Классификация и типы сварных швов

Сварные швы

Термин «сварной шов» обозначает сегмент сварочного соединения, посредством которого непосредственно сопрягаются свариваемые детали. Из этого определения вытекает, что сварной шов это не одно и то же, что сварное соединение, несмотря на принадлежность к одному производственно-технологическому процессу. Так, под соединением подразумевается неразъемная конструкция, включающая хотя бы 2 металлических компонента. А сварной шов является следом, оставленным после соединения. Именно его качество непосредственным образом оказывает влияние на величину нагрузок, которые будет способен выдержать создаваемый объект, и на временной интервал удерживания деталей с надежностью требуемого уровня. Об этом и поговорим.

Как наклонен электрод

Подразделение сварных швов на виды осуществляется по ряду основных критериев. Формирование самого шва зависит от следующих факторов: расположение в пространстве, скорость перемещения и траектория передвижения электрода (его иное общепринятое название – расходный материал). Сегодня существует много разновидностей сварных соединений. Рассматривать их необходимо, принимая во внимание все нюансы процесса.

Начало работы – предварительная установка рабочей силы тока и полярности подключения. Каждому мастеру присущ свой, так сказать, стиль выполнения сварки, особенностью которого является, в том числе, наклон электрода. Профессионалы придерживаются следующего мнения:

оптимальный угол расположения расходного материала по отношению поверхности свариваемого объекта – 70°;

если же брать за основу вертикальную ось, то относительно нее формируется угол, равный приблизительно 20°.

Встречаются случаи, когда сварка должна проводиться на участке с ограниченным доступом из-за недостатка пространства. Тогда подойдет вариант со строго перпендикулярным расположением электродов.

Расходный материал можно перемещать к себе либо в обратном направлении. Такая свобода действий бывает очень кстати. Касается это, прежде всего требуемого уровня прогрева кромок:

если нагревать их сильно не нужно, передвигать электрод следует «от себя»;

чтобы обеспечить сильный прогрев кромок, расходный материал перемещается в обратную сторону, то есть «к себе».

Траектория перемещения

Вроде бы, этот параметр отнюдь не значимый. Но, как показывает многолетняя практика, формирование сварного шва во многом определяется траекторией перемещения электрода. Но в любом случае должны выполняться колебательные движения. Причина такого требования очевидна: «склеить» в одно целое две заготовки иным способом просто невозможно.

Конфигурация колебательных движений бывает совершенно различной: схожей с восьмерками, с отличающимися по градусам углами – острыми (резкими) либо плавными (тупыми) – и других форм. Сварной шов можно будет назвать качественным, если ровные края сочетаются с его приятным внешним видом. Кроме того, ширина наплава должна быть идентична его высоте. Ну и, конечно же, при отсутствии дефектов, наиболее критичными из которых являются следующие:

не перекрытый либо не заваренный участок в конечной точке валика – кратер;

канавка на металле вдоль всего шва – подрез;

несплошность, образовавшаяся по причине неспособности расплавленного металла заполнить пустоты сварного шва – непровар.

Что такое катет

Начало формирования сварочного шва – момент перехода металла в жидкое агрегатное состояние под воздействием высокой температуры, а заканчивается этот процесс после того, как тот полностью остынет. Общепринятая классификация предусматривает группировку сварочных соединений по ряду критериев:

конфигурация шва и его длина;

метод сопряжения заготовок;

пространственная ориентация стыка (горизонтально либо вертикально направленный);

общее количество уложенных слоев.

Нормы ГОСТа 5264-80 утверждают разновидности сварочных соединений и их главные характеристики. В данном стандарте освещены вопросы, касающиеся параметров катета созданного сварного шва. Под таковым подразумевается сторона равнобедренного треугольника с углом при вершине 90°, который можно визуально вписать в сечение (не продольное, а поперечное) самого шва. Этот параметр определяет прочностные характеристики сформированного соединения. Поэтому важно уметь корректно определять его численное значение. От умышленного увеличения катета при расчетах ожидать что-то хорошее не стоит, поскольку такой подход не обеспечит укрепление сварного шва. А неоправданное манипулирование цифрами обусловит, если и не поломку конструкции, то, по крайней мере, ее деформацию. Достоверные сведения будут получены при использовании специального шаблона для определения величины катета, который продается в магазинах стройматериалов.

Разновидности сварных швов

Тип соединения определяет расположение в пространстве подлежащих сварке объектов:

встык. Сопрягаются торцы деталей, располагающихся в одной плоскости. Операция выполняется несколькими способами: с загибом кромок соединяемых пластин – т.н. отбортовка кромок; со скосом кромок. Актуально, когда проводится односторонняя сварка пластин толщиной, не превышающей 5,0 мм и двусторонняя сварка листовых элементов с толщиной от 8,0 мм. Впрочем, формировать стыковой шов допускается без скоса кромок;

внахлест. Свариваются по крайней мере две пластины, уложенные одна на другую с частичным либо полным перекрытием их поверхностей. Наиболее широко применяется для профильных соединений и трубных изделий. Небольшой участок одного из элементов конструкции погружается в ответную часть другого;

угол. Соединение листов осуществляется так, чтобы их поверхности образовывали пространственный угол. Сечение шва имеет приблизительно треугольную форму;

тавровое. Пол виду схоже с литерой «Т». Но встречаются случаи, когда поверхности заготовок формируют острый угол;

торцовое. Плоскости листов прилегают одна к другой, свариваются же их торцы. Соединения данного типа применяются обычно для тонких пластин. Так исключается возможность их прожога.

Форма шва и его протяженность

Сварной шов бывает плоским, вогнутым и выпуклым. Однако необходимость в формировании шва второй конфигурации возникает очень нечасто. Соединения такого вида применяются, когда предполагается работа под воздействием динамических нагрузок.

Выпуклые швы считаются усиленными. Рекомендованы к созданию при функционировании сварочного аппарата в статическом режиме.

Сварные швы плоские (их другое общепринятое название – нормальные) являются оптимальным вариантом при знакопеременных нагрузках. Их с полным на то основанием принято считать универсальными.

То же касается протяженности сварного шва, то она бывает без промежутков, то есть сплошной, либо, что встречается реже – с интервалами. У последнего типа существует разновидность, применяемая на производственных предприятиях. Это – контактная шовная сварка. Для ее выполнения задействуется специальное технологическое оборудование, в конструкцию которого входят дисковые вращающиеся электроды. Иное их название – роликовые, соответственно сама методика сварки именуется роликовой.

Впрочем, посредством этого оборудования можно без каких-то сложностей формировать сплошной шов. Он отличается повышенными прочностными характеристиками и полной герметичностью. Таким способом в условиях современного производства свариваются стыки трубных изделий, резервуары и иные герметичные объекты.

Слои и их пространственное расположение

Называть однослойным принято сварной шов, выполненный за 1 проход. Но для обеспечения требуемой прочности сопряжения двух заготовок большой толщины этого недостаточно. Потребуется выполнить несколько проходов. Такие манипуляции сопровождаются формированием нескольких валиков, которые укладываются последовательно друг над другом. А это – уже многослойное соединение.

Сегодня существует множество ситуаций, связанных с необходимостью соединения металлических объектов. Поэтому вполне очевидно, что расположение сварочных швов может меняться от случая к случаю. По этому признаку они бывают вертикальными, горизонтальными, нижними и верхними/потолочными.

Формирование вертикального шва осуществляется обычно так: работник ведет расходный материал снизу-вверх. Оптимальными траекториями для этого случая являются:

полумесяц. Сначала на привариваемые торцы наплавляется полочка. Далее производится наплавление металла небольшими по объему порциями, постепенно передвигая электрод выше. При этом готовый шов остается внизу;

зигзаг. Расходный материал попеременными движениями вверх-вниз перемещается все выше. Расплавленный горячий металл в ходе этого процесса должен непрерывно направляться на кромки и переноситься с помощью электрода вверх;

елочка. Начальное движение расходного материала – вправо-вверх. Затем его нужно опустить под некоторым углом вниз. Дав капле расплавленного металла застыть между кромками, далее электрод необходимо переместить влево-вверх и опять опустить под тем же наклоном вниз так, чтобы осталась очередная порция металла.

несимметричным. Применяется для формирования швов в местах с ограниченным доступом. Наклон электрода – 30°-60°.

С наибольшими трудностями связана верхняя/потолочная сварка. Достичь более-менее приемлемого результата без наличия опыта, практически, невозможно. Проблема очевидна: металл, находящийся в жидком агрегатном состоянии под воздействием силы гравитации покидает не только ванну, но и всю рабочую область.

Для предотвращения такого хода развития событий используются два метода:

понижение силы тока. При этом нужно контролировать горение дуги. Можно уменьшать значение этого параметра на 15%, но не более чем на 50%;

производство работ на короткой дуге.

При сварке потолочным методом пластин с толщиной не меньшей 8,0 мм придется выполнить два, а то и более проходов. Первый шов должен характеризоваться толщиной приблизительно 4,0 мм. Значение этого параметра у всех последующих немного больше – всего на 1,0 мм.

Выбирая положение расходного материала, нужно принимать во внимание ориентацию шва в пространстве. Проварку вертикальных, потолочных, а также горизонтальных соединений следует делать, чтобы электрод располагался углом вперед. Аналогичная пространственная ориентация расходного материала должна быть при обработке неповоротных стыков трубных изделий.

Иной подход актуален при сварке поверхностей, расположенных встык или образующих пространственный угол. В данных случаях электроды нужно наклонять назад. В местах с ограниченным доступом допускается их держать так, чтобы продольная ось образовывала с обрабатываемой поверхностью прямой угол.

Обработка сварных швов

По окончании сварки на поверхности деталей остаются пятна шлаков. Попадание этих включений в выполненный шов ведет к ухудшению его прочностных характеристик. Такие наслоения нужно обязательно удалять путем зачистки. Данное требование распространяется, прежде всего, на вариант многослойного соединения. Зачищать поверхность нужно после каждого прохода. Самый простой вариант предполагает, что:

сначала место стыка оббивается с помощью молотка;

потом оно подвергается обработке щеткой с жестким проволочным ворсом.

Финишную процедуру удаления шлаков рекомендуется проводить по иной методике:

первый этап – грубая очистка. Выполняется с использованием специального инструмента, схожего с ножом, либо шлифовальными кругами с крупным зерном. Грубая очистка швов после сварки крупных заготовок проводится на станках;

второй этап – полировка шва. Чаще всего делается это посредством фибрового круга, установленного на шлифовальную машинку.

Фиксация

Прежде чем приступить к сварке, нужно надежно зафиксировать создаваемое соединение. Так будет исключен сдвиг уже в ходе самого процесса. Реализуется это обычно при помощи т.н. прихваток. Данный термин обозначает небольшие сварные швы, которые выполняются там, где будет пролегать основной шов, но в поперечном относительно него направлении и имеющие сечение, не превышающее половину его ширины.

Каждая прихватка не должна быть длиннее 2,0 см. Такие элементы больших размеров допускаются только когда свариваются трубопроводы. Длина шва оказывает влияние на удаленность соседних прихваток одной от другой. Величина этого показателя изменяется в пределах 10,0 см…80,0 см. Если же шов короткий, можно производить по краям точечную сварку.

Создаются прихватки за 1 проход. Благодаря их наличию конструкция обретает дополнительную жесткость. Этот момент весьма важен для крупногабаритных объектов.

Постоянные прихватки после завершения сварки остаются, а временные удаляются. Место, где они выполняются – обратная сторона детали. Формирование прихваток должно вестись на предварительно зачищенных поверхностях.

Заключение

Положения нормативных документов содержат ряд требований к сварочным швам, определяющих допустимые дефекты. В частности, их классификация определена ГОСТом 5264-80. Причины появления дефектов могут носить как объективный характер, так и субъективный. К числу первых относятся, например, неисправность применяемых аппаратов или материал низкого качества. Ко вторым причисляются нарушения техпроцесса, в частности, когда выполнение работ поручено сварщику, не имеющему достаточной квалификации, и т.д. Немаловажное значение в этом контексте имеет своевременность проверки работоспособности сварочного оборудования.

Классификация сварных соединений

Сварное соединение — неразъемное соединение, выполненное сваркой. Сварное соединение (рис. 1) включает три образующиеся в результате сварки характерные зоны металла в изделии: зону сварного шва 1, зону сплавления 2, зону термического влияния 3, а также часть основного металла 4, прилегающую к зоне термического влияния.

Рис. 1. Сварное соединение

Сварной шов — участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла.

Металл шва — сплав, образованный расплавленным основным и наплавленным металлами или только переплавленным основным металлом.

Основной металл — металл подвергающихся сварке соединяемых частей.

Зона сплавления — зона, где находятся частично оплавленные зерна металла на границе основного металла и металла шва. Эта зона нагрева ниже температуры плавления. Не расплавленные зерна в этой зоне разъединяются жидкими прослойками, связанными с жидким металлом сварочной ванны и в эти прослойки имеют возможность проникать элементы, введенные в ванну с дополнительным металлом или сварочными материалами. Поэтому химический состав этой зоны отличен от химического состава основного металла.

Зона термического влияния — участок основного металла, не подвергшийся расплавлению, структура и свойства которого изменились в результате нагрева при сварке, наплавке или резке.

Тип сварного соединения определяет взаимное расположение свариваемых элементов. Различают: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные и торцовые сварные соединения.

Вид свариваемых деталей

При сварке различают следующие виды свариваемых деталей лист — Л (Р), труба — Т (Т), стрежень — (С) и их сочетания между собой лист с трубой (Л + Т), трубы с отводом (Т + О), трубы с трубой через муфту (Т + М + Т), лист со стержнем (Л+С).

Читайте также: Положения при сварке

Под понятием «труба» подразумеваются также детали замкнутого полого профиля, таких как: штуцер, патрубок, обечайка, корпус коллектора и пр. Под понятием «стержень » подразумеваются детали круглого и многогранного сплошного сечения, гладкие и с периодическим профилем.

Виды свариваемых деталей Л -лист, Т — Труба, Л+Т Лист +Труба, С — Стержень

Виды соединений

Стыковое соединение — сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями и расположенных в одной плоскости или на одной поверхности (рис. 2). Поверхности элементов могут быть несколько смещены при соединении листов разной толщины (см. рис.2, б).

Рис. 2. Стыковые соединения

Угловое соединение — сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев (рис. 3).

Рис. 3. Угловые соединения

Тавровое соединение — сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента (рис. 4).

Рис. 4. Тавровое соединение

Нахлесточное соединение — сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга (рис. 5, а, б). Отсутствие опасности прожогов при сварке облегчает применение высокопроизводительных режимов сварки. Применение нахлесточных соединений облегчает сборку и сварку швов, выполняемых при монтаже конструкций (монтажных швов).

Торцовое соединение — сварное соединение, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу (рис. 5, е).

Сварные швы подразделяют по разным признакам: по типу шва, по протяженности, по способу выполнения, по пространственному положению и по форме разделки кромок.

Вид соединений ос (бп) ос (сп) дс (бз) дс (зк)

Сварные соединения, подразделяются на следующие виды:

сварные соединения, выполняемые с одной стороны (односторонняя сварка) — ос (ss) и с двух сторон (двусторонняя сварка) — дс (bs);

сварные соединения, выполняемые на съемной или остающейся подкладке, подкладном кольце — сп (mb) и без подкладки (на весу) — бп (nb);

сварные соединения, выполняемые с зачисткой корня шва — зк (gg), без зачистки корня шва — бз (ng);

сварные соединения, выполняемые с газовой защитой корня шва (поддувом газа) — гз (gb);

Виды соединений ос [сп, бп], дс [бз, зк]

Типы швов СШ, УШ

По типу сварные швы делят на стыковые (СШ), угловые (УШ) и прорезные.

Стыковой шов СШ — сварной шов стыкового соединения.

Угловой шов УШ — сварной шов углового, нахлестанного или таврового соединений.

Типы швов. Стыковой шов — СШ, Угловой шов — УШ

Различают следующие характеристики сварного шва: ширину, выпуклость, вогнутость и корень шва.

Ширина шва е — расстояние между видимыми линиями сплавления сварного шва (см. рис. 2, а). Выпуклость шва g определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости (см. рис. 2, а; 4, а). Вогнутость шва T определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы шва с основным металлом и поверхностью шва, измеренным в месте наибольшей вогнутости (см. рис. 2, в; 3, в). Вогнутость корня стыкового шва является дефектом обратной стороны одностороннего шва. Корень шва — часть сварного шва, наиболее удаленная от его лицевой поверхности (см. рис. 2, б; 4, а). По существу это обратная сторона шва, в которой различают ширину е1 и высоту g1 обратного валика (см. рис. 2, а).

Читайте также:

Квартира в стиле ар деко

Угловой шов имеет следующие размерные характеристики: катет, толщину, расчетную высоту. Катет углового шва к определяется кратчайшим расстоянием от поверхности одной из свариваемых частей до границы углового шва на поверхности второй свариваемой части (см. рис. 3, в; 4, а). Катет задается в качестве параметра, который нужно выдерживать при сварке. Толщина углового шва а — наибольшее расстояние от поверхности углового шва до точки максимального проплавления основного металла. Для оценки прочности сварного соединения используют расчетную высоту углового шва — р. Для угловых швов более благоприятна вогнутая форма поверхности шва с плавным переходом к основному металлу

По способу выполнения различают сварку: одностороннюю и двустороннюю, однослойную и многослойную. Одностороннюю сварку стыкового сварного соединения выполняют со сквозным проплавлением кромок на подкладке или без подкладки (на весу). Двустороннюю сварку выполняют с зачисткой (удалением) корня шва (механической обработкой) перед сваркой обратной стороны сварного соединения или без зачистки корня шва. При двусторонней сварке зачастую приходится кантовать изделие или вести сварку в трудном потолочном положении.

Многослойный шов применяют при сварке металла большой толщины, а также для уменьшения зоны термического влияния. Под слоем сварного шва понимают часть металла сварного шва, которая состоит из одного или нескольких валиков, располагающихся на одном уровне поперечного сечения шва. Валик — металл сварного шва, наплавленный за один проход. Под проходом при сварке подразумевается однократное перемещение в одном направлении источника тепла при сварке или наплавке.

Рисунок — Многослойный шов

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Виды сварных соединений и швов

Нередко причиной брака у начинающих сварщиков становится неправильно выбранные сварные соединения. Что неудивительно, так как со дня проведения первой сварки было разработано больше сотни разновидностей. В них несложно разобраться, поскольку сварные швы и соединения объединены в несколько групп по технике выполнения, положению деталей и другим признакам.

Что такое сварочное соединение

Новички ошибочно полагают, что понятия сварной шов и соединение равноценны. На самом деле шов ― это место стыковки двух заготовок расплавленным металлом с последующим охлаждением. Сварное соединение ― это три участка, которые подверглись действию высокой температуры. К ним относят:

Один или несколько швов, которые образуются при плавлении только основного или с добавлением присадочного металла.
Зону сплавления, расположенную между сварным швом и основным металлом деталей. Она не нагревается до температуры плавления, но может насыщаться элементами, которые вводят в сварочную ванну электродами или флюсом. Поэтому по составу отличается от основного металла.
Зону термического воздействия. Это полоса, примыкающая к зоне сплавления, где под действием температуры изменились свойства металла.

Важно не путать два абсолютно разных понятия — сварочный шов и сварное соединение!

Сварочный шов ― это место стыковки двух заготовок расплавленным металлом с последующим охлаждением. Сварное соединение ― это три участка, которые подверглись действию высокой температуры.

Виды сварных соединений

В зависимости от того как расположены заготовки между собой к основным видам сварочных соединений относят:

стыковые;
угловые;
нахлесточные;
тавровые;
торцевые.

Стыковые

Самые простые по выполнению швы даже для начинающих сварщиков. Ими соединяют заготовки, примыкающие друг к другу торцами, размещенные в одной плоскости или на ровной поверхности. При сварке деталей с разной толщиной допускается смещение поверхностей. Стыковым способом сваривают конструкции из листового проката, резервуары, трубы. Сравнительно с другими сварными соединениями сокращаются сроки выполнения работы и расход материалов, но нужно тщательно подготавливать кромки.

Угловые

Это сварные соединения двух металлических деталей под любым углом. Если заготовки разной толщины, толстостенную размещают снизу, чтобы на тонкой не появились прожиги и подрезы, сварочную ванну создают за счет плавления металла толстой заготовки. Для повышения прочности соединения швы накладывают с обеих сторон. Внутренний угол сваривают малым током, чтобы снаружи не образовалось закругление.

Угловые сварные соединения удобно выполнять способом «в лодочку». Заготовки прихватывают под нужным углом, затем устанавливают так, как будто это плывущий кораблик. После расплавления металл будет равномерно растекаться по обеим сторонам без образования дефектов.

Угловым способом сваривают каркасы небольших строений, емкости, навесы, кузова грузовиков. Кроме этого устанавливают детали конструкций в труднодоступных местах.

Нахлесточные

Такими сварными швами соединяют параллельно расположенные металлические пластины, которые наложены одна на другую с небольшим перекрытием. Для повышения прочности на разрыв и предотвращения проникновения влаги внутрь сварку выполняют с обеих сторон. Этим способом можно соединять листы толщиной до 12 мм. Для выполнения нахлесточных соединений от сварщика не требуется высокая квалификация, так как нет опасности прожога и не нужно подготавливать кромки. Недостатком считают повышенный расход металла.

Тавровые

Это сварное соединение торца одной детали с боковой поверхностью другой под прямым или небольшим углом. Если толщина заготовки больше 4 мм сварка проводится с обеих сторон с тщательной подготовкой кромок вертикальной пластины. Тавровые соединения применяют преимущественно при сборке несущих конструкций. Поэтому, если есть возможность изменения положения, сварку ответственных узлов лучше выполнять «в лодочку».

Торцевые

При выполнении таких соединений сваривают торцы заготовок, которые плотно примыкают одна к другой или расходятся от места стыка под углом не больше 30⁰. Способ применяют при производстве кожухов, вентиляционных коробов, контейнеров, металлических шкафов и пр. К достоинствам торцевого типа сварочных соединений относят низкую вероятность образования прожогов и внутренних напряжений, вызывающих деформацию. Недостатками считают завышенный расход материала и появление коррозии при проникновении воды между листами через дефекты шва.

Выбор сварного соединения зависит от расположения заготовок относительно друга друга.

Классификация сварных швов

Даже в одном типе соединения сварочные швы могут отличаться по конфигурации, протяженности, технологии и т. д. Поэтому в нормативных документах они сгруппированы по параметрам.

По положению в пространстве

По пространственному положению сварные швы могут быть:

Нижними, когда стык находится внизу относительно сварщика. Расплавленный металл не вытекает из сварочной ванны, а шлак и газы беспрепятственно поднимаются на поверхность. При сварке электрод или пламя горелки ведут вдоль стыка с небольшими поперечными движениями.
Горизонтальными, если сваривают вертикально установленные детали справа налево или наоборот. Для предотвращения стекания металла нижнюю заготовку смещают на 1 мм, чтобы получился уступ. После завершения работы разница будет незаметна. Важно не ошибиться со скоростью сварки, поскольку при медленном перемещении дуги или пламени горелки появятся потеки, а при быстром ― непровары.
Вертикальными, когда вертикально установленные детали соединяют сверху вниз или в обратном направлении. Для удержания расплава в сварочной ванне сварку ведут снизу вверх прерывистой дугой на малом токе.
Потолочными, если стык расположен над головой мастера. Расплавленный металл удерживается поверхностным натяжением.

По конфигурации

В эту группу занесены три вида сварочных швов, которые зависят от формы стыков. Они бывают прямолинейными, криволинейными, кольцевыми (спиральными). Конфигурация швов не зависит от пространственного положения заготовок.

По степени выпуклости

По форме поперечного сечения сварные швы квалифицируют как:

Выпуклые (усиленные). Используют для сборки узлов эксплуатируемых с большой статической нагрузкой.
Вогнутые (ослабленные). Используют при сварке тонкого металла.
Нормальные (плоские). Хорошо противостоят динамическим и разнонаправленным воздействиям.
Специальные в виде неравнобедренных треугольников применяют в угловых и тавровых соединениях, на которые действуют переменные нагрузки.

По протяженности

В эту классификацию входят сплошные и прерывистые сварные швы, которые выполняют отрезками по 10 — 30 см, но учитывается суммарная протяженность соединения. По расположению отрезков сварки прерывистые типы называют:

цепными одно или двухсторонними, если разрывы равномерно расположены по обе стороны заготовки;
шахматными двухсторонними, когда отрезки сварки на одной стороне сдвинуты относительно участков на другой;
точечными при контактной сварке.

В зависимости от длины сварные швы относят к трем категориям:

короткие ― до 25 см;
средние ― 25 — 100 см;
длинные ― больше 1 м.

По количеству проходов

Независимо от типа сварочные швы выполняют одним или несколькими проходами. Выбор варианта определяется толщиной металла и необходимой прочностью. При каждом проходе наплавляется один валик. Если их расположить на одном уровне образуется слой сварного шва.

Детали толщиной до 5 мм соединяют однопроходными швами. Угловые соединения из заготовок со стенками 6 — 8 мм сваривают одним слоем, а стыковые двумя. Многослойные швы используют при работе с толстостенными элементами и для предотвращения термических деформаций.

По направлению действующего усилия и вектору действия внешних сил

По этим критериям соединения и швы подразделяются на 4 вида:

продольный (фланговый) ― усилие параллельно стыку;
поперечный (лобовой) ― вектор направлен под углом 90⁰;
комбинированный ― сочетает признаки предыдущих;
косой ― направление усилия меньше 90⁰.

По виду сварки

Классификацию по этому критерию проводят по типу сварочного аппарата, который создает условия для выполнения сварки. Из длинного списка технологий можно выделить основные виды;

ручная электродуговая;
автоматическая;
в среде инертных газов;
плазменная;
лазерная;
газопламенная.

Требования к сварным швам

Требования к швам зависят от условий эксплуатации, видов нагрузки, свойств металла, технологии сварки и пр. Для их классификации по конкретным условиям были разработаны ГОСТы. Например, требования к соединениям ручной сварки приведены в ГОСТ 5264-80.

К общим для всех швов независимо от условий относят:

прочность;
надежность;
долговечность;
стойкость к коррозии и агрессивным веществам.

Чтобы шов был качественным, необходимо соблюдать технологию подготовки металла и выполнения сварки.

О длине и толщине швов в зависимости от особенностей конструкции и марки металла, методах проверки качества и т. д. можно узнать из тематических СНиПов, которые нетрудно найти в свободном доступе. Полученные сведения можно использовать как шпаргалку при выполнении сложной работы.

Что влияет на качество сварного соединения

Качество соединения сваркой зависит не только от соблюдения технологии, но и от подготовки деталей. Даже форма кромок влияет на качество соединения. Независимо от вида соединения подготовку проводят в следующем порядке:

зону шириной не меньше 20 мм от линии стыка очищают от грязи и коррозии;
на кромках, если толщина металла больше 3 мм, снимают фаски, оставляя притупление;
устанавливают зазор между деталями.

Зависимость угла разделки, величины притупления и зазора от толщины металла показана в таблице:

Знание основных видов соединений и принципов их применения поможет правильно выбирать сварочный шов нужного типа для каждого конкретного случая. Для повышения квалификации полезно следить за технологическими новостями, чтобы не пропустить появление новых сплавов и методов сварки.

Читайте также:

Крепление полки к стене скрытое

Виды сварных соединений и швов

Сварочно-монтажные работы при сооружении трубопроводов и конструкций

131000 «Нефтегазовое дело»

образовательная траектория Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта и хранения нефти, газа и продуктов переработки

Институт нефти, газа и энергетики

Кафедра оборудования нефтяных и газовых промыслов

Содержание

1	Физическая сущность, классификация и характеристика способов и видов сварки	2
1.1	Физическая сущность и основные способы сварки	2
1.2	Виды сварных соединений и швов	4
1.3	Электродуговая сварка	9
1.4	Контактная электрическая сварка	33
1.5	Газовая сварка	38
2	Технологические особенности сварки различных металлов и сплавов	49
2.1	Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов	49
2.2	Сварка углеродистой стали	53
2.3	Сварка легированной стали	54
2.4	Сварка чугуна	56
2.5	Сварка алюминия и его сплавов	58
2.6	Сварка магниевых сплавов	60
2.7	Сварка титана и его сплавов	61
2.8	Сварка меди и его сплавов	62
2.9	Контроль качества и виды брака при сварке	63

Физическая сущность, классификация и характеристика способов и видов сварки

Физическая сущность и основные способы сварки

Сварка — это процесс получения неразъемных соединений металлических деталей в узлах и целых конструкциях, осуществляемый за счет межатомных сил сцепления. По своей природе сварка — сложный и разнообразный по форме металлургический процесс. Образование сварных соединений происходит в большинстве случаев при нагреве в узкой зоне кристаллизации с образованием сварного шва, за счет свариваемого металла или при помощи промежуточного, называемого присадочным.

Все способы сварки (рисунок 49) можно разделить на две группы: сварка совместной пластической деформацией соединяемых деталей (стыков) (сварка давлением); сварка совместным плавлением этих стыков. Существуют также промежуточные методы сварки с применением одновременно пластической деформации и плавления. К ним относят три метода электрической контактной сварки: точечную, роликовую (шовную) и стыковую.

В последнее время начали применять также сварку взрывом и плазменную сварку.

Для быстрого нагрева и плавления металлов в процессе сварки используют различные источники тепловой энергии. Основными из них являются электрический ток и газовое пламя.

Рисунок 49. Классификация процессов сварки

В зависимости от способа подачи присадочного металла и флюсов к месту сварки (соединения деталей) различают ручной, автоматический и полуавтоматический способы сварки.

Виды сварных соединений и швов

В сварных конструкциях различают стыковые, нахлесточные, угловые, тавровые и заклепочные соединения.

Стыковые соединения (рисунок 50.а — ж) различают по виду предварительной подготовки кромок. В зависимости от толщины свариваемого металла производят различную подготовку кромок, которая для ручной электродуговой сварки и автоматической сварки под слоем флюса регламентируется соответственно ГОСТ 5264—58 и ГОСТ 8713 — 58. При толщине металла до 3 мм применяют отбортовку без зазора (рисунок 50.а), высота бортика h — 2 s; при толщине металла до 4 (иногда до 8 мм) сварку производят без разделки кромок (скосов) при зазоре до 2 мм (рисунок 50.б). Металл толщиной 13 — 15 мм сваривают с односторонней V — образной разделкой кромок (рисунок 50.в). При толщине металла больше 15 мм рекомендуется двусторонняя Х—образная разделка кромок (рисунок 50.г). Металл толщиной более 20 мм сваривают с чашеобразной разделкой кромок, которая может быть односторонней и двусторонней (рисунок 50.д, е).

Рисунок 50. Виды сварных соединений

Соединения внахлестку (рисунок 50.ж) выполняют угловыми швами, величина нахлестки равна трех—пятикратной толщине свариваемых элементов.

Угловые соединения (рисунок 50.з) производят без скоса и со скосом кромок.

Тавровые соединения выполняют приваркой одного элемента изделия к другому (рисунок 50.и). Без скоса кромок сваривают конструкции с малой нагрузкой. При изготовлении ответственных конструкций с элементами толщиной 10—20 мм применяют односторонний скос, а при толщине более 20 мм — двусторонний. Подготовка кромок для ручной сварки регламентируется ГОСТ 5264 — 69; для автоматической — ГОСТ 8713 — 70.

По положению в пространстве швы могут быть нижние и горизонтальные (рисунок 51.а, б), вертикальные (рисунок 51.в) и потолочные (рисунок 51.г). Наиболее легко выполнять нижние швы; их можно располагать на нижней горизонтальной плоскости в любом направлении, Вертикальные швы располагают на вертикальной плоскости в любом направлении. Наиболее трудны для выполнения потолочные швы; они располагаются в любом направлении на верхней горизонтальной плоскости.

Рисунок 51. Типы швов при различном положении в пространстве:

а – нижние; б – горизонтальные; в – вертикальные; г – потолочные

Типы швов по отношению к направлению действующих на них усилий (рисунок 52) разделяют на фланговые 1, лобовые 2 и косые 3.

Рисунок 52. Типы швов в зависимости от их положения относительно действия внешних сил:

1 – фланговый; 2 – лобовой; 3 – косой

Швы можно выполнять непрерывными и прерывистыми в зависимости от действующей нагрузки.

Строение сварного шва после затвердевания и распределения температуры малоуглеродистой стали показаны на рисунке 53. Наплавленный металл 2 получается в результате перевода присадочного и частично основного металлов в жидкое состояние, образования жидкой ванночки и последующего затвердевания, в процессе которого расплавленный металл соединяется с основным 1. В узкой зоне сплавления 3 кристаллизуются зерна, принадлежащие основному и наплавленному металлу. Во всяком сварном шве образуется зона термического влияния 4, которая располагается в толще основного металла. В этой зоне под влиянием быстрого нагрева и охлаждения в процессе сварки изменяется лишь структура металла, а его химический состав остается неизменным.

Свойства металла в зоне шва определяются условиями плавления, металлургической обработки основного и присадочного металлов и кристаллизации металла шва при охлаждении. Свойства сварного соединения в целом определяются характером теплового воздействия на металл в околошовных зонах.

Читайте также:

Как использовать белизну

Во время плавления основной и присадочный металлы сильно перегреваются иногда до температур, близких к температуре кипения. Эго приводит к испарению металла и изменению химического состава сплава. Наличие газовой атмосферы вокруг плавящегося металла приводит в ряде случаев к окислению, взаимодействию металла с азотом и растворению в металле газов. Все это изменяет химический состав наплавленного металла, создает в нем окислы и другие неметаллические включения, поры и трещины. Чем чище наплавленный металл, тем выше механические свойства сварного шва

Рисунок 53. Строение сварочного шва (а) и структурные превращения малоуглеродистой стали в зоне термического влияния (б)

С целью повышения качества наплавленного металла вокруг жидкого металла создают специальную газовую атмосферу, защищающую его от воздействия воздуха, раскисляют и прикрывают жидкую ванночку специальными шлаками.

Строение сварного шва после затвердевания и распределения температуры в малоуглеродистой стали показаны на рисунке 53.б. Зона Iпримыкает непосредственно к металлу шва. Основной металл на этом участке в процессе сварки частично расплавляется и представляет собой смесь твердой и жидкой фаз.

Наплавленный металл имеет столбчатое (дендритное) крупнозернистое строение, характерное для литой стали. Если наплавленный металл или соседний с ним участок был сильно перегрет, то при охлаждении на этом участке (зона II) зерна основного металла (малоуглеродистой стали) образуют грубоигольчатую так называемую видманштеттовую структуру.

Металл этой зоны обладает наибольшей хрупкостью и является самым слабым местом сварного соединения. В зоне III температура металла не превышает 1100 °С. Здесь наблюдается структура нормализованной стали с характерным и мелкозернистым строением. Металл в этой зоне имеет более высокие механические свойства (в сравнении с металлом первых двух зон).

В зоне IV происходит неполная перекристаллизация стали, нагретой до температуры, лежащей между критическими точками А_с1 и A_c₃. На этом участке после охлаждения наряду с крупными зернами феррита образуются мелкие зерна феррита и перлита. Металл этой зоны также обладает более высокими механическими свойствами.

В зоне V структурных изменений в стали не происходит, если сталь перед сваркой не подвергалась пластической деформации. В противном случае на этом участке наблюдается рекристаллизация.

В зоне VI сталь не претерпевает видимых структурных изменений. Однако на этом участке наблюдается резкое падение ударной вязкости (синеломкость).

Структурные изменения основного металла в зоне термического влияния незначительно отражаются на механических свойствах малоуглеродистой стали при сварке ее любыми способами. Однако при сварке некоторых конструкционных сталей в зоне термического влияния возможно образование закалочных структур, которые резко снижают пластические свойства сварных соединений и часто являются причиной образования трещин.

Размеры зоны термического влияния зависят от способа и технологии сварки и рода свариваемого металла. Так, при ручной дуговой сварке стали тонкообмазанными электродами (обмазку применяют в виде покрытия для защиты сварного шва от воздействия внешней среды) и при автоматической сварке стали под слоем флюса размеры зоны термического влияния минимальны (2 — 2,5 мм); при сварке электродами с толстой обмазкой протяженность этой зоны равна 4 — 10 мм, а при газовой сварке — 20 — 25 мм.

Сварные швы — классификация, типы сварочных соединений

Сварочный шов – это участок соединения двух частей в единое целое, благодаря расплавлению металла под воздействием высокой температуры и дальнейшей его кристаллизации. На сегодняшний день различают более 100 типов соединений. Они все разделяются по особым параметрам и делятся на различные группы и подгруппы, в связи с чем и существует множество классификаций сварных швов.

Что такое сварочный шов

Для начала определимся с понятиями «сварочный шов» и «сварочное соединение», потому что некоторые источники рассматривают их как одно и то же, другие разводят формулировки.

Самое короткое определение: сварочный шов – это неразъемное соединение сваркой.

Второй вариант раскрывает физику процесса сварки как таковой: сварочный шов – это участок, в котором соединены две или несколько деталей в результате кристаллизации или деформации вещества, или одного и другого вместе. Так или иначе, сварочные швы и соединения логичнее принимать за один и тот же процесс.

Один из самых старых и известных среди специалистов стандартов – «ГОСТ 5264 – 80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные». Этот ГОСТ был введен в действие еще в 1981 году, он до сих пор прекрасно справляется со своими задачами: четко и ясно перечислены основные виды сварных швов, их размеры, конструктивные элементы и инструкции, как правильно класть сварочный шов. Отличный пример документа, который не нуждается в корректировках в течение долгого времени.

Какие бывают сварочные швы и соединения, классификация

В таблице 1 приведены основные типы сварочных соединений, сгруппированные по форме поперечного сечения.

По способу выполнения:

Двухсторонние – сварка с двух противоположных сторон с удалением корня первой стороны;
Однослойные – выполнение за один «проход», с одним наплавленным валиком;
Многослойные – число слоев равно числу «проходов». Применяется при большой толщине металла.

По степени выпуклости:

Выпуклые – усиленные;
Вогнутые – ослабленные;
Нормальные – плоские.

На выпуклость шва влияют используемые сварочные материалы, режимы и скорость сварки, ширина разделки кромок.

По положению в пространстве:

Нижние – сварка ведется под углом 0° – наиболее оптимальный вариант, высокие производительность и качество;
Горизонтальные – сварка ведется под углом от 0 до 60° требуют повышенной
Вертикальные- сварка ведется под углом от 60 до 120° квалификации сварщика;
Потолочные – сварка ведется под углом от 120 до 180° – наиболее трудоемкие, небезопасные, сварщики проходят специальное обучение.

По протяженности:

Сплошные – самые распространенные;
Прерывистые – негерметичность конструкции.

Виды сварных соединений и швов по взаимному расположению:

Расположены по прямой линии;
Расположены по кривой линии;
Расположены по окружности.

По направлению действующего усилию и вектору действия внешних сил:

фланговые – вдоль оси сварного соединения;
лобовые – поперек оси сварного соединения;
комбинированные – сочетание фланговых и лобовых;
косые –под некоторым углом к оси сварного соединения.

Виды сварных швов по форме свариваемых изделий:

на плоских поверхностях;
на сферических.

Виды швов зависят также от толщины рабочего материала и от длины самого стыка:

короткие – не > 25 см, при этом сварка производится способом «за один проход»;
средние – длиной Сравниваем, оцениваем

Из вышеперечисленных вариантов самыми надежным и экономичным считается стыковой способ сварки. По действующим нагрузкам они практически равны целым элементам, которые не подвергались сварке, иными словами – основному материалу. Естественно, такая прочность достигается только при адекватном качестве работ.

Вместе с тем нужно помнить, что надежность и экономичность способа не означает простоту его исполнения. Требования к обработке краев, подгонка множества факторов под условия конкретной сварки, определенные ограничения в применении из-за формы – все это требует жесткой профессиональной дисциплины.

Сварка стыковых швов.

Тавровые соединения (включая угловые) тоже довольно популярны. Особенно часто их используют при сварке массивных конструкций.

Самые простые для исполнения – соединения внахлест. В них не требуется обработка кромок, общая подготовка тоже намного проще. Очень популярны в сварке листов небольшой толщины (допускается толщина до 60 мм). Простота не означает экономичности: перерасход наплавленного и основного металлов – обычная для таких вариантов ситуация.

По конфигурации

Данная категория стыковых швов используется при ручной дуговой сварке электродом. Сюда относятся три типа сварочных швов – прямолинейные, криволинейные и кольцевые (спиральные). Они производятся вне зависимости от положения рабочего изделия. Все типы швов данной классификации предполагают, как стыковое, так и нахлесточное сварное соединение.

По протяженности

Классификация сварных швов по протяженности бывает двух видов: сплошные или прерывистые.

Прерывистый – это такой шов, который производится определенной длины с синхронным интервалом. Он, в свою очередь, делится на два типа – цепная дорожка и шов в шахматном порядке. Например, двусторонние прерывистые соединения на одной стороне стенки расположены против сваренных участков шва с другой ее стороны. Такие типы сцепления могут быть как односторонними, так и двусторонними. То есть, деталь спаивается с двух сторон. Расстояние между этими сварными отрезками называется «сварочный шаг».
Сплошные способы сварки также делятся на короткие и длинные дорожки, и совершаются вдоль всей заготовки.
Точечный способ стыковых швов значительно отличается от других, за счет того, что здесь нет сварочной ванны и дорожки. В этом случае заготовки соединяются точками, за счет нахлесточного сварного соединения. Такой способ зачастую применяется для пайки тонкого металла или аккумуляторов.

Способы протяженных швов: а) сплошной б) прерывистый, в) точечный, г) прерывистый шахматный, д) прерывистый сплошной (цепной)

2.2 Обозначения сварных швов

Условные изображения швов сварных соединений. Основные типы, конструктивные элементы, размеры и условные обозначения сварных соединений и швов на чертежах, а также форма и размеры подготовки свариваемых кромок из различных конструкционных материалов, применяемых при дуговой сварке, регламентируются стандартами.

На чертежах сварных изделий применяют условные изображения и обозначения швов, приведенные в ГОСТ 2.312-72.

Шов сварного соединения, независимо от способа сварки, условно изображают: видимый — сплошной основной линией (рисунок 17.а — 17.в), невидимый — штриховой (рисунок 17.г). Видимую одиночную сварную точку, независимо от способа сварки, условно обозначают знаком «+» (рисунок 17. б).

От изображения шва или одиночной точки проводят линию- выноску с односторонней стрелкой, указывающей место расположения шва. Линию-выноску предпочтительно выполнять от изображения видимого шва.

На изображение сечения многопроходного шва допускается наносить контуры отдельных проходов, при этом их необходимо обозначать прописными буквами русского алфавита (рисунок 18. а).

Рисунок 18 — Изображение сечения многопроходного шва (а) и нестандартных швов (б)

Нестандартные швы (рисунок 18.б) изображают с указанием конструктивных элементов, необходимых для выполнения шва по данному чертежу.

На чертежах поперечных сечений границы шва наносят сплошными основными линиями, а конструктивные элементы кромок в границах шва — сплошными тонкими линиями.

Сварные соединения по очертанию

Как классифицируются сварные швы по очертанию:

Продольные: требуют самой тщательной подготовки металла в виде доскональной зачистки от заусениц, кромок и любых неровностей, помимо всего необходимо обезжиривание поверхностей участка сварки.
Кольцевые: это работы по окружностям со своими специальными требованиями – чрезвычайно высокими аккуратностью и точностью.

По технологии выполнения

В зависимости от технологии, по которой производится скрепление, выделяют основные четыре вида:

Подварочный, где — меньшая часть двухстороннего шва, выполняется предварительно для предотвращения прожогов при последующей сварке;
шов-прихватка позволяет фиксировать детали, которые уже расположены для сварки;
временный шов необходим, чтобы скрепить заготовки на некоторое время, а по окончанию работ он удаляется.
монтажный сварной шов, используется во время монтажа различных конструкций.

Читайте также:

Как положить плитку на ГВЛ на пол?

Варим трубопроводы, особые требования

К работе с промышленными трубопроводами допускают лишь опытных сертифицированных мастеров с высокой квалификацией. Трубные соединения относятся к вертикальному способу со всеми «вертикальными» нюансами. Особенность заключается в угле, под которым держится электрод, это угол в 45 градусов.

Ширина трубного шва может достигать 4 см, это зависит от толщины самой трубы. Для этого вида сварки предусмотрены отдельные стандарты, например, в ГОСТе 16037-80 описаны размеры швов для различных соединений конструкций трубопроводов.

По отношению к направлению действующих усилий

Сварка стыковых соединений содержит еще одну важную классификацию, в зависимости от отношения к направлению усилий:

Продольный способ создания стыка (фланговый), при котором усилие действует параллельно оси дорожки;
Поперечный метод (лобовой) сварного шва, при котором его ось находится перпендикулярно (90 градусов) к оси усилия;
Комбинированное соединение сваркой включает в себя одновременно и фланговый и поперечный тип;
Косой, при котором ось шва располагается под углом к направлению действующих усилий.

Зачистка сварных швов

По своему виду вновь сваренные швы иногда напоминают келоидные рубцы на коже человека: они выпуклые и выступают над поверхностью. Шлак, окалина, капли металла часто остаются на поверхности. Убрать все это можно и нужно, процесс называется зачисткой швов.

Сбить окалину молотком или зубилом;
Выровнять участок болгаркой;
Иногда нужно нанести тонкий слой расплавленного олова (лужение).

По форме наружной поверхности

По форме поверхности сцепления делятся на три основных типа:

Выпуклые (усиленные)- это многослойные швы, применяемый в сцеплениях при статических нагрузках, но усиленный наплыв приводит к чрезмерному расходу электродного металла и в связи с этим для его использования нужно экономическое обоснование.
Вогнутые (ослабленные) способы используются для скрепления тонкого металла.
Нормальные или плоские актуальны при динамических нагрузках, так как они не имеют особого перепада между дорожкой и основным металлом.

Брак и швейные дефекты

Самый частый дефект в работе новичка – кривой шов с неровным заполнением. Такая картина – результат неравномерного ведения электрода, он буквально пляшет в руках юного мастера. Здесь вам понадобятся упорство и труд: с опытом все это проходит без следа. Вторая по частоте ошибка – неверный выбор силы тока или длины дуги, после чего остаются «подрезы» или неровное заполнение. При одних дефектах больше страдает эстетика, при других – прочность.

Непровар – недостаточное заполнение металлом стыка деталей. Его нужно исправлять, так как речь идет о прочности соединения.

В каких случаях появляется непровар:

Некачественная обработка (или отсутствие таковой) кромок поверхностей;
Слишком слабая сила тока;
Слишком быстрое движение электрода.

Подрез – ненужная канавка вдоль шва. Диагноз простой, это выбор слишком длинной дуги. Лечение тоже понятное: либо дугу покороче, либо силу тока побольше.

Примеры схем движения электрода.

Прожог – банальная дырка в шве по следующим причинам:

Широкий зазор между краями;
Слишком большая сила тока;
Низкая скорость движения электрода

И здесь ищем оптимальное соотношение трех составляющих: тока, ширины зазора, движения электрода.

Поры и наплывы – множественные отверстия малого размера. Это критический дефект, влияющий на прочность соединения.

Грязь и ржавчина на металле;
Попадание кислорода к расплавленному металлу (при сквозняке);
Некачественная обработка кромок;
Электроды низкого качества;
Использование присадочных проволок;

Трещины – серьезные нарушения целостности швов. Появляются после остывания металла и по своей сути являются предвестниками разрушения самого шва. В данном случае спасет только новая сварка или полное удаление старого шва и повторное накладывание нового.

Некоторые советы по сварке различных соединений

Можно ли новичку самостоятельно научиться накладывать качественные швы? Да, без сомнений. В некоторых источниках присутствует слово «с легкостью». Легкости лучше не обещать, потому что сварка никогда не была легким и безопасным процессом. Но определить последовательные и выполнимые шаги вполне возможно самостоятельно. Принцип – от простого к сложному. Безусловно, все основные типы сварочных соединений имеют свои секреты и тонкости, которые нужно освоить.

Для дебютантов лучше всего подойдет электрическая дуговая сварка. Самый оптимальный вариант – начинать учиться под присмотром опытного наставника. Но если такой возможности нет, в сети огромное количество видеороликов с показом всех действий и подробнейшими разъяснениями к ним.

Однопроходные и многопроходные швы.

Главный начальный этап – это грамотная подготовка нужного оборудования.

Вот что нужно подготовить для электрической дуговой сварки:

Сварное оборудование (разные типы);
Электроды с правильно подобранным диаметром (чрезвычайно важно!)
Молоток для зачистки остывшего шва;
Металлическая щетка для той же зачистки сварного участка
Маска, специальный световой фильтр.

Требования к одежде простые: она должна быть плотной, с длинными рукавами и перчатками. Пригодятся выпрямитель с трансформатором (особенно если оборудование старое).

Основные типы сварных соединений уложены в рамки точной и ясной классификации с условными обозначениями и детальным описанием технологических особенностей и советов. Один из самых популярных стандартов – ГОСТ 5264-80 с описанием практически всех видов сварочных швов.

Научиться сварке можно самостоятельно по принципу «от простого к сложному». «Простым» началом для исполнения можно взять швы внахлест. Закончить можно работой высшего пилотажа – сваркой при потолочном расположении поверхностей. Желаем чистого металла, хороших заказов и рабочего настроения.

Виды и классификации сварных соединений и швов

По виду сварного соединения

Классификация сварных швов по виду сварного соединения делится на стыковые и угловые. Какое именно произвести соединение в той или иной ситуации, решает мастер, отталкиваясь от положения деталей в пространстве.

Швы угловые производятся тогда, когда заготовки находятся по отношению друг к другу под углом.
Сварка стыковых соединений образуется в результате прилегания двух частей или деталей торцами друг к другу, которые располагаются на одной плоскости. Сама дорожка при этом может быть трех видов – вогнутая, выпуклая или плоская. Последняя применяется чаше всего, так как она не имеет особо выраженного перехода на стыке деталей, что выглядит более естественно, в сравнении с остальными двумя типами. Такой метод чаще всего используется при электродуговой сварке на низких токах, чтобы не пропалить заготовку. Например, тонколистовая сталь – идеальный материал для применения сварки стыковых соединений.
Прорезной (электрозаклепочный) производится в отверстии, которое имеется на детали и выполняется в виде точечных заклепок. То есть, при этом не образуется сварная ванна и шов результате, а детали спаиваются небольшими участками через пазы в заготовке.

По месту выполнения сварки

Классификация сварных соединений и швов данной категории зависит от положения свариваемых деталей в пространстве. Например, если нужно починить деталь какой-то конструкции, которую нельзя снять и положить, но она при этом находится на некотором расстоянии от пола, то работу мастер будет производить потолочным,нижним, горизонтальным или вертикальным соединением, отталкиваясь от размещения этой детали.

Горизонтальные – это сварные швы, которые тянутся слева направо (или наоборот) на вертикальной детали. Чтобы при этом масса металла не стекала вниз, необходимо правильно подобрать скорость движения электродом или горелкой и силу тока (это подбирается для каждого случая в индивидуальном порядке, отталкиваясь от типа сварки, характеристик деталей и мастерства специалиста).
Вертикальный метод производства стыковых швов ведется на вертикально расположенных заготовках, при этом швы ведутся сверху вниз (или наоборот). Сложность данного процесса заключается в том, что срабатывает сила притяжения Земли и расплавленная металлическая масса все время стекает вниз, что портит и качество и внешних вид детали. Такое соединения рекомендуется проводить в крайних случаях и только тем мастерам, у которых уже есть определенный теоретический и практических багаж знаний для работы такими дорожками. Подробнее с технологией вертикального шва можно ознакомиться тут.
Потолочным называется положение, при котором деталь находится выше головы мастера, что намного усложняет процесс. При осуществлении потолочных сварочных швов нужно строго соблюдать правила безопасности и технологию выполнения сварки, потому что в данном случае опасность заключается в стекании массы расплавленного металла.
Нижние способы сварки выполняются тогда, когда деталь располагается внизу по отношению к мастеру. Это самый удобный метод соединения, так как металл не растекается по сторонам или вниз, а стекает в кратер. Кроме этого, свободно выходят газы и шлаки на поверхность. Стыковое сварное соединение в нижнем положении выполняется формированием валиков на протяжении всего стыка деталей. При этом технология сварки простая – достаточно вести электрод или горелку прямо или зигзагом для создания надежной и эстетически привлекательной дорожки.

По конфигурации

По протяженности

Классификация сварных швов по протяженности бывает двух видов: сплошные или прерывистые.

Прерывистый – это такой шов, который производится определенной длины с синхронным интервалом. Он, в свою очередь, делится на два типа – цепная дорожка и шов в шахматном порядке. Например, двусторонние прерывистые соединения на одной стороне стенки расположены против сваренных участков шва с другой ее стороны. Такие типы сцепления могут быть как односторонними, так и двусторонними. То есть, деталь спаивается с двух сторон. Расстояние между этими сварными отрезками называется «сварочный шаг».
Сплошные способы сварки также делятся на короткие и длинные дорожки, и совершаются вдоль всей заготовки.
Точечный способ стыковых швов значительно отличается от других, за счет того, что здесь нет сварочной ванны и дорожки. В этом случае заготовки соединяются точками, за счет нахлесточного сварного соединения. Такой способ зачастую применяется для пайки тонкого металла или аккумуляторов.

По технологии выполнения

В зависимости от технологии, по которой производится скрепление, выделяют основные четыре вида:

Подварочный, где — меньшая часть двухстороннего шва, выполняется предварительно для предотвращения прожогов при последующей сварке;
шов-прихватка позволяет фиксировать детали, которые уже расположены для сварки;
временный шов необходим, чтобы скрепить заготовки на некоторое время, а по окончанию работ он удаляется.
монтажный сварной шов, используется во время монтажа различных конструкций.

По отношению к направлению действующих усилий

Продольный способ создания стыка (фланговый), при котором усилие действует параллельно оси дорожки;
Поперечный метод (лобовой) сварного шва, при котором его ось находится перпендикулярно (90 градусов) к оси усилия;
Комбинированное соединение сваркой включает в себя одновременно и фланговый и поперечный тип;
Косой, при котором ось шва располагается под углом к направлению действующих усилий.

По форме наружной поверхности

По форме поверхности сцепления делятся на три основных типа:

Выпуклые (усиленные)- это многослойные швы, применяемый в сцеплениях при статических нагрузках, но усиленный наплыв приводит к чрезмерному расходу электродного металла и в связи с этим для его использования нужно экономическое обоснование.
Вогнутые (ослабленные) способы используются для скрепления тонкого металла.
Нормальные или плоские актуальны при динамических нагрузках, так как они не имеют особого перепада между дорожкой и основным металлом.

По виду сварки

Классификация сварных швов по виду сварки разделяется в зависимости от типа воздействия сварочного аппарата. Например, при работе в среде аргона или другого защитного газа, соединение будет не иначе, как «газовым», при работе с электродом – «электродуговым». Самыми основными видами являются следующие швы:

ручной дуговой сварки – стыковое или нахлесточное соединение реализуется вручную с помощью электрода. Таким образом, можно скрепить практически любой металл, толщиной от 0,1 до 100 мм в любом положении;
автоматической сварки, которые осуществляются при работе с аппаратом – трансформатором, выпрямителем или инвертором;
сварки в инертном газе. Такие стыковые, угловые и нахлесточные соединения считаются самые прочные, так как сварка происходит в среде инертных газов, которые защищают его от окисления. Большим плюсом такого скрепления является эстетический вид и отсутствие отходов и шлаков;
газовой сварки – дорожка формируется под воздействием температуры, которая создается за счет горения рабочего газа, исходящего из горелки;
паяных соединений, которые совершаются с помощью паяльника.

Кроме описанных, существует еще множество способов для соединения деталей, как обычных, так и нестандартных, которые применяются для заваривания деталей в труднодоступных местах. Например, швы могут быть однослойными (а) или многослойными(б, в), при которых накладывается несколько валиков, располагающихся на одном уровне поперечного сечения шва.

Классификация сварных швов и соединений

Сварочные швы – зоны сварных соединений, которые образованы первоначально расплавленным, а затем кристаллизованным при остывании металлом.

Параметры сварочных швов

Срок службы всей сварочной конструкции зависит от качества сварочных швов. Качество сварки характеризуется следующими геометрическими параметрами сварного шва:

Ширина – расстояние между его краями;
Корень – внутренняя часть , противоположная его внешней поверхности;
Выпуклость – наибольший выступ от поверхности соединяемого металла;
Вогнутость – наибольший прогиб от поверхности соединяемого металла;
Катет – одна из равных сторон треугольника, вписанного в поперечное сечение двух соединяемых элементов.

Какие бывают сварочные швы и соединения, классификация

В таблице 1 приведены основные типы сварочных соединений, сгруппированные по форме поперечного сечения.

По способу выполнения:

Двухсторонние – сварка с двух противоположных сторон с удалением корня первой стороны;
Однослойные – выполнение за один «проход», с одним наплавленным валиком;
Многослойные – число слоев равно числу «проходов». Применяется при большой толщине металла.

По степени выпуклости:

Выпуклые – усиленные;
Вогнутые – ослабленные;
Нормальные – плоские.

На выпуклость шва влияют используемые сварочные материалы, режимы и скорость сварки, ширина разделки кромок.

По положению в пространстве:

Нижние – сварка ведется под углом 0° – наиболее оптимальный вариант, высокие производительность и качество;
Горизонтальные – сварка ведется под углом от 0 до 60° требуют повышенной
Вертикальные- сварка ведется под углом от 60 до 120° квалификации сварщика;
Потолочные – сварка ведется под углом от 120 до 180° – наиболее трудоемкие, небезопасные, сварщики проходят специальное обучение.

По протяженности:

Сплошные – самые распространенные;
Прерывистые – негерметичность конструкции.

Виды сварных соединений и швов по взаимному расположению:

Расположены по прямой линии;
Расположены по кривой линии;
Расположены по окружности.

По направлению действующего усилию и вектору действия внешних сил:

фланговые – вдоль оси сварного соединения;
лобовые – поперек оси сварного соединения;
комбинированные – сочетание фланговых и лобовых;
косые –под некоторым углом к оси сварного соединения.

Виды сварных швов по форме свариваемых изделий:

на плоских поверхностях;
на сферических.

Виды швов зависят также от толщины рабочего материала и от длины самого стыка:

короткие – не > 25 см, при этом сварка производится способом «за один проход»;
средние – длиной Разделка кромок под сварку

Для создания прочного и качественного сварного шва кромки соединяемых изделий проходят необходимую подготовку и им придается определенная форма (V, X, U, I, K, J, Y – образная). Во избежание прожога подготовку кромок можно выполнять при толщине металла не менее 3 мм.