0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Основные геометрические параметры сварного шва

Геометрические параметры сварного шва

Стыковой шов. Элементами геометрической формы стыкового шва (рисунок 14) являются: ширина шва — е, выпуклость шва — q , глубина провара — h, толщина шва — с, зазор — b, толщина свариваемого металла — S.

Рисунок 14 — Геометрические параметры стыкового шва

Ширина сварного шва — расстояние между видимыми линиями сплавления на лицевой стороне сварного шва при сварке плавлением.

Выпуклость сварного шва определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом, и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости.

Глубина проплавления (провара) представляет собой наибольшую глубину расплавления основного металла в сечении шва. Это глубина проплавления свариваемых элементов соединения.

Толщина шва включает выпуклость сварного шва q и глубину проплавления (с = q + h).

Зазор — расстояние между торцами свариваемых элементов. Устанавливается в зависимости от толщины свариваемого металла и составляет 0-5 мм (большой размер для толстого металла).

Характеристикой формы шва является коэффициент формы сварного шва Ψш — коэффициент, выражаемый отношением ширины стыкового или углового шва к его толщине. Для стыкового шва оптимальное значение Ψш — от 1,2 до 2 (может изменяться в пределах 0,8-4).

Другой характеристикой формы шва является коэффициент выпуклости сварного шва, который определяют отношением ширины шва к выпуклости шва: Ψш. Коэффициент Ψш не должен превышать 7-10.

Ширина сварного шва и глубина провара зависят от способа и режимов сварки, толщины свариваемых элементов и других факторов.

Угловой шов. Элементами геометрической формы углового шва (рисунок 15) являются: катет шва — k, выпуклость шва — q , расчетная высота шва — р, толщина шва — а.

Рисунок 15 — Геометрические параметры углового шва

Катет углового шва — кратчай­шее расстояние от поверхности одной из свариваемых частей до границы углового шва на поверх­ности второй свариваемой части.

Выпуклость сварного шва определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы свар­ного шва с основным металлом, и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости.

Расчетная высота углового шва — длина перпендику­ляра, опущенного из точки максимального проплавления в месте сопряжения спариваемых частей на гипотенузу наибольшего вписанного во внешнюю часть углового шва прямоугольного треугольника.

Толщина углового шва — наибольшее расстояние от поверхности углового шва до точки максимального про­плавления основного металла.

Если шов выполнен вогнутым, то измеряют вогну­тость углового шва. Она определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы углового шва с основным металлом, и поверхнос­тью шва, измеренным в месте наибольшей вогнутости.

В зависимости от параметров сварки и формы подготовки свариваемых кромок деталей доли участия основного и наплав­ленного металлов в формировании шва могут существенно изменяться (рисунок 16).

Коэффициент доли основного металла в металле шва определяют по формуле

где Fо — площадь сечения шва, сформированная за счет расплавления основного металла; Fэ — площадь сечения шва, сформированная за счет наплавленного электродного металла.

При изменении доли участия основного и присадочного металлов в формировании шва его состав может изменяться, следовательно, изменяются и его механические, коррозионные и другие свойства.

Рисунок 16 — Площади сечения расплавленного основного

металла (Fo) и наплавленного (Fэ) электродного металла

Основные типы и конструктивные элементы швов сварных соединений для ручной дуговой сварки регламентирует ГОСТ 5264-80.

Дата добавления: 2016-03-10 ; просмотров: 12113 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ТКМ раздаточный материал / Домашнее задание / Сварка ДЗ / 4 Геометрические параметры сварных швов

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СВАРНЫХ ШВОВ

Стыковые швы

S – толщина свариваемого металла;

e – ширина сварного шва — расстояние между видимыми линиями сплавления на лицевой стороне сварного шва при сварке плавлением.;

g – выпуклость стыкового шва – наибольшая высота (глубина) между поверхностью сварного шва и уровнем расположения поверхности сваренных деталей;

h – глубина проплавления – наибольшая глубина расплавления основного металла в сечении шва;

t – толщина шва, t = g + h;

Поперечное сечение стыкового шва

Fпр — площадь сечения шва, сформированного за счет расплавления основного металла (площадь проплавления);

Fн — площадь сечения шва, сформированного за счет наплавленного (присадочного) металла (площадь наплавки)

Угловые швы

k – катет углового шва – сторона набольшего равнобедренного треугольника, который можно вписать в сечение шва.

g – выпуклость шва;

p – расчетная высота углового шва – длина перпендикулярной линии, проведенной из точки наибольшего проплавления в месте сопряжения свариваемых частей к гипотенузе наибольшего прямоугольного треугольника, вписанного во внешнюю часть углового шва;

t – толщина углового шва, t = g + p;

e – ширина сварного шва.

Поперечное сечение углового шва

Fпр — площадь сечения шва, сформированного за счет расплавления основного металла (площадь проплавления);

Fн — площадь сечения шва, сформированного за счет наплавленного (присадочного) металла (площадь наплавки)

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СВАРНЫХ ШВОВ

Коэффициент формы проплавления – отношение ширины шва к глубине проплавления

Ψпр = e / h – для стыковых швов;

Ψпр = e / р – для угловых швов.

Значения коэффициента формы проплавления Ψпр должны лежать в диапазоне 0,8 – 4,0. При меньшем значении будут получаться швы, склонные к образованию горячих трещин, при больших – слишком широкие швы с малой глубиной проплавления. Выполнение слишком широких швов приводит к увеличенным сварочным деформациям, а также нерационально с точки зрения использования теплоты дуги.

Коэффициент выпуклости шва – отношение ширины шва к его выпуклости.

Ψв = e / g

Значения коэффициента выпуклости Ψв должны составлять 7–10. При меньшем значении будут получаться высокие и узкие швы с резким переходом от основного металла к металлу шва. При этом концентрация напряжений в месте перехода от основного металла к шву может вызвать при знакопеременных нагрузках появление трещин. При больших значениях швы получаются слишком широкие и низкие. Выполнение слишком широких швов приводит к увеличенным сварочным деформациям, а также нерационально с точки зрения использования теплоты дуги.

Коэффициент полноты валика µн – отношение площади поперечного сечения валика к площади прямоугольника, основание и высота которого равны соответственно ширине и выпуклости валика (шва).

В диапазоне режимов, обеспечивающих удовлетворительное формирование сварного шва без подрезов µн ≈ 0,73.

Коэффициент формы сварного шва — отношение ширины шва к его толщине.

Значение коэффициента формы шва обычно лежит в пределах от 0,72 до 3. Оптимальным считается значение от 1,2 до 2.

Коэффициент долей основного металла в металле шва:

γо = Fпр / (Fпр + Fн), где

Fпр – площадь сечения расплавленного основного металла (площадь проплавления). – площадь сечения наплавленного электродного металла (площадь наплавки).

Коэффициент γо характеризует долю основного металла, участвующего в формировании сварного шва. Например, при сварке высокоуглеродистой стали низкоуглеродистой электродной проволокой при увеличении γо в шве будет повышаться содержание углерода, что приведет к возрастанию его прочности.

Основные геометрические параметры сварных швов

Конс­трук­тивные эле­мен­ты и раз­ме­ры свар­ных со­еди­нений за­висят от ти­па со­еди­нения, тол­щи­ны сва­рива­емо­го ме­тал­ла, спо­соба и ре­жима свар­ки.

Сты­ковой свар­ной шов с раз­делкой кро­мок ха­рак­те­ризу­ет­ся фор­мой раз­делки. В тех учас­тках, где сты­ку­емые кром­ки име­ют раз­ную тол­щи­ну, тол­щи­ной свар­но­го шва бу­дет меньшая из тол­щин. Нап­лавлен­ный ме­талл, выс­ту­па­ющий над по­вер­хностью сва­рива­емых де­талей, на­зыва­ет­ся вы­пук­лостью шва.

Вы­пук­лость свар­но­го шва оп­ре­деля­ет­ся рас­сто­яни­ем меж­ду плос­костью, про­ходя­щей че­рез ви­димые ли­нии гра­ницы свар­но­го шва с ос­новным ме­тал­лом, и по­вер­хностью свар­но­го шва, из­ме­рен­ным в мес­те на­ибольшей вы­пук­лости (рис. 2.30). Из­бы­точ­ная вы­пук­лость яв­ля­ет­ся фак­то­ром, уменьша­ющим экс­плу­ата­ци­он­ную проч­ность свар­но­го шва.

Рис. 2.30.Конструктивные элементы стыкового сварного шва:
е, е1 — ширина шва; g, g1 — выпуклость шва; g2, g3 — вогнутость шва

Вог­ну­тость уг­ло­вого и сты­ково­го свар­но­го шва или кор­ня шва сты­ково­го со­еди­нения при­ведет к уменьше­нию вы­соты шва и по­луче­нию шва с уменьшен­ным се­чени­ем. Вог­ну­тость свар­но­го шва оп­ре­деля­ет­ся рас­сто­яни­ем меж­ду плос­костью, про­ходя­щей че­рез ви­димые ли­нии гра­ницы шва с ос­новным ме­тал­лом, и по­вер­хностью шва, из­ме­рен­ным в мес­те на­ибольшей вог­ну­тос­ти (рис. 2.31).

Рис. 2.31.Конструктивные элементы вогнутого (а) и выпуклого (б) угловых швов:
1 — основание шва; 2 — теоретическая высота углового шва; 3 — вогнутость; 4 — высота встроенного прямоугольного треугольника; 5 — толщина углового шва; 6 — выпуклость; 7 — наибольший встроенный во внешнюю часть шва прямоугольный треугольник

Ши­рина сты­ково­го свар­но­го шва не дол­жна пре­вышать до­пус­ти­мые пре­делы, ука­зан­ные в со­от­ветс­тву­ющих ГОС­Тах. Ши­рина шва ори­ен­ти­ровоч­но на 6 мм ши­ре раз­делки с ли­цевой сто­роны со­еди­нения.

Раз­ме­ры уг­ло­вых швов обыч­но за­да­ют­ся че­рез ка­тет уг­ло­вого шва.

Ка­тет уг­ло­вого шва — крат­чайшее рас­сто­яние от по­вер­хнос­ти од­ной из сва­рива­емых час­тей до гра­ницы уг­ло­вого шва на по­вер­хнос­ти вто­рой сва­рива­емой час­ти (см. рис. 2.31).

При свар­ке с глу­боким проп­лавле­ни­ем раз­мер уг­ло­вых швов оп­ре­деля­ют че­рез рас­четную вы­соту уг­ло­вого шва.

Рас­четная вы­сота уг­ло­вого шва — это дли­на пер­пенди­куля­ра, опу­щен­но­го из точ­ки мак­си­мально­го проп­лавле­ния в мес­те соп­ря­жения сва­рива­емых час­тей на ги­поте­нузу на­ибольше­го впи­сан­но­го во внеш­нюю часть уг­ло­вого шва пря­мо­угольно­го тре­угольни­ка (см. рис. 2.31).

В не­кото­рых слу­ча­ях за ос­но­ву па­рамет­ров уг­ло­вого шва при­нима­ют тол­щи­ну уг­ло­вого шва.

Тол­щи­на уг­ло­вого шва — это на­ибольшее рас­сто­яние от по­вер­хнос­ти уг­ло­вого шва до точ­ки мак­си­мально­го проп­лавле­ния ос­новно­го ме­тал­ла (рис. 2.32).

Рис. 2.32.Конструктивные элементы углового (а) и стыкового (б) сварных швов:
1 и 5 — граница наружной поверхности шва; 2 — фактическая толщина шва; 3 — лицевая поверхность; 4 — теоретическая толщина шва; 6 — исходная поверхность; 7 — провар (проплавление); 8 — корень; 9 — усиление; 10 — провар корня шва

В сты­ковых со­еди­нени­ях ос­новны­ми кри­тери­ями яв­ля­ют­ся вы­сота шва и про­вар.

Про­вар — это сплош­ная ме­тал­ли­чес­кая связь меж­ду сва­рива­емы­ми по­вер­хнос­тя­ми ос­новно­го ме­тал­ла, сло­ями и ва­лика­ми свар­но­го шва.

Ко­рень шва — это часть свар­но­го шва, на­ибо­лее уда­лен­ная от его ли­цевой по­вер­хнос­ти.

При большой тол­щи­не сва­рива­емо­го ме­тал­ла для улуч­ше­ния про­вара при­меня­ют скос кро­мок.

Скос кром­ки — это пря­моли­нейный нак­лонный срез кром­ки, под­ле­жащей свар­ке (рис. 2.33).

Рис. 2.33.Конструктивные элементы стыкового шва:
1 — основание шва; 2 и 3 — зоны сплавления соответственно 1-го и 2-го слоя; 4 — зона термического влияния при сварке 2-го слоя; 5 — притупление кромки; 6 — угол скоса кромки; 7 — скос кромки; 8 — зазор сварного шва; 9 — 2-й слой; 10 — ширина разделки; 11 — наружная поверхность шва; 12 — выпуклость стыкового шва; 13 — начало зоны сплавления; 14 — зона термического влияния при сварке 1-го слоя; 15 — 1-й слой; 16 — провар основания шва; 17 — выпуклость основного шва

Нак­лон сре­за кром­ки оп­ре­деля­ет­ся уг­лом ско­са кром­ки.

Угол ско­са кром­ки — это ос­трый угол меж­ду плос­костью ско­са кром­ки и плос­костью тор­ца.

Для уменьше­ния ве­ро­ят­ности про­жога кор­ня шва при­меня­ют раз­делку с при­туп­ле­ни­ем кром­ки.

При­туп­ле­ние кром­ки — это нес­ко­шен­ная часть тор­ца кром­ки, под­ле­жащей свар­ке (см. рис. 2.33).

Для улуч­ше­ния про­вара кор­ня шва сбор­ку сва­рива­емых де­талей про­из­во­дят с за­зором.

За­зор — это крат­чайшее рас­сто­яние меж­ду кром­ка­ми соб­ранных для свар­ки де­талей.

2.4Условные изображения и обозначения швов сварных соединений

До­кумент ЕСКД ГОСТ 2.312—72 ус­та­нав­ли­ва­ет ус­ловные изоб­ра­жения и обоз­на­чения швов свар­ных со­еди­нений в конс­трук­тор­ских до­кумен­тах из­де­лий всех от­раслей про­мыш­леннос­ти, а так­же в стро­ительной до­кумен­та­ции, в ко­торой не ис­пользо­ваны изоб­ра­жения и обоз­на­чения, при­меня­емые в строи­тельстве.

По ГОСТ 2.312—72 швы свар­ных со­еди­нений, не­зави­симо от спо­соба свар­ки, ус­ловно изоб­ра­жа­ют:

§ ви­димый — сплош­ной ос­новной ли­ни­ей;

§ не­види­мый — штри­ховой ли­ни­ей;

§ ви­димую оди­ноч­ную свар­ную точ­ку не­зави­симо от спо­соба свар­ки — зна­ком «+», ко­торый вы­пол­ня­ют сплош­ны­ми ли­ни­ями;

§ не­види­мые оди­ноч­ные точ­ки не изоб­ра­жа­ют.

От изоб­ра­жения шва или оди­ноч­ной точ­ки про­водит­ся ли­ния-вы­нос­ка, за­кан­чи­ва­юща­яся од­носто­рон­ней стрел­кой. Ли­ния-вы­нос­ка обыч­но про­водит­ся от ви­димо­го шва, при не­об­хо­димос­ти — от не­види­мой сто­роны шва.

На изоб­ра­жени­ях се­чения мно­гоп­ро­ход­но­го шва кон­ту­ры от­дельных про­ходов обоз­на­ча­ют­ся про­пис­ны­ми бук­ва­ми рус­ско­го ал­фа­вита. Шов, раз­ме­ры конс­трук­тивных эле­мен­тов ко­торо­го стан­дарта­ми не ус­та­нов­ле­ны (нес­тандар­тный шов), изоб­ра­жа­ет­ся с ука­зани­ем раз­ме­ров конс­трук­тивных эле­мен­тов, не­об­хо­димых для вы­пол­не­ния шва по дан­но­му чер­те­жу. Гра­ницы шва на чер­те­жах изоб­ра­жа­ют сплош­ны­ми ос­новны­ми ли­ни­ями, а конс­трук­тивные эле­мен­ты кро­мок в гра­ницах шва — сплош­ны­ми тон­ки­ми ли­ни­ями.

Ус­ловное обоз­на­чение шва на­носят:

§ на пол­ке ли­нии-вы­нос­ки, про­веден­ной от изоб­ра­жения шва с ли­цевой сто­роны;

§ под пол­кой ли­нии-вы­нос­ки, про­веден­ной от изоб­ра­жения шва с обо­рот­ной сто­роны.

Обоз­на­чения ше­рохо­ватос­ти ме­хани­чес­ки об­ра­ботан­ной по­вер­хнос­ти шва на­носят­ся на пол­ке или под пол­кой ли­нии-вы­нос­ки пос­ле ус­ловно­го обоз­на­чения шва, или ука­зыва­ют­ся в таб­ли­це швов, или при­водят­ся в тех­ни­чес­ких тре­бова­ни­ях чер­те­жа, нап­ри­мер: «Па­раметр ше­рохо­ватос­ти по­вер­хнос­ти свар­ных швов…». Ес­ли для шва свар­но­го со­еди­нения ус­та­нов­лен кон­трольный ком­плекс или ка­тего­рия кон­тро­ля шва, то их обоз­на­чение обыч­но по­меща­ет­ся под ли­ни­ей-вы­нос­кой.

При на­личии на чер­те­же оди­нако­вых швов обоз­на­чение мо­жет на­носиться у од­но­го из изоб­ра­жений, от изоб­ра­жений ос­тальных оди­нако­вых швов про­водят­ся ли­нии-вы­нос­ки с пол­ка­ми.

Всем оди­нако­вым швам прис­ва­ива­ют оди­нако­вый но­мер, ко­торый на­носят:

§ на ли­нии-вы­нос­ке, име­ющей пол­ку с на­несен­ным обоз­на­чени­ем шва;

§ на пол­ке ли­нии-вы­нос­ки, про­веден­ной от изоб­ра­жения шва, не име­юще­го обоз­на­чения, с ли­цевой сто­роны;

§ под пол­кой ли­нии-вы­нос­ки, про­веден­ной от изоб­ра­жения шва, не име­юще­го обоз­на­чения, с обо­рот­ной сто­роны.

Чис­ло оди­нако­вых швов мо­жет быть ука­зано на ли­нии-вы­нос­ке, име­ющей пол­ку с на­несен­ным обоз­на­чени­ем шва.

Швы счи­та­ют оди­нако­выми, ес­ли:

§ оди­нако­вы их ти­пы и раз­ме­ры конс­трук­тивных эле­мен­тов в по­переч­ном се­чении;

§ к раз­личным ха­рак­те­рис­ти­кам раз­ных швов предъяв­ля­ют­ся од­ни и те же тре­бова­ния.

Ес­ли все швы на чер­те­же оди­нако­вы и изоб­ра­жены с од­ной сто­роны (ли­цевой или об­ратной), то ну­мера­ция оди­нако­вых швов мо­жет от­сутс­тво­вать.

Швы, не име­ющие обоз­на­чения, от­ме­ча­ют ли­ни­ями-вы­нос­ка­ми без по­лок.

Струк­ту­ра ус­ловно­го обоз­на­чения стан­дар­тно­го шва или стан­дар­тной оди­ноч­ной свар­ной точ­ки по­каза­на на рис. 2.34, нес­тандар­тно­го шва или нес­тандар­тной оди­ноч­ной свар­ной точ­ки — на рис. 2.35.

Рис. 2.34.Структура условного обозначения стандартного шва или стандартной одиночной сварной точки

Рис. 2.35.Структура условного обозначения нестандартного шва
или нестандартной одиночной сварной точки

1. Ка­кое свар­ное со­еди­нение на­зыва­ет­ся сты­ковым?

2. Чем от­ли­ча­ет­ся сты­ковое со­еди­нение от нах­лесточ­но­го?

3. Ка­кое свар­ное со­еди­нение на­зыва­ет­ся тав­ро­вым?

4. Чем от­ли­ча­ет­ся уг­ло­вое со­еди­нение от тор­це­вого?

5. Что та­кое свар­ной шов?

6. Ка­кие раз­но­вид­ности свар­ных швов су­щес­тву­ют?

7. К ка­ким со­еди­нени­ям при­меним уг­ло­вой шов?

8. Как под­разде­ля­ют­ся свар­ные швы по по­ложе­нию в прос­транс­тве?

9. Как под­разде­ля­ют­ся свар­ные швы по от­но­шению к нап­равле­нию действу­ющих уси­лий?

10. Как клас­си­фици­ру­ют­ся свар­ные швы по фор­ме на­руж­ной по­вер­хнос­ти?

11. Ка­кими бук­ва­ми обоз­на­ча­ют­ся ос­новные ви­ды свар­ных со­еди­нений?

12. Ка­кие конс­трук­тивные эле­мен­ты ха­рак­те­ризу­ют фор­му раз­делки кро­мок?

13. Ка­кие фор­мы раз­делки кро­мок вы зна­ете?

14. Ка­кую роль вы­пол­ня­ет за­зор при сбор­ке под свар­ку?

15. Что та­кое при­туп­ле­ние кро­мок и для че­го оно де­ла­ет­ся?

Методическая разработка открытого урока «Геометрические параметры сварного шва»

Геометрические размеры сварного шва

Закристаллизовавшийся отрезок расплавленного металла, образовавшийся в месте соединения двух металлических деталей или конструкций – это классический сварочный шов, который имеет определенные геометрические размеры как в сечении, так и по длине. Они зависят от типа соединения, метода выполнения сварки, геометрии разделки торцевых кромок соединяемых изделий и некоторых других факторов. Эти элементы сваренных деталей делятся на два вида: стыковые и угловые. Их не следует путать с типами сварочных соединений, которые классифицируются как стыковые, угловые, тавровые и внахлест.

Во всех таких конструкциях присутствуют рабочие швы, на которые действуют основные нагрузки соединения. От правильного расчета этих элементов соединения зависит прочность всей конструкции в целом. На качество сварки влияет множество факторов, в том числе и геометрические характеристики, такие как ширина, длина, вогнутость, выпуклость и другие особенности стыковки деталей. Для соединенных под прямым углом деталей, основным геометрическим параметром является размер катета сварного шва, от которого зависит прочность сварки.



Основные виды угловых сварных швов

Рисунок 529.2. Основные виды сварных соединений с угловыми швами.

а) Лобовые швы (2) при соединении внахлест;

б) Фланговые швы (3) при соединении внахлест;

в) Лобовые и фланговые швы при соединении в стык с накладками (4);

г) Угловые швы при соединении втавр (впритык) без прирезки и с прирезкой кромок;

д) Плоскость среза (сдвига) флангового шва

2.1. Геометрические характеристики угловых сварных швов

Одной из главных геометрических характеристик углового шва наряду с уже известной нам длиной шва lw, является катет шва kf. Это связано с тем, что в каком бы напряженно-деформированном состоянии ни находился рассматриваемый элемент конструкции, на один из катетов шва всегда будут действовать касательные напряжения. А так как сопротивление сдвигу (срезу) всегда меньше сопротивления растяжению или сжатию, то в таблице 530.2 рассматривается только один вид напряженно-деформированного состояния — условный срез.

В связи с этим определение катета шва при расчете угловых сварных швов приобретает большое значение. На рисунке 529.2.е) показаны возможные геометрические формы угловых швов (вид в разрезе). Как видно из этого рисунка в качестве расчетного значения катета шва принимается наименьшее из возможных значение.

Кроме того, предполагается, что разрушение материала шва может происходить не по одному из катетов, а в сечении, наклоненном к катетам под некоторым углом или по границе сплавления. Поэтому при расчете угловых швов рассматриваются два сечения: по металлу шва (1) и по границе сплавления (2):

Рисунок 529.3. Расчетные сечения угловых швов

Соответственно для определения одного из размеров рассматриваемого сечения используются коэффициенты βf — при расчете по металлу шва и βz — при расчете по границе сплавления. Определить значение этих коэффициентов можно по следующей таблице:

Читать еще:  Ниша на кухне под окном: как ее обыграть

Таблица 529.1 (согласно СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции»). Значения коэффициентов βf и βz для угловых швов

Примечание: В СНиП II-23-81* «Стальные конструкции» и в старых справочниках формулировка последнего пункта (вид сварки) была несколько иной, а именно: «Ручная; полуавтоматическая (механизированная)…» и так далее, что позволяло без проблем определять значения коэффициентов при ручной сварке. Сейчас в формулировке присутствует союз «и», что на мой взгляд не совсем правильно, так как позволяет рассматривать дальнейшие условия, как относящиеся к обеим определениям. Кроме того, в указанных источниках значения коэфициентов для ручной сварки определялись вне зависимости от положения сварного шва. Сейчас же мы видим странное разделение, позволяющее определить только βf при сварке в лодочку или βz при всех остальных положениях шва. На мой взгляд, здесь явная ошибка редактора, тем не менее СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции» — это актуализированная редакция теперь уже не действующего СНиП II-23-81* «Стальные конструкции» и при расчетах следует руководствоваться именно положениями СП. Но все равно приведу соответствующую таблицу из старого СНиПа:

Таблица 529.2. (согласно СНиП II-23-81* «Стальные конструкции»)

Геометрические характеристики

Как уже было сказано выше, геометрия швов зависит от вида соединения. Основные геометрические размеры сечений стыковых и угловых сварочных швов представлены на следующем рисунке:

  • где S – толщина деталей;
  • е – ширина сварного шва;
  • g – выпуклость;
  • m – вогнутость;
  • h – глубина проплавления;
  • t – толщина сварного шва;
  • b – зазор в соединении;
  • k – катет углового шва;
  • p – высота;
  • a – толщина.

На геометрические размеры влияет тип соединения и толщина свариваемых изделий. Эти показатели приведены в следующей таблице.

Таблица с типами сварных соединений

Из представленной информации понятно, что все геометрические размеры сварных швов и соединяемых деталей связаны между собой. Особняком стоит длина этих элементов сварных конструкций. Она зависит только от нагрузки на соединение и совершенно не зависит от геометрии сечения шва. Минимальная длина сварного шва должна обеспечивать прочность соединения, при превышении максимального значения общей нагрузки на 20%. Часто проварка изделий осуществляется по всей длине контакта, но во многих случаях сварка выполняется короткими отрезками, обеспечивающими необходимую прочность соединения. Для строительных конструкций расчет длины сварного шва по СНиП II-23-81 осуществляется исходя из этих критерий.

Расчет геометрии стыкового шва

Методика проверки швов для этого вида полностью расписана в следующих нормативных документах: СНиП II-23-81 п.11.1 и СП 16.13330.2011 п.14.1.14. В этих документах представлены разные способы расчета, но все они являются производными от следующей математической формулы:

Формула расчета геометрии стыкового шва

  • где N – максимальная сила растяжения или сжатия;
  • t – минимальная толщина свариваемых деталей;
  • lw – длина шва;
  • Rwy – сопротивление нагрузке;
  • γс – табличный коэффициент.

При таком виде соединения оно проваривается на всю длину контакта, следовательно длина шва равна длине стыков свариваемых деталей, уменьшенной на 2t, удвоенную толщину металла. Ширина шва зависит от формы разделки кромок и толщины деталей. Схемы расчетных варианты соединений встык показаны на следующих рисунках.

Схемы расчетных варианты соединений встык

Если в ходе сварочных работ используются материалы в соответствии с приложением 2 СНиП II-23-81 в расчет не производится, только осуществляется визуальный контроль качества выполненных соединений.

Расчет прочности швов на выпуклых поверхностях

В производстве сосудов — труб различных емкостей — применяются стыковые сварные соединения. Сюда относятся швы на выпуклых днищах (меридиональные и хордовые) и на обечайках (продольные). Принятые стандарты и методы расчета на прочность таких изделий отражены в ГОСТ 34233.11-2017. Расчет сварного соединения выпуклой поверхности зависит от ряда показателей — марки и толщины стали, из которой изготавливается сосуд, внутреннего и внешнего давления на стенки, типа нагрузки и т. д.

Уравнение расчета допускаемого напряжения (измеряется в МПа) на примере цилиндрической обечайки для сосуда, работающего при однократных статических нагрузках и выполненного из низколегированной или углеродистой стали:

Рекомендуем к прочтению Какими бывают дефекты сварных швов

Данная формула применима только для сосудов из пластичных материалов в условиях использования металлов.

Методика расчета соединений

Различают несколько разновидностей сцеплений металла и для каждой из них расчет сварного шва проводится индивидуально. В зависимости от расположения свариваемых деталей соединения разделяются на:

  • угловые, когда перпендикулярно одна к другой располагаются свариваемые детали. Для повышения прочности конструкции необходимо правильно определить предельные усилия на сварной угловой шов;
  • стыковые. Здесь соединяются торцы деталей, при этом одна часть выступает продолжением второй. Такой способ сцепления сопровождается минимальными показателями концентрации напряжения и считается самым рациональным. Швы могут быть прямыми и косыми;

  • нахлесточные, при которых элементы деталей немного накладываются один на другой. Как правило применяют такую технологию при сваривании металлов, толщина которых не превышает 5 мм, когда необходимо укрепить шов;
  • тавровые. Внешне напоминают угловые. Скрепляемые элементы располагаются под прямым углом друг к другу, но соединяются торцами. При производстве металлоконструкций такие стыки применяются довольно часто. Им характерна простота исполнения, экономичность и высокая прочность. Для качественного выполнения такого типа соединений хорошим помощником будет методичка, расчет таврового сварного соединения по ней можно выполнить с безупречной точностью, и избежать возможных ошибок.
  • Как рассчитывают сечение сварного углового шва или других видов соединений? Существуют общепринятые формулы, по которым проводится расчет сварочных швов разных стыков. Также в свободном доступе в интернете есть специальная программа расчета сварных соединений, по которой при введении необходимых параметров можно получить требуемый результат.

    Отдельно о разделке труб под сварку

    Разделкой называется операция по формированию на заготовке скошенных кромок. Их наличие требуется на деталях большой толщины для следующих целей:

    • обеспечить удобство доступа к корню шва для инструмента сварщика;
    • сделать возможной качественную проварку элементов по всей толщине.

    Разделка повышает расход материалов вследствие увеличения сварной зоны. Минимальные показатели наблюдаются в том случае, если разделка кромок не производится.

    До подготовки торцов трубы к разделке следует обязательно их зачистить. Процедура проходит в 2 этапа:

    1. Механическим способом удаляют слой ржавчины, окислов, прочих загрязнений. Осуществляется абразивным инструментом различной степени зернистости, как ручным, так и с применением угловых шлифовальных машин.
    2. Химическая зачистка выполняется в целях обезжиривания места, где будет шов, и для удаления других загрязнений. Чаще всего используют органические растворители, но в отдельных случаях применяют протравку кислотой.

    Рекомендуем к прочтению Образцы технологической карты для сварочных работ

    Кромки бывают односторонние и двухсторонние. По форме скоса их делят на V, X, U-образные.

    Кромки скосов недопустимо оставлять острыми. При такой толщине возможно появление прожогов, непроваренных участков. Чтобы избежать этой ошибки, важно сделать кромку плоской, образуя притупление, на крайних 2 или 3 мм.

    Правильно выполненная разделка труб обеспечит минимизацию внутренних напряжений в конструкции после завершения работы.

    Значение свариваемых деталей

    Большую роль для получения качественного и прочного соединения играют свариваемые детали. Основное значение здесь имеет неоднородность толщины различных элементов конструкции, подлежащих объединению, шероховатость поверхностей, которые обрабатывают перед сваркой.

    Данный государственный стандарт раскрывает следующие аспекты, которые нужно учесть при производстве изделия:

    1. При изготовлении тройников из стальных труб следует применять швы и типы соединений, заданные для отростков с трубами, а в случае сборки крестовин, переходов с трубами — соответствующие сборки трубы с трубой или же трубы с фланцем.
    2. Если толщина различная, однако не превышает значений разницы (см. табл. 1), допускается сварка таким же способом, как и для элементов одинаковой толщины. Тем не менее размеры шва, типы кромок необходимо выбрать по толщине большей детали. Чтобы переход от одного элемента к другому был плавным, допускается положение поверхности шва под углом.
    3. В том случае, если разница в толщине стенок соединяемых труб превышает значения, приведенные в таблице 1, то на детали, имеющей большую толщину, необходимо выполнить скос так, чтобы она соответствовала толщине более тонкой детали. Размеры сварного шва необходимо выбирать по детали с меньшей толщиной.
    4. Шероховатость поверхностей, подлежащих обработке, — Rz до 80 мкм.
    5. Подкладки, муфты, использующиеся при выполнении сварного шва, должны быть изготовлены из той же стали, что и свариваемые детали. Если же элементы из углеродистого металла, то возможно сделать их из стали 20 или 10.
    6. При выполнении контроля с помощью радиографии определяется зазор между свариваемой трубой и остающейся подкладкой — он не должен быть больше 0,2 мм. В случае если соединение не подлежит контролю радиографией, зазор не превышает 0,5 мм. До 0,5 мм и до 1 мм соответственно допускаются местные зазоры для обозначенных соединений.
    7. При сварке труб применяется расплавляемая вставка, зазор между ней и внутренней либо боковой гранью трубы не должен превышать 0,5 мм.

    Рекомендуем к прочтению Как самому приваривать петли и навесы на ворота
    Таблица 1

    Толщина тонкой деталиРазница толщины
    До 31
    От 3 до 72
    От 7 до 103
    От 104

    Тщательная подготовка деталей до сварки и установление их соответствия техническим условиям этого ГОСТ позволит выполнить сварное соединение надлежащего качества.

    Лекции ТиОСП. Курс лекций Технология и оборудование сварки плавлением

    Стыковой шов. Элементами геометрической формы стыкового шва (рисунок 14) являются: ширина шва — е, выпуклость шва — q , глубина провара — h, толщина шва — с, зазор — b, толщина свариваемого металла — S.

    Рисунок 14 — Геометрические параметры стыкового шва

    Ширина сварного шва — расстояние между видимыми линиями сплавления на лицевой стороне сварного шва при сварке плавлением.

    Выпуклость сварного шва определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом, и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости.

    Глубина проплавления (провара) представляет собой наибольшую глубину расплавления основного металла в сечении шва. Это глубина проплавления свариваемых элементов соединения.

    Толщина шва включает выпуклость сварного шва q и глубину проплавления (с = q + h).

    Зазор — расстояние между торцами свариваемых элементов. Устанавливается в зависимости от толщины свариваемого металла и составляет 0-5 мм (большой размер для толстого металла).

    Характеристикой формы шва является коэффициент формы сварного шва Ψш — коэффициент, выражаемый отношением ширины стыкового или углового шва к его толщине. Для стыкового шва оптимальное значение Ψш — от 1,2 до 2 (может изменяться в пределах 0,8-4).

    Другой характеристикой формы шва является коэффициент выпуклости сварного шва, который определяют отношением ширины шва к выпуклости шва: Ψш. Коэффициент Ψш не должен превышать 7-10.

    Ширина сварного шва и глубина провара зависят от способа и режимов сварки, толщины свариваемых элементов и других факторов.

    Угловой шов. Элементами геометрической формы углового шва (рисунок 15) являются: катет шва — k, выпуклость шва — q , расчетная высота шва — р, толщина шва — а.

    Рисунок 15 — Геометрические параметры углового шва

    Катет углового шва — кратчай­шее расстояние от поверхности одной из свариваемых частей до границы углового шва на поверх­ности второй свариваемой части.

    Выпуклость сварного шва определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы свар­ного шва с основным металлом, и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости.

    Расчетная высота углового шва — длина перпендику­ляра, опущенного из точки максимального проплавления в месте сопряжения спариваемых частей на гипотенузу наибольшего вписанного во внешнюю часть углового шва прямоугольного треугольника.

    Толщина углового шва — наибольшее расстояние от поверхности углового шва до точки максимального про­плавления основного металла.

    Если шов выполнен вогнутым, то измеряют вогну­тость углового шва. Она определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы углового шва с основным металлом, и поверхнос­тью шва, измеренным в месте наибольшей вогнутости.

    В зависимости от параметров сварки и формы подготовки свариваемых кромок деталей доли участия основного и наплав­ленного металлов в формировании шва могут существенно изменяться (рисунок 16).

    Коэффициент доли основного металла в металле шва определяют по формуле

    где Fо — площадь сечения шва, сформированная за счет расплавления основного металла; Fэ — площадь сечения шва, сформированная за счет наплавленного электродного металла.

    При изменении доли участия основного и присадочного металлов в формировании шва его состав может изменяться, следовательно, изменяются и его механические, коррозионные и другие свойства.

    Рисунок 16 — Площади сечения расплавленного основного

    металла (Fo) и наплавленного (Fэ) электродного металла

    Основные типы и конструктивные элементы швов сварных соединений для ручной дуговой сварки регламентирует ГОСТ 5264-80.

    3.2 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, 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 (см. рисунок 17). 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).

    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.

    Рисунок 17 — Изображение сварных швов

    Рисунок 18 — Изображение сечения многопроходного шва (а) и

    нестандартных швов (б)

    3.3 Условные обозначения швов сварных соединений

    Вспомогательные знаки для обозначения сварных швов приведены в таблице 1.

    В условном обозначении шва (рисунок 19) вспомогательные знаки выполняют сплошными тонкими линиями. Вспомогательные знаки должны быть одинаковой высоты с цифрами, входящими в обозначение шва.

    Структура условного обозначения стандартного шва или одиночной сварной точки приведена на рисунке 19 а.

    1. Первыми в обозначении располагают вспомогательные знаки «шов по замкнутой линии» и «выполнить при монтаже изделия» (таблица 1).

    2. Указывают номер стандарта на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений. Например: ГОСТ 5264-80 – Ручная дуговая сварка.

    3. Приводят буквенно-цифровое обозначение шва по стандарту на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений. Например, стыковой шов без скоса кромок, односторонний, обозначают С2.

    4. На этой позиции указывают условное обозначение способа сварки по стандарту на типы и конструктивные элементы швов. Стандарт допускает не указывать способ сварки.

    5. Знак и размер катета для угловых, тавровых соединений и внахлестку, для которых стандартом предусмотрено указание катета шва, например, 5.

    6. В данной позиции проставляют: для прерывистого шва размер длины провариваемого участка, знак / или Z и размер шага, например, 50 Z 100;


    Рисунок 19 Структура условного обозначения сварного шва

    • для одиночной сварной точки размер расчетного диаметра точки;
    • для шва контактной точечной сварки или электрозаклепочного шва размер расчетного диаметра точки или электрозаклепки; знак / или Z и размер шага, например, 10/80;
    • для шва контактной шовной сварки размер расчетной ширины шва;
    • для прерывистого шва контактной шовной сварки размер расчетной ширины, знак умножения, размер длины провариваемого участка, знак / и размер шага, например, 5×40/200.

    7. На последнем месте обозначения располагают вспомогательные знаки усиление шва снять и др. (таблица 1).Если шов нестандартный, то в его условном обозначении (рисунок 19 б) из рассмотренных выше частей сохраняются только вспомогательные знаки (1 и 7) и часть обозначения, касающаяся конструктивных элементов прерывистого либо точечного шва (6). В технических требованиях чертежа или таблице швов при этом указывают способ сварки, которым выполняется нестандартный шов.

    Условное обозначение шва наносят:

    • на полке линии-выноски, проведенной от изображения шва с лицевой стороны (рисунок 20 а);

    — под полкой линии-выноски, проведенной от изображения шва с оборотной стороны (рисунок 20 б).

    Таблица 1 – Вспомогательные знаки для обозначения сварных швов

    Усиление шва снятьШов выполнить при монтаже изделия, т.е. при установке его по монтажному чертежу на месте примененияШов прерывистый или точечный с цепным расположением. Угол наклона линии » 60 0Шов прерывистый или точечный с шахматным расположениемШов по замкнутой линии. Диаметр знака 3. 5ммШов по незамкнутой линии. Знак применяют, если расположение шва ясно из чертежа

    Обозначение шероховатости механически обработанной поверхности шва наносят на полке или под полкой линии-выноски после условного обозначения шва (рисунок 20 а, б), указывают в таблице швов или приводят в технических требованиях чертежа, например: параметр шероховатости поверхностей сварных швов Rz 80 мкм.

    Если для шва сварного соединения установлен контрольный комплекс или категория контроля шва, то их обозначение допускается помещать под линией выноской (рисунок 20). В технических требованиях или таблице швов на чертеже приводят ссылку на соответствующий нормативно-технический документ.

    Читать еще:  Пленки на стекла; область применения и инструкция по оклейке

    Сварочные материалы указывают на чертеже в технических требованиях или таблице швов. Допускается сварочные материалы не указывать.

    Рисунок 20 Нанесение условного обозначения шва на лицевой

    и оборотной сторонах

    При наличии на чертеже одинаковых швов обозначение наносят у одного из изображений, а от изображений остальных одинаковых швов проводят линии-выноски с полками. Всем одинаковым швам присваивают один и тот же номер, который наносят:

    • на линии-выноске, имеющей полку с нанесенным обозначением шва (рисунок 21 а);
    • на полке линии-выноски, проведенной от изображения шва, не имеющего обозначения, с лицевой стороны (рисунок 21 б);
    • под полкой линии-выноски, проведенной от изображения шва, не имеющего обозначения, с оборотной стороны (рисунок 21 в).

    Допускается указывать количество одинаковых швов на линии-выноске, имеющей полку с нанесенным обозначением (рисунок 21 а).

    Если все швы на чертеже одинаковы и изображены с одной стороны, то порядковый номер швам не присваивают и отмечают их только линиями-выносками без полок (рисунок 21 г), кроме шва на котором нанесено условное обозначение.

    На чертеже симметричного изделия, при наличии на изображении оси симметрии, допускается отмечать линиями-выносками и обозначать швы только одной из симметричных частей изображения изделия.

    На чертеже изделия, в котором имеются одинаковые составные части, привариваемые одинаковыми швами, допускается отмечать линиями-выносками и обозначать швы только на одной из одинаковых изображенных частей.

    Рисунок 21 Упрощения в обозначении швов сварных

    Если все швы на данном чертеже выполнены по одному и тому же стандарту, обозначение стандарта указывают в технических требованиях чертежа (записью по типу: «Сварные швы по. ») или в таблице.

    Допускается не отмечать на чертеже швы линиями-выносками, а приводить указания по сварке записью в технических требованиях чертежа, если эта запись однозначно определяет места сварки, способы сварки, типы швов сварных соединений и размеры их конструктивных элементов в поперечном сечении и расположении швов.

    Одинаковые требования, предъявляемые ко всем швам или группе швов, приводят один раз в технических требованиях или в таблице.

    Примеры условных обозначений стандартных швов сварных соединений. На рисунке 22 (а, б) приведены форма поперечного сечения шва и условное обозначение стандартного стыкового шва соответственно. Данный шов имеет следующую характеристику: шов стыкового соединения с V-образным скосом одной кромки, двусторонний, выполняемый ручной дуговой сваркой при монтаже изделия; усиление снято с обеих сторон; параметр шероховатости поверхностей шва: с лицевой стороны Rz 20мкм;

    Чертежи, изображающие сварные изделия, сварные узлы и т.п., которые содержат необходимые данные для сборки, сварки и контроля, называют сборочными. Сборочные чертежи дают возможность определить, как спроектировано и работает изделие, какие детали в него входят, какими должны быть типы сварных соединений, какой следует применить способ сварки для соединения деталей между собой, каким способом контроля нужно подвергнуть сварные соединения и швы, каким техническим требованиям должны соответствовать сварные швы и т.д.

    Рисунок 22 Условное изображение и обозначение

    Приступая к работе, сварщик должен, прежде всего изучить чертеж: все надписи, изображаемые виды, условные обозначения, материал деталей, технические требования, предъявляемые к сварным швам.

    Геометрические размеры сварного шва

    Автор: Игорь

    Дата: 11.03.2018

    • Статья
    • Фото
    • Видео

    Закристаллизовавшийся отрезок расплавленного металла, образовавшийся в месте соединения двух металлических деталей или конструкций – это классический сварочный шов, который имеет определенные геометрические размеры как в сечении, так и по длине. Они зависят от типа соединения, метода выполнения сварки, геометрии разделки торцевых кромок соединяемых изделий и некоторых других факторов. Эти элементы сваренных деталей делятся на два вида: стыковые и угловые. Их не следует путать с типами сварочных соединений, которые классифицируются как стыковые, угловые, тавровые и внахлест.

    Во всех таких конструкциях присутствуют рабочие швы, на которые действуют основные нагрузки соединения. От правильного расчета этих элементов соединения зависит прочность всей конструкции в целом. На качество сварки влияет множество факторов, в том числе и геометрические характеристики, такие как ширина, длина, вогнутость, выпуклость и другие особенности стыковки деталей. Для соединенных под прямым углом деталей, основным геометрическим параметром является размер катета сварного шва, от которого зависит прочность сварки.

    Нормативные документы

    Основными документом, регламентирующими геометрию сварочных швов является ГОСТ 5264-80, по которому и рассчитываются главные геометрические характеристики, с использованием математических формул. Размеры сечения и длинны по ГОСТ 5264-80 зависят от вида соединения, толщины деталей конструкции, геометрии обработки торцевых кромок. Кроме того при расчете геометрических параметров сварочных соединений учитываются и другие нормативные документы: СНиП II-23-81, инструкции и технические регламенты. Среди всех геометрических характеристик сварных швов основными являются минимальная длина, ширина, глубина, размер катета и некоторые другие.

    Геометрические характеристики

    Как уже было сказано выше, геометрия швов зависит от вида соединения. Основные геометрические размеры сечений стыковых и угловых сварочных швов представлены на следующем рисунке:

    • где S – толщина деталей;
    • е – ширина сварного шва;
    • g – выпуклость;
    • m – вогнутость;
    • h – глубина проплавления;
    • t – толщина сварного шва;
    • b – зазор в соединении;
    • k – катет углового шва;
    • p – высота;
    • a – толщина.

    На геометрические размеры влияет тип соединения и толщина свариваемых изделий. Эти показатели приведены в следующей таблице.

    Таблица с типами сварных соединений

    Из представленной информации понятно, что все геометрические размеры сварных швов и соединяемых деталей связаны между собой. Особняком стоит длина этих элементов сварных конструкций. Она зависит только от нагрузки на соединение и совершенно не зависит от геометрии сечения шва. Минимальная длина сварного шва должна обеспечивать прочность соединения, при превышении максимального значения общей нагрузки на 20%. Часто проварка изделий осуществляется по всей длине контакта, но во многих случаях сварка выполняется короткими отрезками, обеспечивающими необходимую прочность соединения. Для строительных конструкций расчет длины сварного шва по СНиП II-23-81 осуществляется исходя из этих критерий.

    Расчет геометрии стыкового шва

    Методика проверки швов для этого вида полностью расписана в следующих нормативных документах: СНиП II-23-81 п.11.1 и СП 16.13330.2011 п.14.1.14. В этих документах представлены разные способы расчета, но все они являются производными от следующей математической формулы:

    Формула расчета геометрии стыкового шва

    • где N – максимальная сила растяжения или сжатия;
    • t – минимальная толщина свариваемых деталей;
    • lw – длина шва;
    • Rwy – сопротивление нагрузке;
    • γс – табличный коэффициент.

    При таком виде соединения оно проваривается на всю длину контакта, следовательно длина шва равна длине стыков свариваемых деталей, уменьшенной на 2t, удвоенную толщину металла. Ширина шва зависит от формы разделки кромок и толщины деталей. Схемы расчетных варианты соединений встык показаны на следующих рисунках.

    Схемы расчетных варианты соединений встык

    Если в ходе сварочных работ используются материалы в соответствии с приложением 2 СНиП II-23-81 в расчет не производится, только осуществляется визуальный контроль качества выполненных соединений.

    Расчет геометрии углового шва

    Расчет геометрических размеров угловых сварных швов при воздействии нагрузки, проходящей по оси центра тяжести производится по выбранному сечению, наиболее опасному в этом соединении. Это может быть расчет по сечению металла шва или границ сплавления материалов. На ниже приведенном рисунке представлены оба сечения.

    Схема геометрии углового шва

    В таком виде сварных соединений действуют напряжения различного характера, но доминирующей нагрузкой является срезающая сила. Проверка угловых сварных швов производится по следующим формулам.

    Формула расчета по металлу шва

    Формула расчета по границе сплавления

    где N – максимальная сила растяжения или сжатия; βf и βz – табличные коэффициенты для стали; kf – длина катета сварного шва; lw – длина; Rwf – расчетное сопротивление на срез; Rwz – то же но в зоне сплавления; γс – табличный коэффициент условий эксплуатации; γwf и γwz – то же, но для разных условий эксплуатации.

    Главной геометрической характеристикой всех угловых швов является размер их катета, т. е. толщина по границам сплавления. Размер катета зависит от толщины деталей, материала и способа сварки. Выбрать значение этого геометрического параметра можно в нижеприведенной таблице.

    Таблица минимальных катетов углового шва

    Для стальных конструкций с предельными характеристиками текучести материала выше 590 Н/кв.мм или толщине соединяемых деталей свыше 80 мм, значение минимального размера катета следует брать в специальных ТУ.

    Для конструкций четвертой группы, размер катета углового шва следует сокращать на 1 мм для деталей с толщиной не более 40 мм и уменьшать на 2 мм для деталей толще 40 мм.»

    Инструменты для контроля размеров швов

    Измеритель геометрических параметров сварных швов – это специализированный инструмент, с помощью которого можно произвести замер основных характеристик этих элементов сваренных конструкций. Среди всего разнообразия таких измерительных инструментов можно выделить следующие группы изделий: шаблоны, универсальные измерители и устройства, специализированные на замере одного параметра. В набор профессионального сварщика состоит из нескольких таких инструментов, позволяющих произвести замер как подготовленных к сварке деталей, так и самого сварного шва.

    Заключение

    Выше представленная информация актуальна для соединений, выполненных с использованием ручной электродуговой сварки. Размеры сварного шва при полуавтоматической сварке рассчитываются по другим методикам. Следует заметить, что все геометрические размеры сварных швов жестко завязаны на толщину свариваемых деталей и максимальную нагрузку, которую должна выдержать вся конструкция!

    Геометрические параметры сварного шва

    Основные геометрические параметры стыкового шва:

    S – толщина свариваемого металла; e – ширина сварного шва; q– выпуклость стыкового шва (высота усиления) – наибольшая высота (глубина)между поверхностью сварного шва и уровнем расположения поверхности сваренныхдеталей; h – глубина провара (глубина проплавления) – наибольшая глубинарасплавления основного металла; t – толщина шва, t = q+h; b – зазор.

    Основные геометрические параметры углового шва:

    k – катет углового шва – кратчайшее расстояние отповерхности одной из свариваемых деталей до границы углового шва на поверхностивторой свариваемой детали; q – выпуклость шва; p – расчетная высота угловогошва – длина перпендикулярной линии, проведенной из точки наибольшегопроплавления в месте сопряжения свариваемых частей к гипотенузе наибольшегопрямоугольного треугольника, вписанного во внешнюю часть углового шва; a –толщина углового шва, a = q+p.

    Коэффициент формы шва – отношение ширины шва к его толщине. Kn= e / t Значение коэффициента формы шва обычно бывает в пределах от 0,5 до 4.Оптимальным считается значение от 1,2 до 2. Коэффициент выпуклости шва –отношение ширины шва к его выпуклости. Ky = e / q Значение коэффициентавыпуклости шва не должно быть более 7–10. Коэффициент долей основного металла вметалле шва: Kо = Fо / (Fо + Fэ), где Fо – площадь сечения расплавленногоосновного металла, Fэ – площадь сечения наплавленного электродного металла.

    Корнем сварного шва называется часть шва, которая наиболееудалена от его лицевой поверхности. Подварочный шов – меньшая частьдвустороннего шва, выполняемая заранее для предотвращения прожогов придальнейшей сварке основного шва или укладываемая в последнюю очередь в кореньшва.

    Геометрические параметры сварного шва

    Стыковой шов. Элементами геометрической формы стыкового шва (рисунок 14) являются: ширина шва — е, выпуклость шва — q , глубина провара — h, толщина шва — с, зазор — b, толщина свариваемого металла — S.

    Рисунок 14 — Геометрические параметры стыкового шва

    Ширина сварного шва — расстояние между видимыми линиями сплавления на лицевой стороне сварного шва при сварке плавлением.

    Выпуклость сварного шва определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом, и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости.

    Глубина проплавления (провара) представляет собой наибольшую глубину расплавления основного металла в сечении шва. Это глубина проплавления свариваемых элементов соединения.

    Толщина шва включает выпуклость сварного шва q и глубину проплавления (с = q + h).

    Зазор — расстояние между торцами свариваемых элементов. Устанавливается в зависимости от толщины свариваемого металла и составляет 0-5 мм (большой размер для толстого металла).

    Характеристикой формы шва является коэффициент формы сварного шва Ψш — коэффициент, выражаемый отношением ширины стыкового или углового шва к его толщине. Для стыкового шва оптимальное значение Ψш — от 1,2 до 2 (может изменяться в пределах 0,8-4).

    Другой характеристикой формы шва является коэффициент выпуклости сварного шва, который определяют отношением ширины шва к выпуклости шва: Ψш. Коэффициент Ψш не должен превышать 7-10.

    Ширина сварного шва и глубина провара зависят от способа и режимов сварки, толщины свариваемых элементов и других факторов.

    Угловой шов. Элементами геометрической формы углового шва (рисунок 15) являются: катет шва — k, выпуклость шва — q , расчетная высота шва — р, толщина шва — а.

    Рисунок 15 — Геометрические параметры углового шва

    Катет углового шва — кратчай­шее расстояние от поверхности одной из свариваемых частей до границы углового шва на поверх­ности второй свариваемой части.

    Выпуклость сварного шва определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы свар­ного шва с основным металлом, и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости.

    Расчетная высота углового шва — длина перпендику­ляра, опущенного из точки максимального проплавления в месте сопряжения спариваемых частей на гипотенузу наибольшего вписанного во внешнюю часть углового шва прямоугольного треугольника.

    Толщина углового шва — наибольшее расстояние от поверхности углового шва до точки максимального про­плавления основного металла.

    Если шов выполнен вогнутым, то измеряют вогну­тость углового шва. Она определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы углового шва с основным металлом, и поверхнос­тью шва, измеренным в месте наибольшей вогнутости.

    В зависимости от параметров сварки и формы подготовки свариваемых кромок деталей доли участия основного и наплав­ленного металлов в формировании шва могут существенно изменяться (рисунок 16).

    Коэффициент доли основного металла в металле шва определяют по формуле

    где Fо — площадь сечения шва, сформированная за счет расплавления основного металла; Fэ — площадь сечения шва, сформированная за счет наплавленного электродного металла.

    При изменении доли участия основного и присадочного металлов в формировании шва его состав может изменяться, следовательно, изменяются и его механические, коррозионные и другие свойства.

    Рисунок 16 — Площади сечения расплавленного основного

    металла (Fo) и наплавленного (Fэ) электродного металла

    Основные типы и конструктивные элементы швов сварных соединений для ручной дуговой сварки регламентирует ГОСТ 5264-80.

    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, 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 (см. рисунок 17). 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).

    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.

    Рисунок 17 — Изображение сварных швов

    Рисунок 18 — Изображение сечения многопроходного шва (а) и

    Расчет сварных соединений — формулы, параметры и примеры

    Критерии качества шва при [сварке металлических деталей] разнообразны — на прочность и долговечность соединения влияет сразу несколько параметров. Сваривание угловых конструкций (угловое соединение) требует правильного размера узла соприкосновения и наплыва металла — расчета катета сварного шва по формуле. Каковы требования и критерии, мы расскажем в этой статье.

    Качество сварочного шва и определение катета

    При сборке металлоконструкции соединение деталей сваркой рассматривается как одна из наиболее надежных технологий. Надежность и прочность шва зависит от распределения усилий по металлу, а это в свою очередь определяется геометрическими параметра зоны соединения. Главная особенность технологии состоит в том, что место стыковки заливается металлом, а в процессе его остывания сварочная ванна приобретает единую структуру. Целостность и соединения в дальнейшем зависит от способности этой структуры противостоять нагрузкам.

    Особенности стыкового и углового соединения заготовок

    Основные параметры, по которым оценивается и рассчитывается соединение, учитывают его геометрические особенности. Для них существуют понятные определения. Они в свою очередь зависят от типа соединения — стыкового, углового, торцевого или нахлеста. При этом имеет большое значение подготовка кромок и торцов деталей. Учитывается ряд особенностей заготовок и самого шва.

    Стык листов толщиной от 4 мм должен выполняться с подготовкой кромок и торцов таким образом, чтобы образовался треугольный криволинейный зазор для полного проваривания на всю глубину.

    Листы толщиной 2 мм варят только нахлестом, избегая сквозного прожога металла.

    Полноценный провар соединения достигается только при прогревании металла на всю глубину стыка. Именно для этого прибегают к скосу кромок деталей. При сваривании уголков большой толщины скос выполняется как для листов.

    При угловом и тавровом сваривании деталей формируется характерный наплыв, ширина и форма которого определяет прочность и долговечность стыковки.

    ВАЖНО ЗНАТЬ: Типичные сварочные дефекты и виды брака

    Читать еще:  Инструкция по монтажу, обвязке и подключению к сети электрокотла

    При стыковании деталей со скосом кромок, как и при угловом соединении, шов в разрезе имеет треугольную форму. В первом случае учитывается соотношение ширины, глубины и высоты шва. Во втором наплыв образует наклонную поверхность — расстояние от ее края до другой детали и есть катет сварного шва, параметры которого определяются ГОСТ 5264-80.



    Сварные соединения, их достоинства и недостатки

    Соединение сваркой представляет собой один из видов неразъёмных соединений деталей.

    Оно выполняется путём сильного раскаливания мест соединения до температуры, способной расплавить детали или довести металл до пластического состояния. Это позволяет создать силу молекулярного сцепления, способную удерживать различные элементы между собой.

    К преимуществам относится высокая прочность и надежность подобных связей.

    Недостатки сварных соединений:

    • присутствие остаточного напряжения вследствие неоднородности нагрева и охлаждения свариваемых деталей;
    • коробление деталей;
    • наличие скрытых изъянов в виде трещин и непроваров, которые снижают прочность.



    Зависимость качества сварки от параметров настройки аппарата

    [Дуговая сварка] выполняется с определенными значениями тока и напряжения, что в итоге влияет на глубину провара и качество сплавления металла двух деталей в границах сварочной ванны. Основные приемы, которыми пользуются опытные сварщики для формирования качественного шва:

    глубина провара растет при нарастании силы тока при неизменном напряжении — растет температура и глубина прогрева металла;

    ширина шва и катета нарастает при росте напряжения и неизменной силе тока, однако при нарушении баланса возможен непровар стыка;

    при росте скорости хода электрода снижается глубина проваривания и уменьшается ширина, а при превышении нормативного значения 50 м/ч возможно появление ряда [дефектов сварного шва], связанных с недостаточным прогревом металла;

    выпуклая и вогнутая поверхность по катету сварного шва имеют разные прочностные характеристики, при этом первая получается при использовании вязких электродов.

    При расчетах принимается во внимание толщина двух заготовок, но максимальные параметры тока и напряжения берутся по тонкой детали во избежание прожога. Максимальная и минимальная длина сварочного шва рассчитывается по приведенной в ГОСТ таблице.

    ВАЖНО ЗНАТЬ: Контактная стыковая сварка


    Нормы расхода электродов при сварке листового металла

    Стыковая сварка – соединение двух элементов, расположенных в одной плоскости и примыкающих друг к другу торцами. Работы могут проводиться вручную, на полуавтомате или автомате с использованием электричества или газа, с защитой газом или без защиты. Шов может быть короткий (до 25 см), средний (25-100 см), длинный (более 100 см), однослойный или многослойный, одно- или двухсторонний. По расположению в пространстве сочленения бывают горизонтальные, полувертикальные, вертикальные, потолочные.

    Исходя из условий эксплуатации, спайка бывает связывающая или рассчитанная на определенные нагрузки. При расчетах нормы расхода электродов и других присадок при сварке листового металла необходимо учесть все эти особенности.

    Присадочные материалы и их особенности перечислены в ГОСТ 2246-70. Выпускается 77 видов стальной проволоки с различным химическим составом. Она может использоваться не только для сварки и наплавки, но и для изготовления электродов. Особая разновидность – порошковая проволока. Это трубочка, наполненная шихтой. Доступна так же проволочная присадка для алюминия, титана, меди. Электроды поставляются плавящиеся и не плавящиеся (для поддержки горения).

    Ошибки при неверном вычислении катета сварного шва

    Неопытные сварщики могут допускать ошибки, связанные с неправильным расчетом параметров катета шва при угловом соединении. Излишек металла по линии стыка не придает прочности, он становится причиной повышенного расхода энергии и электродов, приводит к разбрызгиванию металла и возникновению не связанного с поверхностью детали наплыва. Формула расчета катета сварного шва используется для определения его максимального и минимального размера.

    Так как шов имеет форму треугольника, то достаточно использовать коэффициент 0,7 для ширины полученного валика. Это касается и сварки встык, когда торцы деталей образуют откос. Но следует учитывать, что при таком соединении угол может составлять от 30 до 60 градусов, и тут могут действовать другие коэффициенты.

    Геометрические характеристики

    Параметры сварки рассматриваются исходя из вида сварных швов – угловой или стыковочный. К основным геометрическим характеристикам относятся:


    Геометрические характеристики сварных швов

    • ширина – поперечный размер всей наваренной линии между свариваемыми деталями;
    • толщина – расстояние от низшей точки провара до верхней;
    • корень шва – часть сварки, максимально удаленная от поверхностей заготовок;
    • выпуклость (вогнутость) – размер берется от поверхности детали до самой высокой (низкой) наваренной точки;
    • глубина провара – выводится исходя из заполнения зазора металлом, образованным после сварки (не считая выпуклости);
    • катет – эта величина, определяющаяся в условиях угловой сварки и подобна катету равнобедренного треугольника, входящего в поперечное сечение заготовки.

    Катет шва при сварке – одна из главных характеристик стыка. При соединении металлов одной толщины катет задается по величине кромок. Если заготовки имеют разные размеры, то величину катета выбирают по толщине меньшей, поскольку большая величина способна вызвать деформацию изделия.

    К геометрическим параметрам, необходимым для расчета прочности сварного стыка, можно отнести также толщину металла и величину зазора между соединяемыми деталями.

    Расчет сварных соединений

    Расчет стыковых соединений.

    Швы этих соединений работают на растяжение или сжатие в зависи­мости от направления действующей нагрузки (рис.11, а и б). Основ­ным критерием работоспособности стыковых швов является их прочность. Соединение разрушается в зоне термического влияния и рассчитывается по размерам сечения детали по напряжениям, возникающим в материале детали.

    Рис. 11. К расчету стыковых соединений

    Проверочный расчет прочности шва на растяжение.

    Условие прочности:

    где , — расчетное и допускаемое напряжения на растяжение для шва (табл.1); F — нагрузка, действующая на шов; δ — толщина детали (толщину шва принимают равной толщине детали); lш — длина шва.

    Проектировочный расчет. Целью этого расчета является определение длины шва.

    Исходя из основного условия прочности (1), длину стыкового шва при действии растягивающей силы определяют по формуле:

    Таблица 1. Допускаемые напряжения для сварных соединений деталей из низко- и среднеуглеродистых сталей при статической нагрузке

    Вид деформации, напряжениеАвтоматическая и полуавтоматиче­ская сварка под флюсомРучная дуговая электродами
    Э50А, Э42АЭ50, Э42
    Растяжение0,9[σ]р
    Сжатие
    Срез

    Расчет угловых швов нахлесточных соединений.

    При действии осевой растягивающей (или сжимающей) силы считают, что срез угловых швов происходит по сечению I-I (рис. 12), проходя­щему через биссектрису прямого угла.

    Рис. 12. К расчету соединения внахлестку. Лобовой шов

    Опасным напряжением считают касательное напряжение и расчет ве­дут на срез (напряжениями изгиба пренебрегают). Для нормальных угловых швов длина биссектрисы

    где h — длина биссектрисы (высота шва в опасном сечении); К — катет шва (принимается не менее 3 мм).

    Проверочный расчет. Условие прочности одностороннего лобового шва на срез:

    где , — расчетное и допускаемое напряжения среза для шва (см. табл.1); lш — длина шва; F — нагрузка, действующая на шов.

    Проектировочный расчет. Длину одностороннего лобового углового шва (см. рис. 12) при осевом нагружении определяют по формуле

    длина двустороннего лобового углового шва

    Фланговые угловые швы (см. рис.5, б) рассчитывают по уравнению (6), т. е. аналогично рассмотренному случаю расчета двустороннего ло­бового шва. Во фланговых швах нагрузка по длине шва распределяется не­равномерно (по концам шва увеличивается), поэтому длину фланговых швов стараются ограничить lш Читайте также: Как припаять без паяльника, или чем его заменить

    Следовательно, длина флангового шва у примыкающей полки уголка

    В конструкциях, подверженных действию вибрационных знакопеременных нагрузок, соединения внахлест не рекомендуются, так как они создают значительную концентрацию напряжений.

    Основные геометрические параметры сварного шва

    Основные геометрические параметры стыкового шва:

    • ·S – толщина свариваемого металла;
    • · e – ширина сварного шва;
    • · q – выпуклость стыкового шва (высота усиления) – наибольшая высота (глубина) между поверхностью сварного шва и уровнем расположения поверхности сваренных деталей;
    • · h – глубина провара (глубина проплавления) – наибольшая глубина расплавления основного металла;
    • · t – толщина шва, t = q+h;
    • · b – зазор.

    Основные геометрические параметры углового шва:

    • · k – катет углового шва – кратчайшее расстояние от поверхности одной из свариваемых деталей до границы углового шва на поверхности второй свариваемой детали;
    • · q – выпуклость шва;
    • · p – расчетная высота углового шва – длина перпендикулярной линии, проведенной из точки наибольшего проплавления в месте сопряжения свариваемых частей к гипотенузе наибольшего прямоугольного треугольника, вписанного во внешнюю часть углового шва;
    • · a – толщина углового шва, a = q+p.

    Коэффициент формы шва – отношение ширины шва к его толщине.

    Значение коэффициента формы шва обычно бывает в пределах от 0,5 до 4. Оптимальным считается значение от 1,2 до 2.

    Коэффициент выпуклости шва – отношение ширины шва к его выпуклости.

    Значение коэффициента выпуклости шва не должно быть более 7-10.

    Коэффициент долей основного металла в металле шва:

    где Fо – площадь сечения расплавленного основного металла,

    Fэ – площадь сечения наплавленного электродного металла.

    Корнем сварного шва называется часть шва, которая наиболее удалена от его лицевой поверхности. Подварочный шов – меньшая часть двустороннего шва, выполняемая заранее для предотвращения прожогов при дальнейшей сварке основного шва или укладываемая в последнюю очередь в корень шва.

    • · Длина – 50 см
    • · Ширина – 30 см
    • · Высота – 15 см

    Мангал — жаровня у народов Ближнего Востока, медная чаша на ножках с широкими горизонтальными полями, двумя ручками для переноски и полусферической крышкой.

    Внутрь ставят медную или глиняную чашку с горячими углями. Крышка имеет уплощённый верх, на который можно ставить посуду для разогревания пищи. При приготовлении пищи крышку снимают и посуду ставят на таганок. Иногда мангал накрывают одеялами, под которыми греются. Лучше всего использовать чугунные мангалы, которые прочны и долго хранят тепло.

    Существуют ещё и так называемые настольные мангалы, основой которых является решётка, напоминающая приспособление для барбекю, которая нагревается не за счёт угля, а за счёт газа. Это позволяет использовать мангал для приготовления нескольких блюд одновременно, например, готовить шашлык рядом с гарниром.

    Для приготовления шашлыков в домашних условиях ранее были широко распространены электрические мангалы (где нагрев осуществлялся от электрической спирали, а шампуры автоматически вращались).

    В республиках бывшего СССР мангалом часто называют любое приспособление для получения углей и приготовления жареного мяса (шашлыков). Обычно это металлическая коробка с ножками. Встречаются также туристические складные мангалы, некоторые из которых являются одноразовыми, так как от сильного нагрева они прогорают, а их крепления заклинивает.

    Основные геометрические параметры стыкового шва:

    • S – толщина свариваемого металла;
    • e – ширина сварного шва;
    • q – выпуклость стыкового шва (высота усиления) – наибольшая высота (глубина) между поверхностью сварного шва и уровнем расположения поверхности сваренных деталей;
    • h – глубина провара (глубина проплавления) – наибольшая глубина расплавления основного металла;
    • t – толщина шва, t = q+h;
    • b – зазор.

    Основные геометрические параметры углового шва:

    • k – катет углового шва – кратчайшее расстояние от поверхности одной из свариваемых деталей до границы углового шва на поверхности второй свариваемой детали;
    • q – выпуклость шва;
    • p – расчетная высота углового шва – длина перпендикулярной линии, проведенной из точки наибольшего проплавления в месте сопряжения свариваемых частей к гипотенузе наибольшего прямоугольного треугольника, вписанного во внешнюю часть углового шва;
    • a – толщина углового шва, a = q+p.

    Коэффициент формы шва – отношение ширины шва к его толщине.

    Значение коэффициента формы шва обычно бывает в пределах от 0,5 до 4. Оптимальным считается значение от 1,2 до 2.

    Коэффициент выпуклости шва – отношение ширины шва к его выпуклости.

    Значение коэффициента выпуклости шва не должно быть более 7–10.

    Коэффициент долей основного металла в металле шва:

    где Fо – площадь сечения расплавленного основного металла,
    Fэ – площадь сечения наплавленного электродного металла.

    Корнем сварного шва называется часть шва, которая наиболее удалена от его лицевой поверхности. Подварочный шов – меньшая часть двустороннего шва, выполняемая заранее для предотвращения прожогов при дальнейшей сварке основного шва или укладываемая в последнюю очередь в корень шва.

    В режимы полуавтоматической сварки в среде углекислого газа входят: род электрического тока и полярность, сила сварочного тока, напряжение дуги, скорость сварки, расход защитного газа, диаметр электродной проволоки, скорость подачи проволоки.

    При полуавтоматической сварке в углекислом газе обычно применяют постоянный ток обратной полярности, так как сварка током прямой полярности приводит к неустойчивому горению дуги.

    С увеличением силы сварочного тока увеличивается глубина провара и повышается производительность процесса сварки. Чем длиннее дуга, тем больше напряжение. Чем короче дуга, тем стабильней процесс сварки, меньше разбрызгивание и выше качество шва. С увеличением напряжения дуги увеличивается ширина шва и уменьшается глубина его провара. Скорость подачи электродной проволоки подбирают так, чтобы обеспечивалось устойчивое горение дуги при выбранном напряжении. С увеличением вылета электрода из токоподводящего мундштука ухудшается устойчивость горения дуги и формирование шва, а также увеличивается разбрызгивание.

    Таблица 4. Режимы полуавтоматической сварки

    Скорость подачи проволоки, м/ч

    При сварке с малым вылетом из сопла горелки затрудняется наблюдение за процессом сварки и подгорает контактный наконечник. При чрезмерном увеличении этого расстояния возможно загрязнение металла шва кислородом и азотом воздуха, и образование в нём пор. Для получения хорошего качества сварных швов необходимым условием является поддержание постоянной длины дуги.

    Плотность тока обычно составляет 30-100 А/ммІ, при этом глубина проплавления металла равна 7-20 мм.

    Скорость подачи электродной проволоки подбирают с таким расчётом, чтобы обеспечивалось устойчивое горение дуги при выбранном напряжении на ней.

    Расход углекислого газа определяют в зависимости от силы тока, скорости сварки, типа соединения и вылета электрода. В среднем газа расходуется от 5 до 20 л/мин. Наклон электрода относительно шва оказывает большое влияние на глубину провара и качество шва. В зависимости от угла наклона сварку можно производить углом назад и углом вперёд.

    При сварке углом назад в пределах 5 – 10 град. улучшается видимость зоны сварки, повышается глубина провара и наплавленный металл получается более плотным.

    Скорость сварки устанавливается самим сварщиком в зависимости от толщины металла и необходимой площади поперечного сечения шва.

    Рисунок 3. Геометрические параметры сварных швов таврового соединения Т8

    Определяем расчетную длину проплавления по формуле:

    где, К – катет шва, мм.

    Принятые числовые значения символов:

    Hp = 1,0 * 8мм = 8 мм

    Определяем площадь поперечного сечения

    F = 3, 14 * 22 / 4 = 3, 14 * 4 / 4 = 12,56 / 4 = 3,14 (см2)

    Определяем диаметр электронной проволоки по формуле:

    Dэл = 4vHp ± 0.05Hp (3)

    Dэл = 4v8мм ± 0.05 * 8 = 2,0мм ± 0,4 мм = 2,0 мм

    Определяем силу сварочного тока по формуле:

    Iсв = 100 * 3,14 = 314 А

    В целях уменьшения разбрызгивания и стабилизации дуги принимаем сварочный ток 260 А.

    Определяем напряжение сварочной дуги по формуле:

    Определяем вылет электродной проволоки по формуле:

    ?эл = 10 * dэл ± 2 * dэл (6)

    ?эл = 10 * 2,0 мм + 2 * 2,0 мм = 20 мм + 4,0 мм = 24,0 мм

    ?эл = 10 * 2,0 мм – 2 * 2,0 мм = 20 мм – 4,0 мм = 16,0 мм

    Определяем скорость подачи электродной проволоки по формуле:

    хэл = 0,53 * Iсв / dэл + 6,94 * 10-4 (Iсв / dэл3) (7)

    хэл = 0,53 * 260А / 2,0 мм + 6,94 * 10-4 (260А / 2,03 мм) = 69 м/ч

    Принимаем хэл = 69 м/ч

    Определяем оптимальный расход защитного газа по формуле:

    g3 = 3,3 * 10-3 * Iсв (8)

    g3 = 3,3 * 10-3 * 260 = 3,3 * 0,001 * 260 = 0,8 л/мин

    —>СТРОИМ ДОМ ВМЕСТЕ —>

    —> —>Категории раздела —>

    —> —>Наш опрос —>

    —> —>Статистика —>

    —> —>Форма входа —>

    Каталог статей

    Основные геометрические параметры стыкового шва:

    S – толщина свариваемого металла;
    e – ширина сварного шва;
    q – выпуклость стыкового шва (высота усиления) – наибольшая высота (глубина) между поверхностью сварного шва и уровнем расположения поверхности сваренных деталей;
    h – глубина провара (глубина проплавления) – наибольшая глубина расплавления основного металла;
    t – толщина шва, t = q+h;
    b – зазор.

    Основные геометрические параметры углового шва:

    k – катет углового шва – кратчайшее расстояние от поверхности одной из свариваемых деталей до границы углового шва на поверхности второй свариваемой детали;
    q – выпуклость шва;
    p – расчетная высота углового шва – длина перпендикулярной линии, проведенной из точки наибольшего проплавления в месте сопряжения свариваемых частей к гипотенузе наибольшего прямоугольного треугольника, вписанного во внешнюю часть углового шва;
    a – толщина углового шва, a = q+p.

    Коэффициент формы шва – отношение ширины шва к его толщине.

    Значение коэффициента формы шва обычно бывает в пределах от 0,5 до 4. Оптимальным считается значение от 1,2 до 2.

    Коэффициент выпуклости шва – отношение ширины шва к его выпуклости.

    Значение коэффициента выпуклости шва не должно быть более 7–10.

    Коэффициент долей основного металла в металле шва:

    где Fо – площадь сечения расплавленного основного металла,
    Fэ – площадь сечения наплавленного электродного металла.

    Корнем сварного шва называется часть шва, которая наиболее удалена от его лицевой поверхности. Подварочный шов – меньшая часть двустороннего шва, выполняемая заранее для предотвращения прожогов при дальнейшей сварке основного шва или укладываемая в последнюю очередь в корень шва.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector