Подготовка кромок под сварку

Подробности

Подробности

Опубликовано 27.05.2012 13:36

Просмотров: 32765

Подготовка кромок металла под сварку делается с целью обеспечения полного провара металла по всей его толщине и получения: доброкачественного сварного соединения.

Различные виды подготовки кромок металла при сварке стыковых швов показаны на фиг. 49. Скос кромок делается для металла толщиной свыше 5 мм. Угол скоса 70—90° выбирают из расчета возможности свободного доступа к вершине шва и ее проварки.

Скос кромок можно производить различными способами. Самым грубым и малопроизводительным из них является срубание кромок ручным или пневматическим зубилом. При этом способе края кромок получаются неровные. Наиболее ровные и чистые кромки получаются при изготовлении их на специальных кромкострогальных или фрезерных станках. Применение кислородной резки, ручной или механизированной, для скоса кромок является самым экономичным. Шлаки и окалина, остающиеся после кислородной резки, должны быть удалены с помощью зубила и стальной щетки.

Следует уделять большое внимание чистоте кромок, так как загрязненная поверхность кромок металла приводит к плохому провару и образованию в сварном шве неметаллических включений. Поэтому перед сваркой кромки, а также соседние с каждой кромкой участки на ширину 20—30 мм должны очищаться до металлического блеска от окалины, ржавчины, масла, краски и других загрязнений. Очистка от окалины, краски и масла может осуществляться непосредственно пламенем сварочной горелки. При этом окалина отстает от металла, а масло и краска сгорают. После нагрева пламенем поверхность зачищается стальной щеткой.

При сборке деталей под сварку нужно следить за тем, чтобы кромки правильно располагались одна относительно другой, чтобы выдерживались установленные зазоры, не было перекосов и т. д.

Для того чтобы в процессе сварки установленные зазоры и положение деталей не изменялись, перед сваркой делают предварительную прихватку деталей, т. е. свариваемые детали соединяют друг с другом в нескольких местах короткими швами. Длину прихваток и расстояние между ними выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и длины шва. При сварке тонкого металла и коротких швах длина прихваток может быть не более 5 мм. При сварке толстого металла и значительных длинах швов длина прихватки может быть 20—30 мм при расстоянии между ними 300—500 мм. Прихватку следует производить на тех же режимах сварки, что и сварку самого шва, тщательно проваривая участок прихватки. В случае сварки деталей значительной толщины прихватка может заполнять разделку примерно на 2/3 ее глубины.

Порядок постановки прихваток имеет важное значение, особенно при сварке длинных швов.

Читайте также

Добавить комментарий

Подготовка и сборка деталей под сварку

Подготовка и сборка деталей под сварку

Точность подготовки деталей к сварке, их чисгота и качество сборки оказывают весьма существенное влияние на несущую способность и экономичность сварной конструкции. Недостаточно тщательное выполнение заготовительных и сборочных операций приводит к резкому возрастанию вероятности появления дефектов в сварных соединениях,и в конструкции в целом. Анализ дефектов, возникающих при сварке, однозначно показывает, что значительную долю брака следует отнести за счет плохого качества подготовки и сборки. Исправление брака в готовом изделии не всегда приводит к полному восстановлению заданных свойств сварного соединения и является трудоемкой и технически сложновыполнимой операцией.

Отсюда очевидно, что значительно рациональнее устранять дефекты, появившиеся при заготовке и сборке, до проведения операции сварки. Однако не следует предъявлять излишние и подчас трудновыполнимые требования к точности заготовок и их сборке под сварку, значительно удорожающие изготовление конструкции. Применяемые на практике способы сварки позволяют получать качественные сварные соединения при некоторых допустимых колебаниях точности заготовки деталей и сборки. Это возможно, безусловно, следует использовать.

Для получения заготовки, подлежащей сборке, необходимо выполнять ряд операций. Предварительно прокат, из которого будет изготовлена деталь, подвергают правке и зачистке с целью устранения загрязнений и неровностей, образовавшихся при прокатке, транспортировке и хранении металла. Правку листового материала осуществляют в правильных станах, зачистку- в дробеметной установке или в специальных ваннах для травления и пассивирования.

Затем выполняют разметку или наметку деталей: разметку- путем перенесения размеров заготовки с чертежа непосредственно на металл, кернения металла по линии будущего реза и маркировки детали; наметку — путем перенесения на металл необходимых для изготовления заготовки размеров с шаблона, специально изготовленного из тонколистового металла, фанеры или картона. Чертилкой обводят контуры шаблона, после чего его удаляют, вдоль всей линии реза наносят керны и деталь маркируют. Вырезку заготовок производят на ножницах, автоматическими газопламенными машинами или ручными резаками.

В некоторых случаях для удаления наклепанного металла, образовавшегося по кромкам при резке на ножницах, устранения неровностей, характерных для ручной газовой резки, кромки подвергают механической обработке на кромкострогальных станках. В случае необходимости используют холодную гибку металла или гибку в нагретом состоянии. Выбор того или иного способа определяется толщиной металла и радиусом кривизны неровности.

В зависимости от толщины свариваемого металла и формы разделки кромки подготовляют обрезкой на ножницах, строганием или газовой резкой. Наибольшее применение находит механизированная (машинная) кислородная резка, обеспечивающая высокую производительность и достаточную в большинстве случаев точность подготовки кромок. Последующая механическая обработка при качественном резе для сталей большинства марок не требуется. Необходимая точность подготовки кромок определяется типом шва, способом и режимом сварки. Отклонения от заданных размеров могут привести к снижению качества шва или повышению трудоемкости работ.

Основной металл до сборки в местах сварки должен быть очищен от ржавчины, масла, влаги, рыхлого слоя окалины и других загрязнений, могущих привести к образованию пор и других дефектов в швах. Особое внимание должно быть уделено зачистке металла при механизированных способах сварки. На рис. 1 показаны места, подлежащие зачистке перед дуговой сваркой для соединений различных типов. Особо тщательно следует зачищать торцы соединяемых элементов.

Рис. 1. Участки металла, зачищаемые перед сваркой (указаны жирной линией)

 

Зачистку производят до сборки узла механически (пескоструйным или дробеструйным способами, металлическими щетками, абразивом) или химически (травлением, газопламенной очисткой). Следует удалять с поверхности металла рыхлый слой ржавчины и окалины, а также грязь и лед даже в том случае, если загрязнение расположено вне места сварки. Это необходимо для того, чтобы при транспортировке и кантовке конструкции загрязнения не попали в место расположения будущего шва. Зачистка собранного узла в большинстве случаев безрезультатна, так как не достигается основная цель — очистка свариваемых кромок, а иногда даже и вредна в связи с тем, что продукты зачистки, попадая в зазор (особенно после сварки первого шва таврового соединения), задерживаются там.

Имеет смысл только прожигание места сварки газовым пламенем или продувка сухим сжатым воздухом непосредственно перед сваркой. При этом удаляются попавшие в зазор уже после сборки влага и грязь. Эта операция достигает цели при прожигании металла толщиной 10 — 12 мм с одной стороны и 18 — 20 мм с двух сторон. При электрошлаковой сварке в большинстве случаев зачистки кромок не требуется.

Сварке всегда предшествует сборка конструкции, т. е. установление и фиксация деталей в предусмотренном проектом положении. Сборка под сварку является одной из трудоемких и наименее механизированных операций. Она должна обеспечивать возможность качественной сварки конструкции. Для этого необходимо выдержать заданный зазор между соединяемыми деталями, установить детали в проектное положение и закрепить между собой так, чтобы взаиморасположение деталей не нарушилось в процессе сварки и кантовки, а если необходимо,- и транспортировки. Должен быть обеспечен свободный доступ к месту сварки. При электрошлаковой сварке детали, как правило, собирают с расширяющимся к концу шва зазором, что позволяет компенсировать усадку металла шва.

В подавляющем большинстве случаев взаимное расположение деталей перед дуговой сваркой фиксируется при помощи коротких отрезков швов, называемых прихватками (рис. 2, а). Сечение прихваток не должно превышать 1/2 сечения шва. Их максимальное сечение не более 25 — 30 мм

2, длина 20 — 120 мм, расстояние между ними 300 — 800 мм. Прихватки выполняют покрытыми электродами, в защитных газах или под флюсом. В ряде случаев, особенно при сварке жестких узлов, прихватки заменяют сплошным швом небольшого сечения (беглым швом), что значительно повышает стойкость металла шва против кристаллизационных трещин и уменьшает вероятность нарушения заданного взаимного расположения деталей в процессе сварки вследствие растрескивания прихваток Беглый шов сваривают вручную или механизированным способом.

Рис. 2. Способы закрепления деталей перед сваркой: а — прихватки, б — гребенки, в — концевые планки

 

Прихватки и беглый шов рекомендуется выполнять со стороны, обратной наложению первого рабочего шва или слоя. Беглый шов кроме скрепления деталей служит для удержания флюса и металла сварочной ванны в зазоре. При сварке ответственных конструкций вручную или в защитных газах на режимах, обеспечивающих малую глубину провара основного металла, прихватки и беглый шов следует удалять при наложении рабочего шва путем расчистки корня шва. При сварке под флюсом и в защитных газах на режимах, обеспечивающих достаточное проплавление основного металла, эта операция излишняя.

Для скрепления деталей перед сваркой и в процессе нее применяют специальные планки-гребенки, удаляемые по мере формирования шва (рис. 2, б). Недостатками гребенок являются затраты металла на их изготовление и необходимость сварки и последующей зачистки остатков прихваток, расположенных на основном металле.

Для закрепления деталей широко применяют струбцины, клинья, стяжные уголки и другие механические приспособления. В некоторых случаях при массовом характере производства используют специальные кондукторы, в которых осуществляется сборка и сварка.

По концам детали обычно устанавливают специальные планки для вывода начала и конца шва за его пределы (рис. 2, в). Эти же планки служат и для скрепления деталей. При сварке с обязательным зазором в верхнюю часть зазора вводят короткие прокладки, которые соединяют с листами при помощи прихваток. При электрошлаковой сварке для фиксации деталей применяют скобы (рис. 3), устанавливаемые на расстоянии 500–1000 мм друг от друга. Иногда применяют вставки, удаляемые при подходе сварочного аппарата. Для вывода начала шва за пределы соединения при электрошлаковом процессе применяют выводные планки, имеющие ту же толщину, что и основной металл. Они также служат элементом, скрепляющим детали между собой.

Рис 3. Сборка стыковых соединений при электрошлаковой сварке 

Подготовка деталей к сварке | Строительный справочник | материалы — конструкции

Детали, предназначенные для сварки, должны быть очищены от грязи, масляных пятен и других посторонних частиц. Особенно тщательную очистку следует выполнять в околошовной зоне, так как любые посторонние частицы, загрязняющие сварочную ванну, могут отрицательно сказаться на качестве сварного соединения. Кромки деталей стачивают под углом шлифовальной машинкой или напильником. Тип и угол разделки кромок определяют количеством необходимого для заполнения разделки электродного металла, а зазор между ними зависит от толщины свариваемых деталей, марки материала, способа сварки и т.д. Минимальную величину зазора выдерживают при сварке без присадочного материала, то есть неплавящимся электродом. При сварке плавящимся электродом зазор обычно устанавливают в пределах 0—5 мм. И чем больше зазор, тем глубже проплавление свариваемых кромок.

Тип и угол разделки свариваемых кромок определяют количество необходимого электродного материала для заполнения разделки, а следовательно, и производительность сварки. Основные типы разделок кромок перед сваркой приведены на рис.1.

Наилучшее формирование сварочного шва обеспечивает Х-образная разделка кромок, которая позволяет уменьшить объем наплавленного металла в 1,6 — 1,7 раз. Такая разделка обеспечивает наименьшую величину деформации после сварки и достаточную прочность сварочного шва. Для предотвращения образования прожогов и правильного формирования шва кромки после разделки притупляют.

Свариваемые детали совмещают между собой и плотно сжимают любым доступным механическим способом. Чаще всего пользуются различными конструкциями тисков, струбцин, систем пазов и т.д. Сварка серийных деталей выполняется в приспособлениях, изготовленных по индивидуальным чертежам. При автоматической сварке часто применяют манипуляторы, обеспечивающие высокую точность предсварочной сборки.

Рис. 1.  Конструктивные элементы разделки кромок под сварку: в — зазор; с — притупление; β — угол скоса кромок; а — угол разделки кромок; 1 — без разделки кромок; 2 — с разделкой кромок одной детали; 3 — V-образная разделка; 4 — Х-образная разделка; 5— и-образная разделка	Рис. 2. Питание дуги при ручной дуговой сварке:  А — электрическая схема; Б — компоновка поста; 1 — изделие; 2 — дуга; 3 — электрод; 4 — электрододержатель; 5 — сварочные кабели; 6 — источник питания; 7 — пульт управления

Детали располагают так, чтобы место сварочного шва было наиболее доступно для электрода. Небольшие по размеру детали следует надежно закрепить. Объемные металлические конструкции перед сваркой собирают согласно чертежу, временно закрепляют сопряжения и окончательно совмещают соединяемые элементы. Связи собирают на болтах, что позволяет придать конструкции правильное геометрическое положение. Элементы листовых конструкций устанавливают в требуемое положение и фиксируют временными (жесткими и полужесткими) креплениями. Жесткие крепления — это прихватки, выполняемые дуговой сваркой длиной 50 100 мм через 400 — 500 мм. Прихватки осуществляют тем же способом и с применением тех же сварочных материалов, что и в дальнейшем при сварке.

Прихватки целесообразно накладывать с противоположной основному шву стороны, тогда они в процессе обработки корня шва будут удалены. Прихватки, накладываемые со стороны основного шва, следует перед сваркой зачистить до металлического блеска и тщательно проверить, нет ли трещин и других дефектов.

После этого вновь собирают электрическую схему сварочного комплекса. Для этого к свариваемым деталям прикрепляют заземляющий зажим, подсоединенный к отрицательной клемме сварочного аппарата. Схема питания электрической дуги при сварке на постоянном токе приведена на рис. 2.

Величину сварочного тока подбирают в соответствии с применяемым электродом и устанавливают его в режиме холостого хода. После этого вставляют электрод в держатель и зажигают дугу. 

Подготовка металла под сварку: требования и особенности

Правильность и тщательность подготовки металла под сварку определяет качество соединений двух или более металлических изделий во время нее. Существует несколько разновидностей металла, каждая из которых требует индивидуального подхода. Этот процесс включает в себя несколько этапов, которые сырье должно обязательно пройти, перед тем как отправиться на сварку.

Ряд действий, которые предстоит выполнить для подготовки металла под сварку:

• правка;
• очистка;
• разметка;
• рубка;
• установка и прихватка.

Гнем и правим металл правильно: тонкости технологии

Правила подготовки включают устранение любых неровностей, кривизны или других дефектов на поверхности посредством правки. Особенность процедуры заключается в оказываемом на материал давлении, производимом при помощи пресса или вручную (удары молотком).

Интересно, что правке подвергаются и черные, и цветные металлы.

Методы

Так в чем же отличия между ручной и машинной правкой?

При ручной изделие (деталь) помещают на стальную или чугунную правильную плиту/наковальню и производят удары молотком.

Обрабатывая металлы механическим способом, удается получить идеально правильные предметы на специальных машинах и верстаках.

Правка металла может быть как холодной, так и горячей.

К начальному этапу подготовки металла под сварку относят и гибку материала. Этот вид работ относится к слесарным. Во время проведения процедуры заготовку изгибают, следуя заданному углу и радиусу, до тех пор, пока она не достигнет необходимой формы.

При ручной гибке используют станок и пресс. Производят ее на глаз, по разметкам, шаблонам, образцам.

Соблюдение технологической последовательности выполнения подготовки металла под сварку позволит в результате получить швы, отличающиеся прочностью и надежностью.

Важно! Чтобы избежать возможных дефектов, изделия из металла подвергают тщательной очистке от следов жира и ржавчины.

Как очистить материал от жира и ржавчины?

Соприкасаясь с воздухом, металл вступает в химическую реакцию с кислородом, образуя окислы. Вследствие этого образуется ржавчина, формируются другие загрязнения, которые ведут к образованию разнохарактерных дефектов шва сварки.

Важно! Следите, чтобы в процессе обработки металла на его поверхность не попадали масло, окалина, влага. Это крайне нежелательно.

Выделяют два способа очистки, которые проводятся на этапе подготовки металла под сварку:

1. Механический. Очищая поверхность таким способом, используют специальные зачищающие машинки или наждачную бумагу. Если требуется достигнуть шероховатой поверхности, то металл поддают гидроабразивной обработке, посредством которой на поверхности создается микрорельеф, способствующий образованию еще более прочного шва в процессе сварочной работы.

2. Химический. Поверхность металла очищают, окунув его в специальный химический раствор.

Разметка металлических деталей

Начальный этап работы с материалом – подготовка поверхности металла под сварку. После этого приступают к разметке. Проводя наметку, на листе металла обрисовывают контуры деталей с пометками. Здесь показывают места сгибов, центры отверстий и другие тонкости будущих элементов конструкции. Справившись с такой работой, переходят к рубке или резке металла – этапу, на котором необходимо быть предельно внимательным и аккуратным. Даже малейшая погрешность может привести к браку готовых изделий.

Когда разметочные линии уже нанесены, работу продолжают с применением кернера – специальной машинки, которая делает небольшие углубления на поверхности листа. Так следы наметок сохранятся в процессе дальнейшей обработки материала.

Важно! Выполняя разметку деталей из нержавеющей стали, специалисты рекомендуют использовать кернер.

В результате проведения подготовки металла под сварку с выполнением слесарных операций определяется конфигурация будущих деталей конструкции. Проводя разметку или наметку, поверхность металлического листа предварительно грунтуют. «Какая разница между этими понятиями?» — спросите вы. Разметка имеет прямое отношение к индивидуальному производству, наметка – к промышленному изготовлению деталей. Чтобы произвести партию идентичных деталей, для разметки используют специально подготовленный шаблон, который изготовляют из фанеры или тонкого листа металла. Процедура применения лекала при разметке получила название наметки.

Производя подготовку и сборку металла под сварку, сначала снимают поверхностный слой металла – фаску. Для этого пользуются кромкострогательным станком или специальным газорезательным автоматом. Иногда рубку производят собственноручно, применяя зубило ручное или пневматическое.

Линии кромок, по которым будут рубить металл в дальнейшем, прокладывают при помощи никерного разметчика, они выглядят как две параллельные линии. По внутренней определяют верхнее ребро фаски, внешняя проходит в нижней части фаски. Если риски предварительно не наносились, то мастер использует при рубке линейку.

Чтобы при проведении процедуры не ошибиться, относитесь к работе с большим вниманием и следите за силой нажатия инструмента во время проведения линии.

Выполняя рубку фаски, края листов надежно закрепляют. Те из листов, которые не установлены на место, подвергают обрубке прямо на стеллаже или после размещения на полу, но даже в таком случае материал прочно зажимают, чтобы листы не двигались во время удара.

Тонкости резки металла

Эта механическая операция проводится в том случае, когда существует необходимость получить прямолинейный рез. В основном процедуру проводят с применением ножниц, если требуется получить прямолинейный разрез, а металлические листы не превышают 20 мм в толщину.

В условиях производства устанавливают специальную ферму – гильотинные ножницы с длиной ножей 1-3 м или пресс-ножи с лезвиями до 70 см в длину.

Листы толщиной меньше 6 мм по прямым или изогнутым линиям разрезают роликовыми ножницами посредством газокислородной или плазменно-дуговой резки. Такая методика разделения деталей приемлема для работы и с легированной сталью, и с цветными металлами. В отношении них можно использовать газофлюсовую резку, а холодная резка стержней, независимо от диаметра, производится при помощи круглых зубчатых или фрикционных пил.

Прихватка перед сваркой металла

Прихватка – последний из этапов, который подразумевает подготовка металла под сварку. Требования и особенности работы с металлическими изделиями требуют применения методики наиболее эффективного способа фиксации размещенных деталей по отношению друг к другу.

Сварочная прихватка – короткий сварной шов.

Особенности применения техники

Использование прихватки позволяет:

• избежать смещения свариваемых элементов конструкции при проведении сварочных работ;
• избежать уменьшения запора по отношению к другим деталям;
• добиться увеличения жесткости конструкции;
• снизить процент деформации деталей.

Предварительно собранные в единую конструкцию детали прихватывают точечной сваркой. Для этого используются стационарные аппараты для сварки и специальные зажимы. Применение прищепок позволяет достичь высокой точности при предварительной сборке системы, состоящей из нескольких элементов. Хорошо, что такой метод позволяет корректировать расстояние «между» или положение деталей перед подготовкой металла под сварку и сборкой конструкции. Проводят процедуру вручную или при помощи автоматизированных систем.

Важно! Ручная обработка основана на сделанных перед сборкой наметках, в местах которых в дальнейшем будут производиться прихватки.

От того, насколько правильно выполнены прихватки, зависит надежность и удобство в эксплуатации будущего изделия.

Требования, выдвигаемые к прихваткам

Качество прихваток зависит от нескольких факторов. Выполняя работы по металлу, обращайте внимание на такие детали:

1. Электроды: их марка должна соответствовать марке материала, который используется для сварки деталей. Так, если в дальнейшем планируется проводить сварочные работы полуавтоматом с применением проволоки, то электроды должны ей соответствовать.
2. Длина прихватки не должна превышать 20 мм. Ее толщина в идеале в 2 раза меньше, чем будущий сварочный шов.
3. Следите за тем, как выполняется подготовка металла под сварку. Выбор режима ручной дуговой сварки в этом случае зависит от технических показателей конструкции. Сварной ток в этом процессе также имеет немаловажное значение. Его значение следует подбирать правильно, учитывая показатели силы и напряжения тока, использующегося в дальнейшей сварке конструкции. Для надежности ток выбирают на 20 % больше, чем тот, что будет использоваться в дальнейшем.
4. Места установления прихваток прочно проваривают.
5. Следите за местами размещения прихваток. Их следует делать не где попало, а в предполагаемых точках наибольшего напряжения конструкции после сборки, а также в местах возможной деформации.
6. Ни в коем случае не располагайте прихватку в местах пересечения (перекрестках) сварных швов.

Некоторые правила выполнения прихваток

Производя работы при помощи автоматической сварки, прихватки располагают по отношению к первому проходу с противоположной стороны. Бывают случаи, когда в силу технических характеристик приходится расставлять их сбоку первого прохода. Проделывая такую операцию, важно соблюдать количество прихваток, чтобы не переусердствовать.

Перед тем как приступить к сварочным работам, обратите внимание на внешний вид выполненных на предыдущем этапе прихваток. Их тоже нужно подготовить к окончательной сварке: очистить от шлаков и застигших брызг металла, зачистить – сделать место прихватки гладким и практически ровным.

Работа с металлом — трудоемкий и энергозатратный процесс. Занимаясь работой, связанной с изготовлением стальных металлических конструкций, придется потрудиться. Для того чтобы достичь результативности в изготовлении металлических деталей, элементы конструкций необходимо не просто сварить, соединив в одно целое, но и предварительно подготовить, что вы уже и так поняли, прочитав статью.