ТИПЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. ФОРМЫ ПОДГОТОВКИ КРОМОК ПОД СВАРКУ. СТАНДАРТЫ НА ВИДЫ СВАРКИ

Взаимная комбинация свариваемых элементов определяет существующие типы сварных соединений.

Стыковые соединения используют, когда необходимо из отдельных листов изготовить плоскую конструкцию заданных размеров. Иногда такую конструкцию после сварки формируют штамповкой или вальцовкой в цилиндрическое или эллиптическое изделие.

Кромки стыковых соединений подготавливают различными стандартными способами (табл. 2.1, рис. 2.1) в зависимости от толщины свариваемых листов и вида сварки.

Виды подготовки кромок стыковых соединений

Рис. 2.1. Виды подготовки кромок стыковых соединений: а — с отбортовкой; б — без разделки; в — с V-образной разделкой; г — с Х-об- разной разделкой; д — с U-образной разделкой

При соединении металла толщиной до 3 мм кромки отбортовывают (рис. 2.1, а), а потом сваривают, как правило, без присадочного материала неплавящимся электродом — графитовым или вольфрамовым в зависимости от свойств металла. Этот способ используется при изготовлении конструкций неответственного назначения, которые не несут значительных усилий и нагрузок в процессе эксплуатации (канистры, воздухопроводы, корпуса вентиляторов, электротехнические шины и т.д.).

Государственные стандарты на основные типы сварных швов и сварных соединений, их конструктивные элементы и размеры

Таблица 2.1

Свариваемые соединяемые материалы

Сварка

Стандарт

Стали

Дуговая в защитном газе

Электрошла-

ковая

ГОСТ 14771—76 «Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры»

ГОСТ 15164—78 «Электрошлаковая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры»

Стали и сплавы на железоникелевой и никелевой основах

Ручная дуговая

ГОСТ 5264—80 «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры»

Под флюсом

ГОСТ 8713-79 «Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры»

Те же, под острыми и тупыми углами

Дуговая в защитных газах

ГОСТ 23518—79 «Дуговая сварка в защитных газах. Соединения сварные под острыми и тупыми углами. Основные типы, конструктивные элементы и размеры»

Углеродистые и низколегированные стали

Автоматическая и полуавтоматическая под флюсом под острыми и тупыми углами

ГОСТ 11533-75 «Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом. Соединения сварные под острыми и тупыми углами. Основные типы, конструктивные элементы и размеры»

Окончание табл. 2.1

Свариваемые соединяемые материалы

Сварка

Стандарт

Углеродистые и низколегированные стали (толщина

до 60 мм включительно)

Ручная дуговая плавящимся электродом во всех пространственных положениях

ГОСТ 11534—75 «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные под острыми и тупыми углами. Основные типы, конструктивные элементы и размеры»

Арматура и закладные изделия из стержневой и проволочной арматурной стали диаметром от 3 до 10 мм, листовой рулонный прокат при изготовлении железобетонных изделий, монолитных и сборных железобетонных конструкций

Контактная и дуговая

ГОСТ 14098—91 «Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры»

Стали, медные, алюминиевые и никелевые сплавы

Точечная,

дуговая

ГОСТ 14776-79 «Дуговая сварка. Соединения сварные точечные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры»

Стальные трубопроводы (кроме соединений, используемых для изготовления труб из листового или полосового металла)

Дуговая

ГОСТ 16037-80 «Соединения сварные стальные трубопроводов. Основные типы, конструктивные элементы и размеры»

Двухслойная коррозионно-стойкая сталь

Дуговая

ГОСТ 16098—80 «Соединения сварные из двухслойной коррозионно-стойкой стали. Основные типы, конструктивные элементы и размеры»

Перечисленные в табл. 2.1 стандарты регламентируют для различных толщин металла тип соединения, форму и размеры подготовки кромок, характер сварного шва, форму и конструктивные элементы его поперечного разреза, условное обозначение сварного соединения. Стандарты определяют конструктивные элементы подготовки кромок и возможные отклонения их основных размеров, а также размеры швов и предельные отклонения их параметров.

При возможности полноценной сварки с одной или двух сторон разделку не выполняют (рис. 2.1, б), но если не удается надежно проварить корень шва с двух сторон, делают разделку кромок (рис. 2.1, в, д) механическим или термическим способами (элек- тровоздушной, газовой или плазменной обработкой). Основные ее параметры показаны на рис. 2.2.

Иногда разделку выполняют с целью размещения в ней лишнего электродного металла, особенно при сварке угловых швов.

Параметры разделки кромок V-образного стыкового соединения

Рис. 2.2. Параметры разделки кромок V-образного стыкового соединения: а — зазор; Ь — притупление; а — угол раскрытия кромок

V-образную разделку осуществляют при небольшой толщине свариваемых листов (до 20 мм) в случае невозможности двусторонней сварки, например при выполнении продольного или кольцевого шва в трубе малого диаметра. Тогда для качественного формирования корня шва используют сменные или остающиеся подкладки. Применяют также провар корня шва в положении «на весу» вольфрамовым электродом без присадки. Недостатком такой разделки являются увеличенные напряжения и деформации в конструкции.

X-образную разделку выполняют при сварке металла толщиной 20—40 мм. При этом достигают более высокой производительности (необходимо меньше наплавленного электродного металла, чем при V-образной разделке). Преимуществом является также уменьшение напряжений и деформаций за счет симметричной формы разделки.

U-образную разделку используют для сварки металла толщиной более 40 мм. Эта разделка — самая сложная. Сварку металла таких толщин выполняют в основном механизированными способами.

Сварку деталей неодинаковых толщин выполняют так, как для деталей одинаковых толщин, если разница толщин не превышает значений, приведенных в ГОСТ 5264—80, ГОСТ 8713—79, ГОСТ 4771—76, ГОСТ 16098—80. Так, при ручной дуговой сварке (ГОСТ 5264—80) для толщин тонкой детали 1—20 мм допустимая разница составляет 1 —2 мм, а для толщин 21—30 мм этот показатель достигает 3 мм. При автоматической сварке под флюсом (ГОСТ 8713—79) для толщин тонкой детали 5—30 мм допускается разница 2 мм, а при сварке в среде защитных газов (ГОСТ 14771—76) для толщин тонкой детали от 4 до 40 мм — соответственно от 2 до 4 мм.

Если производят сварку деталей неодинаковых толщин, конструктивные элементы подготовки кромок и размеры шва необходимо выбирать по большей толщине. При больших разницах на детали с большей толщиной необходимо выполнить скос с одного или двух боков до толщины тонкой детали. При этом конструктивные элементы подготовленных кромок и размеры сварного шва выбирают по меньшей толщине.

При сварке стыковых соединений (за исключением труб) соответственно по ГОСТ 5264-80, ГОСТ 8713-79 и ГОСТ 14771-76 допускаются смещения свариваемых кромок одна относительно другой. Смещение 5 составляет 0,5 мм при толщине детали 5до4мми 6= 1,1 ммпри4-10мм. Если толщина S= 10—100 мм, то смещение 0,15, но не более 3 мм и 5 = 0,01S + 2 при S> 100 мм, но не более 4 мм.

Соединением внахлест сваривают металл толщиной до 20 мм. Такое соединение используют вместо стыкового, когда ставится заплата небольшой площади или затруднена подгонка листов, например при сварке под водой. Работоспособность такого соединения ниже, чем стыкового, вследствие дополнительного момента изгиба. Соединения внахлест применяют при установке подкрепляющих дублирующих листов, толщина которых не меньше, чем основных, под механизмы и приборы, при облицовке емкостей и других элементов аппаратов коррозионно-стойким металлом. В этих случаях выполняют шов по периметру листа, а также швы прорезные или электрозаклепками для закрепления по всей поверхности.

Угловое соединение (рис. 2.3, а) выполняют, когда необходимо сформировать объемную конструкцию типа котла, ящика, резервуара, балки большого сечения и т.д. При этом угол между деталями, которые соединяются, может быть прямым, тупым или острым. В случае необходимости провара на всю толщину выполняют разделку, как при стыковых соединениях.

Угловое (а) и тавровое (б) соединения

Рис. 2.3. Угловое (а) и тавровое (б) соединения

Тавровое соединение (рис. 2.3, б) используют для подкрепления ребрами жесткости плоских листовых полотнищ и придания им устойчивости (секции, которые формируют корпус судна, прямостенные резервуары и т.п.). Ребра жесткости в виде уголка или тавра должны устанавливаться на лист только стенкой и привариваться к нему односторонним сплошным швом или двусторонним прерывистым, выполненным цепочкой или в шахматном порядке. В качестве ребер жесткости не рекомендуется использовать такие профили, как двутавр, швеллер или уголок, приваренный полкой. Это увеличивает объем сварочных работ, ведет к утяжелению конструкции и развитию коррозионных процессов под полкой профиля.

При сварке угловых швов регламентируются допустимые вогнутость и выпуклость швов; ГОСТ 5264—80, ГОСТ 8713—79 и ГОСТ 14771—76 ограничивают вогнутость шва 30 % катета шва К, но не более 3 мм, выпуклость шва допускается такая же при условии, что она не уменьшает расчетной длины катета. По ГОСТ 16098—80, при сварке в нижнем положении вогнутость в зависимости от катета шва ЛГне должна превышать 1,5 мм при К< 5 мм; 2,5 мм при 5 мм < К< 10 мм; 3,5 мм при К > 10 мм. Если сварка выполняется в других пространственных положениях, допускается увеличение вогнутости на 1 мм.

Высота катетов углового шва в соответствии с ГОСТ 5264—80 и ГОСТ 8713-79 определяется на стадии проектирования сварной конструкции, но должна быть не больше 3 мм для деталей толщиной до 3 мм и не больше 1,2 толщины более тонкой детали при сварке металла толщиной более 3 мм. Предельные отклонения размеров каждого из катетов углового шва от номинального значения должны быть 1 мм при К< 5мм и 2 мм при К> 6 мм.

Минимальные размеры катетов угловых швов согласно ГОСТ 5264—80 и 8713—79 даны в табл. 2.2.

Минимальные размеры катетов угловых швов для более толстого свариваемого элемента

Таблица 2.2

Предел те- кучести стали, МПа

Толщина более толстого свариваемого элемента, мм

3-4

4-5

5-10

10-16

16-22

22-32

32-40

40-80

До 400

3

4

5

6

7

8

9

10

400-500

4

5

6

7

8

9

10

12

ГОСТ 11969—93 устанавливает основные пространственные положения сварки (нижнее, вертикальное, горизонтальное, потолочное и наклонное) и их обозначения для сварных швов, которые выполняются сваркой плавлением в один или несколько слоев.

Контрольные вопросы

  • 1. Какие типы сварных соединений используют? Где они применяются?
  • 2. Как подготовляют кромки под сварку? Назовите преимущества и недостатки отдельных видов подготовки.
  • 3. С какой целью выполняют разделку кромок?
  • 4. Какие параметры разделки кромок зависят от вида сварки?
  • 5. Что собой представляет угол раскрытия кромок? Чему он равен?
  • 6. Почему кромки собираются с зазором?
  • 7. От чего зависит величина притупления?
  • 8. Почему для ребер жесткости не рекомендуется применение таких профилей, как швеллер, двутавр или уголок, приваренный полкой к полотнищу?
  • 9. Как выбирается величина катета углового шва?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >