Минимальный катет сварного шва: Катеты сварных швов согласно СП 16.13330 Стальные конструкции — НПФ Техсервис — Техническое оборудование общепромышленного и нефтепромыслового назначения

Содержание

Катеты сварных швов согласно СП 16.13330 Стальные конструкции

Основные требования к размеру катетов сварных швов (толщина металла сварного шва) приведены в разделе 14 СП 16.13330.2011 и СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*».

Согласно п.14.1.7 СП 16.13330.2011 и СП 16.13330.2017, к катету сварного шва ( k_f) предъявляются следующие требования:

1. максимальный размер катета углового шва не должен превышать 1,2 t,

где t- наименьшая из толщин свариваемых элементов;

(катет шва, наложенного на закругленную кромку фасонного проката толщиной, как правило, не должен превышать 0,9 t)

2. размер катета должен быть не менее значений указанных в таблице 38 СП 16.13330.2017

Таблица 38 (СП 16.13330.2017)

Вид соединения	Вид сварки	Предел текучести стали, Н/мм²	Минимальный катет шва k_f, мм, при толщине более толстого из свариваемых элементов t, мм
Вид соединения	Вид сварки	Предел текучести стали, Н/мм²	4-5	6-10	11-16	17-22	23-32	33-40
Тавровое с двусторонними угловыми швами; нахлесточное и угловое	Ручная дуговая	До 285	4	4	4	6	10	12
		Св. 285 до 390	4	5	6	8	10	14
		Св. 390 до 590	5	6	7	8	10	14
	Автоматическая и механизированная	До 285	3	4	4	6	10	12
		Св. 285 до 390	3	4	5	8	10	14
		Св. 390 до 590	4	5	6	8	10	14
Тавровое с односторонними угловыми швами	Ручная дуговая	До 375	5	6	7	8	10	14
Тавровое с односторонними угловыми швами	Автоматическая и механизированная		4	5	6	10	10	18
Примечания: 1 В конструкциях из стали с пределом текучести свыше 590 Н/мм² минимальный катет швов следует принимать по техническим условиям. 2 Для всех сталей при толщине элементов более 40 мм катет сварного шва следует принимать по расчету.

3. расчетная длина углового шва должна быть не менее 4k_f и не менее 40 мм;
4. расчетная длина флангового шва должна быть не более 85β_fk_f,

где β_f — коэффициент, принимаемый по таблице 39 СП 16.13330.2017

За исключением швов, в которых усилие действует на всем протяжении шва.

Таблица 39 (СП 16.13330.2017)

Вид сварки при диаметре сварочной проволоки сплошного сечения d, мм	Положение шва	Коэффициент	Значение коэффициентов *β_f*и βz при нормальных режимах сварки и катетах швов, мм
			3-8	9-12	14-16	св. 16
Автоматическая при d=3-5	В лодочку	*β_f*	1,1			0,7
		*β_z*	1,15			1,0
	Нижнее	*β_f*	1,1	0,9		0,7
		*β_z*	1,15	1,05		1,0
Автоматическая и механизированная при d=1,4-2	В лодочку	*β_f*	0,9		0,8	0,7
		*β_z*	1,05		1,0
	Нижнее, горизонтальное, вертикальное	*β_f*	0,9	0,8	0,7
		*β_z*	1,05	1,0
Ручная и механизированная при d<1,4 или порошковой проволокой	В лодочку	*β_f*	0,7
	Нижнее, горизонтальное, вертикальное, потолочное	*β_z*	1,0

5. размер нахлестки должен быть не менее 5t

min (t_min— толщина наиболее тонкого из свариваемых элементов)

6. соотношение размеров катетов угловых швов следует принимать 1:1;

при разных толщинах свариваемых элементов принимают швы с неравными катетами;
при этом катеты, примыкающие к более тонкому или более толстому элементу, должны удовлетворять требованиям 14.1.7 а) или б) соответственно.

Обозначение сварного шва на строительных чертежах по ГОСТ

Техника безопасности при дуговой сварке по СНиП и ГОСТ

На что влияет катет сварного шва

При сварке ответственных конструкций большое внимание уделяется катету сварного шва. На заводах и предприятиях этот параметр проверяется отдельно и изделие могут признать негодным и отправить на переделку, что повлечет потерю времени и финансовые расходы. Здесь мы рассмотрим, что такое катет шва, как его правильно рассчитать и проверить.

В каких швах бывает катет
Что такое катет сварочного шва
Выбор катета
Расчет катета шва
Последствия неправильного вычисления катета
Что влияет на катет сварного шва
Проверка качества шва

В каких швах бывает катет

Геометрия сварных соединений зависит от способа стыковки двух сторон между собой. При сварке пластин встык (на горизонтальной, вертикальной, потолочной поверхности) на месте соединения образуется валик. Для оценки качества шва измеряют его высоту, ширину, а методом разрушающего контроля или при помощи рентгена смотрят глубину провара. Катета здесь нет.

Катет встречается только на угловых и тавровых соединения. Положение деталей в пространстве не имеет значения. При угловом шве, определить его высоту довольно сложно, поскольку нет плоскости, от которой можно оттолкнуться. Поэтому для оценки качества таких соединений измеряют ширину шва, катет и глубину провара (методами разрушающего и неразрушающего контроля).

Что такое катет сварочного шва

Катет шва — это две стороны треугольника, расходящиеся от прямого угла. По сути, катет здесь имеет такое же определение, что и в школьной геометрии. В идеале, чтобы такой треугольник был равнобедренным, тогда одинаковая часть наплавленного металла ложится на каждую сторону. Это обеспечивает наилучшее удержание деталей и прочность соединения.

Понятие катета сварного шва применимо ко всем видам сварки. Достичь определенного катета при соединении можно покрытым плавящимся электродом (ММА), горелкой полуавтомата (MIG/MAG), неплавящимся вольфрамовым стержнем и горелкой аргоновой сварки (TIG). Поскольку в угловом и тавровом соединении всегда два катета (на вертикальной и нижней поверхности заготовок), при измерении, для удобства, их иногда обозначают как К1 и К2. В хорошем шве К1 и К2 равны.

Выбор катета

Сама поверхность сварочного шва на угловых соединениях бывает:

Выпуклой — валик выступает наружу, иногда превышая длину самого катета. Внешне такой шов выглядит мощно, но увеличенное количество наплавленного металла ведет к образованию внутренних напряжений. Из-за этого изделие склонно к деформациям, особенно, если его стенки 2-3 мм.
Вогнутой — поверхность шва изогнута внутрь и расположена ниже высоты катета. Чтобы получить такую форму, требуется увеличить силу тока и быстрее вести электрод или горелку. На полуавтомате стоит повысить индуктивность, чтобы процесс отделения капли стал более плавным. Это увеличивает глубину проплавления и содействует вогнутой поверхности шва.
Ровной — между сторонами углового соединения почти ровная, косая плоскость поверхности шва. Такое получается реже, но все же возможно. Этот вариант более удобен для механической обработки стыков — мало счищать наплавленного металла и оснастка шлифовальной машины захватывает сразу всю поверхность.

Под катетом в каждом случае подразумевается длина (на горизонтальной части заготовки) и высота (на вертикальной части заготовки) стороны треугольника, начинающаяся от корня шва. По-другому, это расстояние от кромки (наружной границы) шва до поверхности другой детали.

Кажется, чем больше катет, тем лучше, но это не так. Большой катет сварного шва создает напряжения в соединении и ведет к выворачиванию конструкции. Увеличивается площадь нагрева детали. Изделие может сильно повести. Большой катет — это всегда перерасход материала (электродов, сварочной или присадочной проволоки), задержка по времени. Создание шва большой высоты требует длительного удержания дуги на одном месте, что ведет к выгоранию легирующих элементов и более скорой коррозии. Поэтому катет следует рассчитывать правильно для каждой конструкции.

Расчет катета шва

Поскольку угловой сварочный шов похож в сечении на треугольник, узнать высоту и длину его сторон можно при помощи геометрической формулы, задействовав математические способности. Расчет производится по формуле:

T=S*cos45º

Приведенные составляющие расшифровываются так:

T — величина катета шва, которую мы пытаемся вычислить

S — ширина валика (в геометрии — гипотенуза треугольника)

cos45º — это стандартное значение с коэффициентом 0.7

Произведем расчет катета сварного шва на практике. Например, у нас угловое соединение с шириной валика 5 мм. Подставляем это значение в формулу и получаем 5*0.7=3.5 мм. Значит катет шва составляет 3.5 мм. Эта формула применима, когда наплавленный металл равномерно лежит на каждой стороне углового соединения.

Опытным путем были установлены оптимальные параметры сварочного шва для каждой толщины металла. Если их придерживаться, то получится прочное соединение без перерасхода присадочного материала. Представляем характеристики сварочного шва в таблице.

Толщина заготовок, мм	Тип соединения	Минимальный катет шва, мм
4-5	Тавровое с двухсторонним проваром	4
6-10	Тавровое с двухсторонним проваром	4-5
11-16	Тавровое с двухсторонним проваром	4-6
17-22	Тавровое с двухсторонним проваром	5-7
23-32	Тавровое с двухсторонним проваром	6-8
4-5	Тавровое с односторонним проваром или угловое с односторонним проваром	5
6-10	Тавровое с односторонним проваром или угловое с односторонним проваром	6
11-16	Тавровое с односторонним проваром или угловое с односторонним проваром	7
17-22	Тавровое с односторонним проваром или угловое с односторонним проваром	8
23-32	Тавровое с односторонним проваром или угловое с односторонним проваром	9

Как видно, размер катета составляет от 30 до 100% от толщины детали — чем тоньше заготовка, тем ближе величина катета к показателю ее сечения. При сварке деталей с разной толщиной катет выбирается по большему показателю. Например, если вы свариваете заготовки сечением 5 и 10 мм с проваром только с одной стороны, катет шва должен быть 6 мм (берется из расчета, как будто две стороны имеют толщину 10 мм). Если ориентироваться на тонкую сторону, то получится слабое усиление на толстом металле и соединение будет ненадежным. Но в таком случае важно правильно выбрать силу тока и варить с определенной техникой ведения дуги.

Последствия неправильного вычисления катета

Негативные последствия большого катета мы уже рассмотрели. Второй распространенной ошибкой является слишком маленький катет шва. Тогда на сторонах оказывается мало наплавленного металла, что уменьшает силу соединения. При изломе или вибрации конструкция может не выдержать нагрузки и шов треснет. Хотя малый катет экономит расходные материалы, он допустим только на неответственных соединениях (мангал, стол и пр.).

Еще одна ошибка сварщиков — несимметричный катет. Чаще всего бывает нижняя полка шва слишком широкая, а верхняя — чрезмерно короткая. Получается это при неправильной технике или выборе режима сварки, ведь расплавленный металл под действием силы тяжести стекает вниз. Шов выглядит широким, но лишь немного находит на вертикальную сторону, поэтому она держит слабо и не рассчитан на серьезные нагрузки.

Что влияет на катет сварного шва

На формирование катета шва угловых и тавровых соединения влияет ряд факторов:

Направленность горелки или электрода. Если варить угловые швы с удержанием электрода или горелки под углом 45º, то жидкий металл под действием силы тяжести стечет на нижнюю полку, занизив вертикальный катет. Опытные сварщики в таком случае изменяют угол на 20-30º, направляя конец электрода на вертикальную поверхность. Так получается изменить высоту катета, добиться равностороннего треугольника в сечении шва.
Положение изделия в пространстве. Получить равномерный шов на угловом соединении легче, разместив изделие «в лодочку». Тогда поверхность сварочной ванны получается ровной, металл никуда не стекает и одинаково покрывает обе соединяемые стороны.
Скорость ведения дуги. При быстром проведении шов получается узким, а катет нередко малым. Сварка с задержкой ведет к увеличению высоты шва и росту катета. Скорость сварки нужно подбирать на черновой заготовке, попробовав разные варианты, и только потом переходить на сварку ответственного изделия.
Сила тока. Малая сила тока содействует наложению присадочного металла сверху, без глубокого проплавления. Катет получается большой, но качество соединения при этом плохое. Слишком высокий сварочный ток ведет к глубокому проплавлению, но увеличивает текучесть металла, содействует подрезам на вертикальной стороне, что тоже является дефектом.
Индуктивность. Определяет скорость переноса капли расплавленного металла при полуавтоматической сварке. Правильные настройки помогают хорошо прогреть деталь, наложить аккуратный шов, снизить разбрызгивание.
Характеристики присадочного металла. Если стержень плавящегося электрода или проволока полуавтомата имеют высокотемпературные добавки, то сварочная ванна получается более густая, что ведет к росту катета. Низкотемпературные сплавы растекаются быстрее, снижая высоту катета шва.

Проверка качества шва

На заводах и других предприятиях, где производится сварка ответственных конструкций, предъявляются строгие требования к получаемым швам. Они не должны содержать подрезы, поры, непровары, трещины, наплывы. Нередко сварщики получают прямые указания, какой катет требуется (например, все швы должны быть с катетом 6 или 8 мм). Несоблюдение требования ведет к замедлению производства, выговорам и денежному взысканию.

После сварки нужно проверить качество шва, включая катет. Чтобы не заниматься постоянными вычислениями, есть универсальные приборы и инструменты. Рассмотрим все существующие способы.

Неразрушающий контроль

Замер катета шва проводится очень быстро при помощи калибромера. Инструмент с вырезами упирается в стенку изделия и вторым концом наставляется на границу шва. Это показывает катет одной стороны. Перевернув калибромер наоборот и приставив к другой стенке, получаем второй катет.

Второй способ проверки катета — прикладывание стандартного шаблона. Это набор пластин с вырезами на торце. Форма выреза имеет разную ширину и линию гипотенузы. Рядом с каждым торцом выгравирована пометка со значением катета. Поочередно прикладывая торцы шаблона к созданному шву, подбирают наиболее подходящий по ширине и высоте поверхности. Найдя соответствующий, получают значение его катета.

Остальные параметры шва проверяют при помощи:

рентгеновского излучения;
ультразвукового обследования;
гидравлического давления;
раствора аммиака, керосина;
внешнего контроля визуальным путем;
воздушного давления;
магнитографического способа;
капиллярного контроля.

Разрушающий контроль

Точно определить катет сварного шва можно на заготовке, срезав край соединения, чтобы получить доступ к его сечению. Прочертив прямую линию по наружным плоскостям сторон, легко измерить грани полученного треугольника.

Среди других методов разрушающего контроля, показывающего качество соединения (методы не относятся к проверке катета) бывают:

просверливание шва;
давление на сжатие сторон;
давление на разведение сторон;
выкручивание сторон.

Понимая, что такое катет сварного шва, зная его оптимальные параметры, зависящие от толщины металла, получится выполнять качественные соединения. После сварки вы сможете проверить катет на вертикальной и нижней сторонах, чтобы убедиться в соответствии требованиям.

Ответы на вопросы: на что влияет катет сварного шва

Какой шаблон выбрать для измерения катета шва?

СкрытьПодробнее

Большинство сварщиков пользуются шаблоном УШС-2, содержащим 3 пластины с двумя выемками на каждой. Он позволяет замерить катет в диапазоне от 4 до 14 мм.

Можно ли проверить катет шва прибором Ушерова-Маршака?

СкрытьПодробнее

Хотя в некоторых инструкциях к инструменту сказано, что можно, но у него нет такой функции. Он показывает высоту валика углового шва, а это не катет.

Как размер катета обозначается на чертежах по сварке?

СкрытьПодробнее

На чертежах для сварщиков значение катета помечается рисунком равнобедренного треугольника, лежащем на левом боку. Рядом прописывается цифра, указывающая на количество миллиметров.

Как добиться глубокого проплавления при малом катете?

СкрытьПодробнее

Иногда, при сварке толстого металла 5-10 мм, для высокого катета просто нет места (рядом близко расположены другие жесткие элементы конструкции или сварка ведется через узкое монтажное отверстие, ограничивающее угол установки электрода). Тогда следует выполнить углубленную V-образную разделку кромок или оставить между сторонами зазор в 2-3 мм, дав затечь расплавленному металлу внутрь соединения.

Как связаны между собой предел текучести стали и катет шва?

СкрытьПодробнее

Чем выше предел текучести свариваемого металла, тем больше должен быть катет шва. Обычно разделяют значения до 400 МПа и 400-500 МПа.

Остались вопросы

Оставьте Ваши контактные данные и мы свяжемся с Вами в ближайшее время

Обратная связь

Вернуться к списку

Что такое катет сварочного шва и как его определить

Качество сварного шва определяется несколькими характеристиками, среди которых: наличие полостей внутри, ширина, толщина, степень выпуклости и другие. Критерии и параметры отличаются в зависимости от вида сварочного шва. Для прямоугольного стыка одним из основных параметров является катет. Он характеризует прочность соединения и площадь прогрева металла в процессе сваривания.

СОДЕРЖАНИЕ

Виды швов
Что такое катет сварочного шва
Как выбрать катет шва
Как измерить катет шва
Заключение

Виды швов

Сварочный шов образуется в месте стыка двух металлических заготовок в результате расплава металла под воздействием высокой температуры. В зависимости от способа соединения заготовок сварочный шов может быть стыковым или угловым. Соединение деталей осуществляется в одной плоскости. Они расположены торцевой частью стык-в-стык по отношению друг к другу. Во втором случае детали располагаются под углом одна относительно другой.

Помимо уже перечисленных способов соединения может быть еще тавровое. Это случай, когда элементы в месте соединения образуют букву Т: один торцевой частью примыкает к фронтальной стороне иного. При таком способе соединения угол может быть не только прямым, но и острым (тупым) в любой плоскости – по горизонтали, вертикали или смещенный. Шов при любом расположении заготовок формируется между бортами примыканий.

Способ размещения заготовок внахлест лучше всего подходит для сваривания листовых материалов. Наиболее взвешенный вариант для тонких листов железа. В этом случае кратно уменьшается вероятность прожига металла. Свариваться металлы могут с одной или же с обеих сторон.

Каждый из выше рассмотренных способов соединения металлических заготовок имеет очень важную характеристику – катет сварного шва. Это – кратчайшее расстояние от одной детали до углового соединения второй. Другими словами, это сторона равнобедренного треугольника наибольшего размера, который можно вписать в поперечный разрез двух сваренных между собой заготовок. Это очень важная характеристика, которая информирует о качестве сварного шва.

Данный критерий оказывает прямое влияние на такие показатели:

прочность соединения;
результат расчета при соединении изделий с разной толщиной;
вероятность деформации кромок деталей из-за нагрева.

Читайте также: Обозначение сварных швов на чертежах

Что такое катет сварочного шва

Основные геометрические параметры катета прописаны в нормативных документах, которые являются руководством к действию для любого мало-мальски компетентного сварщика, включая и любителей. Здесь же описаны нормативные положения, которые служат основой для математического расчета геометрических характеристик. Геометрические параметры сварного шва напрямую зависят от типа соединения. Вид и размер соединяемых элементов определяют стыковое сечение.

На производственных предприятиях все вычисления проводятся на основе специальных формул. Для работы на частном участке вполне достаточно ранее приготовленных шаблонов. Наиболее практичным считается универсальный шаблон, который состоит из скрепленных между собой пластинок. Выбор делается опытным путем: сопряжения поочередно прикладываются к поверхности изделий до тех пор, пока не будет найден вариант с наиболее плотным прилеганием.

При изготовлении металлических конструкций, от которых не требуется особо высокая прочность, минимальный размер шва определяется в зависимости от толщины заготовки. Сделать это можно «на глаз». Обычно контакт соответствует толщине стенок заготовки. К примеру, при сварке изделий толщиной 6 мм, катет также равняется шести миллиметрам. Если требуются более точные вычисления, то нужно воспользоваться соответствующей формулой.

Проще всего определить нужные параметры можно при помощи таблицы:

По завершению расчетов, на аппарате выставляются оптимальные значения силы тока и величины напряжения. После этого можно приступать непосредственно к сварке.

Помимо прочностных характеристик катет может влиять и на геометрию соединения:

если одна сторона излишне вытянута, то это говорит о том, что на нее наложен расплав, а другая сторона соединена плохо. Подобные дефекты могут возникать из-за смещения дуги в одну из сторон. Важно добиться равномерности сторон катета;
плоский и растянутый расплав свидетельствует о браке, который мог возникнуть из-за слишком короткой дуги;
при катетах очень малой длины на стыках образуются аномально большие выпуклости. Это результат работы с чрезмерно длинной дугой. Брак обусловлен наплавом на поверхности, который быстро разрушается при механическом воздействии.

Как выбрать катет шва

От того, насколько грамотно будет выбран катет, зависит надежность готовой конструкции. Это обусловлено величиной площади соединения. Если катет выбран грамотно, то нагрузка на сварное соединение будет распределяться равномерно по всей площади соединения. Готовое изделие может выдерживать большие механические нагрузки, сильные удары и т.д.

Но не стоит воспринимать большой шов как безусловный показатель надежности. Слишком много – не всегда хорошо. Важно точно просчитать «золотую серединку». Большой наплав может вызвать перенапряжение металлической заготовки, что в свою очередь приведет к снижению ее прочностных характеристик или деформации. В любом из этих случаев использовать деталь в работе нецелесообразно: она или не подойдет, или быстро выйдет из строя.

Как рассчитать катет шва? Он выбирается в соответствии с материалами и поставленными задачами. Это во многом определяет результат работы. Чтобы безошибочно определиться с катетом сварного шва, необходимо четко понимать, какие свойства для него критичный в данной конкретной ситуации. Прежде всего, следует обратить внимание на форму. Она должна быть симметричной по всей длине, а состав – однородным. Для определения этих показателей вполне достаточно обыкновенного визуального контроля.

Хороший шов имеет одинаковую высоту по всей площади стыка. Одинаковой должна быть и ширина. Только при таких условиях механическая нагрузка будет распределяться равномерно, а соединение прослужит максимально долго.

Другим не менее важным показателем является однородность расплава. Как правило заготовки, которые отличаются по составу материалов, между собой свариваются довольно плохо. Чтобы получить хороший результат, нужно правильно подобрать электроды. Важно, чтобы контактирующие плоскости были правильно расположены между собой, а также иметь достаточно большую площадь соприкосновения.

Глубина провара – это еще один значимый критерий. Заготовки должны быть хорошо сварены по всей длине, иначе они не смогут эффективно противостоять нагрузкам. Чтобы придать соединению максимально возможную прочность, профессионалы рассчитывают все его параметры. Они зависят от вида свариваемых элементов. Для получение взвешенного результата нужно учитывать все параметры используемых материалов: длину, ширину и толщину. Прочностные характеристики в наибольшей степени зависят от длины и толщины.

Главным критерием расчета катета сварного шва, который в наибольшей степени влияет на его выбор, является длина, поскольку именно от нее в основном зависит прочность. Следует учесть, что при сваривании очень длинных заготовок не исключена деформация кромок материалов. Исключить появление дефектов, которые могут образовываться в процессе сварочных работ, помогут шаблоны. В подавляющем большинстве случаев для получения высококачественного сварного шва достаточно использовать универсальный шаблон.

Как измерить катет шва

Измерения позволяют контролировать качество работ в процессе их выполнения или по завершению. Они дают возможность объективно оценить полученный результат и определить на каком этапе были допущены ошибки.

Размер стыков определяется на основании геометрических формул. Для получения результата необходимо просчитать катет равностороннего треугольника максимального размера, который можно вписать в сечение соединенных элементов.

Расчеты можно выполнить по-разному. При выборе варианта учитывается способ сварки. К примеру, если выполняется внахлест, а соединяются два металлических листа толщиной 4 мм, то катет тоже будет такой же примерно толщины. В остальных случаях размер катета составляет примерно 40% от толщины металла.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими сварочными столами собственного производства от компании VTM.

Заключение

Катет является очень важной характеристикой сварного шва. Его значение во многом определяет основные параметры полученного соединения. Надежность, долговечность и качество зависят от этого критерия напрямую.

Очень часто достаточно соблюдать простое правило, которое гласит, что катет сварного шва равен толщине металла. Но оно применимо только к тем конструкциям, для которых не требуется высокая прочность и надежность.

Что такое катет сварочного шва и как его определить

Оцените, пожалуйста, статью

12345

Всего оценок: 36, Средняя: 3

Катет сварного шва: правила расчета и выбора

Из этого материала вы узнаете:

Определение катета сварного шва
Расчет катета сварного шва
Измерение катета сварного шва
Правила выбора катета сварного шва
Факторы, влияющие на катет сварного шва
Проверка качества сварного шва

Катет сварного шва наряду с другими параметрами (высотой, длиной, шириной и т. д.) определяет качество всего соединения. От правильности его расчета зависит, насколько прочным получится стык и сможет ли изделие выполнять свои функции.

Несмотря на кажущуюся простоту расчета, при выборе катета имеются свои «подводные камни». В нашей статье мы расскажем, в чем важность этого параметра, рассмотрим способы его вычисления, а также разберем ошибки, которые связаны с величиной катета сварного шва.

Определение катета сварного шва

Сварка позволяет создать прочное соединение на изделии из металла, способное служить долгие годы. Однако при формировании швов важно учитывать целый ряд нормативов. Так, катет сварного шва определяет, смогут ли тяжелые металлоконструкции крупных размеров справляться с постоянными эксплуатационными нагрузками.

Но, прежде чем разбираться, как определить катет сварного шва, следует понять, о чем идет речь, и какие функции ложатся на катет в конструкциях.

Правильно выполненное угловое сварное соединение в разрезе имеет форму равнобедренного треугольника. А расстояние от начала одного стыкового соединения до конца второго и является его катетом. Иначе говоря, так называют длину плоскости наибольшего треугольника, имеющего равные стороны и не выходящего за пределы поперечного сечения.

VT-metall предлагает услуги:

Размер катета определяет прочность сварного шва. Допустим, при данном минимальном показателе не стоит ждать высокой прочности, что объясняется малой площадью сечения.

Тогда как слишком большое значение чревато деформацией металла, связанной с увеличением объема наплавки. Кроме того, большая величина вызывает увеличение энергозатрат в процессе сварки.

Расчет катета сварного шва

Сечение углового сварного шва близко по форме к треугольнику, поэтому вычислить высоту и длину его сторон можно таким образом:

T = S × cos45°,

где:

T – искомая величина катета сварного шва;

S – ширина валика/гипотенуза треугольника;

cos45° – стандартное значение, имеющее коэффициент 0,7.

Разберем расчет на примере. Допустим, есть угловое соединение, у которого валик имеет ширину 5 мм. Тогда вычисление выглядит таким образом: 5 × 0,7 = 3,5 мм. То есть катет равен 3,5 мм.

Стоит отметить, что данная формула может использоваться, если наплавленный металл равномерно закрывает обе стороны углового соединения.

На данный момент установлены точные параметры сварного шва для деталей любой толщины – все показатели были получены опытным путем. Чтобы сформировать прочное соединение и не допустить перерасхода присадки, рекомендуется придерживаться таких показателей:

Толщина заготовок, мм	Вид соединения	Минимальный катет сварного шва, мм
4-5	Тавровое с двухсторонним проваром	4
6–10	Тавровое с двухсторонним проваром	4-5
11–16	Тавровое с двухсторонним проваром	4–6
17–22	Тавровое с двухсторонним проваром	5–7
23–32	Тавровое с двухсторонним проваром	6
4-5	Тавровое с односторонним проваром/угловое с односторонним проваром	5
6–10	Тавровое с односторонним проваром/угловое с односторонним проваром	6
11–16	Тавровое с односторонним проваром/угловое с односторонним проваром	7
17–22	Тавровое с односторонним проваром/угловое с односторонним проваром	8
23–32	Тавровое с односторонним проваром/угловое с односторонним проваром	9

Получается, что катет сварного шва имеет величину в 30-100% от толщины заготовки, и чем последняя тоньше, тем он ближе по размеру к сечению детали. Если необходимо соединить элементы различной толщины, при выборе катета учитывают больший показатель.

Так, сваривая детали сечением 5 и 10 мм с проваром с одной стороны, необходимо обеспечить катет в 6 мм. Во время подобной операции считают, что толщина обеих сторон составляет 10 мм.

Если за основу брать характеристики тонкой стороны, усиление на толстом металле окажется слабым и получится ненадежное соединение. Правда, не менее важно грамотно подобрать силу тока и вести дугу в соответствии с определенной техникой.

Помимо большого катета шва сварного соединения, слишком маленький тоже становится проблемой неопытных сварщиков. Здесь на кромках остается недостаточно наплавленного металла, из-за чего снижаются прочностные характеристики соединения. Поэтому при изломе или вибрации шов треснет, не справившись с нагрузкой.

Хотя малый катет позволяет сократить количество необходимых расходников, он подходит лишь для неответственных соединений, допустим, при изготовлении мангала, стола, пр.

Другая распространенная ошибка – формирование несимметричного катета, где нижняя полка шва оказывается очень широкой, а верхняя – короткой. Это объясняется ошибкой при выборе техники и режима, из-за чего горячий металл просто стекает вниз.

Внешне шов выглядит широким, но на самом деле он только немного находит на вертикальную сторону. В результате соединение неспособно выдерживать значительные нагрузки.

Измерение катета сварного шва

При определении интересующего нас показателя используют различные шаблоны по высоте катета (если в чертеже для обозначения катета сварного шва использована буква «z»), по толщине шва (если обозначен как «а») или по длине гипотенузы (отсутствуют обозначения).

Стоит пояснить, что гипотенузой называется самая длинная сторона прямоугольного треугольника, расположенная напротив прямого угла. Во время сварочных работ роль гипотенузы играет лицевая часть шва.

Шов может иметь разные виды усиления. Для замера катета с любым усилением чаще всего применяют универсальные шаблоны, такие как WG01, WG1, WG2+. Указанные шаблоны измеряют длину катета сварного шва, не затрагивая усиление, то есть гипотенузу.

Немного менее удобны шаблоны с плоскими гранями, так как предполагают определение размеров катета за счет измерения гипотенузы. Недостаток этого подхода кроется в том, что он не позволяет измерять шов с усилением или валиком. Поэтому для оценки длины катетов на усиленных швах выбирают шаблоны, которые имеют вогнутую сторону или гипотенузу.

Либо замеры могут производиться по толщине шва при помощи шаблона Ушерова-Маршакова, если в чертеже перед размером стоит «a».

Правила выбора катета сварного шва

От катета зависит надежность конструкции, поскольку он влияет на площадь соединения элементов и наливочного материала. При грамотном выполнении сварочных работ нагрузка равномерно распределяется по всей площади контакта деталей, благодаря чему изделие справляется, например, с сильными ударами.

Однако не стоит полагать, что большой шов – это гарантия высокой надежности. Помимо этого, требуются подробные расчеты нагрузок, не допускается перенапряжение металла, в противном случае есть риск, что деталь согнется и станет непригодной для дальнейшей эксплуатации.

А значит, сварочный стык должен выбираться под конкретные задачи и свариваемые материалы. Поэтому, задавая размеры катета сварного шва, нужно знать, какие характеристики от него требуются. Основным показателем является форма: важно, чтобы соединение было однородным, равномерным – проверить эти свойства можно просто визуально.

Если говорить подробнее, хороший шов имеет одинаковую высоту и ширину по всей площади контакта. Тогда нагрузки равномерно распространяются вдоль всего соединения.

Говоря о таком свойстве, как однородность, важно учитывать, что материалы, имеющие разный состав, обычно плохо свариваются. Избежать дефектов позволяет правильный выбор электродов.

Также необходимо, чтобы шов имел правильное геометрическое расположение и максимально охватывал соединяемые заготовки.

Глубина провара является еще одним значимым показателем, ведь если детали не контактируют по всей доступной площади, изделие не справится с серьезными нагрузками.

Специалисты заранее просчитывают все характеристики стыка, добиваясь таким образом максимальной прочности конструкции. Чтобы работать по аналогичной схеме, важно уметь рассчитать катет сварного шва – тогда удастся задать ему нужные параметры и выбрать необходимый подход к проведению работ.

Шов рассчитывают на основании типа обрабатываемых заготовок, точнее, учитывают все параметры материалов, такие как размеры, ширина, пр. Нужно понимать, что от толщины и длины изделия зависят его стойкостные характеристики.

Длина считается основным показателем при расчете и выборе типа шва, ведь она влияет на прочность соединения. Если длина достаточно большая, возрастает расход материалов изделия, а также становится возможной их деформация.

Избежать дефектов получится, создав качественное и надежное металлическое изделие при помощи шаблонов – обычно достаточно универсального образца.

Факторы, влияющие на катет сварного шва

Катет угловых и тавровых сварных швов зависит от таких особенностей:

Направленность горелки/электрода. Когда при формировании угловых швов электрод или горелку держат под углом 45°, расплавленный металл стекает на нижнюю полку, вызывая занижение вертикального катета. Чтобы изменить высоту катета, получить правильный треугольник в сечении шва, рекомендуется выбрать угол в пределах 20–30°, направив конец электрода на вертикальную поверхность.
Размещение конструкции. Шов на угловом соединении с большей вероятностью получится равномерным, если изделие будет находиться в положении «в лодочку». Это позволяет обеспечить ровную поверхность сварочной ванны, ведь металлу некуда стекать, поэтому он одинаково покрывает кромки обеих заготовок.
Скорость перемещения дуги. Слишком быстрое движение приводит к образованию узкого шва с маленьким катетом. За счет сварки с задержкой добиваются увеличения катета и высоты шва. Лучше всего подбирать скорость на черновой заготовке, чтобы иметь возможность проверить разные варианты и после этого браться за работу на ответственной конструкции.
Сила тока. Недостаточный показатель приводит к поверхностному наложению присадки, не обеспечивая полноценного проплавления металла. В итоге соединение оказывается ненадежным, несмотря на значительный катет сварного шва. Избыточная сила тока обеспечивает глубокое проплавление, однако приводит к повышенной текучести металла. Из-за этого на вертикальной стороне образуются дефекты, которые называются подрезами.
Индуктивность. Данный показатель определяет скорость переноса капли расплавленного металла во время сварки полуавтоматом. При помощи грамотной настройки удается качественно прогреть заготовку, наложить аккуратный шов, параллельно снизив количество брызг металла.
Свойства присадки. При наличии в стержне плавящегося электрода или проволоки полуавтомата высокотемпературных добавок получается более густая сварочная ванна, а это влечет за собой увеличение размеров катета сварного шва. Тогда как низкотемпературные сплавы быстрее растекаются, что приводит к снижению интересующего нас показателя.

Проверка качества сварного шва

Невозможно добиться надежного, крепкого соединения лишь благодаря правильному расчету размеров катета сварного шва. Необходимо также соблюдать технологию работ, отслеживать, чтобы шов по всей длине был однородным и равномерным.

Убедиться в прочности и большом сроке службы соединения можно при помощи нескольких методов, среди которых наиболее популярными считаются:

Разрушающий. Испытания осуществляют на специальных макетах, что позволяет оценить прочность стыков и всей конструкции. Для этого изделие подвергают повышенным механическим нагрузкам, химическим, металлографическим исследованиям, пр.
Неразрушающий. Сюда входит визуальный осмотр, проверка при помощи магнитных волн, ультразвука и иных приборов.

Рекомендуем статьи

Типы сварных швов: отличия от соединений и описание разновидностей
Как варить электросваркой: технология и важные правила
Конденсаторная сварка: особенности процесса

Для проведения визуального контроля мастеру не требуются специальные навыки или дорогостоящее оборудование. Однако данный метод не позволяет выявить все проблемы. Чтобы не допустить формирования дефектов на сварочном шве, стоит выполнять такие рекомендации:

в месте проведения сварочных работ недопустим сквозняк, сильный ветер, так как подобные условия чреваты формированием пористого шва;
не превышайте допустимую силу сварочного тока, чтобы не нарушить структуру металла;
зазор подбирается в соответствии с толщиной обрабатываемого металла;
работайте с короткой дугой;
не допускайте попадания воды на металл или электроды, используя постоянный ток;
шов должен иметь одинаковую ширину по всей своей длине, ведь даже небольшие отклонения приводят к неравномерному распределению нагрузок и повышенному риску растрескивания соединения с его дальнейшим полным разрушением;
важно, чтобы глубина провара была равномерной, иначе вероятны внутренние трещины;
при выборе электродов учитывайте их диаметр и состав, ведь, например, для выпуклых валиков необходимы расходники, обеспечивающие вязкую и густую консистенцию металла – жидкий расплав приведет к формированию вогнутой линии.

Выбранный режим влияет на качество сварки и форму соединения между заготовками. Чтобы увеличить глубину и сократить ширину шва, необходимо передвигать электрод с большей скоростью. Если нужно уменьшить глубину и увеличить ширину, стоит изменить напряжение.

Эти несложные советы вместе с правильными расчетами катета сварного шва позволяют добиться высокого качества и значительной прочности соединений.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

что это такое, способы расчета и влияние размеров на прочность шва

У сварочных швов есть различные характеристики. Например, ширина, толщина или высота усиления. И эти характеристики напрямую зависят от разновидности соединения: прямого или углового сварного шва. С помощью таких характеристик можно без труда рассчитать катет сварочного шва. Это очень полезный расчет, он позволит вам улучшить качество своей работы и не только.

Но что такое катет сварного шва? Как измерить катет шва по его ширине? И зачем вообще необходимо измерение катета? В этой статье мы постараемся кратко ответить на эти вопросы и рассказать, как произвести расчет катета сварного шва от толщины металла. Новичкам будет достаточно прочтения одного этого материала, чтобы вникнуть в суть.

Что в сварочном соединении обозначает катет

Лучшим способом получить выносливые и долговечные соединения изделий из металлов является их сваривание. Но состыковка отдельных деталей в цельные конструкции должна осуществляться в соответствии действующих нормативов. Смогут ли массивные и габаритные металлоконструкции выдерживать постоянные эксплуатационные нагрузки непосредственно зависит от катета сварочного соединения.

Что такое катет в сварке и какие функции он выполняет в готовых изделиях? Если рассматривать образуемый угловой сваркой стык в разрезе, то в идеале он должен воссоздавать равнобедренный треугольник. Расстояние от начала одного стыкового соединения до конца второго обозначает катет сварочного шва.

Другими словами, катет шва при сварке — это длина плоскости наибольшего треугольника с равными сторонами, который не выходит за пределы поперечного сечения.

От величины катета напрямую зависит прочность шовного соединения. Например, недостаточной прочность будет при минимальной величине катета из-за небольшой площади сечения, а при чрезмерно большом значении может возникнуть деформация металла по причине увеличенного объема наплавки. Также большая величина влечет за собой повышенный расход электроэнергии и используемых при сваривании материалов.

Типы сварочных соединений и геометрия угловых стыков

Место сцепления деталей, созданное посредством расплавления и последующего остывания металла, называют сварочным швом. В зависимости от конфигурации и варианта расположения заготовок швы разделяются на стыковые и угловые. Первая разновидность в одной плоскости соединяет торцами два элемента, вторая — образует угол между свариваемыми заготовками.

Основными геометрическими параметрами угловых соединений являются:

толщина, состоящая из глубины провара и выпуклой части;
ширина — размер наваренной между двумя деталями линии в поперечном сечении;
высота — расстояние между началом стыка и гипотенузой;
выпуклость — длина линии, проведенной от гипотенузы до самой высокой и выпуклой точки шовного стыка;
корень — максимально удаленная от поверхностей стыкуемых элементов часть наплавления;
глубина провара — определяется по заполненному металлом зазору без учета выпуклости;
катет шва при сварке — расстояние между кромкой соединения и поверхностью второй заготовки.

Есть ряд специалистов, особенно начинающих сварщиков, которые попросту не понимают, что такое катет сварного шва и считают, что для повышения прочности стыка достаточно увеличить объем наплавки. Но такое мнение является большой ошибкой и чем больше металла наплавлять, тем высшие риски перегрева материала.

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.

Расчет катета

Чтобы избежать ошибок и изготовить действительно качественную, способную выдерживать высокие нагрузки металлоконструкцию необходимо предварительно рассчитать какой должен быть катет сварного шва.

От этого показателя непосредственно зависят прочностные характеристики создаваемых изделий, в частности:

нельзя увеличивать наплавление, поскольку от этого существенно изменяются в худшую сторону прочностные характеристики;
если повысить ширину охвата, то сразу же расширяется площадь нагревания и соответственно расплавляется большее количество металла. В результате это становится причиной деформации всей конструкции;
слишком большие ширина и высота сварных швов существенно повышают количество расходуемых материалов, а если речь идет о массовом производстве, то такие затраты попросту недопустимы;
при сваривании заготовок разной толщины очень важно определить значение катета, и рассчитывать его нужно с учетом геометрических параметров детали, которая тоньше;
слишком узкие шовные соединения не обладают должной прочностью и понижают качество всей конструкции. Особенно важно это в случаях, когда готовые изделия будут подвергаться постоянным нагрузкам.

Расчет катета сварного шва позволяет еще до начала сварочных работ определить какими прочностными свойствами будет обладать металлоконструкция. Кроме этого и с финансовой точки зрения наличие таких показателей необходимо. Вплоть до копейки можно рассчитать себестоимость работ, обеспечивая экономию на расходе электроэнергии и комплектующих.

Критерии выбора катета сварочного стыка

Длина сварного шва вычисляется в отдельности для каждого из подлежащих спайке элементов. Полученный результат напрямую зависит от ряда характеристик:

толщина соединяемых друг с другом деталей;
материал, из которого выполнены заготовки;
тип соединения — одно- или двухстороннее в зависимости со скольких сторон проваривается угол;
технические характеристики расходных материалов, в частности проволоки и электродов.

Для обеспечения нужной прочности важно правильно определить размеры валика. Недопустимой считается завышенная или минимальная длина сварного шва, она должна соответствовать действующим нормам.

Влияние катета на геометрические параметры углового шва

Кроме прочностных показателей катет углового сварного шва влияет на правильность геометрии создаваемых соединений:

когда одна из сторон стыкового соединения слишком вытянута, то это является признаком того, что только на одну заготовку наложен расплав, а вторая заготовка прикреплена плохо. Поэтому важно чтобы с обеих сторон катеты были одинаковыми. Дефекты такого характера возникают из-за смещения дуги вправо или влево;
растянутый и плоский валик указывает на то, что расплавившийся металл хаотично растекся по поверхности деталей. Это тоже считается браком, образующимся из-за чрезмерно короткой дуги;
при очень коротких катетах на стыковых соединениях образуются большие выпуклости. Такие дефекты возникают при длинной дуге, металл при этом застывает сверху и даже при небольших нагрузках сразу же появляются трещины.

Чтобы получить идеальный вариант сварного шва наряду с контролем за геометрическими параметрами нужно также соблюдать технологию сваривания. Дуга после зажигания должна находиться строго по центру создаваемого стыка. Оптимальной считается длина дуги, когда она составляет 1-1,5 исходя от диаметра электрода.

Скорость движения и форму сварочной ванны необходимо контролировать. Ванна должна иметь овальную форму. Если визуально она напоминает круг или слишком вытянута, то это прямой признак неправильности сварного процесса. Непровары металла возникают вследствие высокой скорости перемещения электрода. Когда скорость очень низкая, то высока вероятность появления прожогов металла.

Каждый из указанных выше факторов крайне важен в сварочном процессе. Но при соблюдении техники сваривания и зная каким должен быть размер катета сварного шва не сложно выполнить качественные стыковочные соединения, обеспечивающие надежность и долговечность любой конструкции.

Скорость и режим проведения сварки

Для того чтобы при проведении работ получить оптимальный катет сварного шва, а также обеспечить прочное соединение, необходимо учитывать несколько пунктов.

Основными параметрами выбранного режима работы будут являться сила тока, а также напряжение. Специалисты в этой области знают, что если увеличить силу тока, а также создать стабильное напряжение, то сварной шов окажется глубже и будет иметь меньшую толщину. Если же в процессе работы сохранить стабильный ток, но изменить напряжение, то полученное соединение будет менее глубоким, но его толщина возрастет. Из этого следует логичный вывод, что и толщина катета сварного шва будет также изменяться.
Второй фактор — это скорость. Если не превышать этот параметр более чем на 50 м/час, то глубина проварки стыка будет расти, а толщина уменьшаться.
Если же сделать все наоборот, то есть увеличить скорость, то уменьшится не только глубина сварки, но и толщина катета шва. Также будут снижены характеристики металла, образовавшегося внутри зазора между заготовками. Это происходит из-за того, что при быстром перемещении нагрев ванны оказывается незначительным.

Читать также: Основные элементы спирального сверла

Как провести расчеты катета сварочного стыка

Что такое катет шва в сварке и каким образом он влияет на технические характеристики полученных в процессе сваривания изделий можно понять по выше изложенному материалу. Поэтому сомнения по поводу проведения вычислений этого параметра лишние.

Значения сварочных соединений и показатели их прочности в промышленных условиях вычисляют математическим путем, применяя для этого специальные формулы.

В бытовых условиях измерения можно выполнить с помощью готового специализированного шаблона-катетометра. Это состоящий из калиброванных пластин прибор. Перпендикулярно к линии стыка поочередно прикладывают каждую пластинку, результат определяется по той, которая плотнее всех прилегает к поверхностям.

Если под рукой у мастера нет катетометра, то вместо него можно использовать угольник и штангенциркуль. К одной из заготовок прикладывается угольник, при этом его вершина должна опираться в вершину полученного при сваривании валика. К другой вершине нужно опустить щуп штангенциркуля. Измерение катета сварного шва выполняется по вылету щупа, который равен вычисляемой длине.

Здесь следует обратить внимание на то, что при наличии длинных шовных валиков на проверку уходит достаточно много времени, а сами измерения не обладают высокой точностью.

Другие способы визуального вычисления катета

Существует несколько эффективных методов как измерить катет сварного шва, сущность которых состоит на физических принципах. К таковым относят ультразвуковой контроль, дефектоскопирование, просвечивание стыков рентгеновскими и гамма-лучами, радиографический способ.

Капиллярным методом и магнитным зонированием иногда проводят определение катета сварного шва. Но такие способы весьма затратные, поскольку для контроля необходимы дорогостоящие реактивы и аппаратура.

Есть еще специальные компьютерные программы, позволяющие быстро выполнить необходимые расчеты и получить точные показатели. В данном случае потребуется предварительно измерить геометрические характеристики сварочного стыка. Сделать это можно с помощью универсальных шаблонов визуальным путем:

прибор Красовского УШК-1. Применяют для замеров зазоров между свариваемыми деталями, габаритов стыковых, тавровых и нахлесточных соединений;
измерительное устройство УШС-2. Это комплект шаблонов, которыми катет сварки определяется по выпуклой гипотенузе с диапазоном 4-14 миллиметров;
прибор УШС-3. Процесс измерения с ним более сложный. С его помощью проверяются показатели углов разделки швов, высота сварного шва и смещение между соединяемыми элементами;
шаблон, оснащенный измеряющим Маршака-Ушерова УШС-4. Предназначен для проведения промеров корня шва, углов и размера катета. Среди всех приборов считается наиболее универсальным.

Не стоит недооценивать определение «что такое катет сварного шва», потому что от него прямо зависит качество работ, прочность соединительного стыка и всей конструкции в целом.

Визуальный метод получения геометрических значений не требует особых навыков и применения дорогостоящего оборудования, а также является наиболее финансово доступным способом проверки сварных изделий на соответствие поставленному техническому заданию.

Способы контроля

Контроль сварочных швов – неотъемлемая часть технологического процесса. Прежде всего, соединение необходимо исследовать на устойчивость к разрушающим нагрузкам. Формы контроля могут быть разными. Они зависят от принципов, на которых основываются. К передовым методам относится радиография, рентгенография, облучение гамма-лучами, ультразвуковой и вихретоковый контроль. Сюда же следует добавить магнитное зондирование, а также капиллярный способ исследования швов. Представленные виды контроля требуют наличия дорогостоящей аппаратуры и не всегда могут быть реализованы, особенно в условиях мелкого производства.

В качестве подручного прибора для измерения катетов может служить готовый шаблон. Если быть точным, то практическое значение имеет не один шаблон, а целый набор.

В самой простой конструкции шаблон представляет собой набор пластин, скрепленных одним концом. На другом конце выполнены прорези, соответствующие форме поперечного среза шва. Мастер поочередно прикладывает шаблоны к заготовке и определяет максимально соответствующий из них. На каждом шаблоне нанесен размер соответствующего катета.

Существует еще несколько приборов, которые по своему принципу действия представляют шаблоны, только способ измерения катетов у них несколько отличается. Шаблон Красовского предназначен для определения зазоров между заготовками. Универсальный шаблон сварщика (УНС-2) – набор пластин с вырезами. По форме выпуклой гипотенузе можно определить длину катетов. Шаблон Маршака-Ушерова позволяет измерить не только катет, но и определить корень шва. Этот прибор считается самым универсальным из всех описанных выше.

Как рассчитать катет с учетом толщины исходного материала

Чтобы безошибочно вычислить размер катета сварного шва от толщины металла требуется линию треугольника выбирать с учетом габаритов самих изделий, вида и положения спая. Для каждой детали индивидуально происходит подбор, но при этом обязательно необходимо руководствоваться общими принципами.

Чтобы соединение было надежным и основательным, обе одинаковые по длине стороны треугольника должны находиться перпендикулярно одна к другой.

Сами спаи могут быть разными:

стыковые: с односторонним, криволинейным, V или X-образным скосом, или вообще без скоса кромок;
выполненные внахлест;
торцевые;
угловые: не меньше 30° должен быть угол, двух- или односторонние с ровными кромками, с двумя или одним скошенным краем;
тавровые: со скосами (одним или двумя) или без них, с прямым или острым углом, одно- и двухсторонние.

Среди перечисленных выше типов состыковок расчет катета сварного шва от толщины металла допустим только для тавровых, нахлесточных и угловых.

Если необходимо состыковать разные по габаритам элементы, то следует катет сварного шва принимать по наименьшей толщине свариваемых деталей.

В случаях, когда сильным нагрузкам сваренная конструкция подвергаться не будет, то габариты шовного соединения можно определить по толщине материала. Например, при соединении элементов с толщиной каждого около 4-5 мм приблизительный катет не должен превышать 4 миллиметров. Если заготовки более толстые в пределах 5-6 мм, то максимальным показателем является 5 мм.

Вычисление размеров катета важно на предприятиях и заводах при серийном производстве металлоконструкций. Имея в наличии необходимые значения можно избежать брака, а также в разы сократить производственные затраты.

Тавровое сварное соединение

Часто возникает необходимость соединить элементы, которые расположены в разных плоскостях. Наилучшее решение в этом случае — тавровое соединение, где торец одной заготовки примыкает под прямым или иным углом к другой. Типы подобных соединений различаются в пределах 9 видов, предусмотренных ГОСТом. Тавровое соединение требует глубокого проплавления в месте стыка, шов обычно делают автоматической сваркой или же заранее подготавливают кромки, например, угловым швом, который можно сделать вручную, или стыковым. Вид шва, которым было произведено соединение, влияет на его расчет. Здесь во внимание принимается тот факт, что место сварки, предварительно обработанное, будет намного прочнее основного металла.

Расчет размера катета с применением математических формул

Известно множество математических способов для того как рассчитать катет сварного шва. Практически для каждого типа стыков существуют отдельные формулы и при необходимости их без особых проблем можно найти в интернете на специализированных сайтах, как собственно и таблица катетов сварных швов находится в открытом доступе для пользователей.

Если рассматривать валик как треугольник, то квадрат катета в нем аналогичен объему наплавки. Например, когда 10 мм составляет длина спая и при этом всего на 1 мм увеличен катет (К), то на целых 20% потребуется больше затратить проволоки.

При состыковке деталей толщиной до 4 миллиметров внахлест К должен равняться 4 мм. При высшем значении необходимо вычислить от толщины 40% и добавить 2 мм к полученному результату.

Но перед тем как выбрать катет сварного шва нельзя забывать о том, что угловые швы бывают нескольких разновидностей:

нормальные, на которых нет вогнутых и выпуклых участков. В данном случае катет аналогичен толщине металла;
вогнутые. Здесь катет сварного шва минимальный и составляет 0,85;
выпуклые. Чтобы узнать какова оптимальная толщина сварного катета расчет осуществляется по формуле: К = S x cos45°. Символ S обозначает ширину спая, а cos45° — это постоянная величина, составляющая 0,7071;
специальные, в которых треугольник валика не разносторонний.

Чтобы с максимальной точностью вычислить катет сварочного шва в зависимости от толщины металла одних только математических действий будет недостаточно. Особое значение отводится текучести свариваемого металла и технологии, посредством которой проводятся сварочные работы.

Тем, кто не может выполнить быстрые расчеты и затруднятся как выбрать катет сварного шва таблица 1 в разы упростит работу.

Для материалов с другими пределами текучести металла при необходимости рассчитать минимальный катет сварного шва таблица 2 также будет полезной для применения в работе.

ВАЖНО! Полученный при математических вычислениях результат необходимо дополнительно сверить с выдвигаемыми к геометрии шовных соединений требованиями ГОСТа 5264-80, ГОСТа 11543-75 и другими нормативными материалами.

Виды швов

На сегодняшний день различают два основных вида сварного шва. Здесь важно понимать, что шов и сварочное соединение — это разные вещи.

Сварные стыковые швы. Этот тип используется при соединении деталей встык, то есть торцами. Чаще всего на практике этот тип шва используется при сборке трубопроводов, а также при производстве конструкций из листового металла. Применение такого типа шва считается наиболее экономным, а также наименее затратным в плане энергии.
Есть также угловые швы. На самом деле здесь стоит выделить три типа — угловые, тавровые, нахлесточные. Разделка кромок материалов в этом случае может быть как односторонней, так и двухсторонней. Это зависит от толщины металла. Угол разделки находится в пределах от 20 до 60 градусов. Однако здесь важно понимать, что чем больше выбран угол, тем больше придется потратить расходных материалов, а также снизится качество.

Как вычислить размер катета для соединения 1 м

При выполнении сварочных работ в домашних условиях достаточно измерить превышающую толщину материала на 1-1,15 мм сторону и примерно определить по ней катет сварного шва, таблица с готовыми параметрами также станет хорошим помощником начинающим сварщикам. Но выполненные таким образом расчеты довольно условные, основанные на предпосылках.

Работающим на крупных промышленных предприятиях профессиональным сварщикам не нужно объяснять, что такое катет при сварке шва и какова его важность. Главной целью проектных расчетов при массовом производстве объектов и конструкций из металлических сплавов является определение подходящего размера спая по отношению к конкретным показателям осевого напряжения и растяжения материала.

Для расчета размера наплавленной присадки соответственно нагрузки на растяжение применяют следующую формулу: L = F/ ρ x [ρ], в которой L – длина наплавленного спая, F — будущая нагрузка на сварочное соединение, которой шов будет подвергаться, Ρ — максимально допустимая нагрузка на стык в процессе эксплуатации готового изделия.

Для вычисления по осевому напряжению приемлемой протяженности существует другая формула: L = F/0,7K x ρ

Как определить катет сварного шва из этой формулы? Путем простых математических действий можно вывести новую формулу, по которой К = 0,7 х L х ρ

Учитывая то, что нам необходимо определить габариты катета для одного метра шовной наплавки, то конечный результат будет К = 0,7 х ρ

Если внимательно проанализировать приведенный порядок расчета, очевидным становится вывод — размер катета напрямую зависит от значений допустимой нагрузки на соединительный шов. Узнать допустимые нормы нагрузок при сваривания разными методами можно с помощью специальных таблиц.

Уже на этапе разработки проектной документации необходима толщина сварочного шва, расчет показателя выполняется с учетом:

класса и разновидности сварки;
марки используемых электродов;
допустимой действующими нормами нагрузки;
показателей осевого напряжения и растяжения;
высоты усиления сварного шва.

На основании этих значений создается чертеж соединительного стыка, уточняются размеры и технические характеристики стыкуемых элементов. Также в процессе проектирования конструкции исчисляется катет шва по наименьшей толщине свариваемых деталей, что дает возможность оптимизировать себестоимость и повысить качество сварочного процесса.

Геометрия шва

Катет шва должен соответствовать геометрическим параметрам, указанным в нормативных документах. По ним же осуществляются математические расчеты основных геометрических характеристик по формулам и таблицам.

Параметры сварного шва.

Геометрия сварочного стыка определяется типом соединения. От типа и размеров свариваемых деталей будет зависеть сечение стыка.

На производстве все параметры и прочность соединений рассчитывают с помощью формул. В домашних условиях можно ограничиться готовыми шаблонами.

Наиболее удобным и распространенным является универсальный шаблон, представляющий собой набор скрепленных между собой пластинок. Поочередно прикладывая их к поверхности изделий, выбирают ту, которая наиболее плотно к ним прилегает.

При сварке металлических конструкций, не требующих высокой прочности и надежности, минимальный размер шва определяют исходя из толщины металла.

Оценить контакт на глаз очень просто. Обычно он соответствует толщине металла. Так, для сварки изделий толщиной 7 мм, катет также должен равняться 7 мм. Можно провести и более точные расчеты, воспользовавшись соответствующей формулой.

После выполнения расчетов выбирают необходимый ток и напряжение, после приступают к сварке.

ГОСТ катетов стыковых швов

Чтобы в процессе эксплуатации металлоконструкции выдерживали возлагаемые на них нагрузки все присутствующие на них шовные соединения должны соответствовать нормативным показателям.

Основным документом, регламентирующим размеры сварных соединений, а также типы и характеристики конструктивных элементов металлоизделий является ГОСТ.

Здесь четко указано, что при необходимости состыковать разные по толщине детали соединять их можно таким же образом, как и заготовки с равной толщиной. Только при этом разница между двумя показателями не должна превышать нормативных значений.

В одном из пунктов ГОСТа обусловлены допустимые смещения кромок по отношению друг к другу и установлены четкие параметры смещений в соответствии толщины заготовки. В приложении к документу описаны все возможные минимальные размеры катетов, которые в обязательном порядке следует учитывать при сваривании металлоконструкций.

Последствия неправильного вычисления сварного катета

Начинающие сварщики довольно часто припускаются ошибок в проведении расчетов, вследствие чего получают неправильные значения размеров катета. В случаях изготовления простых конструкций незначительные отклонения не представляют никакой опасности. Когда же ошибки допущены при создании габаритных несущих конструкций, то последствия могут быть непоправимыми. Поэтому задача первостепенной важности при сварочных работах — с безупречной точность рассчитать параметры стыков и в частности катет сварочного шва (что это такое более детально описано выше).

Любой излишек наплавления по линии соединения понижает прочность, вызывает разбрызгивание расплавленного металла, образование наплывов на поверхности деталей, а также повышает расход электродов и электроэнергии.

Но самой большой проблемой неверно выполненных расчетов является то, что даже при незначительных нагрузках конструкция начнет разрушаться и дальнейшая ее эксплуатация будет невозможной.

Конфигурация сварных швов

Сварные швы также отличаются по своей конфигурации. Тут можно выделить несколько видов: продольные прямолинейные и криволинейные, кольцевые.

Если будет осуществляться сварка продольных швов, то очень важно провести тщательную подготовку поверхности металла, особенно если работы будут проходить с большой протяженностью шва. При создании такого типа шва важно, чтобы поверхность не была волнистой, а все заусеницы кромок необходимо очистить. Также важной деталью будет удаление влаги, ржавчины, грязи или любых других нежелательных элементов с рабочей поверхности до начала сварки.

Если будет проводиться кольцевая сварка, то тут очень важно откорректировать режим работы сварочного аппарата. Если диаметр изделия небольшой, то для достижения качественного сварочного шва важно понизить силу тока.

Можно добавить, что полученные швы могут быть не только вогнутыми или выпуклыми, но и плоскими. Плоские и вогнутые типы лучше всего подходят для тех конструкций, которые эксплуатируются при динамических нагрузках. Причиной этому стало то, что у такого типа шва отсутствует ощутимый переход от самого соединения к металлу.

Как проверить качество шва и сварочных работ

Чтобы сварное соединение получилось надежным и прочным недостаточно только правильно рассчитать параметры катета. Важно также строго соблюдать технологию сваривания и следить, чтобы по всей протяжности швы были однородными и равномерными.

Существует несколько способов как проверить катет сварного шва на прочность и долговечность. Самыми популярными и часто применяемыми являются два метода:

разрушающий. На специальных макетах проводятся разного рода испытания, по результатам которых определяется прочность стыков и конструкций в целом. Это могут быть повышенные механические нагрузки, химические, металлографические и другие исследования;
неразрушающий. Этот способ контроля включает визуальный осмотр соединения, исследования с использованием магнитных волн, ультразвука и другого специализированного оборудования.

Визуальный контроль не требует особых навыков и наличия дорогостоящих приборов. Но его недостаточно для того, чтобы обнаружить присутствующие дефекты и неточности. Избежать образования на сварочном шве изъянов можно, если соблюдать при его создании некоторые правила:

в месте сваривания не должно быть сквозняка и сильного ветра, поскольку это первые причины возникновения пор в соединительном стыке;
сварочный ток превышать нельзя — это нарушает структуру металла;
в зависимости от толщины металла необходимо правильно выбирать зазор;
дугу лучше всего использовать короткую;
при работе с постоянным током нельзя допускать чтобы на металл или электроды попадала вода;
следить за тем, чтобы на всей протяженности шва одинаковой была его ширина. Даже при малейших отклонениях неравномерно будут распределяться нагрузки и возрастают риски появления трещин и полного разрушения сварочного стыка;
контролировать глубину провара, она должна быть равномерной. В противном случае могут возникнуть внутренние трещины;
правильно подбирать электроды для сварки. Касается это как диаметра, так и состава металлического стержня. Для выпуклых валиков подойдут электроды, которые при расплавлении образуют вязкую и густую консистенцию. Если расплав очень жидкий, то линия получится вогнутой.

От режима работы во многом зависит качество сварки и форма шовного соединения. Если нужно увеличить глубину и уменьшить ширину шва, то достичь этого можно при повышении скорости передвижения электрода. Когда наоборот глубину необходимо уменьшить и ширину сделать больше, то просто следует изменить напряжение.

Придерживаясь этих простых рекомендаций в сочетании с правильно выполненными расчетами можно не сомневаться в качестве и высоких прочностных показателях сварочного стыка.

Профессиональные сварщики на крупных производственных объектах до миллиметра определяют геометрические параметры и технические характеристики будущего шва. Но если нарушать сварочные технологии и игнорировать контрольные проверки, то даже самые точные расчеты шовных соединений не обеспечат гарантии качества сварных конструкций.

Свойства

Получив представление о геометрических параметрах, можно разбираться со свойствами сварного соединения. Основные свойства — это:

однородность наплавки сварного валика ;
равномерность наплавки;
глубина проварки.

Под равномерностью понимают постоянство геометрических параметров вдоль шовной линии, прежде всего:

высоты шовного материала;
его ширины.

Если в каком-либо месте ширина окажется меньше проектной, то там в ходе эксплуатации изделия под внешней нагрузкой будут концентрироваться механические напряжения. В этой точке наиболее вероятно разрушение конструкции.

Однородность – это отсутствие дефектов сварки, таких, как пористость или неоднородность шовного материала.

Однородный сварной шов

Соблюдение глубины проварки проектной, ее постоянство обеспечивает заданную площадь сплавления заготовок, что гарантирует способность конструкции выдерживать большие нагрузки.

что это такое, способы расчета и влияние размеров на прочность шва

Содержание:

Что в сварочном соединении обозначает катет
Типы сварочных соединений и геометрия угловых стыков
Расчет катета
Критерии выбора катета сварочного стыка
Влияние катета на геометрические параметры углового шва
Как провести расчеты катета сварочного стыка
Как рассчитать катет с учетом толщины исходного материала
Расчет размера катета с применением математических формул
Как вычислить размер катета для соединения 1 м
ГОСТ катетов стыковых швов
Последствия неправильного вычисления сварного катета
Как проверить качество шва и сварочных работ
Интересное видео

Сварные металлоконструкции активно используются в самых разных направлениях жизнедеятельности: строительстве, промышленности, автомобилестроении, в быту и других областях. Чтобы конструкции были долговечными и безопасными в эксплуатации недостаточно выбрать оптимальный режим сваривания и качественные металлические заготовки.

Прочность соединительных швов непосредственно зависит от того, насколько правильно рассчитаны их параметры еще до начала сварочного процесса. Если прочность стыковых соединений зависит от ширины валика, то для угловых стыков важным нормативом является катет сварного шва.

Что в сварочном соединении обозначает катет

Типы сварочных соединений и геометрия угловых стыков

Основными геометрическими параметрами угловых соединений являются:

толщина, состоящая из глубины провара и выпуклой части;
ширина — размер наваренной между двумя деталями линии в поперечном сечении;
высота — расстояние между началом стыка и гипотенузой;
выпуклость — длина линии, проведенной от гипотенузы до самой высокой и выпуклой точки шовного стыка;
корень — максимально удаленная от поверхностей стыкуемых элементов часть наплавления;
глубина провара — определяется по заполненному металлом зазору без учета выпуклости;
катет шва при сварке — расстояние между кромкой соединения и поверхностью второй заготовки.

Расчет катета

От этого показателя непосредственно зависят прочностные характеристики создаваемых изделий, в частности:

нельзя увеличивать наплавление, поскольку от этого существенно изменяются в худшую сторону прочностные характеристики;
если повысить ширину охвата, то сразу же расширяется площадь нагревания и соответственно расплавляется большее количество металла. В результате это становится причиной деформации всей конструкции;
слишком большие ширина и высота сварных швов существенно повышают количество расходуемых материалов, а если речь идет о массовом производстве, то такие затраты попросту недопустимы;
при сваривании заготовок разной толщины очень важно определить значение катета, и рассчитывать его нужно с учетом геометрических параметров детали, которая тоньше;
слишком узкие шовные соединения не обладают должной прочностью и понижают качество всей конструкции. Особенно важно это в случаях, когда готовые изделия будут подвергаться постоянным нагрузкам.

Критерии выбора катета сварочного стыка

толщина соединяемых друг с другом деталей;
материал, из которого выполнены заготовки;
тип соединения — одно- или двухстороннее в зависимости со скольких сторон проваривается угол;
технические характеристики расходных материалов, в частности проволоки и электродов.

Влияние катета на геометрические параметры углового шва

когда одна из сторон стыкового соединения слишком вытянута, то это является признаком того, что только на одну заготовку наложен расплав, а вторая заготовка прикреплена плохо. Поэтому важно чтобы с обеих сторон катеты были одинаковыми. Дефекты такого характера возникают из-за смещения дуги вправо или влево;
растянутый и плоский валик указывает на то, что расплавившийся металл хаотично растекся по поверхности деталей. Это тоже считается браком, образующимся из-за чрезмерно короткой дуги;
при очень коротких катетах на стыковых соединениях образуются большие выпуклости. Такие дефекты возникают при длинной дуге, металл при этом застывает сверху и даже при небольших нагрузках сразу же появляются трещины.

Как провести расчеты катета сварочного стыка

Другие способы визуального вычисления катета

прибор Красовского УШК-1. Применяют для замеров зазоров между свариваемыми деталями, габаритов стыковых, тавровых и нахлесточных соединений;
измерительное устройство УШС-2. Это комплект шаблонов, которыми катет сварки определяется по выпуклой гипотенузе с диапазоном 4-14 миллиметров;
прибор УШС-3. Процесс измерения с ним более сложный. С его помощью проверяются показатели углов разделки швов, высота сварного шва и смещение между соединяемыми элементами;
шаблон, оснащенный измеряющим Маршака-Ушерова УШС-4. Предназначен для проведения промеров корня шва, углов и размера катета. Среди всех приборов считается наиболее универсальным.

Как рассчитать катет с учетом толщины исходного материала

Сами спаи могут быть разными:

стыковые: с односторонним, криволинейным, V или X-образным скосом, или вообще без скоса кромок;
выполненные внахлест;
торцевые;
угловые: не меньше 30° должен быть угол, двух- или односторонние с ровными кромками, с двумя или одним скошенным краем;
тавровые: со скосами (одним или двумя) или без них, с прямым или острым углом, одно- и двухсторонние.

Расчет размера катета с применением математических формул

нормальные, на которых нет вогнутых и выпуклых участков. В данном случае катет аналогичен толщине металла;
вогнутые. Здесь катет сварного шва минимальный и составляет 0,85;
выпуклые. Чтобы узнать какова оптимальная толщина сварного катета расчет осуществляется по формуле: К = S x cos45°. Символ S обозначает ширину спая, а cos45° — это постоянная величина, составляющая 0,7071;
специальные, в которых треугольник валика не разносторонний.

Как вычислить размер катета для соединения 1 м

Для вычисления по осевому напряжению приемлемой протяженности существует другая формула:
L = F/0,7K x ρ

класса и разновидности сварки;
марки используемых электродов;
допустимой действующими нормами нагрузки;
показателей осевого напряжения и растяжения;
высоты усиления сварного шва.

ГОСТ катетов стыковых швов

Последствия неправильного вычисления сварного катета

Как проверить качество шва и сварочных работ

разрушающий. На специальных макетах проводятся разного рода испытания, по результатам которых определяется прочность стыков и конструкций в целом. Это могут быть повышенные механические нагрузки, химические, металлографические и другие исследования;
неразрушающий. Этот способ контроля включает визуальный осмотр соединения, исследования с использованием магнитных волн, ультразвука и другого специализированного оборудования.

в месте сваривания не должно быть сквозняка и сильного ветра, поскольку это первые причины возникновения пор в соединительном стыке;
сварочный ток превышать нельзя — это нарушает структуру металла;
в зависимости от толщины металла необходимо правильно выбирать зазор;
дугу лучше всего использовать короткую;
при работе с постоянным током нельзя допускать чтобы на металл или электроды попадала вода;
следить за тем, чтобы на всей протяженности шва одинаковой была его ширина. Даже при малейших отклонениях неравномерно будут распределяться нагрузки и возрастают риски появления трещин и полного разрушения сварочного стыка;
контролировать глубину провара, она должна быть равномерной. В противном случае могут возникнуть внутренние трещины;
правильно подбирать электроды для сварки. Касается это как диаметра, так и состава металлического стержня. Для выпуклых валиков подойдут электроды, которые при расплавлении образуют вязкую и густую консистенцию. Если расплав очень жидкий, то линия получится вогнутой.

Интересное видео

Угловой сварной шов — mewelding.com

Эта статья посвящена угловым швам: что такое угловой шов, какой размер электрода следует использовать, сколько проходов следует использовать и т. д. Некоторые термины, связанные с угловыми швами, были указаны выше. фигура. Некоторая информация об угловых сварных швах, относящаяся к разделу IX ASME, была включена на последних этапах этой статьи.

Раздел IX в основном посвящен следующим вопросам: что означает размер скругления в разделе IX? Указывает ли он на размер стороны углового сварного шва? Или размер горла? Как аттестовать сварщика для выполнения угловых швов на кодированных работах? Как квалифицировать WPS для выполнения угловых сварных швов в соответствии с разделом IX ASME?

Что такое угловой шов?

Номенклатура углового сварного шва

Размер ноги филе

корень филе

лицо филе

Палец

Горло

Как обозначить угловой сварной шов на чертеже?

Прочность углового шва

Что такое прерывистый угловой шов?

Какой размер электрода следует использовать для угловых сварных швов?

Как квалифицировать сварщика для угловой сварки?

Квалификация WPS для углового сварного шва

Что означает размер филе? Размер горла или длина ног?

Осмотр углового сварного шва

Что такое угловой шов?

A угловой шов – это треугольный сварной шов, используемый для соединения двух поверхностей, расположенных примерно под прямым углом друг к другу. т. е. соединения внахлестку, тройники и угловые соединения обычно свариваются угловыми швами. Угловой сварной шов может быть выполнен между двумя пластинами, что приводит к тройниковому соединению, угловому соединению или соединению внахлестку; или его также можно сделать между двумя трубами, что приведет к круглому сварному шву.

Форма сварного шва обычно треугольная, а поверхность может быть плоской, выпуклой или вогнутой в зависимости от техники, используемой сварщиком. Угловые сварные швы плоской формы иногда также называют угловыми.

Угловой шов требует гораздо меньшей подготовки соединения, чем шов с разделкой кромок, и поэтому является экономичным и быстрым вариантом соединения металлов, когда прочность соединения не является критическим требованием.

Угловой сварной шов должен иметь длину стороны, равную толщине листа до 3/8-дюймового листа. Для листов толщиной 3/8 дюйма и более требуется минимальная длина катета 3/8 дюйма для всех сварных швов. Угловой шов также является одним из типов сварных швов, который используется для выполнения раструбных сварных швов.

Связанный: Сварка встык и сварка внахлест: чем они отличаются?

Номенклатура углового сварного шва

Любой угловой сварной шов состоит из пяти отдельных областей: носок, лицевая сторона, горловина, корень и ножка. Давайте посмотрим на каждый из них.

Номенклатура угловых сварных швов

Размер сторон угловых швов

Как показано на рисунке выше, сторона представляет собой распространение металла сварного шва вдоль сторон двух основных металлов, выровненных перпендикулярно друг другу. Размер филе, обычно указанный в нормах и стандартах, относится к этой длине ноги. См. небольшое обсуждение в конце этой статьи по этому поводу.

Корень скругления

Это самая глубокая часть сварного шва в основных металлах. Правильно выполненный угловой шов обеспечивает хорошее сплавление корня. Хорошее сплавление корня означает полное и одинаковое проплавление обоих основных металлов без образования зазоров в углах.

Сторона скругления

Как показано цифрой 3 на рисунке выше, это часть, видимая наблюдателю, расположенная вдоль гипотенузы прямоугольного треугольника.

Носок

Это самая дальняя часть сварного шва по длине плеча. Неправильная сила тока приводит к подрезам в этой области. Качественное скругление гарантирует отсутствие подрезов и плавное слияние скругления с основным металлом в области носка.

Горловина

Это кратчайшее расстояние от угла соединения до гипотенузы прямоугольного треугольника. Его размер можно считать равным 0,707 длины ножки филе. Неофициальное эмпирическое правило гласит, что горловина должна быть как минимум равна толщине основного металла.

Как обозначить угловой сварной шов на чертеже?

Правильное указание угловой сварки важно для того, чтобы сварщик понял, что имел в виду проектировщик. Как и другие сварные швы, обозначение состоит из треугольника, показанного над контрольной линией. Просто рядом с треугольником написана цифра, обозначающая размер скругления. Обычно это одно число.

Однако иногда этот номер можно встретить и в формате y x z. Это указывает на то, что скругление имеет неравные длины катетов. Число у «y» указывает длину вертикального участка, а число у z указывает длину горизонтального участка.

Треугольник может располагаться над опорной линией или под ней, или по треугольнику с обеих сторон. На американских чертежах треугольник на вершине опорной линии указывает, что скругление должно быть выполнено на стороне, противоположной линии стрелки.

Если треугольник показан на нижней стороне опорной линии, это означает, что скругление должно быть выполнено на стороне стрелочной линии. Треугольник на оба сторон опорной линии указывает, что скругление должно быть выполнено на с обеих сторон .

На некоторых чертежах эта путаница между «стрелкой» и «другой стороной» предотвращается использованием двух линий: одной базовой линии, как обычно, сопровождаемой пунктирной линией непосредственно под ней. Если показан треугольник, охватывающий пунктирную линию, это означает, что угловой шов необходимо выполнить на противоположной стороне. Если треугольник выполнен на сплошной линии, это означает, что скругление необходимо выполнить со стороны стрелки.

Кружок на пересечении контрольной линии и линии стрелки указывает, что скругление должно быть выполнено по всему периметру .

Иногда можно увидеть флаг, установленный на пересечении линии стрелки и контрольной линии. Это указывает на то, что сварка должна быть выполнена в поле .

Иногда небольшая кривая рядом с треугольником указывает, должно ли скругление иметь выпуклую/вогнутую/плоскую форму.

Иногда на стороне гипотенузы треугольника пишут число. Указывает длину углового шва. Если за этим числом в скобках следует другое число, это указывает на прерывистый шов, а число в скобках указывает на шаг.

Некоторые производители помимо треугольника также указывают прочность галтели, хотя такая практика встречается не так часто.

Обозначения на чертеже углового сварного шва

Прочность углового сварного шва

Размер шейки является определяющим фактором прочности углового соединения.

Обычно угловой шов имеет одинаковую длину катетов. В таком случае лицевая сторона скругления расположена под углом 45° к горизонтали, а горловина равна 0,707 длины штанины. В этом случае размер скругления можно указать, указав только один размер, который будет указывать размер стороны скругления.

Однако иногда угловые сварные швы имеют разную длину катетов. В таком случае обе длины ног должны быть указаны отдельно. В этом случае поверхность скругления не лежит под углом 45°. Размер горловины не равен 0,707 длины ноги, его нужно рассчитывать отдельно.

Прочность углового шва зависит от размера шва. Горловина – это кратчайшее расстояние между корнем филе и его поверхностью. Армирование следует игнорировать при расчете прочности. Корневое проникновение также не учитывается при расчете прочности, если не используется процесс глубокого проникновения.

Когда используется процесс глубокого проникновения, дополнительное проникновение также может учитываться при расчете прочности. Это может позволить уменьшить размер филе. Однако делать это следует только при условии дополнительного провара по всей длине шва, а работа строго контролируется технологическим процессом сварки.

На следующем рисунке показаны нормальные угловые швы с одинаковым размером катета, угловые швы с неодинаковым размером и угловые швы с глубоким проплавлением.

Когда требуется увеличить прочность углового соединения, можно увеличить размер шва. Однако следует иметь в виду, что увеличение диаметра шва также влечет за собой увеличение веса металла шва. Например, если горловина удваивается, вес металла шва, который необходимо наплавить, увеличивается в 4 раза!

Это показано на рисунке ниже. Размер горловины в угловом соединении 2 ^и в два раза больше, чем в угловом соединении 1 ^st. Это удваивает прочность сварного шва. Однако обратите внимание, что 1 ^st скругление содержит один треугольник, а 2 ^nd скругление содержит четыре треугольника одинакового размера! Большая площадь поперечного сечения сварного шва приводит к большему объему сварного шва и, следовательно, к большему весу сварного шва, который необходимо наплавить.

Однако размер скругления для различных работ определяется не только теоретическими расчетами конструкции. В него также входит много практических соображений. Прерывистые скругления иногда используются, когда код диктует требования, или из практических соображений — вместо проектных расчетов.

Для прерывистых сварных швов помимо размера галтели указываются шаг и длина галтели. Однако следует избегать указания прерывистых сварных швов с большим размером галтели. Например, угловой шов размером 3/8 дюйма (9,5 мм), длиной 2 дюйма (50 мм) и шагом 4 дюйма (100 мм) можно заменить непрерывным угловым швом размером 3/16 дюйма (4,8 мм). . Объем металла шва, необходимый для выполнения этого непрерывного шва, будет вдвое меньше, чем для прерывистого шва.

См. следующий параграф, чтобы узнать больше о прерывистом угловом шве.

Что такое прерывистый угловой шов?

Прерывистая галтель, как следует из названия, укладывается прерывисто по длине галтели вместо сплошного прогона. На рисунке выше мы видели, как аннотировать прерывистость на чертеже сварки.

Прерывистый угловой шов

Прерывистый угловой шов иногда применяют по двум причинам:

Непрерывный шов не нужен. Прерывистое филе будет служить по назначению.
Основной металл имеет малую толщину и может деформироваться при непрерывной работе.

Иногда применяется прерывистый сварной шов в шахматном порядке с обеих сторон вертикальной детали, чтобы «сбалансировать» подвод тепла, чтобы сдержать деформацию сварного шва и коробление. Чтобы обозначить на чертеже прерывистый шов в шахматном порядке, треугольник с другой стороны от базовой линии помещают немного смещенным (вместо прямого под ним) к треугольнику со стороны стрелки.

Какой размер электрода следует использовать для угловых сварных швов?

Как и при поверхностной сварке, использование мокрых сварочных электродов большего размера приведет к большему наплавлению металла шва. Однако электроды большего размера, как правило, создают большую пористость (газовые пустоты) в наплавленном металле сварного шва.

Кроме того, однопроходный сварной шов большего размера будет иметь меньшую ударную вязкость и многопроходный сварной шов эквивалентного размера; это результат эффекта отпуска, который каждый проход многопроходной сварки оказывает на предыдущие проходы.

Для большинства позиционных работ рекомендуется электрод диаметром 1/8 дюйма. Следовательно, сварщику должно быть выполнено несколько проходов, обычно от 3 до 5, чтобы получить длину ноги 3/8 дюйма. Количество пробежек будет определяться позицией и техникой.

Важным моментом является не количество прогонов, а получение длины ноги 3/8 дюйма. В тех случаях, когда свариваемый металл тонкий и при всех работах над головой требуется электрод 1/8 дюйма. Использование меньшего электрода означает большее количество проходов, но, как указывалось ранее, последующие проходы закаляют предыдущие.

Многопроходная сварка с использованием электродов меньшего диаметра на самом деле приводит к более высокому качеству мокрых сварных швов с лучшими металлургическими свойствами.

Связанный: Многопроходная сварка: все, что вам нужно знать

Как аттестовать сварщика для угловой сварки?

Различные коды определяют разные правила квалификации сварщика для выполнения угловой сварки. Мы кратко коснемся требований, установленных разделом IX ASME.

Угловой шов, выполненный квалифицированным сварщиком, демонстрирует полное сплавление и отсутствие трещин в корне и зоне термического влияния, с минимальной вогнутостью/выпуклостью и с минимальной разницей в длине катетов. Подходящая квалификация сварщика проверяет эти навыки.

В соответствии с разделом IX ASME, сварщик, получивший квалификацию по любому испытательному образцу сварки разделки кромок, получает квалификацию для сварки угловых соединений на материалах основы любой толщины, с наплавкой углов всех размеров и на трубы всех диаметров. Это соответствует QW 452.6. Ассортимент забавно широк.

Однако сварщик, выполняющий угловую сварку, также может быть аттестован по контрольному образцу углового сварного шва. Иногда это предпочтительный вариант по разным причинам, которые я изложил в этой статье. Этот вариант требует взлома тестового купона и проверки макросов. Макро-экзамен должен соответствовать требованиям QW 184.

Третьим вариантом является квалификация посредством макета производственной сборки. Я подробно описал этот вариант здесь.

Квалификация WPS для углового сварного шва

Квалификация WPS для сварки угловых соединений в соответствии с Разделом IX следует той же траектории, что и квалификация сварщика. Образец для испытания сварного шва с разделкой кромок квалифицирует PQR для всех размеров галтелей для всех толщин основного металла и для труб всех диаметров.

Раздел IX предполагает, что квалификация WPS для угловых сварных швов, выдерживающих давление, должна выполняться только с использованием образцов разделочных сварных швов. На это тонко указано в QW 202.2 (c).

Иногда вариант сварки разделкой не является предпочтительным/нецелесообразным по многим причинам. В таких случаях WPS также можно аттестовать с помощью контрольного образца углового сварного шва. Этот вариант требует взлома тестового купона и проверки макросов.

Что означает размер скругления? Размер горла или длина ног?

Раздел IX в ряде мест использует термин «размер углового шва» или «размер углового шва». Например, этот термин упоминается в QW 451.3, QW 451.4, QW 452.5, QW 452.6. Что обозначает этот термин? Означает ли это размер горловины углового шва? Или там указана длина ноги? Это разъяснено где-то в Разделе IX?

Термин «размер углового шва» в разделе IX означает длину катета углового сварного шва. Это можно сделать из QG 109.2, в котором приводится определение «размера угловых швов». Определение было разделено на две части: одно для угловых швов равной длины катетов, а другое для неравных катетов.

Кроме того, в форматах QW 484A и QW 484B для квалификации сварщика и оператора сварки соответственно указано место для записи «размер галтеля __ X __». Это указывает на то, что необходимо записывать длину катетов угловых сварных швов (а не размер шва).

Кроме того, этот вопрос был задан кем-то из ASME. ASME в Интерпретации IX-83-127 (qs2) пояснил, что этот термин относится к длине бедра углового соединения, а не к горловине. Таким образом, это твердо устанавливает, что, когда в Разделе IX упоминается термин «размер углового шва», речь идет о длине катета (или размере катета углового шва) углового шва.

PS: Когда угловой шов имеет разную длину катетов, считается, что размер углового шва равен меньшей длине катета наибольшего прямоугольного треугольника, который может быть вписан в поперечное сечение углового шва. Это можно понять из других строительных норм ASME.

Осмотр углового сварного шва

В отличие от сварных швов с разделкой кромок, объемный неразрушающий контроль не является практичным вариантом для угловых сварных швов. Следовательно, прибегают к таким методам, как цветная дефектоскопия, магнитопорошковая экспертиза, визуальный осмотр и т. д. Эти методы, конечно, имеют свои ограничения и могут исследовать сварной шов только вблизи поверхности.

Образцы для квалификационных испытаний рабочих характеристик и процедур в соответствии с разделом IX ASME проверяются посредством макроконтроля поперечного сечения сварного шва. Макрос должен показать полное сплавление корня и отсутствие трещин в корне, а также в зоне термического влияния, чтобы купон прошел.

Далее разница в длине катетов галтели не должна превышать 3 мм. Для квалификационных купонов вогнутость/выпуклость не должна превышать 1,5 мм.

Образцы для квалификационных испытаний также подвергаются испытаниям на разрушение. При испытании на разрушение стержень образца нагружается так, что корень испытывает растяжение. При разрушении поверхность излома должна иметь полное срастание корней и отсутствие трещин, а сумма длин пористости и включений не должна превышать 10 мм.

Размер углового сварного шва можно измерить по образцу, взятому для макроисследования. В качестве альтернативы размер также можно измерить напрямую с помощью калибра для филе. Эти датчики бывают разных форм и конфигураций. Вот пример на картинке ниже.

Измеритель угловых швов

Итак, речь шла об угловых сварных швах. Пожалуйста, оставьте свои мысли в разделе комментариев ниже. Спасибо за чтение.

Обозначения угловых сварных швов – интерпретация чертежей металлических изделий

Угловые сварные швы являются одним из наиболее распространенных типов сварных швов в промышленности. Этот сварной шов используется, когда в соединении два элемента соединяются вместе, образуя пересечение обычно под углом 90 градусов. Эти сварные швы могут быть нанесены под разными углами, но это будет наиболее заметным.

Символ углового сварного шва может использоваться со стрелкой со стороны (ниже контрольной линии), другой стороны (над контрольной линией) или с обеих сторон (обе стороны контрольной линии). Когда требуется угловой сварной шов с обеих сторон контрольная линия называется двойным угловым швом. Вертикальная сторона символа всегда будет располагаться слева, независимо от того, в какую сторону указывает стрелка.

Угловые сварные швы могут иметь связанный с ними размер. Этот размер указывается в левой части символа перед вертикальной стороной. Размер указывает на длину ноги сварного шва. Если указывается один размер, это означает, что сварной шов должен иметь равные размеры катетов. Если это угловой сварной шов с равными участками, обычно не указывается его размер на распечатке, как показано ниже в демонстрационных целях.

Если вызывается двойной угловой шов, размер будет показан для обеих сторон соединения, в зависимости от детали эти сварные швы могут различаться по размеру, поэтому необходимо предоставить эту информацию.

Бывают случаи, когда неравнополочные угловые сварные швы вызываются. В этой ситуации размер детали должен быть рассчитан для того, чтобы применить правильный размер полки к правому свариваемому элементу. Это может включать только одну из двух длин ног. Если бы не было указания, какая из сторон какая, деталь могла бы быть приварена неправильно.

Иногда угловые сварные швы не указываются с указанием размера, а вместо них в хвостовой части символа имеется примечание, в котором содержится необходимая информация о размере. Это обычное дело, когда все угловые сварные швы имеют одинаковый размер.

В случае длины сварного шва с ним может быть связан размер, а может и не быть. Если сварной шов не имеет размера, сварной шов будет представлять собой непрерывную длину соединения. Независимо от того, имеет ли деталь длину 2 дюйма или 60 дюймов, если она не имеет размеров, сварной шов будет проходить по всей длине соединения. Сварку можно выполнять только на определенной длине соединения. Это должно быть показано в символе сварки для передачи информации между людьми. Длина сварного шва будет указана справа от символа углового шва.

Здесь показан угловой сварной шов диаметром 6 дюймов, который необходимо наложить на сторону, указанную стрелкой.

Могут быть случаи, когда на детали указывается длина, а место сварки указывается с размером для достижения правильного положения.

Штриховые линии могут использоваться для обозначения длины сварного шва вместо использования размера на самом символе сварного шва.

Бывают случаи, когда сварной шов может изменить направление из-за геометрии детали. Если это произойдет, он будет вызван с помощью нескольких стрелок от одной опорной линии.

Если не требуется, чтобы сварной шов был непрерывным, обычно применяют прерывистый шов. Это означает, что между окончанием одного сварного шва и началом следующего есть промежутки. Они называются сегментами сварки. В промышленности их обычно называют пропускными сварными швами.

При использовании прерывистой сварки указывается длина сварного шва, а также применяемый шаг. Когда это показано на правой стороне символа и называется длиной сегмента дефисом, а затем шагом сварных швов. Шаг сварного шва измеряется от центра к центру следующего сегмента. (Пример 1-2)

Иногда сварные швы с обеих сторон стыка прерывистые, теперь это становится цепной прерывистой сваркой. Это можно увидеть на длинных участках тройникового соединения, которые не находятся под большим напряжением.

Если прерывистый угловой шов не является цепным швом, он будет называться ступенчатым прерывистым угловым швом. Сварные швы будут располагаться с обеих сторон стыка, но со смещением друг относительно друга. Это смещение также отображается на опорной линии. Он может быть смещен в любом направлении на опорной линии. Размеры этих сварных швов должны быть указаны по обе стороны от исходной линии.

Если шов должен быть прерывистым с одной стороны и непрерывным с другой стороны, размер символа должен определяться индивидуально.

Не все поля будут одинаковыми или обязательно общими. Вы должны быть в состоянии рассчитать расстояние между точками сварки и началами сварки, чтобы применить правильные сварные швы к спецификации. Простой способ найти это расстояние — просто вычесть шаг из длины сварного шва (сегмента).

7 дюймов (шаг) – 3 дюйма (длина сегмента) = 4 дюйма (расстояние между сварными швами)

Иногда используется смесь непрерывной и прерывистой сварки. Если это произойдет, расстояние между этими сегментами будет одинаковым.

Если происходит такое сочетание, символы сварки должны указывать непрерывную и прерывистую сварку на одной стороне соединения. Они также часто имеют размеры.

Викторина по угловым сварным швам

Запишите соответствующую информацию с каждой буквой и укажите, что это такое.

Что, Символ, Диаграмма, Процесс, Машина, Прочность и несколько фактов Другой.

Угловые швы могут иметь треугольную, вогнутую, выпуклую или плоскую форму в зависимости от метода сварки. Наиболее часто используемый тип сварки в производственных отраслях, охватывающий широкий спектр (почти 70-80%) соединений, выполненных методом дуговой сварки.

Неплавящиеся процессы, такие как пайка твердым припоем и пайка, также используются для углового сварного соединения.

Угловые сварные швы рассматриваются как Т-образные соединения, в которых две металлические детали соединяются друг с другом, образуя прямой угол, а также рассматриваются как соединения внахлестку, когда одна часть металла перекрывает другую часть металла.

Что такое угловой сварной шов?

A Угловой шов требует меньшей подготовки кромок и имеет почти треугольное поперечное сечение.

Угловой сварной шов является очень экономичным, а также простым методом соединения, поэтому он является одним из наиболее широко используемых типов сварки в производственной отрасли. разные 9Процессы дуговой сварки 0041, такие как металлическая дуга, вольфрамовая дуга, дуга с защитным металлом и т. Д., Используются для получения углового сварного шва.

Угловые сварные швы. Изображение предоставлено Википедией.
Обычно сварщики предпочитают угловые сварные швы, когда хотят соединить фланцы с трубами, приварить поперечные сечения инфраструктуры и заменить болты, поскольку они недостаточно прочны и имеют высокие шансы износа.
Угловой сварной шов
Угловой сварной шов возникает, когда две металлические поверхности или другие формы соединяются или привариваются друг к другу перпендикулярно или под углом.
Тройник, соединение внахлестку, угловое соединение – все они подпадают под угловой сварной шов. Угловые швы приобретают вид треугольника и в зависимости от техники сварщика и различных параметров могут иметь вогнутую, плоскую или выпуклую поверхность.
Символы также указывают размеры сварного шва по-разному, такие как длина катета, длина сварного шва, промежутки между сварными швами. Прочность сварного шва также указывается с помощью комбинации букв и цифр, как и E60.
Символы углового сварного шва
Основной символ углового сварного шва имеет форму треугольника, состоящего из базовой линии, стрелки и хвоста.
Треугольник расположен либо ниже, либо выше контрольной линии, наконечник стрелки всегда указывает на место сварки. Хвост является необязательным элементом символа, который дает информацию о сварном шве.
В ISO 2553 в качестве базовой линии используется система, состоящая из одной сплошной и одной пунктирной линии, расположенных параллельно друг другу. Если символ состоит из одной контрольной линии с треугольником над линией, это означает, что сварной шов будет находиться на противоположной стороне стрелки.
Если соединение состоит из двух скруглений, то для обозначения используется стрелка с двумя треугольниками выше и ниже базовой линии. Для непрерывного сварного шва вокруг стыка вокруг точки соединения контрольной линии и стрелки, указывающей на стык, помещается небольшой кружок.
Для описания внешнего вида сварного шва используются различные символы. Для вогнутого сварного шва для представления используется простая кривая, направленная от гипотенузы углового треугольника, а для выпуклого сварного шва — кривая, направленная к гипотенузе.
Детали с угловым сварным швом
Обычно используемыми конструкциями соединений для угловых сварных швов являются тройник, соединение внахлестку и угловое соединение, в каждом из соединений две поверхности расположены под прямым углом друг к другу.
Различные части углового соединения можно пояснить с помощью рисунка ниже:
Различные части углового соединения; Изображение предоставлено: Википедия
Части углового сварного шва можно увидеть на рисунке выше: нога, корень, лицо, носок и горло. Длина (5) представляет собой толщину шва, расстояние от центральной точки лицевой поверхности галтели до основания углового соединения.
Толщина шва должна быть равна толщине свариваемой металлической детали. Используя длину горловины, мы можем рассчитать прочность, которую может выдержать угловой шов.
Длина стороны(1) представляет собой две стороны треугольного скругления. Для указания размера сварного шва используется длина катета галтели. Торец (3) дает внешний вид сварного шва, корень (2) представляет собой самую глубокую часть провара.
Как измерить размер углового сварного шва?
На техническом чертеже символ галтели может состоять из размеров сварного шва.
Мы можем определить размер сварного шва по-разному, например, длину сварного шва, размер ножек, размер зазора между сварными швами.
В обозначении размер полки указан слева, для углового соединения с неравным размером полки необходимо указать оба размера, например 1″ x 1,3″. С другой стороны, для сварного шва с одинаковыми размерами катетов для представления достаточно одного размера.
В правой части углового треугольника указывается длина сварного шва. В случае двойного галтеля размеры указываются отдельно для обеих сторон соединения. Если угловой шов не сплошной, длина и шаг между центрами прерывистых угловых швов указываются справа от символа.
Размер углового шва Формула
Расчет минимального и максимального размера углового шва необходим для того, чтобы выдерживать максимальные напряжения, действующие на сварной шов.
Мы всегда предпочитаем оптимальное значение для сварного шва, необходим точный расчет для получения правильного размера углового шва. Если проектировщик выбирает размер сварного шва выше оптимального значения, это не добавляет прочности сварному соединению, вместо этого наблюдается увеличение металла шва, рабочей силы и затрат.
Чтобы определить длину участка углового сварного шва, мы всегда должны помнить, что минимальный размер участка должен составлять 3/4 толщины листа, а при неравной толщине листа следует учитывать меньший размер.
Минимальный размер углового шва = 3/4, t = толщина углового шва, учитывая двустороннее угловое соединение с полноразмерным угловым швом. Только для одной стороны Филейная ножка должна быть удвоена.
Расчетная длина углового сварного шва
Адаптивность и простота изготовления являются преимуществами, благодаря которым угловой шов отказывается от одного элемента. Один элемент перекрывает другой, поэтому требуется меньшая точность при подгонке.
Чтобы вычислить эффективную длину углового шва, мы должны вычесть удвоенный размер углового шва из общей длины углового шва.
Эффективная длина скругления, l _eff = l – 2 . Z
l _eff должен иметь минимальное значение четырехкратного размера сварного шва, l _eff > 4 . Z
Длина сварного шва, показанная на диаграмме, считается эффективной длиной сварного шва и 2 . Z — дополнительная длина, предоставленная сварщиком.
Толщина шва углового сварного шва
Поперечное сечение углового шва может быть представлено прямоугольным треугольником, а расстояние по перпендикуляру от гипотенузы до точки пересечения катетов называется толщиной шва.
Ниже приведен пошаговый метод расчета толщины шва:
Поперечный разрез углового сварного шва
На приведенном выше рисунке для треугольника ABC Z= размер стороны или размер сварного шва
BD= толщина шва=t
Длина шва=l
Минимальная площадь шва получается на шве BD, которая определяется произведением t и Z.
Теперь T = Z COS 45 ⁰ или 0,707 Z
Минимальная площадь сварного шва или области горла
A = толщина горла x Длина сварного шва = 0,707 Z L
Если σ _T
Если σ _T
Если σ _T
Если σ _T
Если σ _T
. — допустимое растягивающее напряжение для металла сварного шва, тогда предел прочности соединения для одиночного галтеля
P=площадь шва x допустимая прочность на растяжение=
Соединение с двойным угловым швом,
Конструкция углового сварного шва
Хотя угловые соединения очень распространены, перед выполнением такого сварного шва необходимо учитывать различные аспекты.
Толщина шва и размер стороны всегда должны находиться в определенном диапазоне для идеального углового шва.
Добиться правильного размера сварного шва, сохраняя требуемую длину катета и толщину шва, немного сложно. Обычно проектировщики допускают коэффициент безопасности при расчете размера, поэтому размер сварного шва, указанный на производственном чертеже, обычно больше, чем требуемый расчетный размер
Различные конструкции угловых соединений
Угловые сварные швы могут быть определены двумя условиями: Z = размер сварного шва или размер стороны и t = размер шва.
Горловина — это минимальное поперечное сечение сварного шва, расположенного на уровне 45 ⁰ по отношению к размеру полки.
Теперь t= z cos 45 ⁰ Или 0,707 Z
Размер сварного шва определяется размером его стороны (Z).
Параллельный угловой шов подвергается разрушению при сдвиге в горловине,
Прочность одиночного углового шва составляет
Где l= длина всего сварного шва
= максимально допустимое касательное напряжение
P = нагрузка, действующая на пластины.
Поперечный угловой шов
Угловые швы бывают двух типов: поперечное и параллельное. Основная цель конструкции поперечного углового соединения — выдерживать прочность на растяжение.
В поперечном угловом шве направление шва перпендикулярно направлению силы, действующей на соединение, а в параллельном шве направление шва параллельно направлению силы, действующей на соединение. Поперечный шов можно разделить на одинарный и двойной поперечный угловой шов.
Одиночный поперечный шов может деформироваться от края, который не сварен, это основной недостаток одиночного поперечного шва. При поперечном угловом сварном шве нагрузка считается растягивающей, потому что нагрузка перпендикулярна сварка.
Несущая способность или прочность сварного шва составляет σ _t = F/A, где
σ _t = предел прочности сварного шва на растяжение
F = усилие, которое может выдержать сварной шов
A = эффективная площадь сварного шва
Эффективное значение с учетом того, что обе стороны равны, теоретическое сечение будет равно z cos 45 ⁰
Или 0,707 Z
Для всех угловых соединений площадь можно рассчитать, умножив ширину сварного шва на длину участка (z) сварного шва.
Если σ _t является допустимым растягивающим напряжением материала сварного шва, тогда предел прочности при растяжении одиночного поперечного углового шва равен
P= площадь шва x допустимое растягивающее напряжение
P = 0,707Z. л . о _t
Для двойного поперечного углового шва
P = 2 x 0,707Z . л . σ _T
Filet Weld против Buttweld
Различия между филе и сварными швами упоминаются ниже:
10608
FILET . В связи с подготовкой разделки перед сваркой автоматические процессы не применяются.
Отказ от использования в сварочной промышленности из-за отсутствия необходимости в обширной подготовке шва. Иногда не используется из-за обязательной подготовки кромок.
Требуют более высокой тепловложения, чем сварка встык, при той же толщине металлического листа.
Угловой сварной шов против стыкового сварного шва
Размер углового сварного шва Формула
Деформация – распространенное нарушение, связанное со сварными соединениями, основными причинами которой являются тепловое расширение и сжатие материала шва и основного материала при сварке.
Симметричный шов снижает деформацию, но адаптация симметричного шва в каждом конкретном случае невозможна. Переварка также вызывает искажения.
В европейских странах в технических чертежах углового соединения указывается размер горловины, а в Великобритании обычно указывается размер ноги. Для углового сварного шва с равными длинами катетов треугольник поперечного сечения представляет собой прямоугольный треугольник с углами 45 градусов в каждом углу.
Соотношение между размером шва и размером стороны указано ниже:
Если \tau — допустимое напряжение сдвига материала сварного шва, то прочность на сдвиг одинарного параллельного углового шва составляет
P= площадь шва x допустимое напряжение сдвига=
Для двойного параллельного углового шва
Формулы расчета прочности на растяжение для поперечного углового шва приведены выше (заголовок поперечный угловой шов).
Как правило, галтели должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать напряжение сдвига. Для углового соединения с равными катетами толщина шва составляет 0,707 размера катета, что дает площадь сварного шва, равную размеру шва, умноженному на длину сварного шва.
Как использовать Измеритель угловых швов?
Измеритель угловых сварных швов используется двумя основными способами: измерение длины колена и проверка толщины шва.
Чтение филеметра очень простое и очень четкое без каких-либо сложностей. Каждый конец калибра измеряет как длину ноги, так и толщину горловины. Выпуклые стороны рассчитывают длину стержня, а стороны с выступами в середине сварочного углового калибра рассчитывают толщину шва.
В зависимости от типа углового соединения мы должны выбрать сторону калибра, используемого для измерения. Всегда следует избегать чрезмерной выпуклости, так как высокая выпуклость соединения увеличивает концентраторы напряжения и приводит к трещинам и нарушениям сварки.
В случае вогнутого сварного шва размер сварного шва измеряется с помощью той стороны калибра для сварки, где центральный выступ должен касаться поверхности сварного шва. Толщину самой глубокой части проникновения трудно измерить, так как она находится в зоне термического влияния и трудно точно определить ее протяженность.
Заключение:
В завершение нашего поста отметим, что инженеру необходимо доскональное знание конструкции угловых швов. Соответствующий символ сварного шва необходим для представления размера сварного шва. В Великобритании длина стороны обозначается буквой «Z» в EN ISO 2553, а число указывает размер сварного шва в миллиметрах.
8.3. Угловые сварные швы | Американский институт стальных конструкций
JavaScript отключен!
Посмотреть все сайты
8.3.1. Являются ли угловые швы прочнее при поперечной нагрузке, чем при продольной?
Да. Это давно известное изменение прочности в зависимости от угла нагрузки признано в разделе J2. 4 спецификации AISC. Максимально допустимое увеличение прочности при этом составляет 50 процентов, что происходит при нагрузке, перпендикулярной угловому шву. Увеличение силы идет с компромиссом; сварной шов имеет меньшую деформационную способность в поперечном направлении. Когда угол нагрузки является промежуточным между продольным и поперечным, увеличение прочности будет варьироваться от нуля до 50 процентов соответственно. Есть ограничения. Когда угловые швы применяют в группах с элементами разнонаправленными; следует учитывать совместимость штаммов. Один из способов сделать это — использовать метод мгновенного определения центра вращения, как описано в части 8 Руководства AISC по стальным конструкциям. Спецификация недавно запретила повышенную прочность угловых сварных швов, подверженных растяжению по периметру концов квадратных и прямоугольных элементов из быстрорежущей стали.
8.3.2. Нужно ли проверять зону сплавления вдоль катета углового шва в дополнение к теоретическому горлу для определения прочности углового шва?
Нет. Пока используется согласующая прочность электрода (см. также FAQ 8.7.5), прочность, рассчитанная на основе сварного шва, будет более критической, чем зона сплавления (основной металл) на плече сварного шва.
8.3.3. Какие корректирующие процедуры необходимы, если угловые сварные швы слишком велики?
Допустимые и неприемлемые профили сварных швов указаны в AWS D1.1/D1.1M, раздел 7.23. Такие профили могут быть неверно истолкованы, если размер углового сварного шва был непреднамеренно увеличен. AISC рекомендует, чтобы размер одной или обеих сторон угловых сварных швов был увеличен без коррекции, при условии, что избыток металла сварного шва не мешает удовлетворительному конечному использованию элемента. Попытки удалить такой лишний металл сварного шва могут вызвать усадку, деформацию и/или растрескивание. Профиль угловых швов должен соответствовать AWS D1.1/D1.1M, раздел 7.23.1.
8.3.4. Требуются ли корректирующие процедуры, если угловые сварные швы меньшего размера?
Из таблицы 8. 1 AWS D1.1/D1.1M, Угловой шов должен быть ниже номинального размера углового шва, указанного на 1/16 для 3/16, на 3/32 для 1/4 и на 1/ 8 для сварных швов, равных или превышающих 5/16 дюйма, без коррекции, при условии, что участок сварного шва меньшего размера не превышает 10 % длины сварного шва. Если этот предел превышен, дополнительный металл сварного шва может быть нанесен поверх дефектной зоны для увеличения размера по мере необходимости. Сварные швы стенок к полкам балок не могут быть уменьшены на каждом конце на длину, равную удвоенной ширине полки.
8.3.5. Как должны заканчиваться угловые швы?
Эта тема подробно освещена в Разделе J2.2b Спецификации AISC и соответствующем Комментарии.
8.3.6. Почему размер углового сварного шва обычно ограничен 1/16 дюйма? меньше толщины материала при размещении по краю соединяемой детали?
В комментарии к разделу J2.2b Спецификации AISC 2016 года объясняется: «Для более толстых элементов в соединениях внахлест сварщик может оплавить верхний угол, в результате чего сварной шов будет выглядеть полноразмерным, но на самом деле не хватает требуемого размера сварного шва. См. рисунок C-J2.1(a). На более тонких элементах, скорее всего, будет достигнута полная ширина сварного шва, даже если кромка расплавится. Соответственно, когда толщина листа составляет 1/4 дюйма (6 мм) или больше, максимальный размер углового сварного шва на 1/16 дюйма (2 мм) меньше толщины листа t, что достаточно для обеспечения того, чтобы кромка оставалась неподвижной. . См. рисунок C-J2.1(b).
8.3.7. Допустимо ли обозначение сварного шва по всему периметру, если угловой шов должен продолжаться вне плоскости?
Как правило, нет. Символ сварки по всему периметру может быть опасно простым инструментом, который может вызвать чрезмерную работу. Вплоть до 2015 года связывание сварных швов вне плоскости было запрещено, и это часто фактически запрещало использование символа сварного шва по всему периметру. Этот запрет был удален, но заменен предостережением. Он был удален, чтобы разрешить герметизирующие сварные швы, такие как те, которые требуются для цинкования сварных узлов. Предостережения, добавленные в AWS D1.1/D1.1M, касаются склонности к плавлению выемок в углах элементов и сокрытию плохого соответствия. Таким образом, хотя обвязка неплоских углов больше не запрещена, она по-прежнему не рекомендуется. Кроме того, сварка по всему периметру подразумевает сварку коротких кромок, вокруг галтелей и других контуров, что может быть сложно и редко требуется. Гораздо предпочтительнее определить соединения, которые необходимо сварить. Это можно сделать с помощью символов или эскизов.
8.3.8. Что представляет собой приемлемая подгонка угловых сварных соединений?
Согласно AWS D1.1:D1.1M, раздел 7.21.1, корневое отверстие, не превышающее 1/16 дюйма, допускается без изменений. Раскрытие корня, не превышающее 3/16 дюйма, обычно допускается, если размер сварного шва увеличивается на величину раскрытия корня или продемонстрировано, что получен требуемый эффективный проход. Для пластин толщиной более или равной 3 дюймам, 5/16-дюймовый. открытие корня допускается, если используется подходящая подложка.
Какова длина катета углового шва?
Длина ноги относится к расстоянию от корня до пальца и должна измеряться в обоих направлениях. Размер стороны — это длина сторон воображаемого треугольника, который может быть вписан в реальный сварной шов, как показано элементами L1 и L2 на изображении ниже как для выпуклого, так и для вогнутого углового шва.
Что такое колено углового сварного шва?
Поверхность сварного шва — это внешняя визуальная или гипотенуза, которую вы видите, глядя на угловой шов. Ноги две другие стороны треугольного углового шва . Длина ноги обычно обозначается как размер сварного шва. Горловина сварного шва – это расстояние от центра поверхности до корня сварного шва.
Как рассчитать длину сварного шва?
Умножьте размер сварного шва и его прочность.
Разделите максимально допустимое растягивающее напряжение на указанное выше произведение.
Умножьте результат на 0,707, чтобы получить длину сварного шва.
Что такое длина раструба при сварке?
Горловина кратчайшее расстояние от корня до поверхности сварного шва . Измерить этот размер в обычном угловом шве под углом или с плоской поверхностью относительно просто. Форма равнобедренного треугольника, горло составляет 0,7 длины ноги.
Какова указанная длина прихваточного шва в угловом шве?
Как правило, длина прихваточного шва 10 мм подходит для встроенных прихваток в угловой шов. Прихваточные швы, которые необходимо зашлифовать, должны иметь длину не менее 1 дюйма.
Как рассчитывается площадь углового шва?
Асимметричный угловой шов немного сложнее; площадь треугольника равна основанию Z ₂, умноженному на высоту Z ₁, деленному на 2, поэтому, когда угловой шов наплавлен с неравными длинами катетов, площадь можно рассчитать как , умножив ширину шва a на длина лица I и делится на 2 , как показано на .
Как измерить неравнополочный угловой шов?
<noscript><img loading='lazy' src='' /></noscript> youtube.com/embed/-snQ4F6og8M?enablejsapi=1&autoplay=0&cc_load_policy=0&cc_lang_pref=&iv_load_policy=1&loop=0&modestbranding=0&rel=1&fs=1&playsinline=0&autohide=2&theme=dark&color=red&controls=1&» title=»YouTube player» allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»» data-no-lazy=»1″ data-skipgform_ajax_framebjll=»»>
Что такое глубина плавления?
По данным Американского общества сварщиков (AWS), проплавление (или глубина проплавления) составляет расстояние до этого проплавления в основной металл (или до предыдущего прохода) от поверхности, расплавленной во время сварки .
Что такое полный угловой шов?
Полный угловой шов – это сварной шов, размер которого равен толщине более тонкого объекта, соединенного вместе . Ступенчатый прерывистый угловой шов — относится к двум линиям прерывистой сварки на стыке.
Что такое корневое отверстие?
Разрыв на стыке заготовок .
Как измерить колено углового сварного шва?
Толщина шва делит равнобедренный треугольник пополам, разделяя единственный треугольник на два прямоугольных треугольника с толщиной шва на одной стороне и катетом углового шва, являющимся гипотенузой. Таким образом, сторона углового сварного шва оказывается равной 90 737 L = T/COS(45) 90 738 или, как обычно приблизительно, L = T/(0,7).
Какая длина ноги?
Определенная длина ноги
Строгое анатомическое определение длины ноги (LL) составляет длину бедренной кости + большеберцовой кости . Из-за того, что человеческий вид двуногий, «длина ноги» часто измеряется как: (бедренная кость + большеберцовая кость + высота стопы от сочленения большеберцово-таранной кости до земли).
Как измерить длину ноги?
Поместите плоский предмет между ног на уровне промежности, например, высокую тонкую книгу, уровень или линейку, чтобы использовать ее в качестве ориентира. Затем с помощью рулетки измерьте расстояние от пола до верха эталонного объекта. Вы можете использовать свои измерения по внутреннему шву, чтобы помочь вам выбрать брюки с нужной вам длиной штанин.
Как рассчитать длину сварной трубы?
1) Рассчитайте площадь сварного шва (поперечное сечение сварного шва), включая корневую и верхнюю арматуру, в квадратных миллиметрах. 2) Умножьте площадь сварного шва на длину окружности трубы (длину сварного шва), чтобы получить объем сварного шва в кубических миллиметрах . 3) Разделите этот ответ на 1 000 000 000, чтобы получить объем сварного шва в кубических метрах.
Каков минимальный размер сварного шва?
Толщина основного металла (T)a Минимальный размер углового шваb
in mm in
1/4 < T < 1/2 6 < T < 12 3/16
1/2 < T < 3/4 12 < T < 20 1/4
¾ < T 20 < T 5/16
Что такое ответвление сварного шва?
Ножка – Расстояние от корня шва до носка сварного шва . Лицевая сторона – открытая поверхность сварного шва со стороны, с которой производилась сварка.
Какое кратчайшее расстояние от поверхности углового шва до корня шва после сварки?
Кратчайшее расстояние между корнем шва и поверхностью углового шва.
Что такое 4 позиции сварки?
Плоское положение.
Горизонтальное положение.
Вертикальное положение.
Верхнее положение.
Что такое корень сварного шва?
Точки, в которых металл сварного шва пересекает основной металл и максимально проникает в сварной шов .
Что понимается под прочностью углового шва?
(ii) Угловые сварные швы просты в изготовлении, требуют меньшей подготовки материала и их легче устанавливать, чем стыковые сварные швы. (iii) Однако для данного количества наплавленного материала они не являются прочными и вызывают большую концентрацию напряжения. вот почему прочность углового сварного шва составляет около от 80 до 95 % основного элемента .
Что такое корневая грань?
[′rüt ‚fās] (металлургия) Часть поверхности плавления, которая не скошена при сварке .
Какова минимальная длина участка сварного шва для углового шва?
Угловой сварной шов должен иметь длину стороны, равную толщине листа до листа 3/8 дюйма . Для листов толщиной 3/8 дюйма и более требуется минимальная длина катета 3/8 дюйма для всех сварных швов. Угловой шов также является одним из типов сварных швов, который используется для выполнения раструбных сварных швов.
Видео по теме
<noscript><img loading='lazy' src='' /></noscript> youtube.com/embed/tV0_TyFaxyo?enablejsapi=1&autoplay=0&cc_load_policy=0&cc_lang_pref=&iv_load_policy=1&loop=0&modestbranding=0&rel=1&fs=1&playsinline=0&autohide=2&theme=dark&color=red&controls=1&» title=»YouTube player» allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»» data-no-lazy=»1″ data-skipgform_ajax_framebjll=»»>
Статьи по теме
Сколько ампер у 6013?
Что такое сварка и производство?
Сколько стоит сертификация AWS по сварке?
Сколько электроэнергии потребляет сварщик?
Есть ли сварщик, который делает MIG и TIG?
Уэс Роуз
Уэс Роуз — опытный сварщик с более чем 15-летним опытом. Он работал в различных областях сварки, в том числе в автомобилестроении, судостроении и строительстве. Он сертифицированный сварщик и выиграл несколько соревнований по сварке. Уэс увлечен обучением других сварке и любит делиться своими знаниями с другими.
Знания в области сварки: Проектирование угловых сварных швов
Наилучшая практика проектирования — это не просто выбор соответствующего размера сварного шва или толщины компонента, способного выдерживать эксплуатационные нагрузки; существует множество аспектов проектирования сварного компонента, которые необходимо учитывать в дополнение к расчету допустимых напряжений. Свариваемость и механические свойства, такие как предел прочности при растяжении, ударная вязкость и сопротивление усталости, с которыми должен быть знаком конструктор, рассматривались в ряде других Job Knowledge статьи и не будут рассматриваться в этой серии статей о дизайне.
В дополнение к выбору материала и указанию размеров сварных швов проектировщик должен иметь в виду, что принимаемые им решения будут непосредственно влиять на стоимость, безопасность и удобство эксплуатации конструкции или компонента.
Поэтому дизайнеру необходимо:
выбрать наиболее подходящий материал
выбрать наиболее экономичную конструкцию сварного соединения
разработать свариваемый компонент наиболее экономичным способом
указать наименьший сварной шов, приемлемый как для обслуживания, так и для производства
использовать наименьшее количество сварных швов
обеспечить достаточный доступ как для сварки, так и для осмотра
убедиться в том, что указаны реалистичные допуски на размеры, которые могут быть достигнуты
Темы, упомянутые выше, связаны с целым рядом специализированных технологий, поэтому конструктору важно обращаться за советом к специалистам других профессий, таким как металлурги и инженеры-сварщики, а не полагаться исключительно на собственное мнение. Это должно быть сделано до того, как процесс проектирования перейдет точку невозврата; к сожалению, это часто не так!
Для начала давайте рассмотрим некоторые определения. Во-первых, тип или конфигурация соединения, пять основных форм которых показаны на Рис. 1 . Обратите внимание, что с этими типами соединений не связаны сварные швы.
Рис.1. Типы соединений
Линейное или стыковое соединение
Тройник
Угловое соединение
Соединение внахлестку
Краевое соединение
Эти различные типы соединений могут быть соединены только двумя типами сварки. Во-первых, стыковой шов, при котором сварной шов находится в плоскости соединяемых компонентов, и, во-вторых, угловой шов, при котором сварной шов полностью или большей частью выходит за пределы плоскости компонентов ( рис. 2 ). Пробковые и кромочные сварные швы представляют собой несколько особых случаев и будут обсуждаться позже.
Рис. 2 Типы сварки
Сварка встык
Угловой сварной шов
Сварной шов встык может быть объединен с угловым швом для образования составного шва, как показано на Рис.3 :
Рис.3. Составные сварные швы
Односторонний Т-образный стык
Односторонний Т-образный стык с наложенным угловым швом – составной шов
Угловые сварные швы, вероятно, являются наиболее распространенным типом сварных швов, особенно в металлоконструкциях, поэтому в этом первом разделе будут рассмотрены некоторые особенности конструкции угловых швов. Их можно использовать для выполнения тавровых, нахлесточных и угловых соединений ( Рис.4 ).
Рис. 4. Типы односторонних угловых сварных швов
Угловой сварной шов имеет примерно треугольную форму, размер определяется шириной сварного шва или длиной катета, как показано на Рис. 5 .
Рис. 5. Термины, используемые для описания характеристик углового сварного шва
Размеры угловых швов предпочтительно указывать с учетом толщины шва «a», хотя часто используется длина стороны «z», которую легче определить. мера во время контроля сварного шва. Условно считается, что длины ветвей имеют равные размеры, а сварной шов образует в поперечном сечении равнобедренный треугольник.
Выпуклое скругление обычно нежелательно по двум основным причинам. а) стык металла шва с основным металлом на кромке шва может создать значительный концентратор напряжения и отрицательно сказаться как на усталостной долговечности, так и на сопротивлении хрупкому разрушению; b) избыток металла сварного шва в шапке требует времени и денег для наплавки, не влияя на прочность соединения. Вогнутый угловой шов может иметь преимущество в отношении усталостной прочности, и, если требуется, ДОЛЖНА быть указана минимальная толщина шва.
Изготовление угловых сварных швов дешевле, чем сварка встык, так как нет необходимости резать или обрабатывать разделку под сварку. Хотя они способны выдерживать значительные нагрузки, их не следует использовать там, где приложенные нагрузки приводят к растяжению корня сварного шва, особенно там, где нагрузка является динамической — в частности, усталостная долговечность резко снижается. Там, где возможна такая нагрузка, следует выполнить двусторонний тавровый шов с использованием двух угловых сварных швов ( Рис. 6 ).
Рис.6. Предпочтительный тип углового сварного соединения при изгибающих нагрузках
Принято считать, что сварщику проще выполнить угловой сварной шов, чем стыковой, поскольку сварной шов наплавляется на твердый металл. Однако это не обязательно тот случай, когда требуется полное проплавление в корень шва. Нередко высококвалифицированные сварщики не проходят квалификационные испытания угловых сварных швов, если это является требованием конструкции. Это важный момент, который должен учитываться, во-первых, проектировщиком, который спрашивает, является ли это обязательным требованием, а во-вторых, изготовителем при оценке контракта.
Это также поднимает вопрос о том, что угловой сварной шов чрезвычайно трудно измерить объемно с использованием методов неразрушающего контроля для подтверждения его внутренней прочности. Это особенно относится к области корня, где невозможно измерить с какой-либо степенью точности любое непроваривание, захват шлака и т. д. Таким образом, такая же уверенность в целостности соединения и, следовательно, эксплуатационных характеристиках не должна возлагаться на галтели. сварной шов, который может быть размещен на полностью проверенном стыковом сварном шве.
Угловые сварные швы являются наименее дорогостоящим типом сварки, поскольку соединяемые компоненты не требуют газопламенной резки или механической обработки подготовки под сварку, детали можно прижимать друг к другу, а затем сварщик может наплавить металл за один проход. на прочной металлической основе.
Хотя это звучит просто, необходимо учитывать некоторые аспекты выполнения углового шва (в дополнение к уже упомянутым). пути, по которым тепло будет теряться из сварного шва.Этот факт означает, что дефекты непровара/холодного пуска более вероятны, особенно в металлах с высокой теплопроводностью, таких как алюминий, и риск холодного растрескивания увеличивается в углеродистых и низколегированных сталях. То, что может быть приемлемым с точки зрения подводимого тепла и/или температуры предварительного нагрева для стыкового сварного шва, может поэтому быть неприемлемым для конфигурации углового шва.Этот момент иногда упускают из виду, особенно при сварке временных приспособлений, таких как усиленные спинки, где контроль качества может быть несколько небрежным Это привело к серьезным проблемам с растрескиванием для некоторых изготовителей.0003
В отличие от стыкового сварного шва, где требуемый размер сварочного шва обычно равен толщине основного металла, размер углового шва определяется ожидаемыми нагрузками. Следовательно, он может быть любого размера, который укажет проектировщик, хотя существуют практические ограничения в отношении как минимальной, так и максимальной толщины горловины.
При использовании обычных процессов дуговой сварки трудно наплавить угловой шов с шириной горла менее 2 мм. Это в дополнение к упомянутой выше возможности отсутствия плавления/холодного растрескивания из-за быстрого охлаждения, которому подвергаются небольшие угловые сварные швы. Максимальный размер углового шва, как правило, равен толщине более тонкого из двух соединяемых элементов, но очень большие угловые швы могут вызвать неприемлемую деформацию и/или чрезвычайно высокие остаточные напряжения. Кроме того, при размерах выше определенного может оказаться более экономичным выполнение Т-образного стыкового шва, а не углового шва.
Несмотря на то, что толщина шва считается наиболее важным параметром для целей проектирования, фактом является то, что механическое разрушение угловых сварных швов часто происходит по линии сплавления или по самому основному материалу. Одной из причин этого для углеродистых или низколегированных сталей является то, что металл сварного шва в основном значительно прочнее основного металла.
Как упоминалось ранее, существует множество форм угловых швов, которые делают точное измерение толщины шва несколько более сложным, чем может показаться на первый взгляд.
Горловина — это кратчайшее расстояние от корня до поверхности сварного шва. Измерить этот размер в обычном угловом шве под углом или с плоской поверхностью относительно просто. Форма равнобедренного треугольника, горло составляет 0,7 длины ноги. Однако выпуклые, вогнутые швы и сварные швы с глубоким проплавлением имеют толщину шва, как показано на Рис. 7.
Рис. 7 Размеры стыков угловых швов
Вогнутый угловой шов
Выпуклый угловой шов
Сварка с глубоким проплавлением
Угловой сварной шов под углом
Таким образом, становится очевидным, что измерение только длины участка или фактической толщины шва не является надежным при определении проектной толщины шва сварного шва, но необходимо учитывать форму шва. Избыток металла выпуклого шва не дает преимущества в отношении расчетной прочности, и с точки зрения затрат поверхность углового шва должна быть как можно более плоской.
Сварка с глубоким проплавлением является очень экономичным способом увеличения прочности соединения, поскольку только часть металла шва приходится на наплавленный присадочный металл. Однако измерить ширину шва глубокого провара невозможно. Чтобы гарантировать минимальное проектное сечение, необходимо контролировать параметры сварки и подгонки в очень жестких допусках. Поэтому этот тип сварки обычно выполняется с использованием автоматизированного или механизированного процесса сварки (дуговая сварка под флюсом или струйный перенос MIG/MAG), чтобы обеспечить достаточный и постоянный контроль параметров сварки.
При выборе размера углового шва следует помнить, что небольшое увеличение толщины шва приведет к значительному увеличению наплавленного металла шва, поскольку площадь поперечного сечения углового шва зависит от квадрата длина ноги (площадь = z2/2). Увеличение проходного сечения, скажем, с 5 до 6 мм приводит к увеличению площади и, следовательно, металла шва примерно на 45%. Это соответствует почти 0,1 кг дополнительного металла шва на 1 метр длины сварного шва. Таким образом, необходимо заплатить существенные штрафы за стоимость и вес, если соединение либо завышено проектировщиком, либо сварено сварщиком. Не существует жестких и быстрых правил относительно точки, в которой более экономично перейти от углового шва к двустороннему угловому шву или к стыковому шву с частичным проплавлением. Области, указанные на Рис. 8, следует учитывать при выборе размеров угловых швов. 9Рис. 8 Относительные площади поперечного сечения это нагрузка, деленная на площадь сварного шва.
В целях проектирования предполагается, что угловые сварные швы выходят из строя через горловину, и поэтому несложно рассчитать площадь поперечного сечения, способную выдержать эту приложенную нагрузку, когда известна прочность металла шва.
Обратите внимание, что прочность металла на сдвиг обычно составляет от 70% до 80% прочности на растяжение.