тип соединения характерен для газовой и дуговой сварки.

Для более толстых соединений преимущество каждого человека в соединении должно быть готово к определенной геометрии, чтобы обеспечить легкий доступ для сварки и гарантировать предпочтительную надежность и прочность сварного шва.

Выпускное отверстие или зазор в нижней части соединения, а также место соединения с канавкой должны быть выбраны таким образом, чтобы требовалось минимальное количество металла сварного шва, необходимого для обеспечения необходимого доступа и удовлетворения потребностей в прочности.

Для квадратных стыковых соединений обычно используется металл толщиной не более 4,5 мм.

Одиночные стыковые сварные швы действуют как соединение со скосом, но вместо одного, для красных со скошенной кромкой, каждая сторона сварного соединения скошена. В толстых металлах, когда сварку можно вести с каждой стороны от заготовки, можно использовать двойное V-образное соединение.

При сварке более толстых металлов для двойного V-образного соединения требуется меньше присадочного материала, так как на более широком одинарном V-образном соединении есть два более узких V-образных соединения.Даже двойное V-образное соединение помогает компенсировать силы деформации.

При наличии одинарного V-образного соединения напряжение имеет тенденцию деформировать деталь в одну сторону после заполнения V-образного соединения, однако при использовании двойного V-образного соединения вы обнаружите сварные швы по бокам материала, получающие противоположные напряжения, выпрямление ткани.

Стыковые сварные швы с одинарным J-образным швом — это когда одна часть сварного шва имеет ту же форму, что и J-образная, которая просто принимает присадочный материал, а еще одна часть имеет квадратную форму.

J-образная канавка создается либо с помощью специального режущего оборудования, либо путем шлифовки стыковой кромки по типу J.Хотя J-образная канавка намного сложнее и дороже в изготовлении, чем обычная V-образная канавка, всего одна J-образная канавка на металле толщиной от полдюйма до 75 % дюйма обеспечивает более прочный сварной шов, для которого требуется меньше присадочного материала.

Двойной J-образный стыковой шов состоит из одной детали, имеющей J-образную форму с обоих направлений, и еще одной квадратной детали.

Стыковые сварные швы с одинарной U-образной формой — это сварные швы, у которых обе кромки от поверхности сварного шва имеют форму буквы J, но когда они доступны вместе, они образуют букву U.

Двойные U-образные соединения имеют U-образную форму снизу и сверху от подготовленного соединения. U-образные соединения были бы самым дорогостоящим краем для организации и сварки. Они обычно используются на толстых основных металлах, в которых V-образная канавка может находиться в таком крайнем положении, что ее заполнение будет стоить слишком много.

Т-образное сварное соединение создается, когда два стержня или листа становятся элементом вертикали по отношению друг к другу посредством Т-образной формы. Этот шов выполнен методом контактной стыковой сварки.

Также выполняется методом экструзионной сварки. Обычно два плоских куска полиэстера привариваются друг к другу под углом 90° друг к другу, а по бокам привариваются методом экструзии.

Тонкие листовые металлы часто имеют фланцы для создания краевых или угловых сварных швов. Эти сварные швы обычно выполняются без добавления присадочного металла, поскольку фланец плавится и предлагает весь необходимый присадочный материал.

Трубы и шланги могут быть созданы путем перемещения и сварки полос, листов или пластин ткани.

Соединения с развальцовкой могут использоваться для сварки металлов, которые благодаря своей форме образуют удобную канавку для сварки, как труба на склеенной поверхности.

Выбор наилучшего сварного соединения зависит от толщины и используемого процесса. Квадратные сварные швы были бы наиболее рентабельными для деталей тоньше 3/8 дюйма, поскольку они не требуют подготовки кромки.

Сварные швы с двойной разделкой были бы наиболее рентабельными для более толстых деталей просто потому, что они требуют меньше сварочного материала и времени. Использование сварки плавлением характерно для закрытых односкатных, закрытых одинарных J, открытых одинарных J и закрытых двойных J стыковых соединений. Использование газовой и дуговой сварки отлично подходит для стыковых сварных швов с двойной фаской, закрытой двойной фаской, открытой двойной фаской, одинарной фаской и открытого стыкового шва с одной фаской.

Здесь перечислены идеальные значения толщины шва для различных стыков. Как только определена толщина стыкового шва, она измеряется в более тонкой части и не компенсирует усиление сварного шва.

Крестообразный стык представляет собой специфический стык, в котором четыре промежутка образуются путем сварки трех металлических пластин под прямым углом.

Крестообразные соединения испытывают усталость при постоянном воздействии различных нагрузок.

В соответствии с Американским бюро правил судоходства для стальных судов крестообразные соединения могут быть описаны как двойной барьер, когда два вещества, требующие двойного барьера, находятся в противоположных углах по диагонали.

Двойные барьеры часто необходимы для разделения нефти и морской воды, химикатов и питьевой воды и т. д.

При соблюдении методов сварки поверхность сварки должна быть подготовлена, чтобы гарантировать максимально возможный мощный сварной шов. Для этих видов сварки и всех видов соединений требуется подготовка.

Как правило, стыковые сварные швы практически не требуют какой-либо подготовки, однако для достижения наилучших результатов по-прежнему требуется много.

Кромки листов могут быть подготовлены для стыковых соединений различными способами, однако пять наиболее типичных методов:

• Ацетиленовая резка (газокислородная сварка и резка)
• Механическая обработка
• Вырубка
• Шлифовка
• Воздух угольная дуговая резка или строжка

Каждый метод имеет свои уникальные преимущества.

Для стальных материалов кислородно-ацетиленовая резка является наиболее распространенным типом подготовки.

Этот метод выгоден своей скоростью, дешевизной и гибкостью. Механическая обработка является наиболее эффективной для воспроизводимости и массового производства деталей.

Подготовка J- или U-образных соединений обычно выполняется механической обработкой из-за требований высокой точности.

Техника вырубки используется для подготовки деталей, изготовленных методом литья. Использование шлифования для организации деталей ограничено небольшими участками, которые нельзя изготовить другими методами.

Воздушно-дуговая резка углеродом типична в отраслях, которые фактически работают с нержавеющей сталью, верным фаером или обычной углеродистой сталью.

Непосредственно перед сваркой различных материалов обе стороны канавки можно смазывать маслом.

Смазанный слой может быть из того же сплава, потому что присадочный металл или, возможно, другой присадочный металл, который будет вести себя как буфер для прямого и обратного металлов, станет частью.

Amazon и логотип Amazon являются товарными знаками Amazon.com, Inc или ее филиалы.

Различные типы сварных соединений и их применение

TIG Brush содержит список различных типов сварных соединений, их наилучшее применение и важные советы по их использованию. Об этом подробнее здесь.

Соединение определяется Американским обществом сварщиков (AWS) как «способ соединения материалов». Сварка имеет широкий спектр применения, и для разных работ требуются различные типы сварных швов и соединений.

Сварка — сложный навык, требующий терпения, внимания к точности и творчества.Сварщики должны хорошо знать многочисленные методы и методы, используемые в отрасли, включая типы сварных соединений, чтобы хорошо выполнять свою работу.

Компания TIG Brush, занимающаяся очисткой электросварочных швов, описывает здесь пять наиболее распространенных типов сварных соединений. Каждый тип разработан, чтобы противостоять силам и потребностям конкретных приложений.

Сварка встык

Сварной шов с квадратной кромкой — это другое название сварного шва встык.Это самый простой и, безусловно, самый распространенный тип сварки. Он состоит из двух плоских частей, расположенных параллельно друг другу.

Он также используется для фланцев, клапанов, фитингов и другого оборудования, потому что это международно признанный способ соединения трубы с самой собой. Это действительно экономичное решение.

Стили сварки, используемые для создания стыковых соединений:

• Раструбный шов с V-образным пазом
• Раструбный сварной шов со скошенным пазом
• Сварной шов с J, U и V-образным пазом
• Сварной шов со скошенным пазом
• Сварной шов с квадратным пазом

Квадратное стыковое соединение может использоваться для достижения полного проплавления сварных швов.При сварке толстого листа или трубы почти невозможно достичь 100-процентного проплавления без использования какой-либо разделки.

Прожоги, растрескивание, пористость и недостаточное проникновение являются наиболее распространенными дефектами стыковых соединений. Однако, изменяя параметры сварки, такие как форма канавки, наслоение и ширина зазора, этого можно избежать.

Сварка тройника

Тройниковый сварной шов образуется, когда две детали соединяются под углом 90 градусов. Края пластины или компонента образуют Т-образную форму, когда они сходятся посередине.Тройниковые соединения представляют собой разновидность углового сварного шва, который может быть выполнен путем приваривания трубы к опорной плите.

Этот тип сварного шва требует постоянного контроля на предмет эффективного проникновения в кровлю сварного шва. Для выполнения тройникового соединения можно использовать один из следующих способов сварки:

.

• Угловой, щелевой и пробочный шов
• J-образный сварной шов
• Раструбный сварной шов с фаской
• Сварной шов проплавлением
• Сварной шов с фаской

Пластинчатые разрывы являются типичной проблемой, возникающей из-за тройниковых соединений к ограничению сустава.Сварщики часто вставляют пробку, чтобы предотвратить деформацию соединения.

Стыковой шов Тройник Сварной шов

Сварка угловых соединений

Угловые сварные соединения напоминают тройниковые сварные соединения. Разница только в расположении металла. Он находится в середине тройникового соединения, тогда как угловые соединения встречаются в углу закрытым или открытым способом, создавая L-образную форму.

Эти соединения популярны в производстве листового металла, где они используются для изготовления рам, коробок и других изделий.Соединение внешнего угла может быть выполнено двумя способами: V-образным пазом или квадратным стыковым соединением.

Стили, используемые для создания угловых соединений, включают:

• Точечный, кромочный и угловой сварной шов
• V-, J- и U-образный шов
• Сварной шов со скошенным пазом
• Сварной шов с углом и фланцем
• Сварной шов с V-образным раструбом
• Сварной шов с квадратной канавкой или встык1

Сварка внахлестку

Стыковое соединение представляет собой модифицированный вариант сварного соединения внахлест или наоборот.Они образуются, когда два куска металла укладываются друг на друга внахлест. Чаще всего они используются для соединения двух деталей разной толщины.

Соединения внахлест обычно используются для листового металла и редко используются для более толстых материалов. Коррозия или разрыв пластины из-за перекрытия материалов являются потенциальными недостатками этого типа сварного соединения. Однако, как и во всем остальном, этого можно избежать, используя соответствующую технику и изменяя переменные, такие как амперы и вольты, по мере необходимости.

Стили сварки, используемые для создания стыковых соединений, включают:

• Сварка методом пробки, прорези и точечной сварки
• Сварка с J-образным пазом
• Сварка с разделкой кромок под углом
• Сварка кромок с разделкой кромок

Сварка кромок

Металлические поверхности соединяются кромочным соединением, чтобы края были ровными. Изгиб одной или обеих пластин под углом может помочь сформировать их. Целью сварного соединения является соединение деталей и распределение напряжений.

Следующие силы вызывают напряжения в сварных соединениях:

• Растяжение
• Сжатие
• Изгиб
• Скручивание
• Силы сдвига

Используемая процедура сварки оказывает значительное влияние на выбор конструкции соединения. Каждый метод сварки имеет свой собственный набор свойств, влияющих на то, насколько хорошо он работает. На сварные швы, используемые в различных конструкциях соединений, дополнительно влияют скорость перемещения, скорость наплавки, проплавление и тепловложение.

Для краевых соединений применимы следующие стили:

• Сварной шов со скосом и канавкой
• Сварной шов с угловым краем и фланцем
• Сварной шов с квадратным пазом
• Сварной шов с кромкой и кромкой
• Сварной шов с U, J и V-образными канавками

Сварка внахлестку Краевой сварной шов

Нужен очиститель сварных швов?

TIG Brush — мировой лидер в области электрохимической очистки сварных швов. Решения для очистки сварных швов и финишной обработки металла безупречны благодаря нашему уникальному сочетанию тепла, электричества и химии.Эти технологии также повышают безопасность пользователей и снижают воздействие на окружающую среду.

Свяжитесь с нами сегодня, если у вас есть какие-либо вопросы о наших услугах или вы хотите узнать больше о преимуществах очистки сварных швов из нержавеющей стали.

Поделитесь публикацией

   Facebook    Twitter    Linkedin    Электронная почта

Конструкция сварного соединения

Выбор правильной конструкции сварного соединения имеет решающее значение для успешного изготовления сплавов HASTELLOY® и HAYNES®.Плохая конструкция соединения может свести на нет даже самые оптимальные условия сварки. Основным соображением при проектировании сварных соединений сплавов на основе Ni/Co является обеспечение достаточного доступа и пространства для перемещения сварочного электрода или присадочного металла. Требуются несколько иные геометрии сварных швов по сравнению с геометрией сварного шва из углеродистой или нержавеющей стали; в частности, обычно требуется больший внутренний угол сварки, более широкое раскрытие корня (зазор) и уменьшенная толщина кромки (поверхности корня).

Самая важная характеристика, которую необходимо учитывать при рассмотрении конструкции сварного соединения, заключается в том, что расплавленный металл сварного шва на основе никеля и кобальта является относительно «вялым», что означает, что он не течет и не растекается так легко, чтобы «смачивать» боковые стенки сварного шва. сварной шов.Поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы отверстие в стыке было достаточно широким, чтобы можно было правильно манипулировать электродом и размещать наплавленный валик для обеспечения надлежащей врезки и сплавления наплавленного валика. Необходимо манипулировать сварочной дугой и присадочным металлом, чтобы поместить расплавленный металл туда, где это необходимо. Конструкция соединения должна позволять наплавлять первый валик сварного шва с выпуклой поверхностью. Слишком узкий угол сварки или отверстие в корне способствует образованию вогнутого валика сварного шва, который создает напряжение на поверхности сварного шва и способствует растрескиванию в металле сварного шва.

Кроме того, проплавление сварного шва значительно меньше, чем у обычной углеродистой или нержавеющей стали. Эта характеристика требует использования меньшей толщины контактной поверхности в основании соединения по сравнению с углеродистой и нержавеющей сталью. Поскольку это неотъемлемое свойство сплавов на основе Ni/Co, увеличение сварочного тока не приведет к значительному улучшению их характеристик поверхностного провара.

Типичные конструкции стыковых соединений, которые используются с процессами дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW), дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) и электродуговой сварки в среде защитного газа (SMAW): (i) квадратная канавка, (ii) одинарная V-образная сварка -канавка и (iii) двойная V-образная канавка, как показано на рисунке 1.Газовая вольфрамовая дуговая сварка часто является предпочтительным методом наплавки корневого шва для соединений с квадратным пазом или одиночным V-образным пазом, когда есть доступ только к одной стороне соединения. Затем оставшуюся часть шва можно заполнить, используя другие способы сварки. Для сварных швов с разделкой кромок на толстостенных листах толщиной более 3/4 дюйма (19 мм) допустима J-образная разделка. Такое соединение уменьшает количество присадочного металла и время, необходимое для завершения сварки. Другие конструкции сварных соединений для конкретных ситуаций показаны на рис. 2.

Доступны различные документы по сварке, помогающие при проектировании сварных соединений. Два документа, содержащие подробные инструкции:

Справочник по сварке, девятое издание, том 1, Наука и технология в области сварки, глава 5, Конструкция для сварки, стр. 157-238, Американское общество сварщиков, 2001 г.

Справочник ASM, Том 6, Сварка, пайка и пайка, Сварка никелевых сплавов, стр. 740-751, ASM International, 1993.

Кроме того, производственные нормы, такие как нормы ASME для сосудов под давлением и трубопроводов, могут налагать требования к конструкции.

Фактическое количество проходов, необходимых для заполнения сварного шва, зависит от ряда факторов, включая размер присадочного металла (диаметр электрода или проволоки), силу тока и скорость перемещения. Расчетная масса металла шва, необходимая на единицу длины сварки, представлена ​​на рис. 1.

.