Разделка кромок под сварку ГОСТ 5264 80

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

Описание:

Обозначение: ГОСТ 5264-80

Статус: действующий

Название русское: Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

Название английское: Manual arc welding. Welding joints. Main types, design elements and dimensions

Дата издания: 29.12.2009

Дата введения в действие: 30.06.1981

Переиздание: переиздание с изм. 1

Область и условия применения: Настоящий стандарт устанавливает основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений из сталей, а также сплавов на железоникелевой и никелевой основах, выполняемых ручной дуговой сваркой.
Стандарт не распространяется на сварные соединения стальных трубопроводов по ГОСТ 16037-80

Взамен: ГОСТ 5264-69

Список изменений: №0 от (рег. ) «Дата введения перенесена»
№1 от (рег. ) «Срок действия продлен»

Текст ГОСТ 5264-80

Приложения к ГОСТу

Изменение №1 к ГОСТ 5264-80

Обозначение: Изменение №1 к ГОСТ 5264-80

Дата введения в действие: 01.03.1989

Текст поправки интегрирован в текст или описание стандарта.

Поправка к ГОСТ 5264-80

Обозначение: Поправка к ГОСТ 5264-80

Дата введения в действие: 01.09.2009

Глава II. Сварные соединения и швы

§ 5. Классификация сварных соединений и швов

Неразъемное соединение, выполненное сваркой, называется сварным соединением.

Сварные соединения и швы классифицируются по следующим основным признакам:

виду соединения — стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные (рис. 3);

положению, в котором выполняется сварка — нижнее «в лодочку», нижнее угловое, нижнее стыковое, горизонтальное, вертикальное, полупотолочное и потолочное (рис. 4, ГОСТ 11969-79);

конфигурации — прямолинейные, кольцевые, вертикальные, горизонтальные;

протяженности — сплошные и прерывистые; применяемому виду сварки;

способу удержания расправленного металла шва; количеству наложения слоев; применяемому для сварки металлу;

расположению свариваемых деталей относительно друг друга;

действующему на шов усилию; объему наплавленного металла; форме свариваемой конструкции; форме подготовленных кромок под сварку.

По виду сварки швы сварных соединений разделяют на: швы дуговой сварки (ГОСТ 5264-80); швы автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом (ГОСТ 8713-79);

швы дуговой сварки в защитных газах (ГОСТ 14771-76); швы электрошлаковой сварки (ГОСТ 15164-78); швы электрозаклепочные (ГОСТ 14776-79); швы контактной электросварки (ГОСТ 15878 — 79); швы газовой сварки; швы паяных соединений.

По способу удержания расплавленного металла швы сварных соединений делятся на швы, выполненные без подкладок и подушек; на съемных и остающихся стальных подкладках; на медных, флюсо-медных, керамических и асбестовых подкладках, а также флюсовых и газовых подушках. В зависимости от того, с какой стороны накладывается шов, с одной или двух сторон, различаются односторонние и двусторонние швы.

По применяемому для сварки материалу швы сварных соединений подразделяются на швы соединения углеродистых и легированных сталей (ГОСТ 5264-80; 14771-76; 15164-78; 8713 — 79 и др.); швы соединения цветных металлов (ГОСТ 16038 — 70; 14806 — 69); швы соединения биметалла (ГОСТ 16098 — 70); швы соединения винипласта и полиэтилена (ГОСТ 16310-70).

Рис. 3. Виды сварных соединений: а — стыковые, б — угловые, в — тавровые, г — нахлесточные

Рис. 4. Классификация сварных швов по расположению в пространстве: а — нижнее ‘в лодочку’, б — нижнее угловое, в — нижнее стыковое, г — горизонтальное, д — вертикальное, е — полупотолочное, ж — потолочное

По расположению свариваемых деталей относительно друг друга швы сварных соединений могут быть под острым или тупым углом (ГОСТ 11534 — 75; 11533 — 75), под прямым углом, а также располагаться в одной плоскости (ГОСТ 5264 — 80; 8713-79; 14771-76; 15164-78).

По объему наплавленного металла различают нормальные, ослабленные и усиленные швы.

По форме свариваемой конструкции швы сварных соединений выполняются на плоских и сферических конструкциях, а по расположению на изделии швы бывают продольными и поперечными.

Элементы геометрической формы подготовки кромок под сварку. Элементами геометрической формы подготовки кромок под сварку (рис. 5,а) являются: угол разделки кромок а; зазор между стыкуемыми кромками ; притупление кромок S; длина скоса листа L при наличии разности толщин металла; смещение кромок относительно друг друга δ.

Рис. 5. Элементы геометрической формы подготовки кромок иод сварку (а) и шва (б)

Угол разделки кромок выполняют при толщине металла более 3 мм, отсутствие разделки может привести к непровару по сечению сварного соединения, а также к перегреву и пережогу металла; при отсутствии разделки кромок для обеспечения провара электросварщик всегда старается увеличить сварочный ток.

Разделка кромок позволяет вести сварку отдельными слоями небольшого сечения, что улучшает структуру сварного соединения и уменьшает сварочные напряжения и деформации.

Зазор, правильно установленный перед сваркой, позволяет обеспечить полный провар по сечению соединения при наложении первого (корневого) слоя шва, если подобран соответствующий режим сварки.

Длиной скоса листа регулируют плавный переход от толстой свариваемой детали к более тонкой, устраняют концентраторы напряжений в сварных конструкциях.

Притупление кромок выполняют для обеспечения устойчивого ведения процесса сварки при выполнении корневого слоя шва. Отсутствие притупления способствует образованию прожогов при сварке.

Смещение кромок ухудшает прочностные свойства сварного соединения и способствует образованию непровара и концентраций напряжений, ГОСТ 5264-80 допускает смещение свариваемых кромок относительно друг друга до 10% толщины металла, но не более 3 мм.

Рис. 6. Классификация сварных швов: а — по расположению и количеству наплавленных валиков, б — по отношению к действующим усилиям, в — по направлению, г — по форме

Геометрия и классификация сварных швов. Элементами геометрической формы сварного шва являются: при стыковых соединениях — ширина шва b, высота шва h, при тавровых, угловых и нахлесчочных соединениях — ширина шва b, высота шва h и катет шва К (рис. 5,6).

Сварные швы классифицируют по расположению и количеству наплавленных валиков: однослойные, многослойные, многопроходные, односторонние и двусторонние (рис.6, а), по отношению к действующим усилиям на швы — фланговые, лобовые (торцовые, рис. 6,6); по направлению — прямолинейные, круговые, вертикальные и горизонтальные (рис. 6, в), а также по форме — ослабленные, нормальные и усиленные (рис. 6, г).

Стыковые сварные соединения. Эти соединения в сварных конструкциях являются наиболее распространенными. Свариваемые элементы располагают в одной плоскости или на одной поверхности. Форма и необходимость подготовки кромок под сварку зависят от толщины свариваемых кромок; положения, в котором выполняется сварка; марки свариваемого металла; применяемых видов сварки; требований, предъявляемых к той или иной конструкции.

При подготовке стальных конструкций под ручную дуговую сварку разделку кромок начинают выполнять при толщине листов 7 мм, а иногда и при толщине листов 4 мм. Разделку кромок под ручную дуговую сварку выполняют согласно требований ГОСТ 5264 — 80 и 11534 — 75 или особых требований, оговоренных в чертежах. Стыковые сварные соединения, как правило, бывают равнопрочными с основным металлом.

По форме подготовки кромок свариваемых деталей под ручную дуговую сварку по ГОСТ 5264 — 80 и 11534 — 75 стыковые соединения бывают с отбортовкой кромок, без скоса кромок, с односторонним скосом одной кромки, «в замок», с криволинейным скосом одной кромки, ломаным скосом одной кромки, двумя симметричными скосами одной кромки, двумя симметричными криволинейными скосами одной кромки, двумя несимметричными скосами одной кромки, со скосом двух кромок, криволинейным скосом двух кромок, ломаным скосом двух кромок, двумя симметричными скосами двух кромок, двумя симметричными криволинейными и ломаными скосами двух кромок. По выполнению стыковые соединения бывают односторонними и двусторонними, а по применению подкладок — без подкладок и с подкладками.

Угловые сварные соединения. Свариваемые элементы располагают под прямым углом и сваривают в месте примыкания их краев.

Эти соединения применяют в сварных конструкциях, имеющих резкие переходы от одной плоскости к другой, например различного рода баки, имеющие прямоугольное сечение; соединение патрубков с фланцами; соединения профильного проката с листовым.

При подготовке конструкций под ручную дуговую сварку разделку кромок начинают выполнять при толщине листов от 4 мм. Разделку кромок под ручную дуговую сварку выполняют по ГОСТ 5264 — 80 и 11534 — 75 или в соответствии с требованиями чертежей.

Форма подготовленных кромок — без скоса, со скосом одной или двух кромок, двумя скосами одной кромки, двумя несимметричными скосами одной кромки, двумя скосами одной кромки и одним скосом второй кромки, отбортовкой одной кромки.

По выполнению угловые соединения бывают односторонние и двусторонние, а также односторонние и двусторонние впритык, а по применению подкладок — без подкладок и с подкладками.

Тавровые сварные соединения. Это соединения, в которых к боковой поверхности одного элемента примыкает под углом и приварен торцом другой элемент.

Эти соединения применяют весьма часто в строительных металлических конструкциях — колонны, балки, фермы и т. д. Разделку кромок под ручную дуговую сварку при изготовлении конструкций выполняют по ГОСТ 5264 — 80 и 11534 — 75 или в соответствии с требованиями чертежей.

Форма подготовленных кромок — без скоса, с одним скосом одной кромки, криволинейным скосом одной кромки, двумя симметричными скосами одной кромки, двумя симметричными криволинейными скосами одной кромки.

По выполнению тавровые соединения могут быть односторонние и двусторонние, а по протяженности — сплошные и прерывистые.

Нахлесточные сварные соединения. По форме подготовки кромок свариваемых деталей нахлесточные соединения бывают без скоса кромок, с круглым и удлиненным отверстием.

По характеру выполнения шва нахлесточные соединения могут быть односторонними и двусторонними, а также односторонними прерывистыми и односторонними со сплошным швом.

Нахлесточные сварные соединения в основном применяют в строительстве резервуаров, судостроении и в ряде других конструкций.

Вопросы для самопроверки

1. Как классифицируются швы сварных соединений?
2. Для чего применяется разделка кромок?

Разбираемся в чертежах сварочных швов по ГОСТу

Если вы скажете, что ГОСТ – ваше любимое слово, вам вряд ли кто-нибудь поверит. Но если вы занимаетесь сваркой и претендуете на статус профессионала высокого класса, вам придется это слово если не полюбить, то относиться со всем уважением.

Его нужно не просто уважать, а хорошо разбираться в положенных государственных стандартах, касающихся типологии сварочных способов. Почему? Потому что, если вы работаете с чем-то серьезнее, чем старый тазик на даче, вы обязательно столкнетесь с рабочими чертежами, где будут в огромных количествах значки, буквы и аббревиатуры.

Все верно, без технических спецификаций и стандартных обозначений – никуда. Современные сварочные технологии – это широкий набор самых разных методов со своими требованиями и техническими нюансами. Все они укладываются в несколько стандартов, по которым мы сейчас пройдемся и рассмотрим самым внимательным образом.

Обозначения сварки на чертежах по ГОСТу на первый взгляд выглядят устрашающе. Но если разобраться и запастись оригинальными версиями трех главных ГОСТов по видам и обозначениям сварочных технологий, обозначения станут понятными и информативными, а ваша работа точной и профессиональной.

1. Виды сварочных швов
2. Разбираем квадраты №2 и 3, виды швов по ГОСТам
3. Квадрат №4, способы сварки
4. Квадрат №5, размеры шва

Виды сварочных швов

Сначала ЕСКД – это Единая Система Конструкторской Документации, если проще – комплекс всевозможных стандартов, согласно которым должны выполняться все современные технические чертежи, в том числе документация по сварочным работам.

В составе этой системы есть несколько стандартов, которые нас интересуют:

1. ГОСТ 2.312-72 под названием «Условные изображения и обозначения швов сварных соединений».
2. ГОСТ 5264-80 «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные», в котором исчерпывающе описаны все возможные виды и обозначения сварных швов.
3. ГОСТ 14771-76 “Швы сварных соединений, сварка в защитных газах”.

Чтобы разобраться с условными обозначениями сварочных способов в инженерных чертежах, нужно разобраться и с их видами. Предлагаем взглянуть на пример обозначения сварного шва на чертеже:

Выглядит громоздко и устрашающе. Но мы не будем нервничать и не спеша во всем разберемся. В это длинной аббревиатуре есть четкая логика, начнем двигаться по этапам. Разобьем этого монстра на девять составных частей:

Теперь эти же составные элементы по квадратам:

• Квадрат 1 – вспомогательные знаки для обозначения: замкнутая линия или монтажное соединение.
• Квадрат 2 – стандарт, по которому приведены условные обозначения.
• Квадрат 3 – обозначение буквой и цифрой типа соединения с его конструктивными элементами.
• Квадрат 4 – способ сварки согласно стандарту.
• Квадрат 5 – тип и размеры конструктивных элементов по стандарту.
• Квадрат 6 – характеристика в виде длины непрерывного участка.
• Квадрат 7 – характеристика соединения, вспомогательный знак.
• Квадрат 8 – вспомогательный знак для описания соединения или его элементов.

А теперь разберём в деталях каждый элемент нашей длинной аббревиатуры.

В квадрате №1 находится кружок – одна из дополнительных характеристик, символ кругового соединения. Альтернативным символом является флажок, обозначающий монтажный вариант вместо кругового.

Специальная односторонняя стрелка показывает шовную линию. С этой стрелкой связана еще одна специфическая особенность сварочных чертежей. У этой стрелки с односторонним оперением есть симпатичная особенность под названием «полка». Полка играет роль настоящей полки – все условные обозначения могут располагаться на полке, если указано видимое соединение.

Или под полкой, если это шов невидимый и расположен с обратной стороны, т.е. с изнанки. Что считать лицевой стороной, а что изнанкой? Лицевая сторона одностороннего соединения – всегда та, с которой производится работа, это просто. А вот в двустороннем варианте с несимметричными кромками лицевой стороной будет та, где идет сварка основного соединения. А если кромки симметричные лицевой и изнанкой могут любые стороны.

А вот самые популярные вспомогательные знаки, используемые в чертежах со сваркой:

Разбираем квадраты №2 и 3, виды швов по ГОСТам

Вариантами соединений вплотную занимаются два стандарта: уже знакомый нам ГОСТ 14771-76 и знаменитый ГОСТ 5264-80 о ручной дуговой сварке.

Чем знаменит второй стандарт: он был написан много лет назад – в 1981 году, и это было сделано так грамотно, что этот документ отлично работает до сих пор.

Пример чертежа сварных швов по ГОСТ.

Виды сварочных соединений следующие:

С – стыковой шов. Свариваемые металлические поверхности соединяются смежными торцами, находятся на одной поверхности или в одной плоскости. Это один из самых распространенных вариантов, так как механические параметры стыковых конструкций очень высокие. Вместе с тем этот способ достаточно сложный с технической точки зрения, он по силам опытным мастерам.

Т – тавровый шов. Поверхность одной металлической заготовки соединяется с торцом другой заготовки. Это самая жесткая конструкция из всех возможных, но за счет этого тавровый способ не любит и не предназначен для нагрузок с изгибаниями.

Н – нахлесточный шов. Свариваемые поверхности параллельно смещены и немного перекрывают друг друга. Способ довольно прочный. Но нагрузки переносит меньше, чем стыковые варианты.

У – угловой шов. Плавление идет по торцам заготовок, поверхности деталей держат под углом друг к другу.

О – особые типы. Если способа нет в ГОСТе, в чертеже обозначается особый тип сварки.

Оба стандарта в рамках ЕКСД хорошо перекликаются друг с другом и справедливо делят ответственность по видам:

Варианты изображения сварных швов на чертежах.

Соединения ручного дугового способа по ГОСТу 5264-80:

• С1 – С40 стыковые
• Т1 – Т9 тавровые
• Н1 – Н2 нахлесточные
• У1 – У10 угловые

Соединения сварки в защитных газах по ГОСТу 14771-76:

• С1 – С27 стыковые
• Т1 – Т10 тавровые
• Н1 – Н4 нахлесточные
• У1 – У10 угловые

В нашей аббревиатуре во втором квадрате указан ГОСТ 14771-76, а в третьем Т3 – тавровый способ без скоса кромок двусторонний, который как раз указан в этом стандарте.

Квадрат №4, способы сварки

Также в стандартах присутствуют обозначения способов сварки, вот примеры самых распространенных из них:

• A – автоматическая под флюсом без подушек и подкладок;
• Aф – автоматическая под флюсом на подушке;
• ИH – в инертном газе вольфрамовым электродом без присадки;
• ИHп – способ в инертном газе с вольфрамовым электродом, но уже с присадкой;
• ИП – способ в инертном газе с плавящимся электродом;
• УП – то же самое, но в углекислом газе.

У нас в квадрате №4 указано обозначение сварки УП – это способ в углекислом газе с плавящимся электродом.

Квадрат №5, размеры шва

Это обязательные размеры шва. Удобнее всего обозначить длину катета, так как речь идет о тавровом варианте с перпендикулярным объединением под прямым углом. Катет определяют в зависимости от предела текучести.

Надо заметить, что, если на чертеже указано соединение стандартных размеров, длина катета не указывается. В нашем чертежном обозначении катет равен 6-ти мм.

Дополнительно соединения бывают:

• SS односторонними, для которых дуга или электрод передвигаются с одной стороны.
• BS двусторонними, источник плавления передвигается с обеих сторон.

В дело вступает третий участник нашей чертежно-сварочной тусовки – ГОСТ 2.312-72, как раз посвященный изображениям и обозначениям.

Согласно этому стандарту швы подразделяются на:

• Видимые, которые изображаются сплошной линией.
• Невидимые, обозначаемые на чертежах пунктирной линией.

Теперь вернемся к нашему первоначальному шву. Нам по силам перевести это условное обозначение сварки в простой и понятный для человеческого уха текст:

Двусторонний тавровый шов методом ручной дуговой сварки в защитном углекислом газе с кромками без скосов, прерывистый с шахматным расположением, катет шва 6 мм, длина провариваемого участка 50 мм, шаг 100 мм, выпуклости шва снять после сварки.

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!

Конструктивные элементы подготовки кромок и размеры швов

Форму разделки кромок и их сборку под сварку характеризуют четыре основных конструктивных элемента: зазор b, притупление с, угол скоса кромки beta и угол разделки кромок alfa, равный beta или 2 beta

Виды подготовки кромок по сварку

Существующие способы дуговой сварки без разделки кромок позволяют сваривать металл ограниченной толщины при односторонней сварке ручной — до 4 мм,механизированной под флюсом — до 18 мм). Поэтому при сварке металла большой толщины необходимо разделывать кромки. Угол скоса кромки обеспечивает определенную величину угла разделки кромок, что необходимо для доступа дуги вглубь соединения и полного проплавления кромок на всю их толщину.

Стандартный угол разделки кромок в зависимости от способа варки и типа соединения изменяется в пределах от 60 ± 5 до 20 ± 5 градусов. Тип разделки и величина угла разделки кромок определяют количество необходимого дополнительного металла для заполнения разделки, а значит, производительность сварки. Так, например, Х-образная разделка кромок по сравнению с V-образной позволяет уменьшить объем наплавленного металла в 1,6- 1,7 раза. Уменьшается время на обработку кромок. Правда, в этом случае возникает необходимость вести сварку с одной стороны шва в неудобном потолочном положении или кантовать свариваемое изделия.

Стандарты на конструктивные элементы сварных соединений по способам сварки

Притупление с обычно составляет 2 ± 1 мм. Его назначение -обеспечить правильное формирование и предотвратить прожоги в вершине шва. Зазор b обычно равен 1,5-2мм, так как при принятых углах разделки кромок наличие зазора необходимо для провара вершины шва, но в отдельных случаях при той или иной технологии зазор может быть равным нулю или достигать 8-10 мм и более.

Для всех типов швов важны полный провар кромок соединяемых элементов и внешняя форма шва как с лицевой стороны (так называемое усиление шва), так и с обратной стороны, т. е. форма так называемого обратного валика. В стыковых,особенно односторонних швах трудно проваривать кромки притупления на всю их толщину без специальных приемов, предупреждающих прожог и обеспечивающих хорошее формирование обратного валика.

Важное значение также имеет образование плавного перехода металла лицевого и обратного валиков к основному металлу, так как это обеспечивает высокую прочность соединения при динамических нагрузках. В угловых швах также бывает трудно проварить корень шва на всю его толщину, особенно при сварке наклонным электродом. Для этих швов рекомендуется вогнутая форма поперечного сечения шва с плавным переходом к основному металлу, что снижает концентрацию напряжений в месте перехода и повышает прочность соединения при динамических нагрузках.

Подготовка кромок технологических трубопроводов (НГДО4,12, ОХНВП16, МО2, ГДО)

Отклонение от перпендикулярности торца трубы относительно образующей:
05мм. для Dу до 65мм.; 1,0мм. для Dу св.65мм. до 125мм.; 1,5мм для Dу свыше 125мм. до 500мм.; 2,0 мм для Dу свыше 500мм.(п. 7.1.18. ПБ 03-585-03)

Кромки труб (элементов) и прилегающие к ним участки по внутренней и наружной поверхностям шириной не менее 20 мм. должны быть очищены от ржавчины и загрязнений до металлического блеска и обезжирены (п. 7.1.19. ПБ 03-585-03)

Газовую, воздушно-дуговую или плазменную резку труб из закаливающихся теплоустойчивых сталей необходимо производить с предварительным подогревом 200-250 С и медленным охлаждением. После резки кромки должны быть проконтролированы капиллярной или порошковой дефектоскопией. Обнаруженные трещины удаляются механической зачисткой по всей кромке. (п.п. 7.1.16., 7.1.17 ПБ 03-585-03)

После термической резки кромки труб из закаливающихся сталей должны быть зачищены на глубину не менее 3 мм., а из углеродистых и аустенитных сталей на глубину не менее 0,5 мм. от наибольшей впадины реза (п.п. 18.20,18.21 РД 38.13.004)

Подготовка кромок трубопроводов котельного оборудования (КО1,2)

Концы труб из углеродистых и низколегированных сталей разрешается обрабатывать кислородной, плазменно-дуговой или воздушно-дуговой резкой с последующей зачисткой кромок режущим или абразивным инструментом до удаления следов огневой резки.Подготовленные к сборке кромки должны быть без вырывов, заусенцев, резких переходов и острых углов.

Кромки и прилегающие к ним участки поверхностей деталей должны быть зачищены до металлического блеска и обезжирены на ширину: по наружной поверхности не менее чем на 20 мм. от кромки разделки, –по внутренней не менее 10 мм. При установке штуцера поверхность со стороны наложения шва должна быть зачищена на ширину 15-20 мм. от отверстия, а поверхность очка на всю глубину. (п. 6.2.4. РД 153-34.1-003)

Кислородную резку труб из хромо молибденовых и хромо ванадиевых сталей с толщиной стенки более 12 мм. при температуре воздуха ниже 0 С необходимо производить с предварительным подогревом 200 С и медленным охлаждением. (п. 6.1.5. РД 153-34.1-003)

При термической резке высоколегированных сталей (мартенситного мартенситно-ферритного и аустенитного классов)должен быть предусмотрен припуск не менее 1 мм. на последующую механическую обработку (п. 6.1.4. РД 153-34.1-003)

Подготовка кромок строительных конструкций

Непосредственно перед сваркой кромки и прилегающие к ним участки на ширину 20 мм. при ручной или механизированной дуговой сварке и не менее 50 мм. для автоматической, а также места примыкания начальных и выводных планок должны быть тщательно очищены от окалины грязи, краски, масла, ржавчины,влаги, снега и льда. (п. 5.6. РД 3415.132, п.1.4.2 ОСТ 36-58, п. 6.5 ОСТ 36-60)

Огневую резку кромок деталей из стали С345 и более прочных при температуре окружающего воздуха ниже минус 15 С нужно проводить с предварительным подогревом металла в зоне реза до 100 С. (п. 5.5. РД 3415.132)

После термической (кислородной, воздушно-дуговой, плазменной) резки поверхности реза должны быть механически обработаны:

• на элементах из сталей С235 до С285 – до удаления следов резки
• на элементах из сталей С345 до С375 – с удалением слоя толщиной не менее 1 мм.
• на элементах из сталей С390 до С440 — с удалением слоя толщиной не менее 2 мм.

При обработке абразивным инструментом следы зачистки должны быть направлены вдоль кромок (п. 5.3. РД 34 15.132).

Подготовка кромок трубопроводов газового оборудования (ГО 1,2)

Типы конструктивные элементы и размеры сварных соединений должны соответствовать ГОСТ 16037 (п.7.49. СП 42-102)

Подготовка кромок под стандартную разделку выполняется механической обработкой или газовой резкой с последующей зачисткой шлиф машинкой (п. 7.51. СП 42-102)

Кромки труб (элементов) и прилегающие к ним участки по внутренней и наружной поверхностям шириной не менее 10 мм. должны быть очищены до металлического блеска (п. 7.52. СП 42-102)

Подготовка кромок магистральных и промысловых газопроводов (СТО Газпром 2-2.2-136)

Геометрические параметры торцов труб, СДТ, ЗРА должны соответствовать ТР-1 – ТР-23 Таблица А8

Свариваемые кромки и прилегающие к ним внутренние и наружные поверхности свариваемых элементов должны быть зачищены механическим способом шлиф машинкой на ширину не менее 15 мм.
(п 10.2.13)

Допускается производить резку труб, в т.ч. для выполнения
специальных сварных соединений (захлестов и др.), с применением оборудования механизированной орбитальной газовой или воздушно-плазменной резки с последующей механической обработкой торцов труб станком подготовки кромок или шлиф машинками до требуемой разделки при этом, металл должен быть сошлифован на глубину от 0,5 до 1,0 мм, а внутреннее усиление заводского шва должно быть сошлифовано «заподлицо» с внутренней поверхностью трубы (п.10.2.7)

Подготовка кромок сосудов, работающих под давлением (ГОСТ Р 52630-2007) (КО 3, ОХНВП 1,2)

Форма подготовки кромок должна соответствовать требованиям технической документации или проекта.

Кромки подготовленных под сварку элементов сосудов должны быть зачищены на ширину не менее 20 мм, Кромки не должны иметь следов ржавчины, окалины, масла и прочих загрязнений. Кромки должны проходить визуальный осмотр для выявления пороков металла. Не допускаются расслоения, закаты, трещины, а для двухслойной стали — также и отслоения коррозионно-стойкого слоя.

При толщине листового проката более 36 мм зону, прилегающую к кромкам, дополнительно следует контролировать ультразвуковым методом на ширине не менее 50 мм для выявления трещин, расслоений и т.д.

Технологические особенности подготовки под сварку и сварки стыковых, угловых, тавровых и нахлесточных соединений одно- и двухсторонних, со скосами и без скоса кромок, на весу и на подкладках.

При стыковом шве в верхнем диапазоне толщины листа должна быть проведена подготовка корня шва с обратной стороны. Это рекомендуется и для предотвращения возникновения дефектов и при всех случаях сваривания подварочных слоев и при двустороннем свариванииX-образных и двойных Y-образных швов в верхнем диапазоне толщины листа. УV-образных швов и швов HV фаза корня может быть несколько ломаной, высота притупления Y-образного шва зависит от используемой силы тока. U- образные швы и двусторонние U-образные швы по экономическим соображениям используются прежде всего при сваривании листов большой толщины, так как из-за небольшого угла раскрытия заполняемый объем шва меньше, чем при V-образных, Y- образных,X-образных и двойных Y-образных швах. У угловых швов зазор между кромками должен быть как можно меньшим, чтобы в него не мог попасть шлак. Это касается в первую очередь Т-образных соединений, соединений внахлестку и угловых швов.

Разделка сварных кромок у нелегированных и низколегированных сталей производится, как правило, газовыми автогенными резаками. Высоколегированные стали и металлы, подвергаемые ручной сварке, могут разрезаться плазменной струей. Удаление возникающей при термической резке оксидной пленки требуется, как правило, только в исключительных случаях. При наличии особенных требований в отношении соблюдения небольших допусков рекомендуется механическая доработка кромок. В особенности это относится к кольцевым швам. Современные технологии резки электронным или лазерным лучом чаще используются в механизированном производстве и являются скорее исключением при ручной сварке стержневым электродом.

Факторы, влияющие на выбор типа сварного соединения

При выборе типа сварного соединения учитывают:

• условия нагружения сварной конструкции при эксплуатации (статические или динамические нагрузки постоянные,переменные и др.)
• способ и условия изготовления сварной конструкции (ручная сварка, автоматическая в заводских или монтажных условиях)
• удобства и возможности при сборке и сварке, достигаемую экономию основного металла, электродов и др.

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