Стыковое соединение обеспечивает наиболее высокие механические свойства сварной конструкции, поэтому широко используется для ответственных конструкций. Однако, оно требует достаточно точной подготовки деталей и сборки.

ТОРЦЕВОЕ (С) соединение сваривается по торцам соединяемых деталей, боковые поверхности которых примыкают друг к другу.

Такие соединения используют, как правило, при сварке тонких деталей во избежание прожога.

ВНАХЛЁСТОЧНОМ (Н) сварном  соединении поверхности свариваемых элементов располагаются параллельно так, чтобы они были смещены и частично перекрывали друг друга.

Нахлёсточные соединения менее чувствительные к погрешностям при сборке, но хуже чем стыковые работают при нагрузках, особенно знакопеременных.

ТАВРОВОЕ (Т) сварное соединение получается, когда торец одной детали под прямым или любым другим углом соединяется с поверхностью другой.

Тавровые Соединения обеспечивают высокую жёсткость конструкции, но чувствительны к изгибающим нагрузкам.

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

Все сварные соединения могут быть выполнены:

— односторонние (SS), когда источник нагрева перемещается с одной стороны соединения;

— двухсторонние (BS) ,когда источник нагрева перемещается с двух сторон соединения.

В таком сварном соединении корень стыкового шва находится внутри сечения.

Основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений приведены в таблице:

При сварке плавлением для обеспечения необходимой глубины проплавления выполняют разделку кромок. Форма разделки кромок , а также размеры параметров разделки (угол раскрытия кромок, величина зазора, притупление и др.) зависит от материала, толщины, способа сварки.

Стандарты сварных соединений и условные обозначения нестандартных швов приведены в таблице:

ГОСТ	Наименование
5264-80	Ручная дуговая сварка. Соединения сварные.
8713-79	Сварка под флюсом. Соединения сварные.
11533-75	Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом. Соединения сварные под острыми и тупыми углами.
11534-75	Ручная дуговая сварка. Соединения сварные под острыми и тупыми углами.
14771-76	Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные.
14806-80	Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах. Соединения сварные.
15164-78	Электрошлаковая сварка. Соединения сварные.
15878-79	Контактная сварка. Соединения сварные.
23792-79	Соединения контактные электрические сварные.

Как предсказать усталостную долговечность сварных швов

Сварка — один из наиболее распространенных методов соединения металлических конструкций. Этот метод широко используется в таких областях, как строительство, нефтегазовая промышленность и судостроение. Сварка — это сложный процесс, в ходе которого меняются механические, химические и структурные характеристики соединяемых компонентов. В этом блоге мы уделим большое внимание различным способам моделирования сварных швов методом конечных элементов и вычислению напряжения в сварных швах для оценки усталостной долговечности.

Общие сведения о сварке

Сваркой называют группу процессов, в ходе которых надежное соединение между двумя компонентами создается с помощью плавления основного материала при высоких температурах. Для достижения температур, необходимых в процессе сварки, могут быть использованы различные источники энергии, такие как горение, электрические токи, электронные лучи, трение или ультразвук. Сварка может быть применена к металлам или термопластам, но в этом посте мы будем говорить в основном о сварке металлов.

Процесс сварки вызывает изменения в материале, что усложняет задачу оценки напряжений в сварных швах. Некоторые сложности, которые могут возникнуть:

• Изменение химического состава
  • Основные металлы конструкции и присадочный сплав (если он присутствует) могут менять свой химический состав в процессе сварки, так как прямое смешивание сплавов в сварочной ванне или высокотемпературная диффузия меняют концентрацию компонентов сплава.
• Изменения в структуре металла
  • Высокая температура с большой долей вероятности повлияет на микроструктуру прилегающих к сварочной ванне областей. Сплав с одним и тем же химическим составом может иметь различную микроструктуру из-за неоднородного распределения температур при охлаждении. Это изменение также может повлиять на механические свойства материала, такие как предел текучести, пластичность или твердость. Для анализа этих явлений в металлических сплавах можно использовать модуль Металлургия.
• Термомеханические эффекты
  • Разница температур в процессе сварки и тепловое расширение сплавов приводят к возникновению термических напряжений в соединении. Снижение предела текучести сплавов при высоких температурах приводит к тому, что термическое напряжение с большой вероятностью достигнет предела текучести основного материала или зоны плавления, вызвав необратимое деформирование соединения и появление микротрещин, которые повлияют на его усталостную долговечность. Возникшая в процессе пластическая деформация вызовет остаточные напряжения, которые также повлияют на усталостную долговечность.
• Изменение геометрии
  • Из-за пульсирующего характера некоторых используемых источников тепла или изменчивости самого процесса, вероятно, геометрическая форма сварного шва будет отличаться от идеального профиля. Эти отклонения могут стать дополнительными концентраторами напряжений.

Хотя в программном обеспечении COMSOL Multiphysics® можно смоделировать полный процесс сварки, как описано в этом блоге о лазерной сварке или как показано в этом примере оптимизации лазерной сварки, большинство промышленных применений требуют упрощенной оценки напряжений в сварном шве для определения усталостной долговечности. Эти методы описаны в стандартах и правилах проектирования и относятся, в основном, к процессам дуговой сварки. Такие методы, как контактная сварка или сварка трением, в настоящее время не описаны в этих стандартах.

В этом блоге мы проанализируем некоторые из упомянутых методов для оценки распределения напряжений в сварных швах и областях вокруг них и покажем, как промоделировать это в COMSOL Multiphysics.

Сварные швы и усталость

Появление постепенно увеличивающихся трещин, приводящих к разрушению материала при его циклическом нагружении в случае, когда прикладываемые нагрузки значительно ниже предела прочности неповрежденного материала, называется усталостью материала. Количество циклов до разрушения зависит не только от упругих свойств материала и нагрузки, но и от различных факторов, таких как остаточные напряжения, вязкость разрушения материала, неоднородности в структуре, размер зерна, температура, геометрия, обработка поверхности или наличие коррозии. Поскольку наличие сварных швов локально влияет практически на все эти факторы, неудивительно, что оценка усталостной долговечности в сварных швах и вокруг вызывает большой интерес и является предметом многих исследований.

Существуют различные методы прогнозирования усталостной долговечности, основанные на характере нагружения и типе материала, подверженного циклической нагрузке. Для большого числа циклов многие из этих методов используют S-N кривые материала. Эти кривые представляют собой отношение между значением напряжения и числом циклов до обнаружения трещины.

На графике показана типичная S-N кривая для двух групп сплавов. Стальные сплавы обычно имеют предел выносливости, ниже которого усталостное разрушение не появится. Другие сплавы могут не иметь такого предела выносливости, и любой уровень напряжения в конечном итоге приведет к разрушению.

Как показано на рисунке выше, изменение напряжения на 10% может привести к разнице более чем в два раза в количестве циклов до разрушения (или даже больше в стальных сплавах). Таким образом, точность, с которой определены напряжения в сварном шве, имеет решающее значение для прогнозирования усталостной долговечности сварного шва.

Узнайте больше о методах и подходах при определении усталости, доступных в модуле Усталость материала, дополнении к модулю Механика конструкций.

Рассмотрим геометрию сварного шва

Сварные швы обычно классифицируются по расположению соединяемых деталей относительно друг друга. В этом примере мы проанализируем угловой сварной шов, который представляет собой сварочное соединение двух деталей под углом. Угловые сварные швы — это распространенное решение, используемое при соединении труб, перпендикулярных или накладывающихся друг на друга пластин. Угловой сварной шов должен обеспечивать полное соединение с корнем и иметь минимальный приемлемый размер (с точки зрения толщины горла или высоты шва) по всей своей длине.

Схематическое представление процесса сварки углового шва. Сварной шов (светло-серый), в зависимости от параметров и материалов, представляет собой вогнутую или выпуклую поверхность. Зона термического влияния или ЗТВ (хаки) имеет свойства материала, отличающиеся от свойств основного материала (темно-серый).

Поскольку качество сварного шва довольно чувствительно к параметрам сварки (скорость сварки, предварительный нагрев компонентов, относительное положение сварочного инструмента, сварочный ток и т. д.), обычно проводится некоторый контроль качества сварного шва после его завершения. Существуют различные методы оценки качества сварного шва, начиная от визуального контроля до ультразвукового контроля и цветной дефектоскопии, и заканчивая флуоресцентным контролем пенетранта.

Качество большинства сварных швов, произведенных в полевых условиях, не будет проконтролировано должным образом и не может гарантировать полное проникновение сварного шва через толщину соединяемой пластины. Это одна из причин, почему распределение нагрузки рассматривается на горле сварного шва, и предполагается, что основной материал не вносит вклад в жесткость сварного соединения при анализе напряжений сварного шва.

Метод условных напряжений

Стандарты, такие как Еврокоды (Eurocodes, EC) или стандарты Международного института сварки (International Institute of Welding, IIW), позволяют инженерам использовать метод условных напряжений. Этот метод, применимый только для определенных материалов и геометрий, использует эквивалентные или условные напряжения, вычисленные на сварном шве, и сравнивает эти значения с эмпирическими кривыми S-N, определенными для детали каждой категории.

Компоненты напряжений, используемые для расчета эквивалентных напряжений, и сварной шов двух видов.

Преимуществом этого метода является его простота, однако он имеет ряд ограничений. Он не применим к материалам и конструкционным деталям, не перечисленным в стандарте, и даже в упомянутых случаях может быть трудно оценить класс сварного соединения. Кроме того, в сварных соединениях усталостные трещины могут образовываться в областях, отличных от перечисленных в стандарте. Несмотря на все недостатки этого метода, благодаря своей простоте он по-прежнему используется чаще всех.

Стандарт IIW допускает использование методов конечных элементов (МКЭ) для определения условных напряжений в случаях сложного нагружения. В этом случае для определения условного напряжения может быть использована относительно простая и грубая модель. В случае использования грубой сетки во избежание недооценки напряжений в сечении сварного шва следует использовать усилия в узлах, а не напряжения в элементах. Необходимо позаботиться о том, чтобы при расчете модифицированного (локального) условного напряжения были исключены все эффекты концентрации напряжений от детали сварного соединения.

Простейший подход на основе МКЭ к определению распределения нагрузки заключается в рассмотрении сварных швов как непрерывной части между свариваемыми компонентами. Этот подход не учитывает гибкость горла сварного шва, и поэтому недопустим, когда существует более одного сварного шва или когда определение глобальной жесткости конструкции имеет решающее значение. При рассмотрении в узлах усилий, вычисленных с использованием этого подхода, следует обратить внимание на то, что могут потребоваться некоторые дополнительные операции для пересчета напряжений в сварных швах через усилия.

Пример упрощенного анализа сварного шва. Приложенные нагрузки, сетка и перемещения показаны слева. Трехмерное изображение оболочки с распределением напряжений по Мизесу продемонстрировано в центре. Узловые силы продемонстрированы справа, размеры элементов уменьшены для ясности.

В контексте расчетов в COMSOL Multiphysics “узловые силы” можно интерпретировать как силы реакции. Поскольку силы реакции доступны только там, где заданы ограничения, можно использовать сборку, соединенную условием непрерывности.

Более точный метод представления сварного соединения состоит в том, чтобы фактически смоделировать каждое горло сварного шва отдельно оболочками. Этот метод требует создания поверхностей в срединной плоскости горла сварного шва. Соединение между различными пластинами будет зависеть от количества угловых швов и от того, имеют они частичное или полное проникновение. Этот метод учитывает гибкость горловины и поэтому больше подходит для анализа перераспределений нагрузки и жесткости глобальной конструкции.

Четыре типа сварных швов слева и эквивалентные представления с помощью оболочек справа. Толщина оболочки представлена через высоту прозрачных прямоугольников.

Ниже приведен пример сварного соединения, представляющего собой два угловых сварных шва с частичным проплавлением. Как видно из приведенных ниже рисунков, при таком представлении напряжение сварного шва распределяется по большей площади, тем самым уменьшая податливость и напряжение вокруг сварного шва. Еще одним преимуществом конкретного представления горловины сварного шва является то, что узловые силы могут быть использованы непосредственно для получения условного напряжения сварного шва.

Пример анализа сварного шва, где горло сварного шва тоже представлено в сеточном разбиении. Приложенные нагрузки, сетка и перемещения показаны слева. Трехмерное изображение оболочки с распределением напряжений по Мизесу продемонстрировано в центре. Узловые силы продемонстрированы справа, размеры элементов уменьшены для ясности. Цветовая шкала и размеры векторов такие же, как и на предыдущем изображении.

Метод условных напряжений является относительно простым и не затратным методом расчета усталостной долговечности сварного шва. Он довольно хорошо адаптирован для применения в COMSOL Multiphysics при расчете распределения нагрузок и напряжений.

Метод эффективных напряжений в закругленной выемке

Другим методом расчета усталостной долговечности сварного соединения является анализ конечной геометрии сварного шва. Он называется методом фиктивного закругления очага концентрации. Этот метод требует, чтобы конструкция моделировалась как твердое тело, поэтому использование оболочек для аппроксимации структуры невозможно. Напряжение, рассчитанное с помощью этой подробной модели можно непосредственно сравнивать с S-N кривой, которая не привязана к конкретному типу соединения. По причинам, описанным ранее, форма сварных швов может сильно варьироваться, поэтому в этом методе используют эффективный профиль сварного шва, основанный на толщине горловины и определенном радиусе выемки.

Модель двухстороннего сварного шва с полным проплавлением. На детали справа продемонстрировано, как максимальное напряжение тесно связано с предполагаемым радиусом выемки, равным 1 мм.

Как видно из изображений, представленных выше, распределение напряжений демонстрирует локальный максимум, который можно заметить только в случае подробной сетки. На следующем графике показана зависимость значения максимального напряжения от минимального размера сетки.

Максимальное главное напряжение в выемке, рассчитанное для различных размеров сетки.

Как показано выше, для верного учета максимального напряжения в этом примере требуется сетка, размеры которой меньше 0,25 мм, соединяющая пластину толщиной 20 мм и пластину толщиной 10 мм. Метод фиктивного закругления очага концентрации требует очень подробной сетки, из-за этого его применение на практике может быть ограничено. В подобных случаях субмоделирование предоставляет эффективный способ определения локальных концентраций напряжений в больших геометриях.

Метод напряжений в “горячей” точке

Еще одной альтернативой для расчета усталостной долговечности сварных соединений является метод напряжений в “горячей” точке. Этот метод основан на репрезентативном напряжении, полученном из идеализированного распределения напряжений вокруг сварного шва. Это репрезентативное напряжение иногда называют конструктивным напряжением, геометрическим напряжением или напряжением “горячей” точки, которое используется ниже. Как правило, напряжение, перпендикулярное сварному шву в непосредственной близости от кромки сварного шва, имеет нелинейное распределение по толщине:

Распределение напряжений по толщине можно разделить на три составляющих:

1. Мембранное напряжение, постоянное по толщине
2. Изгибное напряжение, линейно распределенное по толщине и самокомпенсированное
3. Нелинейное напряжение, которое также самокомпенсировано

Метод напряжений в “горячей” точке позволяет получить поверхностное напряжение при объединении мембранного и изгибного напряжения. Используя предыдущую модель и опцию Stress Linearization, доступную в COMSOL Multiphysics, мы можем построить график распределения напряжений по толщине.

Линия вдоль которой мы оцениваем распределение напряжений по толщине (слева). Распределение напряжений по толщине и изменение этого распределения в зависимости от размера сетки (справа).

Как видно из изображений выше, распределение напряжений по толщине сильно меняется в зависимости от размера сетки, но сочетание мембранного и изгибного напряжений остается более или менее постоянным даже на грубых сетках. Этот подход по-прежнему требует моделирования конструкции как твердотельного объекта для получения распределения напряжений по толщине. Другой метод вычисления того же напряжения “горячей” точки — экстраполяция поверхностного напряжения из соседних областей:

Путь, используемый для оценки распределения напряжений на поверхности (зеленый). График поверхностных напряжений и то, как это распределение меняется в зависимости от размера сетки (справа). Линеаризованное напряжение, основанное на напряжениях на расстоянии 10 мм и 20 мм от кромки сварного шва в этом примере.

Мы снова видим, что напряжение в закругленной выемке сильно зависит от размера сетки, но на определенном расстоянии от сварного шва распределение напряжений становится одинаковым для всех размеров сетки. Это означает, что при таком подходе можно использовать грубую сетку или даже моделирование с помощью оболочек, и полученное напряжение “горячей” точки будет таким же точным, как и значение для твердотельной модели сварного шва и очень подробной сетки. Этот метод требует наличия регулярной сетки с узлами и элементами, расположенными на определенных расстояниях от сварного шва, что может потребовать некоторого дополнительного времени при настройке модели. Расстояния, на которых должно быть получено напряжение для экстраполяции напряжения “горячей” точки, обычно определяются в стандартах и зависят от размеров сварных деталей и размера сетки.

Заключительные комментарии по усталостной долговечности сварного шва

Как обсуждалось выше, существует несколько методов оценки усталости сварных соединений. В этом блоге мы проанализировали, как реализовать в COMSOL Multiphysics эти методы, а также рассказали о преимуществах и недостатках каждого из них.

Дальнейшие шаги

Узнайте больше о возможностях COMSOL Multiphysics в области моделирования процесса сварки и анализе усталости. Свяжитесь с нами для получения пробной версии программного обеспечения.

Связаться с представительством COMSOL

Сварные соединения: все разновидности, подробное описание

Чтобы произвести грамотное и хорошее соединение металлов, необходимо применять сварочные работы. Это может делать только обученный профессионал, который знает обо всех нюансах варки. Благодаря сварочному шву можно соединить не только металлы, но и другие материалы. Все элементы, которые были состыкованы в неразъемный узел, представляют собой соединение, которое можно разграничивать на несколько зон.

• Зоны сварного соединения
• Разновидности сварных швов и соединений
  • По расположению
  • По способу выполнения
  • По пространственному положению
  • По протяжённости
  • Показатель сварного шва
• Разделка кромок
• Особенности
• Стандарты
• Обозначение сварочных швов
• Вспомогательные знаки

Зоны сварного соединения

Это такие соединения, которые получаются в процессе сварочной работы. Их разделяют на несколько зон:

1. Сплавочное место. Так называют границу между основным материалом и металлом полученного шва. Именно в этом месте будут находиться зёрна, которые будут отличаться своей структурой от состояния основного вида материала. Это происходит из-за того, что имеется частичное расплавление материала во время сварной работы.
2. Область термического влияния. Так называется зона основного материала, которая не подвергается оплавлению, хотя процесс нагрева произошёл, и структура изменилась.
3. Сварочный шов. Это такой участок, который будет образовываться во время процесса кристаллизации. Всё это происходит, когда металл начинает остывать.

Разновидности сварных швов и соединений

Различия сварных соединений объясняются тем, что рабочий применяет неидентичные расположения стыкуемых частей относительно друг друга.

По расположению

1. Встык. Стыковка элементов будет осуществляться на одной плоскости торцами друг к другу. Материалы могут иметь разную толщину, а потому соединяемые торцы относительно друг друга могут вертикально сместиться.
2. Соединение угловое. В таком варианте торцы будут смещаться под определённым углом. Процесс сварки осуществляется на всех краях деталей, которые будут примыкать друг к другу.
3. Соединение внахлёст. Детали под сварку располагаются параллельно и частично перекрывают друг друга.
4. Соединение торцевое. Несколько частей элементов, которые необходимо сварить, будут совмещаться параллельно друг другу, а после их состыкуют по торцам.
5. Тавровое соединение. При таком варианте торец детали примыкает к боку другого элемента под определённым углом. Виды сварочного соединения будут зависеть ещё и от вида сварочных швов, которые квалифицируются по некоторым основным признакам.

По способу выполнения

1. Односторонний шов. Его можно выполнять, полностью проплавляя металл по всей длине конструкции.
2. Двусторонний. Для начала нужно выполнить одностороннюю сварку, удалить корень, а уже после переходить к выполнению сварочных работ с другой стороны обрабатываемого материала.
3. Однослойный. Такой вид обычно выполняют с помощью сварки в один проход, получается один наплавленный валик.
4. Многослойный. Применение такого вида обычно обуславливается большой толщиной металла, когда выполнять сварку одним проходом невозможно по различным причинам. Слой шва состоит из нескольких валиков или проходов. Таким образом, есть возможность ограничить распространение термического воздействия. В результате получится очень качественное и прочное сварное соединение.

По пространственному положению

Различается несколько положений сварки:

1. Нижнее положение. Шов будет находиться в нижней горизонтальной плоскости, это угол в 0 градусов относительно земной поверхности. Горизонтальное положение. Валик будет вестись горизонтально, а деталь может располагаться под углом от 0 до 60 градусов.
2. Вертикальное. В такой ситуации поверхность, которая подвергается сварке, будет располагаться в плоскости от 60 до 120 градусов, а сама сварка будет проводиться по вертикальному направлению.
3. Потолочное положение. Вся работа будет проходить под углом в 120 или 180 градусов. Это означает, что сварной шов расположен над сварщиком.
4. Положение «в лодочку». Такое положение объясняется тем, что сваривать необходимо угловую или тавровую поверхность. Детали будут выставляться под определённым наклоном, а сварка проходить в угол.

По протяжённости

Можно производить непрерывный шов. Обычно такие применяются на производстве, когда нужно качественное и крепкое соединение. Но бывают и исключения.

Вторым вариантом считается прерывистый шов, который обычно применяется в угловом соединении. Такой вид шва может применяться в том случае, если необходимо шахматно закрепить некоторые детали друг с другом. Ещё такой вид соединения делается, если требуется цепной порядок сварки

Показатель сварного шва

Имеется несколько основных параметров, которыми характеризуются все полученные швы:

1. Ширина. Это размер, который устанавливается между границами шва, которые прорисовывают видимыми линиями сплавления.
2. Корень. Это будет вторая сторона, находящаяся в отдалении от лицевой части конструкции.
3. Выпуклость. Заметить можно в самой выпуклой части шва. Этим параметром обозначается расстояние от границы самого большого выступа до плоскости основного металла.
4. Катет. Такой параметр наблюдается только в тавровом или угловом соединении. Этот показатель можно измерить самым маленьким расстоянием от поверхности сбоку одной из деталей до ограничительных линий, которые находятся на поверхности второй детали.

Разделка кромок

Эту конструктивную особенность будут применять в таких ситуациях, когда толщина металла составляет более 7 мм. Разделка кромок означает снятие частей металла с кромки в определённой форме. Такой процесс необходимо выполнять при однопроходной сварке стыковых швов. Это нужно для того, чтобы получилось правильное соединение. Если имеется толстый материал, то разделку нужно проводить для того, чтобы расплавить корневой проход, а после направляющими валиками равномерно заполнить полость. Таким образом будет провариваться металл по всей толщине.

Разделку кромок также выполняют, если толщина металла составляет больше 3 мм. Если значение более низкое, то можно прожечь металл.

Разделка характеризуется несколькими конструктивными параметрами:

• зазор;
• угол разделки кромок;
• притупление.

Чтобы посмотреть все эти параметры, необходимо изучить чертёж. Если производить разделку кромок, то увеличится количество расходного материала. Именно поэтому такую величину стараются как можно эффективнее минимизировать.

Она будет подразделяться по нескольким видам конструктивного исполнения:

1. V-образная.
2. Х-образная.
3. Y-образная.
4. U-образная.
5. Щелевая.

Особенности

1. Если имеется малая толщина материала, которая составляет от 3 до 25 мм, то необходимо применять одностороннюю V-образную разделку. Скос можно выполнить на 2 торцах или только на одном.
2. Если металл имеет толщину в 12−60 мм, то лучше всего сваривать с двухсторонней X-образной разделкой.
3. Для толщины в 20−60 мм желательно использовать расход металла при U -образной разделке. Так будет намного экономнее. Скос можно выполнить по двум или одному торцам. Тогда притупление составит 1 или 2 мм, а значение зазора равняется двум миллиметры.
4. Если имеется большая толщина металла, то наиболее эффективным способом является щелевая разделка.

Чтобы произвести качественное сварное соединение необходимо правильно выбрать процедуру, поскольку всё это будет влиять на несколько факторов шва:

1. Работоспособность.
2. Прочность и качество соединения.
3. Экономичность.

Стандарты

1. Дуговая сварка. Швы сварные и соединения по ГОСТу 5264−80 будут включать типы, конструктивные размеры для сварки, которые покрыты электродами в любых пространственных положениях. Сюда не будут входить трубопроводы, выполненные из стали.
2. Соединение стальных трубопроводов. Используется ГОСТ 16037–80 , который будет определять основной тип, разделку кромок, конструктивный размер при механизированном способе соединения.
3. Соединение трубопровода из меди и медно-никелевого сплава. Предусмотрен ГОСТ 16038–80 .
4. Дуговая сварка алюминия. Применяется ГОСТ 14806–80 . Формы, размеры, подготовка кромок для варки алюминия и сплавов, процесс происходит исключительно в защитной среде.
5. Флюс. ГОСТ 8713–19 . Все швы будут выполняться при помощи автоматической или механизированной сварки на весу при помощи флюсовой подушки. Применяется для металлов от 1,5 до 160 мм.
6. Алюминий в инертных газах. ГОСТ 27580–88 . Это стандарт на полуавтоматическую, ручную или автоматическую сварку. Выполнять необходимо неплавящимся электродом в инертных газах, где имеется присадочный материал и распространяется всё это, если алюминий имеет толщину от 0,8 до 60 мм.

Обозначение сварочных швов

Имеются специальные нормативные документы, которые обозначают название сварочных швов на чертежах или в общем виде.

Если швы видимые, то их обозначают сплошной линией. А если их не видно, то штрихованной линией. От линии будет отводиться специальные выноски со стрелками.

Обозначение сварного шва будет производиться на специальной полке для выноски. Надпись нужно сделать точно над полкой, если соединение будет находиться с лицевой стороны детали. Если имеется обратный вариант, то обозначение располагается под полочкой. Сюда нужно будет включить информацию о шве в определённой последовательности:

1. Вспомогательные символы.
2. Обозначение шва, конструктивного элемента и ГОСТ соединения.
3. Название шва по определённому стандарту.
4. Способ соединения деталей.
5. Если имеется угловое соединение, то в этом месте указывается катет.
6. Прерывистость шва, если имеется. Здесь необходимо указать расположение отрезка в сварке, а также шаг.
7. Дополнительные знаки, которые имеют вспомогательное значение.

Вспомогательные знаки

Такие знаки необходимо наносить сверху полочки, в том случае, если шов на чертеже будет видимым, и под ней, если он невидимый:

1. Снятие усиления шва.
2. Обработка деталей, которые обеспечивают плавный переход к основному виду материала, необходимо исключить наплывы и неровности.
3. Шов надо выполнять по незамкнутой линии, такой знак будет применяться, если он виден на чертеже.
4. Чистота обработки поверхности соединения.

Если каждое соединение будет выполнено только по одному ГОСТу, иметь идентичные разделки, а также конструктивные размеры, обозначения, то стандарты на сварку будут оказываться в техническом требовании. В конструкции необязательно указывать все одинаковые швы, но их необходимо разбить по группам и присвоить порядковый номер. На одном шве нужно указать полное обозначение. На остальные же можно поставить только порядковый номер. В нормативном документе необязательно указывать нужно точное количество групп, а также число швов.

Как видно, имеется очень много нюансов в сварной работе. Настоящий профессионал должен чётко разбираться во всех особенностях сварных соединений, а также знать все нюансы сварки, чтобы грамотно произвести свою работу. Вся необходимая информация будет указываться на чертеже, который также нужно уметь читать сварщику.

Сварные соединения

Сваркой называют процесс соединения металлических элементов, при котором возникают устойчивые межатомные и межмолекулярные связи по контактируемым поверхностям соединяемых элементов. Существуют два основных способа сварки – давлением и плавлением. В мостостроении широко применяется сварка электрическим плавлением (электросварка).

Процесс соединения металлических элементов, при котором в качестве сварочного источника теплоты используют электрическую дугу, называют электродуговой сваркой.

Явление электрического разряда и возможность использования его для расплавления металла были открыты и использованы в 1802 г. В. В. Петровым.

Но только в 1882 г. русский инженер Н. Н. Бенардос использовал дугу для сварки металлов. Сущность этого метода заключается в том, что дуга возникает между электродом и изделием. Тепловой энергией дуги расплавляются кромки свариваемых элементов и присадочного прутка (Рис. 6.26). В образующейся сварочной ванне расплавленный металл элементов и присадочного прутка перемешивается. При остывании и кристаллизации жидкого металла образуется сварной шов.

В 1888 г. русский инженер Н. Г. Славянов разработал новый способ сварки металлическим плавящимся электродом. В этом случае дуга возбуждается между металлическим электродом и соединяемыми элементами. Плавящийся электрод одновременно является и присадочным металлом (Рис. 6.27). Несколько позже Н. Г. Славянов изобрёл специальный электро-плавильник, являющийся по существу первым в мире прообразом автомата для сварки.

Дуга представляет собой мощный электрический разряд в ионизированной среде, сопровождающийся большим выделением тепла и света. При нормальных условиях между электродом и изделием отсутствуют пары металла, и дуга не возникает. Для возбуждения дуги создают мгновенный контакт между электродом и изделием, в момент которого возникает короткое замыкание. В месте контакта металл быстро разогревается, что сопровождается лёгкой ионизацией паров расплавившегося металла. При отрывании электрода от изделия образуется дуговой промежуток, являющийся проводником электричества.

В мостостроении сварка толстообмазочными электродами стала применяться в 1934-1935 гг. Однако реальную конкуренцию заклёпочным соединениям сварные соединения стали оказывать в 1938 1939 гг. с появлением автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом.

Для питания сварочной дуги применяют постоянный или переменный ток. Переменный ток используется при сварке второстепенных мостовых конструкций, так как при питании дуги переменным током промышленной частоты стабильность горения дуги постоянно нарушается. При питании дуги постоянным током обычно плюс источника тока присоединяют к элементу, а минус к электроду (прямая полярность). При таком подключении выделяется больше тепла и качество сварного шва повышается. Однако при сварке тонколистовых конструкций во избежание пережога свариваемых элементов лучше использовать обратную полярность (плюс источника присоединён к электроду, а минус к изделию).

При изготовлении сварных мостовых конструкций применяют соединения стыковые (Рис. 6.28), тавровые (Рис. 6.29), угловые (Рис. 6.30) и внахлёстку (Рис. 6.31).

Шов, соединяющий элементы в стыковых соединениях, называют стыковым, а в тавровых и угловых соединениях угловым. В зависимости от числа проходов (слоев), необходимых для получения расчётного сечения шва, различают однопроходный (однослойный) и многопроходный (многослойный) стыковой и угловой швы. Шов, соединяющий элементы по всей длине, называют сплошным. Сварное соединение, в котором сваренные участки чередуются с не сваренными, называют прерывистым.

Подготовка элементов перед сваркой зависит от вида металла, его толщины, способа сварки, а также технологических особенностей свариваемой конструкции. Подготовка в основном заключается в обеспечении требуемого уклона разделки кромок и величины притупления. Элементы перед сваркой устанавливают со строго определённым зазором между их кромками. Разделка кромки и зазор необходимы для обеспечения провара всего сечения, а притупление предотвращает прожог сварного соединения.

Форма сварного шва, а следовательно, и прочность сварного соединения зависит от устойчивой работы источника тока и постоянства скорости подачи сварочной проволоки, обеспечивающих стабильность режима сварки. Поэтому сварку основных элементов осуществляют с помощью специальных автоматизированных сварочных агрегатов.

Сварочные соединения следует рассматривать как структурно неоднородные области, простирающиеся от исходного материала через переходную область, испытавшую воздействие высоких температур, до металла сварного шва, который можно считать литым железом (Рис. 6.32). В некоторых случаях путём соответствующей термообработки сварного шва можно добиться соответствия структуры наплавленного и основного металла.

На рисунке 6.32 показано распределение температур в металле при устройстве сварного соединения. На этой же иллюстрации показаны шесть основных структурно разнородных зон, образовавшиеся после охлаждения металла:

1. участок неполного расплавления (переходная зона или зона сплавления) шириной 0,1 …0,4 мм;

2. участок перегрева шириной 1 …3 мм;

3. участок перекристаллизации (нормализации) шириной 1,2…4 мм;

4. участок неполной перекристаллизации;

5. участок рекристаллизации;

6. участок без видимых структурных изменений.

Как правило, у металла сварных соединений усталостная прочность ниже, чем у основного металла. Это связано не только с неоднородностью материала в зоне сварки, но и с возможностью растрескивания металла сварного шва из-за усадочных напряжений, возникающих при охлаждении; включением шлака, а также пористостью, появляющейся при нарушении технологии сварки, и т. д. Указанные явления могут приводить к возникновению зон концентрации напряжений.

В мостостроении наиболее распространена дуговая сварка: ручная металлическими электродами со специальным покрытием, а также автоматическая (механизированная) под расплавляемыми или керамическими флюсами, а также в среде защитных (инертных) газов. Такие способы сварки предотвращают взаимодействие расплавленного металла с воздухом. При автоматической сварке под флюсом всё плавильное пространство изолировано от контакта с воздухом шлаковой оболочкой и слоем флюса значительной толщины, что обеспечивает благоприятные условия кристаллизации и позволяет получать более надёжные сварные швы, чем при ручной сварке электродами с толстым покрытием.

Угловые швы в мостовых конструкциях обычно делают вогнутыми, с плавным переходом к основному металлу. Лобовые швы рекомендуется делать неравнобокими с большим катетом, направленным вдоль усилия. Отношениебольшегокатета к меньшему рекомендуется принимать равным двум. Длина углового или флангового шва должна быть не менее 60 мм и не менее шестикратной величины катета шва. Размеры угловых сварных швов назначают по расчёту на прочность и выносливость, но не менее 4 мм для соединения основных элементов и 3 мм для прикрепления рёбер жёсткости к стенке, а также продольных рёбер к покрывающему листу ортотропного настила. В целях облегчения сборки металлических конструкций пролётных строений и уменьшения вероятности появления трещин в швах монтажной сварки при наложении угловых швов устраивают роспуски (недовары) на концевых участках соединения.

Расчётная толщина стыкового шва должна быть получена из полностью проплавленного металла по всей длине сварного шва. Для придания требуемой формы нижней части сварного шва используются медные формирующие прокладки, защищаемые от ожогов электрической дугой одним или двумя слоями стеклоткани (Рис. 6.33).

Применение выводных планок позволяет избежать непроплавления концевых участков сварных швов (Рис. 6.34).

По расположению сварного шва в момент его наложения швы подразделяются на нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные (Рис. 6.35). Самое низкое качество имеют потолочные сварные швы. Поэтому если их и используют, то как вынужденный способ наложения сварных швов при монтаже.

Угловые швы тавровых и нахлёсточных соединений в целях повышения качества сварного шва выполняют «в лодочку» на специальном заводском оборудовании кондукторах. Применение такого способа сварки увеличивает глубину проплавления металла соединяемых деталей, что улучшает качество сварного шва (Рис. 6.36).

При изготовлении и монтаже металлических пролётных строений мостов широко применяется сварка с металлохимической присадкой (МХП), состоящей из мелко нарубленной сварочной проволоки «крупки» и химических присадок. Применение МХП позволяет сократить число проходов, необходимых для формирования требуемого сварного шва.

Сварочные материалы выбирают в зависимости от марки стали, способа сверки (автоматическая, полуавтоматическая или ручная) и способа защиты сварного шва (под флюсом или в среде углекислого газа).

Расчёт прочности сварных стыковых соединений элементов, работающих на центральное растяжение или сжатие (Рис. 6.37), выполняют по формуле.

Принимаемые в зависимости от вида сварки (автоматическая, полуавтоматическая или ручная), диаметра сварочной проволоки, положения шва при сварке и значения катета сварного шва.

Сварные соединения – Сварные соединения

Сварные соединения в SOLIDWORKS Simulation / Хабр

Дополнительный модуль SOLIDWORKS Simulation позволяет проводить инженерные расчеты в деталях и сборках. В этой статье мы рассмотрим реализацию сварных соединений на примере небольшой части трубопровода.

Постановка задачи

Нам необходимо создать три твердотельных тела (рис.  1).

Создаем новое исследование, выбираем Статический анализ.

Затем заходим во вкладку Детали. Здесь представлены три элемента, два из которых имеют значки, означающие твердотельный элемент, и один значок, означающий оболочку (рис. 2).

Если щелкнем правой кнопкой мыши по этим оболочечным деталям и выберем Рассматривать как твердое тело, значок поменяется на твердотельный элемент, как и сама деталь (рис. 3).

Рядом с деталями расположены значки треугольников, которые показывают порядок элементов (рис. 4).

Их кромки немного кривые. Это означает, что будет строиться сетка 2-го порядка (высококачественная сетка). Если щелкнуть правой кнопкой мыши по детали и выбрать Применить сетку чернового качества, значок изменится на треугольник с прямыми кромками (рис. 5).

Сетка элементов в данном случае станет 1-го порядка. Это значит, что сеточные элементы не будут иметь промежуточного узла и все элементы могут перемещаться и деформироваться, но не могут изменять свои стенки и ребра, то есть не изгибаются. Вернем сетку 2-го порядка.

Затем для примера преобразуем верхнюю деталь в оболочку. Это можно сделать двумя способами. Первый способ – воспользоваться вкладкой Менеджер оболочки, в которой выбираются необходимые тонкостенные детали или грани (рис. 6).

Второй способ – использование функции Определить оболочку выбранными гранями. Устанавливаем тип Тонкая и выбираем переднюю грань. Пока указываем тип без предварительного просмотра. Толщину по умолчанию оставляем в 1 мм (рис. 7).

Переходим во вкладку Смещения и видим, что выбрана Срединная поверхность. Если включить Полный предварительный просмотр, от выбранной грани в каждую сторону программа отложит по 0.5 мм. Поскольку нам нужна Нижняя поверхность, зададим значение толщины до 1.5 мм, чтобы достичь визуального соответствия (рис. 8).

Значок изменится с «твердотельного» на «оболочку» (рис. 9).

Теперь зададим одинаковый материал для всех элементов, для примера выберем оцинкованную сталь.

Следующий шаг – редактируем Глобальное взаимодействие, поскольку с версии 2021 года изменилась терминология контактов: теперь она логичней передает смысл оставшихся неизменными функций. Например, то, что раньше называлось Нет проникновения, сейчас носит название Контакт, а Проникновение допускается – Свободно. Таким образом, поскольку тип Связанные склеивает элементы, а Контакт не допускает проникновение, мы выбираем тип Свободно, когда проникновение допускается (рис. 10).

Это сделано, чтобы увидеть только сварочные контакты. Правда, если удалить Глобальное взаимодействие, результат будет тем же.

Граничные условия

Создаем сварной шов на границе оболочки и твердого тела. Выбираем грань на оболочке, при этом не забывая, что нужно выбирать именно ту поверхность, через которую раннее была создана оболочка. Других граней программа «не видит», так как для созданной оболочки их нет. После выбора второй грани на твердотельном элементе появится подсветка нужной нам кромки, где будет проходить сварочный шов. Оставляем все по умолчанию, лишь укажем размер шва в 0.8 мм (рис. 11).

Затем следует создать точечный шов. Для этого нужно указать две поверхности, которые будут свариваться. Выбираем две грани, между которыми будет построена в выбранных точках связь, как будто их уже проплавили и соединили. Если бы мы взяли внутренние грани, то прочность была бы ниже, потому что при этом толщина самого листового металла не участвовала бы. Указываем крайние точки прямоугольников. Диаметр точечного сварного шва будет равен 2.5 мм (рис. 12).

Теперь задаем крепления. Зафиксируем нижнюю грань листового метала и верхнюю кромку оболочки. Не забывайте, какую именно кромку оболочки нужно закреплять (там, где ранее создали оболочку), в противном случае будет возникать ошибка (рис. 13).

Задаем силу, выбираем внутреннюю грань центрального твердотельного элемента. Указываем направление, в качестве справочной геометрии выбираем грань, как изображено на рисунке, и параллельно выбранной плоскости задаем силу в 250 Н (рис. 14).

Следующий шаг – это формирование сетки. Создадим Элементы управления сеткой, выберем места, где могут быть ошибки – это скругления и грани, где находятся сварные соединения. Задаем плотность сетки Высокое (рис. 15).

Далее создаем сетку на основе кривизны (рис. 16).

Сетка построена, правда она не совсем корректна (рис. 17). Поскольку узлы сетки не совпадают, одна сетка получилась крупнее, чем другая. Но не будем заострять на этом внимание. Рассмотрение данной проблемы требует отдельной статьи.

Результаты

После запуска расчета взглянем на эпюру напряжения (рис. 18).

Напряжения не достигли предела текучести. На эпюре видно, что сварочный шов отработал хорошо: есть лишь некоторые локальные концентраторы напряжений. Точечные сварные швы должны тоже содержать локальные возмущения. Шкала деформации равна 25, значит реальная деформация была увеличена в 25 раз. Выберем точную шкалу и поставим единицу измерений на легенде МПа.

Видно, что максимальные напряжения находятся на креплениях. Сейчас лучше видны всплески напряжений в точечных сварных швах.

Вывод

Инженерный модуль SOLIDWORKS Simulation позволяет проводить расчеты на прочность, усталость и многое другое с помощью разных типов соединений. В этой статье мы рассмотрели сварные соединения.

Результаты максимальных напряжений показали, что концентраторы напряжений находятся в точечных сварных швах, представляющих собой точечные контакты. Математически они вводят сингулярность с бесконечными значениями напряжений. Поэтому дальнейшее уточнение сетки не приведет к более точному распределению напряжений. Точечные сварные швы могут быть использованы только для изучения глобальной деформации всего тела, что потребует детального их анализа.

Если вы предпочитаете изучать новый материал по видео, добро пожаловать на наш YouTube-канал «Школа SOLIDWORKS». Перейдя по ссылке, вы сможете посмотреть видеоролик, в котором мы учимся задавать сварные соединения в SOLIDWORKS Simulation.

Автор: Максим Салимов, технический специалист по SOLIDWORKS ГК CSoft

E-mail: [email protected]

Нужно обучение с профессионалами? Переходите по ссылке и выбирайте курс.

Читайте другие наши статьи, посвященные SOLIDWORKS:

• «Термический анализ в SOLIDWORKS Simulation на примере микрочипа»

• «Советы и трюки SOLIDWORKS»

• «Простой расчет Flow Simulation»

• «Анализ внешнего потока в SOLIDWORKS Flow Simulation»

Сварные соединения – Типы сварных соединений [Примечания GATE]

Серия испытаний

Автор: Mohit Unyal|Обновлено: 26 августа 2022 г. В современном технологическом мире производственные работы были бы невозможны без сварки. В изобретении сварки не участвовал ни один человек. Первый представляет собой электродуговую сварку между двумя угольными электродами с использованием аккумулятора в качестве источника энергии. Он был представлен «сэром Хамфри Дэви» в 1880 году. После изобретения сварка продолжала развиваться, приведя ее к современному виду.

В различных процессах соединения сварка является одним из наиболее часто используемых способов неразъемного соединения. Заклепочное соединение должно состоять из дополнительных компонентов, таких как накладки, хомуты, косынки и уголок зажима, что увеличивает вес сборки. Сварное соединение используется вместо заклепочного соединения.

Читать статью полностью

Что такое сварные соединения?

Сварное соединение представляет собой процесс соединения материалов, образованный сплавлением двух одинаковых или разнородных материалов с применением или без применения давления и присадочного металла. По способу подготовки соединения сварку можно разделить на два вида:

• Сварка плавлением – в этом процессе сварки, при котором сварное соединение получается в результате плавления основного металла

• Сварка неплавлением – В этом процессе сварки соединение производится без расплавления основного металла

Типы сварных соединений

В соответствии с требованиями, сборкой, конструкцией и условиями эксплуатации выполнение надлежащего сварного соединения имеет важное значение. Таким образом, исходя из вышеуказанного параметра, требуются различные типы сварных соединений. Тип сварных соединений не зависит от размера сварного шва.

В соответствии с формой компонента сварного шва, толщиной пластины компонента сварного шва и направлением приложенной силы, мы можем классифицировать сварное соединение следующим образом:

Рисунок : Типы сварных соединений соединение

Угловое соединение.

Соединение внахлестку

Соединение внахлестку двух частей называется соединением внахлестку. Он также известен как филейный сустав. В зависимости от направления приложенной силы существует три различных типа угловых швов:

• Одинарное поперечное угловое соединение.
• Двойное поперечное угловое соединение.
• Параллельный угловой шов

Поперечный угловой шов

Это тип углового шва, при котором направление приложения силы перпендикулярно сварному шву. при поперечном нагружении одна пластина оказывает на сварной шов сдвигающую, а другая растягивающую (или сжимающую) нагрузку. Двойной поперечный угловой шов предпочтительнее, так как в этом случае нет свободной от прогиба кромки. Поперечные угловые сварные соединения предназначены для повышения прочности на растяжение.

Параллельный угловой шов

В этом типе углового шва направление приложения силы параллельно сварному шву. При параллельной нагрузке обе пластины оказывают сдвигающую нагрузку на сварной шов. в этом случае валики сварного шва находятся с обеих сторон пластины. Асимметричный сварной шов подготавливается в случае несимметричного сечения в определенных случаях, таких как угол или буква «Т».

Стыковое соединение

Когда два компонента лежат приблизительно в одной плоскости, такое соединение называется стыковым соединением. При этой сварке, если толщина листа менее 5 мм, то требуется снятие фаски.

В случае толщины листа необходимо обеспечить фаску от 5 мм до 12,5 мм на одной или обеих сторонах листа. На основании этого стыковое соединение можно дополнительно классифицировать как:

• Квадратное стыковое соединение.
• Одинарное V-образное соединение.
• Двойной V-образный стык.
• Одинарное U-образное соединение.
• Двойное U-образное соединение.

Угловое соединение

Когда углы обоих компонентов соединяются перпендикулярно друг другу, такое соединение называется угловым соединением.

Тройник

В тройнике, когда один из компонентов перпендикулярен другому и образует Т-образную структуру, известную как тройник.

Кромочное соединение

Когда края обоих компонентов параллельны друг другу и по крайней мере одна из их кромок является общей, соединение выполняется по типичным кромкам, известным как краевое соединение.

Символы сварных соединений

Различные символы сварки предоставляют информацию о процессе сварки на чертежах от дизайнера до рабочих. Очень важно использовать правильные символы сварных соединений для передачи необходимой информации. Посмотрите символы различных сварных швов на рисунке ниже:

Рисунок: Символы сварных соединений

Напряжения в сварных соединениях

В зависимости от типа сварного соединения и условий нагрузки в сварном соединении возникают напряжения растяжения, сжатия и сдвига. Напряжения в сварном соединении определить сложно, так как рассматривается переменный и непредсказуемый параметр.

• Однородность металла шва,
• Термические напряжения в сварных швах,
• Изменения физических свойств вследствие высокой скорости охлаждения и т. д.

При расчете напряжений в сварном соединении необходимо учитывать следующие допущения.

• Нагрузка равномерно распределяется по всей длине сварного шва.
• Напряжение распределяется равномерно по его эффективному сечению.

Часто задаваемые вопросы о сварных соединениях

• Что такое сварные соединения?

  Это место, где поверхности двух или более двух металлов или неметаллов соединяются вместе в процессе сварки с применением или без применения давления и присадочного металла.

• Какие бывают виды сварных швов в сварных соединениях?

  Based on the different types of a welded joint we can classify weld as follow: 

  1. Fillet weld 
  2. Groove weld 
  3. Surface weld 
  4. Plug weld  
  5. Slot weld 
  6. Spot weld 
  7. Seam Weld 
  8. Flange сварка

• Какие существуют типы сварочных процессов?

  В сварке вначале мы можем разделить сварку на две группы. В зависимости от метода и источника тепла нас можно классифицировать следующим образом: 

  1. Сварная сварка

  • Газовая сварка
  • Сварка дуги
  • Сварка сопротивления
  • Химическая сварка

  2. Сварка без корзин

  • FRICTIONS
  • 121112112112112 гг.
  • 112112112112 гг. Свад
  • 1211211212 гг. Сварная сварка
  • 1211211211212 гг.
    11211211212 г. .
  • Ультразвуковая сварка
  • Сварка горячим давлением.

  • Каковы преимущества и недостатки сварных соединений?

    Преимущества сварного соединения следующие: 

    • Экономичный с точки зрения используемых материалов и стоимости изготовления.​ 
    • Неразъемное соединение.​ 
    • Свариваемая деталь становится единым целым.​ 
    • Обеспечение более прочного сварного соединения за счет использования высокопрочного наполнителя.​ 

  • Каковы ограничения сварных соединений?

    Ограничения сварного соединения следующие: 

    • Выполняется в основном вручную и дорого с точки зрения трудозатрат (требуется квалифицированный труд)​ 
    • Он связан с высокой энергией и опасен по своей природе. ​ 
    • Сварка не должна использоваться в качестве метода сборки.​ 
    • Некоторые дефекты качества сварки трудно обнаружить.​ 

  • Каково применение и значение сварных соединений?

    Различные типы применения сварного соединения: 

    • Сосуд высокого давления, котел.
    • Строительные конструкции и мосты
    • Самолеты и космические корабли
    • Железнодорожные вагоны и железнодорожные пути
    • Судостроение и подводная лодка.
    • Электрическое и электронное оборудование.
    • Изготовление листового металла

    Основное значение сварного соединения заключается в том, что оно экономично, эффективно и надежно.0003

    Избранные статьи

    Следите за последними обновлениями

    Наши приложения

    • BYJU’S Exam Prep: приложение для подготовки к экзамену
    900 Ltd.Windsor IT Park, Башня – A, 2-й этаж,

    Сектор 125, Нойда,

    Уттар-Прадеш 201303

    help@byjusexamprep. com

    Архив соединений дуговой сварки – Руководство AHSS

    Дуговая сварка

    • Основы и принципы дуговой сварки
    • Экранирование
    • Дуговая сварка Сварные соединения и типы
    • Скорость подачи электрода
    • Скорость сварки
    • Безопасность дуговой сварки
    • Процедуры дуговой сварки

    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 (Кьельберг).

    Наиболее распространенные на сегодняшний день процессы дуговой сварки показаны на рис. 1. Аббревиатуры относятся к терминологии Американского общества сварщиков (AWS) ^A-11 следующим образом:

    • 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).

     

    Рис. 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. Типичным 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.

    Рисунок 3: Типичное соединение дуговой сваркой и типы сварки 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 видах сварки и связанных с ними процессах настоятельно рекомендуется обращаться к Документу Z49 Американского национального института стандартов (ANSI)..1, «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 , Р-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 допуск на расчетный зазор (G) составляет 0–0,5 мм для всех сварных соединений, 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 соосности электродной проволоки со сварным швом, 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 в сварном соединении должен поддерживаться на уровне ± 0,5 мм, а электрод должен поддерживать допуск на выравнивание 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, 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 в себя расположение начала/конца сварки вдали от углов и других областей с высоким напряжением, избегание резких изменений направления линии сварки, когда это возможно, и т. д.

    Рис. 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

    Рис. 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.

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

     

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

    • Основы и принципы дуговой сварки
    • Экранирование
    • Дуговая сварка Сварные соединения и типы
    • Скорость подачи электрода
    • Скорость сварки
    • Безопасность дуговой сварки
    • Процедуры дуговой сварки

    5 Типы сварных соединений и их применение – Полное руководство

    Вас может удивить, как много отраслей промышленности нуждаются в использовании сварных соединений. Существует довольно безграничное количество приложений от домашних проектов до производства автомобилей и многого другого.

    Хотя в каком-то смысле все это замечательно, вам нужно знать, какие типа сварных соединений использовать для какой работы. Это может доставить много  хлопот (особенно начинающим сварщикам).

    К счастью, вы наткнулись на нас! Мы собираемся дать вам все  информация, необходимая для того, чтобы стать экспертом в области сварных соединений и их применения.

    Сколько основных типов соединений существует при сварке? Всего 5 основных сварных швов. Однако их можно использовать в комбинациях. В приведенном ниже списке вы можете найти их:

    • Тройник или Т-образное соединение
    • Краевое соединение
    • Угловое соединение
    • Соединение внахлестку
    • Стыковое соединение

    Сварка Что?

    Итак, что на самом деле такое сварных швов? Хотя это кажется довольно очевидным — и, по правде говоря, это так — мы собираемся углубиться в детали.

    Что такое сварные соединения? Сварочные швы — это процедура соединения пары металлических (или пластиковых) деталей на кромке или в точке.

    Здесь играют роль многочисленные факторы, в том числе форма материалов, и определенные геометрические аспекты.

    Еще одно важное соображение, которое необходимо учитывать перед выполнением сварки для сплавления деталей, — это способ сварки. Плюс, который тип соединения необходимо.

    >> Щелкните здесь: 4 основных положения сварки, которые вы должны знать

    Каждый тип соединения может быть соединен различными типами сварных швов. На рисунке ниже показаны наиболее распространенные типы сварных соединений.

    Различные типы сварных соединений

    Зная все это, вы, наконец, сможете создать сварное соединение.

    Хорошо, теперь перейдем к видам сварных соединений. Мы знаем, что вам не терпится начать!

    5 типов сварных соединений

    Мы кратко упомянули, что одним из факторов, который необходимо учитывать перед фактической сваркой соединения, является тип соединения . Это именно то, что мы собираемся обсудить сейчас, так что пристегнитесь! Это будет интересно.

    На рисунке ниже показаны пять основных сварных соединений.

    5 Основные сварные соединения

    1. Сварка Т-образного соединения

    Как вы, возможно, уже догадались, желаемый результат – это Т-образная форма. Это достигается за счет того, что две металлические детали пересекаются под углом 90 градусов. Следовательно, края компонентов сойдутся в центре пластины или образца.

    Иногда тройники или Т-образные соединения могут быть образованы трубой, которую приваривают к опорной плите.

    Сварное Т-образное соединение

    Когда следует использовать Т-образное соединение?

    Этот тип сварного соединения обычно используется, когда вам нужно прикрепить что-либо (например, трубу ) к опорной плите (как мы упоминали выше).

    При использовании их в реальных приложениях вы должны быть осторожны, чтобы обеспечить надлежащее проникновение в материал дна.

    Для выполнения таврового соединения можно использовать следующий способ сварки:

    • Сварка пробкой
    • Угловой шов
    • Сварка с пазом под углом
    • Сварной шов с фаской с пазом
    • Сварной шов с J-образным пазом
      S-20 Сварной шов насквозь
      • 9 сварка
      Сварное Т-образное соединение

      Поскольку мы еще не обсуждали стили сварки, рассмотрим каждый из них по очереди. Таким образом, вы будете полностью осведомлены, когда вам в следующий раз придется заняться сваркой стыков.

      Сварка электрозаклепками

      Сварка электрозаклепками используется, когда точечная сварка невозможна. В большинстве случаев производители раллийных автомобилей любят использовать это, поскольку точечная сварка не может вписаться в щели.

      Итак, как это делается?

      Давайте поговорим о процессе. Если вы уже занимались точечной сваркой, вам это не понадобится так сильно, как новичкам, поэтому не стесняйтесь пропустить.

      1. Просверлите отверстия диаметром 7,5 мм в верхнем металле. Разместите их примерно на расстоянии 25–40 мм друг от друга. Если вы работаете с толстым металлом, вам нужно будет просверлить отверстия большего размера. Но это то, над чем вы можете работать.
      2. Прикрепите этот лист к заднему листу.
      3. Установите сварочную горелку на место. Проволока должна находиться в центре отверстия, касаясь заднего листа.
      4. Дуга против заднего листа.
      5. Направьте резак прямо в отверстие.
      6. Начать сварку.
      7. Сделать , а не  двигайте сварочный аппарат до тех пор, пока отверстие не будет почти полностью заполнено.
      8. Достигнув этой точки, перемещайте сварочный аппарат круговыми движениями наружу, пока он не завершится.

      Хотя вам не обязательно  нужен  специальный сварочный зажим, он невероятно полезен. Он удерживает две металлические пластины вместе, но при этом позволяет фонарику работать продуктивно.

      Это особенно важно, когда вы выполняете тройниковое соединение с помощью этой техники.

      Читать дальше: Да, можно сваривать паяльной лампой! – Вот как!

      Угловой сварной шов

      Тройник с угловым сварным швом используется в основном в зданиях и мостах. Обычно они включают пластинчатые балки, ребра жесткости, торцевые пластины и соединения раскосов.

      Поскольку они являются наиболее распространенным способом (при дуговой сварке), используемым при выполнении тройникового соединения, вы, возможно, проделывали его сотни раз, даже не подозревая об этом.

      Пример угловых швов

      Сварной шов с разделкой кромок

      Это может быть легко создано при попытке тройникового соединения. Но зачем вам заморачиваться сварным швом со скошенной кромкой? Разве это не дополнительная работа?

      В некотором смысле да . Тем не менее, стиль канавки со скошенной кромкой обеспечивает невероятную прочность тройникового соединения.

      Итак, как это работает?

      Вертикальная пластина (т. е. «стержень» Т-образной формы) будет скошена либо с правой, либо с левой стороны. Если вы все сделаете правильно, вы должны увидеть диагонально восходящий зазор от базовой пластины до вертикальной пластины.

      Благодаря этому соединение становится невероятно прочным и с меньшей вероятностью растрескивается под давлением.

      Раструбный сварной шов с фаской и канавкой

      Раструбный сварной шов с фаской и канавкой обычно используется, когда вы пытаетесь создать угловое соединение (о чем мы поговорим позже). Сказав это, они также используются для тройниковых соединений, особенно когда вы прикрепляете круглый стержень к плоской опорной плите.

      Итак, как это работает?

      Когда вы поместите круглый стержень на опорную пластину, вы увидите, что между двумя материалами есть определенные зазоры.

      В общих чертах, выполнение сварного шва с разделкой кромок под углом означает заполнение этих двух зазоров. Почему? Для прочного соединения двух частей.

      Сварной шов с J-образной канавкой

      Вы помните ранее, когда мы обсуждали сварные швы со скошенной кромкой? Что ж, сварной шов с J-образной канавкой невероятно похож на .

      Итак, как это работает?

      Как и в случае со сварным швом с разделкой кромок, вертикальная деталь будет иметь форму. В этом случае вышеупомянутая форма должна быть изогнутой.

      Помните, что когда вы выполняете сварные швы с разделкой кромок под углом, скос представляет собой прямую линию и диагональную линию . Однако J-образные канавки требуют изгиба ближе к концу прямой диагональной линии.

      Затем вы должны заполнить диагональный зазор странной формы.

      Сварка плавлением

      Этот способ сварки заметно укрепляет корень сварного соединения (в данном случае тройникового соединения). Здесь металл сварного шва должен пройти за заднюю пластину, а также быть сваренным с нижней стороны.

      Итак, как это работает?

      Когда вы выполняете этот метод на тройнике, вы проварите заднюю часть, чтобы металл расплавился в вертикальную пластину.

      Сварка с прорезями

      Для сварки с прорезями в тавровых соединениях опорная пластина представляет собой область, с которой манипулируют. У него будет вырез, который немного больше, чем вертикальная пластина.

      Итак, как это работает?

      После того, как опорная плита будет подготовлена, вставьте в нее вертикальную пластину.

      Затем вы заполняете промежутки аналогично тому, как формируется электрозаклепочный шов. Однако не всегда придется заполнять его полностью — это прорабатывается в индивидуальном порядке.

      Итак, теперь вы готовы заняться сваркой второго типа? Фантастика! Тогда давайте потренируемся.

      Сколько основных типов соединений существует при сварке? Как сварить соединение? >> Посмотрите видео ниже :

      2. Сварка кромок

      Кромочные соединения обычно используются, когда два куска листового металла имеют фланцевые кромки . Другие приложения, как правило, используются в местах, где сварка является единственным способом соединения деталей, расположенных рядом друг с другом.

      Как правило, металлические детали располагаются рядом, а затем привариваются к одной кромке.

      Краевой сварной шов

      Это не очень прочное соединение, потому что металл сварного шва не проходит через все соединение.

      Когда следует использовать кромочное соединение?

      Из-за вышеупомянутой слабости кромочные соединения используются только в глушителях или для соединения тонких деталей из листового металла.

      Сварка кромок

      Вы можете добавить присадочный металл для увеличения прочности, но есть и другие соединения, которые можно использовать, когда вам нужны сверхпрочные соединения.

      Существует 7 стилей сварки, которые можно использовать для создания кромочного соединения. А именно:

      • Сварной шов с фаской
      • Сварной шов с квадратным пазом
      • Сварной шов с J-образным пазом
      • Сварной шов с V-образным пазом
      • Сварной шов с кромкой фланца
      • Сварной шов с U-образным пазом
      • Сварной шов с двумя фланцами

        025

        Мы уже обсуждали стили сварки с конической канавкой и J-образной канавкой в ​​разделе тройникового соединения. Итак, мы кратко коснемся остальных.

        Сварной шов с квадратной канавкой

        Сварной шов с прямоугольной канавкой прост. Кроме того, он обеспечивает дополнительную прочность (но это не особо заметно при использовании в качестве кромочного соединения).

        Здесь нет зазора между деталями, и он чаще используется при газовой или дуговой сварке.

        Конечно, можно поиграться с толщиной сварного шва. Но, если вы ищете довольно бесшовный край, вы не можете зайти слишком далеко с этим.

        Сварка с V-образной канавкой

        Если обе кромки вашей детали скошены с каждой стороны, вам придется выполнить сварку с V-образной канавкой.

        Что мы имеем в виду?

        Когда ваш материал стоит на своей основе, он похож на дом с остроконечной крышей? Да? Затем, когда вы помещаете кончик «крыши» на конец крыши второго куска, единственный способ соединить их — выполнить сварку с V-образной канавкой.

        Здесь вам нужно заполнить верхние и нижние, чтобы закрепить детали.

        Краевой сварной шов с фланцем

        Если обе металлические детали, которые вы планируете стыковать по кромке, имеют фланцы, то кромочный сварной шов станет вашим новым лучшим другом.

        Просто соедините две прямые кромки вместе (с выступающими фланцами с обеих сторон) и сварите соединение.

        Это было легко, не так ли?

        Сварной шов U-образной канавки

        Вспомните V-образную канавку. У вас были части с остроконечными крышами, верно? Что ж, представьте, что диагональные стороны были вдавлены внутрь, и когда две части соединяются вместе, образуются полукруги. Это U-образная канавка.

        Как и в случае с вышеупомянутой V-образной канавкой, вам нужно сварить верхнюю и нижнюю части, чтобы закрепить ее.

        Угловой сварной шов с фланцем

        Угловой сварной шов с фланцем должен использоваться, когда одна деталь представляет собой прямоугольник (т. е. не имеет кромок у фланца), а другая с фланцевой кромкой.

        Здесь вы должны соединить прямую сторону фланца с плоским металлом, чтобы верхние части были выровнены. Затем вы приварите углы, чтобы скрепить два листа.

        3. Сварка угловых соединений

        Сектор листового металла любит  этот тип соединения.

        Используется при сварке снаружи прилегающих металлических деталей. Если вы правильно расположили детали (под прямым углом), готовое изделие будет иметь форму буквы L.

        Сварка угловых соединений

        Когда следует использовать угловые соединения?

        Обычно этот тип соединения используется при изготовлении прямоугольных рам или коробов.

        Для сварки угловых соединений можно использовать следующие 9 видов сварки:

        • Fillet Weld
        • Edge Weld
        • Spot Weld
        • Угловой фланк Weld
        • Квадратный Weld Weld
        • V-Grove Weld
        • WELD WELD
        • J-GROEV я уже просмотрел все это, так что взгляните на наш предыдущий разговор, если вам нужно освежить в памяти.

          4. Сварка внахлестку

          Если вам нужно соединить два куска металла разной толщины, вам подойдет соединение внахлестку. Как вы могли догадаться по названию, металлические детали накладываются друг на друга, образуя соединение внахлестку.

          Соединение внахлестку Сварка

          Вы можете выбрать сварку с одной или обеих сторон, в зависимости от того, насколько прочным должно быть соединение.

          В каких случаях следует использовать соединение внахлестку?

          Этот тип сварного соединения обычно используется в следующих случаях:

          • Изготовление временной рамы
          • Изготовление шкафа (для создания рамы)
          • Изготовление стола
          • И аналогичные работы

          Вы можете использовать любой из следующих 6 стилей для соединения внахлестку:

          • Точечный сварной шов
          • Сварной шов с разделкой кромок
          • Сварной шов с J-образными канавками
          • Сварной шов с фаской с разделкой кромок
          • Сварной шов пробкой
          • Сварной шов с пазами

          Да, мы рассмотрели все это! Вы можете найти все, что вам нужно знать, в разделе тройника или кромочного соединения.

          5. Сварка встык

          Для сварки встык две детали должны быть установлены рядом друг с другом в параллельном положении. Это наиболее признанная форма сварки для многих бытовых и  промышленное применение.

          Стыковое соединение сварка

          В каких случаях следует использовать стыковое соединение?

          Как правило, этот вид сварного соединения используется при соединении фланцев, клапанов, определенного оборудования, труб, труб и других фитингов.

          Горизонтальное соединение встык

          Существует 7 стилей на выбор при выполнении соединений встык. См. ниже:

          • Сварной шов с разделкой кромок
          • Сварной шов с J-образной канавкой
          • Сварной шов с U-образной канавкой
          • Сварной шов с V-образной канавкой
          • Сварной шов с квадратной канавкой
          • Сварной шов с развальцовкой с V-образной канавкой
          • Сварной шов с развальцовкой с фаской и канавкой

          Мы кратко рассмотрим сварной шов с V-образной канавкой, поскольку мы еще не обсуждали его.

          Раструбный сварной шов с V-образной канавкой

          Это просто раструбный сварной шов со скошенной кромкой, но когда обе детали имеют цилиндрическую форму. Здесь детали располагаются вдоль друг над другом, и вы будете сваривать их с обеих сторон, чтобы усилить соединение.

          Недавно я написал статью о 4 основных положениях сварки, посмотрите на нее.

          Как проверить различные типы сварных соединений?

          Время от времени вам может понадобиться проверить надежность и прочность сварных соединений. Это может быть более заметно в таких отраслях, как производство автомобилей , но  это не всегда так. Убедитесь, что вы производите высококачественный товар, не ограничиваясь определенными секторами.

          Связанное чтение: Физические испытания сварных швов. Полное руководство: Разрушающий и неразрушающий контроль

          Существует множество способов проверки сварных соединений; некоторые легче, чем другие. Поскольку мы не хотим вас утомлять, сегодня мы поговорим только о четырех основных.

          Давайте углубимся в детали.

          Испытания на изгиб

          Это самое популярное испытание, которое используется для проверки навыков и добросовестности сварщика. По правде говоря, это распространено, потому что это быстро и просто сделать. Никаких дополнительных инструментов не требуется, поэтому практически любой сварщик может выполнить испытание на изгиб.

          Какая теория стоит за этим? Ну, это работает на философии, согласно которой сварное соединение должно выдерживать определенное давление, прежде чем оно сломается или треснет.

          Существуют различные варианты испытаний на изгиб: управляемый изгиб, обратный изгиб и свободный изгиб. Мы рассмотрим каждый из них по очереди.

          Направляемый тест на изгиб

          Эта версия используется для проверки качества корня и поверхности сварного соединения. Как правило, ваш кусок будет согнут на 180 градусов.

          В зависимости от того, исследуете ли вы лицо или корень, деталь будет удерживаться в разных точках.

          Для правильного выполнения управляемого теста на изгиб вам потребуется приспособление.

          Испытание на обратный изгиб

          Опция испытания на обратный изгиб определяет качество используемого металла и степень проникновения в стыковое соединение.

          Используемые элементы аналогичны тем, которые используются в бесплатном тесте, который вы можете найти ниже, если вы не знакомы со всем, что там есть.

          Чтобы выполнить это требование, ваш кусок должен быть согнут ровно на 90 градусов, не ломаясь. Тем не менее, вы не увидите, чтобы многие люди выполняли это, так как это было превзойдено управляемым тестом на изгиб.

          Испытание на свободный изгиб

          Этот тип испытания на изгиб был изобретен для проверки пластичности металла в сварном соединении.

          Чтобы сделать это правильно, вам нужно будет держать и сгибать кусок через определенные промежутки времени. Концы будут согнуты примерно на 30 градусов, на треть пути к середине. Это гарантирует, что все изгибы происходят внутри сварного шва.

          Затем вы поместите деталь в специальную машину, которая будет прикладывать к ней большое сжимающее усилие. Он не остановится, пока не появятся трещины. Вот когда вы знаете, насколько пластичен ваш сварной шов.

          Испытания на излом

          Чтобы провести испытание на излом, вам необходимо разорвать сварное соединение и посмотреть на части, которые треснули. Что вы можете получить от этого, мы слышим, как вы спрашиваете? Ну, вы можете установить, сколько там газовых карманов, пористость и степень плавления.

          Вы должны поместить изделие между двумя опорными системами, которые затем оказывают давление. После этого вам понадобится молоток, чтобы нанести по нему короткий резкий удар. Несомненно, это сломает ваш кусок. После этого остается только осмотреть детали на наличие дефектов.

          Прочтите также: 11 Распространенные дефекты сварки и способы их предотвращения

          Испытания кислотным травлением

          Этот вид испытаний поможет вам определить надежность сварного шва.

          Во-первых, вам придется вырезать поперечное сечение соединения. Эта вырезанная часть будет помещена в раствор для травления.

          Под травильным раствором мы подразумеваем йод, йодид калия или азотную кислоту.

          Раствор в конечном итоге вступит в реакцию с металлом, чтобы показать вам, в чем заключаются недостатки изделия. Кроме того, это позволит вам увидеть, где проходит граница между основным и сварным металлом.

          Неразрушающие испытания сварных швов

          До сих пор все испытания, которые мы рассматривали, были разрушающими. Другими словами, ваша часть сломана к концу экзамена. Тем не менее, , этот последний гарантирует, что ваш образец останется неповрежденным постфактум.

          Это просто проверка целостности материала, который вы использовали.

          К сожалению, это очень технический, продвинутый тип тестирования, для которого требуется чрезвычайно специальное оборудование. Методы этого включают рентгенографию, визуальные тесты, контроль проникновения жидкости, магнитопорошковый контроль и многое другое.

          Часто задаваемые вопросы

          Вот несколько часто задаваемых вопросов о типах сварных соединений:

          Являются ли сварные соединения постоянными?

          Являются ли сварные соединения постоянными? Да, когда вы сделаете сварной шов, он будет там постоянно.

          Поскольку металлы плавятся при такой высокой температуре, заполняются для создания сварочной ванны, а затем охлаждаются, практически невозможно разорвать соединение.

          Тем не менее, вы должны отметить, что соединение будет гораздо менее прочным, чем неповрежденные детали, соединенные с ним. Имеет ли это смысл? Превосходно!

          Какие сварочные соединения самые прочные?

          Какие сварочные соединения самые прочные? Профессиональные сварщики скажут, что тройниковые или угловые соединения являются самыми прочными из-за надлежащего провара при использовании дуговой сварки .

          Однако на самом деле все зависит от материалов, но мы предполагаем, что вы используете довольно прочный материал. Так что, если это так, вам нужно использовать открытое сварное угловое соединение.

          Здесь L-образная форма будет получена путем размещения частей рядом друг с другом с небольшим зазором между ними. Сварка используется для заполнения угла и зазора.

          Какой металл труднее всего сваривать?

          Специально для начинающих, алюминий считается самым трудным металлом для сварки.

          Очень сложно определить температуру плавления алюминия, поскольку он смешивается со многими другими металлами.

          Подробнее о том, как сваривать алюминий, читайте в этой статье.

          ---

          Если вы заинтересованы в сварочном оборудовании или инструментах, просто перейдите по ссылке на нашу страницу рекомендаций, где вы можете увидеть все сварочные аксессуары, которые мы любим и используем (БЕЗ ДЕРЬМА)

          ---

          Практический результат

          Сварка может оказаться сложной задачей, если вы позволите всей этой информации перегрузить вас. Но так не должно быть! Продолжайте возвращаться сюда, когда вам нужно освежиться. Мы всегда рады помочь вам с любыми вопросами по пяти основным сварным соединениям и многим другим.

          Всем безопасной и счастливой сварки!

          Ссылки

          https://en.wikipedia.org/wiki/Welding_joint#Square_butt_joints

          https://www.weldersuniverse.com/welding_joints.html

          https://www.steelconstruction.info/Welding

          https://www.thefabricator.com/glossary/guided-bend-test

          https://www.mig-welding.co.uk/plug-weld.htm

          Сварные соединения: соединительный уголок под углом 90 Градусы с использованием Easy Cope Joint >> Посмотрите видео ниже:

          Сварочный калькулятор – прочность сварных соединений

          Сварочный калькулятор поможет вам определить прочность сварных соединений . Сварка была одним из наиболее часто используемых процессов соединения и изготовления , когда сложно использовать методы литья, ковки или болтового соединения или надежно соединить куски материала вместе. Наш калькулятор диаметра болта и калькулятор крутящего момента болта дает больше информации о болтовых соединениях.

          Помимо сварки, можно также использовать болты, клепки, крепления, пайку и многое другое, в зависимости от требований. Соединения выбираются исходя из механической или термической нагрузки , которую объект должен воспринимать в условиях эксплуатации.

          Этот калькулятор охватывает расчет прочности сварного шва для различных типов сварных соединений. Читайте дальше, чтобы понять, что такое угловой шов или стыковое соединение, а также расчеты их прочности.

          Типы сварных соединений

          Сварка — это процесс соединения двух частей материалов с использованием тепла и присадочного материала. Использование присадочного материала не используется в некоторых типах сварочных процессов. Некоторые виды сварки:

          • Дуговая сварка
          • Кузнечная сварка
          • Сварка в среде инертного газа
          • Сварка трением с перемешиванием
          • Электронно-лучевая сварка
          • Лазерная сварка
          • Точечная/шовная сварка

          Наиболее распространенной характеристикой среди всех вышеперечисленных типов является использование тепла для постоянного плавления материалов. Источник энергии тепла часто является важным фактором при классификации современных сварочных процессов. Эти куски материалов соединяются в различных схемах. 5 основных сварных соединений в зависимости от конфигурации:

          • Соединение внахлестку;
          • Стыковое соединение;
          • Тройник;
          • Угловое соединение; и
          • Краевое соединение.
          Тип сварных соединений

          Основные сварные соединения используются для строят каркасы и несущие конструкции. На основе выравнивания деталей соединение представляет собой либо угловой шов, либо сварку встык, либо сварку пробкой. Когда детали выровнены перпендикулярно, соединение называется угловым швом , тогда как, когда детали уложены встык, для их соединения выполняется сварка встык . Этот калькулятор охватывает соединения внахлестку и встык.

          Расчет прочности сварного шва

          Соединения внахлестку могут быть однопоперечными, т.е. одинарная линия сварки, двойная поперечная, параллельная или комбинация этих сварных швов. Точно так же стыковые соединения бывают односторонними или двусторонними . Прочность сварного соединения зависит либо от напряжения растяжения , либо от напряжения сдвига , либо от их комбинации. Направление сварных швов определяет расчетное напряжение (дополнительную информацию см. в калькуляторе напряжения), действующее на них. Сначала рассмотрим сварку внахлестку. Соединение внахлест — это соединение деталей после их наложения внахлест, сварка по краю.

          Угловой шов: Одиночный поперечный угловой шов учитывает максимально допустимое растягивающее напряжение материала. На рисунке ниже показаны различные части углового сварного шва. Рассмотрим два куска длиной l , соединенных одним угловым сварным швом, прочность сварного соединения P определяется по формуле:

          Прочность = Площадь горловины × Максимальное растягивающее напряжение \ scriptsize \ mathrm{Прочность} = \mathrm{ Площадь горловины} \times \mathrm{Максимальное~напряжение~растяжения} Прочность=Площадь горловины×Максимальное напряжение растяжения

          Части углового шва, CC BY-SA 3.0, через Wikimedia Commons

          Площадь шва, A , является произведением толщины шва t и длины сварного шва l . Толщина шва t зависит от размера углового шва, который равен толщине листа. Таким образом, формула прочности сварного шва для одиночного углового шва: максимально допустимое напряжение и s — размер углового сварного шва. Аналогично, прочность сварного шва для двойного углового шва составляет:

          P=2×0,707sσtlP = 2 \times 0,707 с \sigma_\mathrm{t} lP=2×0,707sσt​l

          Когда линия сварки параллельно направлению нагрузки, соединение рассчитано на основе максимально допустимого напряжения сдвига , τ . Прочность двойного параллельного сварного шва составляет:

          P=2×0,707sτlP = 2 \times 0,707 с \tau lP=2×0,707sτl

          Используя комбинацию поперечных и параллельных швов, можно оценить прочность U-образное соединение. Таким образом, имеется два параллельных сварных шва, имеющих длину l2l_2l2​ и поперечный шов, l1l_1l1​. Прочность соединения равна сумме прочности трех соединений.

          P=0,707sσtl+2×0,707sτlP = 0,707 с \sigma_\mathrm{t} l + 2 \times 0,707 с \tau lP=0,707sσt​l+2×0,707sτl

          Здесь общая длина сварной шов подгоняют под шов, прибавляя к нему 12,5 мм. Таким образом, общая длина соединения составляет

          L=l1+l2+12,5L = l_1 + l_2 + 12,5L=l1​+l2​+12,5

          Сварка встык:
          соедините части в сквозном выравнивании . Эти соединения предназначены для растяжение или сжатие нагрузок. Стыковое соединение могло быть либо сплошным проваром с одной стороны , т. е. равной толщине пластин, либо двухсторонним с толщиной шва t1t_1t1​ и t2t_2t2​ с каждой стороны. Формула прочности сварного шва для одиночного стыкового соединения:

          P=tlσtP = t l \sigma_\mathrm{t}P=tlσt​

          , где l — длина сварного шва. Аналогично, прочность двойного стыкового соединения составляет:0003

          Сварочный калькулятор использует приведенный выше набор формул прочности сварных швов для определения их прочности.

          Как рассчитать прочность сварного шва?

          Для расчета прочности сварного шва:

          1. Выберите тип соединения из списка типов сварных швов , например, поперечный шов (двойной) или двойной угловой шов.
          2. Введите длину сварного шва , l .
          3. Заполните размер сварного шва , s .
          4. Вставьте максимально допустимое растягивающее напряжение σt\sigma_\mathrm{t}σt​.
          5. Сварочный калькулятор вернет прочность сварного шва , P соединения.

          Пример использования сварочного калькулятора.

          Оценить прочность одинарного поперечного углового сварного соединения, состоящего из двух пластин толщиной 5 мм и длиной 100 мм . Примите растягивающее напряжение как 70 МПа .

          1. Выберите тип соединения из списка шов типа как поперечный шов (одинарный).
          2. Введите длину сварного шва , l = 100 мм .
          3. Заполните размер сварного шва , s = 5 мм .
          4. Вставьте максимально допустимое растягивающее напряжение σt=70\sigma_\mathrm{t} = 70σt​=70 МПа.
          5. Используя формулу расчета размера углового сварного шва:

          P=0,707×5×100×70=24,745 кН\размер сценария \начать{выравнивать*} \qquad P &= 0,707 \х 5 \х 100 \х 70 \\ &= 24,745~\mathrm{кН} \end{align*}P​=0,707×5×100×70=24,745 кН​

          Часто задаваемые вопросы

          Что такое стыковое соединение?

          Когда два куска материала выровнены встык и соединены друг с другом, это называется стыковым соединением.

          Что такое угловой шов?

          Угловой сварной шов определяется как соединение, когда две детали выровнены перпендикулярно и сварены вместе.

          Как рассчитать длину шва для сварки внахлестку?

          Для оценки прочности сварного шва:

          1. Умножьте на размер сварного шва и его прочность.
          2. Разделите максимально допустимое растягивающее напряжение на вышеуказанное произведение.
          3. Умножьте полученное значение на 0,707, чтобы получить длину сварного шва.

          Как отличить сварку встык от сварки внахлестку?

          Сварка встык выполняется при соединении листов встык , тогда как сварка внахлест используется в случае соединения листов внахлест.

          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 дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа (SMAW): (i) квадратная канавка, (ii) одинарная V-образная канавка и (iii) двойная V-образная канавка, как показано на рисунке 1. Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа часто является предпочтительным методом наплавки корневого шва для соединений с квадратной канавкой или одной V-образной канавкой, где есть доступ только с одной стороны сустава. Затем оставшуюся часть шва можно заполнить, используя другие способы сварки. Для швов с разделкой кромок на толстолистовых пластинах толщиной более 3/4 дюйма (19мм) толщиной, допускается J-образный паз. 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. Подробное руководство содержится в двух документах:

          Справочник по сварке, девятое издание, том 1, Наука и технология в области сварки, глава 5, Проектирование 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. 1.9.0003

          Рисунок 1: Типовые стыковые соединения для ручной сварки

          Толщина материала (т)		Предпочтительная конструкция соединения	Корневое отверстие (A)		Толщина суши (B)		Приварной угол (C) в комплекте	Прибл. Требуемый вес наплавленного металла
          в	мм	–	в	мм	в	мм	градусов	фунт/фут	кг/м
          1/16	1,6	я	0-1/16	0-1,6	Н/Д		Нет	0,02	0,03
          3/32	2,4	я	0-3/32	0-2,4	Н/Д		Нет	0,04	0,06
          1/8	3,2	я	0-1/8	0-3,2	Н/Д		Нет	0,06	0,09
          1/4	6,3	II	16-1/8	1,6-3,2	32. 01-32.03 (0,8-2,4)		60-75	0,30	0,45
          3/8	9,5	II	32.01-32.05 (0,8-4,0)				60-75	0,60	0,89
          1/2	12,7	II					60-75	0,95	1,41
          1/2	12,7	III					60-75	0,60	0,89
          5/8	15,9	II					60-75	1,40	2,08
          5/8	15,9	III					60-75	0,82	1,22
          3/4	19,1	II					60-75	1,90	2,83
          3/4	19,1	III					60-75	1,20	1,79

          Рис.

          2. Другие конструкции сварных соединений для особых ситуаций

          Распечатать страницу

          Сварные соединения с использованием кислородно-ацетиленовой горелки

          
          Кислородно-ацетиленовая или кислородно-ацетиленовая сварка — это тип сварки, основанный на сжигании газов кислорода и ацетилена, поэтому его часто называют газовой сваркой. Это один из самых универсальных видов сварки. Кислородно-ацетиленовая сварка требует определенного набора навыков и тщательной практики, в сочетании с которыми ее можно использовать для сварки практически любого металла. Кислородно-ацетиленовая сварка работает по простой схеме, то есть соединяют вместе два куска металла так, чтобы их края соприкасались. Затем нагрейте эти соприкасающиеся края пламенем, пока они не расплавятся и не расплавятся. На рис. 1 показаны различные типы основных соединений.

          Рис. 1. Основные соединения

          Стыковые соединения

          Стыковое соединение выполняется путем соединения двух кусков материала кромкой к кромке без нахлеста с последующей сваркой. Простое стыковое соединение используется для металлов толщиной от 1/16 до 1/8 дюйма. При выполнении этого соединения используется присадочный стержень для получения прочного сварного шва.

          Фланцевое стыковое соединение можно использовать при сварке тонких листов толщиной 1/16 дюйма или менее. Края подготавливают под сварку, подворачивая кромку, равную толщине металла. Этот тип соединения обычно выполняется без использования наполнителя.

          Если толщина металла превышает 1/8 дюйма, может потребоваться скос краев, чтобы тепло от горелки могло полностью проникнуть в металл. Эти фаски могут быть одинарными или двойными, а также одинарными или двойными V-образными. Присадочный стержень используется для придания прочности и армирования сварному шву. [Рисунок 2]

          Рисунок 2. Типы стыковых соединений

          Ремонт трещин сваркой можно рассматривать как еще один вид стыкового соединения. Трещину необходимо просверлить с обеих сторон, а затем заварить встык с помощью присадочной проволоки. В большинстве случаев заварка трещины не является полным ремонтом, и все же требуется некоторая форма усиления, как описано в следующих разделах.

          Т-образные соединения

          Т-образное соединение образуется, когда край или конец одной детали привариваются к поверхности другой. [Рисунок 3] Эти соединения довольно распространены в авиастроении, особенно в трубчатых конструкциях. Простое тройниковое соединение подходит для большинства толщин металла, используемого в самолетах, но для большей толщины требуется, чтобы вертикальный элемент был с одинарной или двойной фаской, чтобы тепло проникало достаточно глубоко.

          Рис. 3. Типы тавровых соединений с указанием проникновения наполнителя

          Темные области на Рис. 3 показывают глубину проникновения тепла и требуемую плавку. Рекомендуется оставлять зазор между деталями, примерно равный толщине металла, чтобы обеспечить полное проплавление сварного шва. Это обычное явление при сварке только с одной стороны пучков труб. Плотная подгонка деталей перед сваркой не обеспечивает качественного сварного соединения, если не обеспечен полный провар, а при бесзазорной подгонке это значительно сложнее.

          Краевые соединения

          Краевое соединение используется, когда два куска листового металла должны быть скреплены вместе, а напряжения нагрузки не важны. Краевые соединения обычно выполняются путем загибания краев одной или обеих деталей вверх, размещения двух концов параллельно друг другу и сварки по внешней стороне шва, образованного двумя соединяемыми краями. Соединение, показанное на рис. 4, не требует присадочного стержня, так как края можно оплавить, чтобы заполнить шов. Соединение, показанное на рис. 4, из более толстого материала должно быть скошено для проникновения тепла; для армирования добавляется наполнитель.

          Рис. 4. Краевые соединения

          Угловые соединения

          Угловое соединение образуется при соединении двух металлических частей таким образом, что их края образуют угол коробки или корпуса. [Рисунок 5] Угловое соединение, показанное на рисунке 5A, не требует присадочной проволоки, так как края сплавляются, образуя сварной шов. Он используется там, где напряжение нагрузки не имеет значения.

          Рисунок 5. Угловые соединения

          Тип, показанный на рис.