{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings. AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

3.7. Сварные соединения, расположение сварных швов и отверстий

3.7. Сварные соединения, расположение сварных швов и отверстий

3.7.1. Сварные швы должны быть стыковыми, с полным проплавлением.

Применение угловых сварных соединений допускается при условии сплошного ультразвукового или радиографического контроля.

Допускается применение угловых швов с конструктивным зазором без контроля радиографией или ультразвуком для приварки к коллекторам, барабанам водотрубных котлов и корпусам газотрубных котлов труб и штуцеров внутренним диаметром не более 100 мм, а также плоских фланцев (независимо от их диаметра) и элементов укрепления отверстий. Контроль качества таких соединений должен выполняться по нормативной документации (далее по тексту НД), согласованной с Госгортехнадзором России.

Допускается применение нахлесточных соединений для приварки наружных муфт соединений труб условным проходом менее 16 мм, а также для приварки накладок и рубашек.

3.7.2. В стыковых сварных соединениях деталей различной номинальной толщины должен быть обеспечен плавный переход от одной детали к другой путем постепенного утонения более толстостенной детали с углом наклона каждой из поверхностей перехода не более 15°.

Допускается увеличить угол наклона поверхностей перехода до 30°, если надежность соединения обоснована расчетом на прочность с определением расчетного ресурса.

При разнице в номинальной толщине свариваемых элементов стенки менее 30% толщины стенки тонкого элемента, но не более 5 мм допускается осуществление указанного плавного перехода со стороны раскрытия кромок за счет наклонного расположения поверхности шва.

Требования к стыковым соединениям разнотолщинных элементов с различными прочностными свойствами, например, соединениям литых элементов с трубами, деталями из листа или поковок, а также соединениям труб с крутоизогнутыми коленами, изготовленными методами протяжки или гибки с осадкой, должны определяться НД, согласованной с Госгортехнадзором России.

3.7.3. Конструкция и расположение сварных швов должны обеспечивать:

а) возможность выполнения сварных соединений с соблюдением всех установленных в НД, производственно-технической документации (далее по тексту ПТД) требований по сварке;

б) свободное размещение нагревательных устройств в случае местной термической обработки;

в) доступность проведения контроля качества сварных соединений предусмотренными для них методами;

г) возможность выполнения ремонта сварных соединений с по следующей термообработкой и контролем, если они предусмотрены НД.

3.7.4. Не допускается пересечение стыковых сварных соединений. Смещение осей сварных швов, выходящих на границу сварного шва параллельно или под углом, должно быть не менее 3-кратной толщины более толстого листа, но не менее 100 мм.

Требование настоящего пункта не является обязательным для стыковых сварных соединений деталей с номинальной толщиной стенки до 30 мм включительно, а также для сборочных единиц, предварительно сваренных из деталей различной номинальной толщины при одновременном соблюдении следующих условий:

а) сварные соединения должны быть выполнены автоматической сваркой;

б) места пересечения сварных швов должны быть подвергнуты ультразвуковому и радиографическому контролю.

В случае если у сварного соединения располагаются отверстия, то от точки пересечения осей сварных швов ближайшая кромка отверстия должна находиться на расстоянии не менее кв. корень (D_m s), где D_m и s — средний диаметр и толщина элемента соответственно, в котором располагаются отверстия, мм.

Измерения должны проводиться для барабанов по внутренней, а для остальных элементов — по наружной поверхности.

3.7.5. Минимальное расстояние между осями швов соседних несопрягаемых стыковых сварных соединений (поперечных, продольных, меридиональных, хордовых, круговых и др.) должно быть не менее номинальной толщины свариваемых деталей, но не менее 100 мм при толщине стенки более 8 мм и не менее 50 мм при толщине стенки 8 мм и менее.

3.7.6. Длина цилиндрического борта от оси стыкового сварного шва до начала закругления выпуклого днища или другого отбортованного элемента должна обеспечивать возможность ультразвукового контроля сварного шва приварки днища со стороны днища.

3.7.7. Сварные соединения котлов не должны соприкасаться с опорами. При расположении опор над (под) сварными соединениями расстояние от опоры до шва должно быть достаточным для проведения необходимого контроля за состоянием сварного соединения в процессе эксплуатации.

Допускается перекрывать опорами поперечные сварные соединения цилиндрических корпусов котлов, эксплуатируемых в горизонтальном положении, при условии, что перекрываемые участки сварных соединений с припуском на сторону не менее кв. корень (D_m s), но не менее 100 мм были подвергнуты сплошному радиографическому или ультразвуковому контролю.

Не допускается перекрывать опорами места пересечения и сопряжения сварных соединений.

3.7.8. Расстояние от края шва стыкового сварного соединения до оси отверстий под развальцовку или приварку труб должно быть не менее 0,9 диаметра отверстия. Допускается располагать отверстия для приварки труб или штуцеров на стыковых сварных соединениях и на расстоянии от них менее 0,9 диаметра отверстия при выполнении следующих условий:

а) до расточки отверстий сварные соединения должны быть подвергнуты радиографическому или ультразвуковому контролю на участке отверстий с припуском не менее кв. корень (D_m s), но не менее 100 мм в каждую сторону сварного шва;

б) расчетный ресурс эксплуатации должен быть обоснован поверочным расчетом на прочность.

Расчеты допускается не производить, если расстояние между кромками отверстий, расположенных в продольном шве, не менее 2 кв. корень (D_m s), а для отверстий в кольцевом (поперечном) шве — не менее кв. корень (D_m s).

Допускается располагать отверстия под развальцовку труб на стыковых сварных соединениях в соответствии с НД, согласованной с Госгортехнадзором России.

3.7.9. Расстояние между центрами двух соседних отверстий в обечайках и выпуклых днищах по наружной поверхности должно быть не менее 1,4 диаметра отверстия или 1,4 полусуммы диаметров отверстий, если диаметры различны.

При расположении отверстий в один продольный или поперечный ряд допускается указанное расстояние уменьшить до 1,3 диаметра. При установке в таком ряду труб газоплотной мембранной панели с приваркой поверхности коллектора труб и проставок между ними (или плавников) по всей протяженности стыкуемой с коллектором панели расстояние между отверстиями допускается уменьшить до 1,2 диаметра отверстия.

Комплексная обработка стыковых соединений для оценки усталостной долговечности в режиме малоцикловой усталости

20.

Ahrend E (2018) Kurzzeitfestigkeit von Schweißverbindungen: Ein Verfahren zur Parameteridentifikation lokaler zyklischer Spannungs-Dehnungs-Kurven bei Werkstoffinhomogenitäten auf Basis digitaler Bildkorrelation. Диссертация, Технический университет Дармштадта, TUprints, Дармштадт

50.

Bergmann J (1983) Zur Betriebsfestigkeitsmessung gekerbter Bauteile auf Grundlage der örtlichen Beanspruchungen.Dissertation, Technische Universität Darmstadt

Эволюция микроструктуры и механические свойства стыковых соединений, сваренных трением с перемешиванием, сверхтонких листов из сплава 5A06

3.1. Внешний вид поверхности и макрофотографии поперечного сечения соединения

показывают сварные швы, полученные при различных скоростях сварки, где видно, что поверхность гладкая, без бороздок и борозд. Как показано на рис. а, при скорости сварки 100 мм/мин возникает большая вспышка.С увеличением скорости сварки наблюдалось постепенное уменьшение вспышки, что согласуется с предыдущим отчетом [15].

Внешний вид поверхности сварных швов, выполненных при скорости сварки ( a ) 100, ( b ) 150 и ( c ) 200 мм/мин.

показывает микроструктуру поперечного сечения сварных швов, выполненных при различных скоростях сварки, где не было обнаружено пустотных дефектов. Наблюдая за микроструктурой, поперечное сечение сварного шва можно разделить на ЗТ, зону термического влияния (ЗТВ), ТМАЗ и СЗ.Установлено, что ширина ЗС постепенно уменьшалась с увеличением скорости сварки, что было следствием уменьшения погонной энергии. Этот результат согласуется с исследованием, опубликованным Huang et al. [5,15]. При скоростях сварки 100 и 150 мм/мин ЗС имела форму «тазика», а при увеличении скорости сварки до 200 мм/мин — чашеобразную. Однако в корне СЗ, который находится на кончике штифта, наблюдалась черная линия. Эта линия может быть вызвана несоответствием направления потока материала между верхней и нижней сторонами наконечника штифта.

Оптические макрофотографии поперечных сечений соединений, полученных при скорости сварки ( a ) 100, ( b ) 150 и ( c ) 200 мм/мин.

При СТП тонких листов уменьшение толщины швов обычно играет важную роль в механических свойствах. Это связано с тем, что концентрация напряжений может легко образоваться на краю зоны воздействия плеча в результате уменьшения толщины. Поэтому необходимо изучить влияние параметров сварки на уменьшение толщины швов.

Для упрощения анализа в этой работе для оценки уменьшения толщины использовалась скорость уменьшения толщины, которая определяется как:

(1)

где R – скорость обжатия по толщине; и т _сз и т _бм — толщины СЗ и БМ соответственно.

Влияние скорости сварки на уменьшение толщины показано на , где скорость уменьшения толщины соединений уменьшалась с увеличением скорости сварки. Скорость уменьшения толщины составила 5,74 % (0,0528 мм) при скорости сварки 100 мм/мин и всего 2,53 % (0,0233 мм) при скорости сварки 200 мм/мин. С увеличением скорости сварки степень размягчения материала уменьшалась по мере уменьшения подводимого тепла, при этом пониженная степень размягчения материала увеличивает трудности с течением материала, приводимого в движение уступом. Между тем, количество оборотов инструмента на единицу расстояния уменьшается, что снижает количество раз, когда уступ будет перемещать материалы как на наступающей стороне (AS), так и на отступающей стороне (RS).Это, в свою очередь, способствует постепенному уменьшению скорости обжатия швов по мере увеличения скорости сварки.

Скорость уменьшения толщины швов в зависимости от скорости сварки.

3.2. Эволюция микроструктуры и текстуры FSW

показывает цветовую карту обратной полюсной фигуры и соответствующий цветовой ключ в контурах BM. Здесь поперечное (TD) и нормальное (ND) направления представляют собой горизонтальное и вертикальное направления соответственно, а направление сварки (WD) было параллельно направлению прокатки BM. Средний размер зерна BM составил 10,33 ± 3,37 мкм, исходя из метода линейного пересечения. Согласно цветовой карте обратной полюсной фигуры (а), распределение ориентации зерен BM было равномерным. Между тем, как показано на карте цветовых ключей (b), текстура BM в основном состояла из {111}, {001} и {112}, а максимальная интенсивность текстуры (Imax) составляла 1,18.

Результаты дифракции обратного рассеяния электронов (EBSD) основного материала (BM): ( a ) цветовая карта обратной полюсной фигуры; ( b ) ключ цвета обратной полюсной фигуры.

3.2.1. Влияние скорости сварки на микроструктуру сварного шва

показывает микроструктуру SZ для различных скоростей сварки, где SZ в основном состоит из измельченных равноосных зерен. Средний размер зерна СЗ при скоростях сварки 100, 150 и 200 мм/мин составил 3,98 ± 1,12, 4,77 ± 1,51 и 5,17 ± 1,66 мкм соответственно по результатам, полученным методом линейного пересечения. Таким образом, размер зерна постепенно увеличивался со скоростью сварки. Отметим, что равноосные зерна СЗ формируются в основном за счет динамической рекристаллизации, на которую в основном влияют температура и деформация при сварке.Ю и др. [24] сообщили, что динамическая рекристаллизация может быть ускорена быстрым нагревом и высокой скоростью деформации. Таким образом, более быстрое повышение температуры или большая деформация вызовут более полную динамическую рекристаллизацию и, следовательно, меньший размер зерна. При низкой скорости сварки время выдержки больше, а число оборотов больше, что приводит к более высокой скорости деформации материала и большему подводу тепла. Так, скорость деформации, вызванная вращением инструмента и погонной энергией, при скорости сварки 100 мм/мин была больше, чем при скорости сварки 150 или 200 мм/мин.Следовательно, динамическая рекристаллизация была более быстрой и полной, а размер зерна был меньше при более низкой скорости сварки.

Цветовые карты зоны перемешивания (SZ) с обратной полюсной фигурой при скорости сварки ( a ) 100, ( b ) 150 и ( c ) 200 мм/мин; и соответствующий контурный цветной ключ при скорости сварки ( d ) 100, ( e ) 150 и ( f ) 200 мм/мин.

Кроме того, отклонение размера зерна в СЗ составило 1.12 мкм при скорости сварки 100 мм/мин, увеличиваясь до 1,51 и 1,66 мкм при скоростях сварки 150 и 200 мм/мин соответственно. Степень динамической рекристаллизации уменьшалась с увеличением скорости сварки, поэтому степень динамической рекристаллизации не была одинаковой в разных сварных швах. Иными словами, размеры зерен по длине шва и по толщине шва были неоднородными при высоких скоростях сварки. Так, отклонение размера зерна увеличивалось при увеличении скорости сварки со 100 до 150 и 200 мм/мин.Кроме того, Луо и соавт. [25] сообщили, что рост зерен представляет собой процесс, при котором крупные зерна растут за счет своих мелких соседей, что приводит к уменьшению отклонения размера зерен, поскольку мелкие зерна потребляются за счет роста зерен. Низкие скорости сварки вызывают более длительное время выдержки при высокой температуре, что дает больше времени для роста зерен. Таким образом, у зерен может быть больше времени для роста при скорости сварки 100 мм/мин, чем при 150 и 200 мм/мин, что приводит к меньшему отклонению размера зерен от предыдущего сварного шва, поскольку может быть израсходовано больше мелких зерен. Следует отметить, что теплоотвод ультратонкой пластины происходит быстро, поэтому основным фактором, влияющим на отклонение размера зерна в данной работе, была степень динамической рекристаллизации, а не время выдержки при высокой температуре. Другими словами, скорость роста зерен может быть выше во время выдержки при высокой температуре в шве со скоростью сварки 100 мм/мин, но зерна не могут вырасти больше, чем в шве со скоростью сварки 150 или 200 мм/мин. скорость.

d–f показаны цветовые карты обратных полюсных фигур СЗ при скоростях сварки 100, 150 и 200 мм/мин, где максимальная интенсивность текстуры равнялась 1.283, 1,228 и 1,320 соответственно; а текстуры были {212}, {101} и {111} соответственно. При СТП алюминиевых сплавов ЗК претерпевает резкую сдвиговую деформацию, в результате чего в ЗЗ формируется сдвиговая текстура. Однако интенсивность текстуры снижается из-за возникновения динамической рекристаллизации, вызванной сдвиговой деформацией и высокой температурой. Таким образом, интенсивность текстуры СЗ в данной работе была несколько сильнее, чем у БМ. На самом деле разница в интенсивности текстуры между SZ и BM будет зависеть как от типа материала, так и от параметров сварки.При этом максимальная интенсивность текстуры в ЗС существенно не различалась для швов, выполненных с различной скоростью сварки. Это означает, что при частоте вращения 1000 об/мин увеличение скорости сварки со 100 до 200 мм/мин мало влияет на интенсивность текстуры.

показано распределение углов разориентации в СЗ при различных скоростях сварки. С уменьшением скорости сварки доля МАГ постепенно уменьшалась. При скорости сварки 100 мм/мин доля большеугловых границ зерен (ВГЗ, т.т. е., угол разориентации зерен более 15°) достигал 85,39 %, что связано с высокой погонной энергией и относительно полной динамической рекристаллизацией. Джазаери и др. [26] сообщили, что LAGB в первую очередь вызваны динамическим восстановлением во время деформации и в основном внутри крупных зерен или вдоль границ зерен; в то время как HAGB образуются на границе двух зерен из-за динамической рекристаллизации, течения пластического материала и термического процесса сварки [18]. Сонг и др. [27] сообщили, что текучесть материала может быть улучшена за счет более высокого подвода тепла, что может способствовать полной динамической рекристаллизации.При СТП погонная энергия увеличивалась с уменьшением скорости сварки, поэтому в данной работе доля ВГГ со скоростью сварки 100 мм/мин была выше, чем при скоростях сварки 150 и 200 мм/мин за счет полной динамической рекристаллизации, индуцированной при низкой скорости сварки (т.е. при высокой подводимой теплоте). Согласно результатам, представленным на и , размер зерна шва при скорости сварки 100 мм/мин меньше, чем при скоростях сварки 150 и 200 мм/мин, при этом интенсивность текстуры слабее, а доля ВГГ больше. .Это свидетельствует о более высокой твердости и прочности на растяжение шва, полученного при скорости сварки 100 мм/мин, что может способствовать тому, что он демонстрирует наилучшие характеристики соединений, исследованных в данной работе.

Распределение углов разориентации в СЗ швов, выполненных при различных скоростях сварки.

3.2.2. Эволюция микроструктуры и текстуры соединения в вертикальном направлении

Эволюция микроструктуры вверху, в центре и внизу ЗС сварного шва, выполненного при скорости сварки 150 мм/мин, показана на , где средний размер зерна этих три зоны было 4.05 ± 1,19, 4,77 ± 1,51 и 5,25 ± 1,69 мкм соответственно. Средний размер зерен в верхней зоне был наименьшим, потому что тепловыделение в этой зоне было самым высоким. По данным Su [28], тепловыделение за счет трения между уступом и заготовкой составляет более 80 % от общего тепловыделения при СТП, поскольку площадь контакта между уступом и заготовкой наибольшая. Кроме того, скорость тепловыделения и скорость деформации, вызванные инструментом, здесь постепенно снижались сверху вниз из-за конической формы штифта.Однако высокая скорость нагрева и высокая скорость деформации способствуют ускорению динамической рекристаллизации. Таким образом, динамическая рекристаллизация в нижней зоне была менее полной, чем в верхней, что привело к наблюдаемому увеличению среднего размера зерна сверху вниз. Следует отметить, что заготовка очень тонкая, а теплопроводность алюминиевого сплава хорошая, поэтому влияние разницы температур в вертикальном направлении относительно невелико. Таким образом, разница в скорости деформации сверху вниз может играть важную роль в динамической рекристаллизации.Цзян и др. [29] сообщили, что высокая скорость деформации может привести к усиленному скоплению дислокаций и более высокому запасу энергии, что может усилить зародышеобразование и облегчить процесс динамической рекристаллизации.

Цветные карты с обратной полюсной фигурой верхней части ( a ), центра ( b ) и нижней части ( c ) СЗ; и обратные полюсные фигуры верхней ( d ), центральной ( e ) и нижней ( f ) ЗЗ сварного шва, выполненного при скорости сварки 150 мм/мин.

Как показано на d–f, текстура верхней и нижней зон SZ была {001}, а текстура центральной зоны была {101}. Кроме того, Imax верхней, центральной и нижней зон составляли 1,495, 1,228 и 1,673 соответственно. Интенсивность текстуры СЗ была больше, чем у ОМ, что свидетельствует о том, что принятые в данной работе параметры сварки увеличили концентрацию распределения ориентации зерен в СЗ. При этом не наблюдалось существенного изменения интенсивности текстуры от верхней к нижней зоне, что указывает на то, что в пределах одного соединения текстура мало менялась в вертикальном направлении тонкой пластины.

Углы разориентации вершины, центра и низа СЗ показаны на , где доля ЛАГБ в этих трех зонах составила 17,76 %, 14,61 % и 12,41 % соответственно. Как правило, когда динамическая рекристаллизация завершена, размер зерна мал, и, таким образом, доля LAGB невелика. Однако в данной работе доля МАГ постепенно уменьшалась от верха к низу СЗ, а средний размер зерен постепенно увеличивался. При СТП ультратонких алюминиевых пластин влиянием градиента температуры вдоль вертикального направления ЗВ можно пренебречь благодаря хорошей теплопроводности и минимальной толщине ультратонкой алюминиевой пластины. Деформация зерен порождает больше дислокаций, а теплота трения способствует движению и перераспределению этих дислокаций, поэтому LAGB в первую очередь связана со сменой дислокаций [18]. Сверху к низу СЗ степень деформации зерен постепенно уменьшалась, что косвенно приводило к уменьшению доли МАГГ.

Распределение углов разориентации в пределах ЗЗ шва, выполненного при скорости сварки 150 мм/мин.

3.2.3. Эволюция микроструктуры и текстуры сустава в горизонтальном направлении

показывает микроструктуру в различных местах в горизонтальном направлении сустава. Средний размер зерна ЗТВ был больше, чем у ОМ как на наступающей стороне (AS), так и на отступающей стороне (RS) из-за влияния термического цикла. В TMAZ на материал воздействовали термический цикл, а также пластическая деформация посредством вращения инструмента. Таким образом, хотя динамическая рекристаллизация в ТМАЗ и происходила, она была неполной из-за недостаточного нагрева и деформации.Поэтому средний размер зерна ТМАЗ был меньше, чем у БМ, а средний размер зерна РС-ТМАЗ был немного меньше, чем у АС-ТМАЗ. Размер зерен SZ был мелким и однородным из-за полной динамической рекристаллизации, вызванной сильной деформацией и высокой температурой. Кроме того, размер зерна AS-SZ был явно больше, чем у RS-SZ, в то время как распределение размера зерна RS-SZ было относительно однородным. Размер зерна АС был больше, чем у РС как в СЗ, так и в ТМАЗ из-за более высокой температуры на АС, чем на РС [30].В частности, направление вращения инструмента в AS совпадает с направлением сварки, что делает относительный коэффициент трения между материалом AS и инструментом выше, чем у RS. Это вызывает больше тепла от трения в AS, а более высокие температуры способствуют росту зерна. Доля LAGB, размер зерна и Imax различных зон в соединении показаны на рис. От RS-HAZ к AS-HAZ средний размер зерна и отклонение размера зерна сначала уменьшались, а затем увеличивались. По сравнению с другими участками соединения средний размер зерна и отклонение размера зерна в центре СЗ были наименьшими из-за его полной динамической рекристаллизации.

( а – г ) цветные карты обратных полюсных фигур и ( а1 – г1 ) соответствующие цветовые ключи ( а , а1 , а1 , б , , б1 ) РС-ТМАЗ, ( с , с1 ) РС-СЗ, ( д , д1 ) СЗ центр, ( д , д1 , д1 , д1 , д1 , д1 , д1 , , ф1 ) АС-ТМАЗ, ( г , г1 ) АС-ЗТВ шва производят при скорости сварки 150 мм/мин.AS: наступающая сторона; RS: отступающая сторона; ЗТВ: зона термического влияния; ТМАЗ: зона термомеханического воздействия.

Доля малоугловых границ зерен (LAGB), размер зерна и максимальная интенсивность текстуры различных зон в соединении, полученном при скорости сварки 150 мм/мин.

Интенсивность текстуры сварного шва была несколько выше, чем у BM (a1–g1 и ), где увеличение интенсивности текстуры указывает на увеличение степени ориентации зерен. Тем не менее, шаг увеличения невелик, что указывает на то, что текстура мало влияет на всесторонние механические свойства сварных соединений.Доминирующей текстурой в ЗТВ была {212}, а в ТМАЗ — {101}; и различные типы текстуры были идентифицированы в SZ, включая {433}, {101} и {001}. Это изменение текстуры в первую очередь связано с текучестью материала и влиянием тепла в различных местах сварных соединений. От RS-HAZ к SZ интенсивность текстуры постепенно уменьшалась, достигая наименьшего значения 1,228 в центре SZ. Однако от AS-HAZ к SZ прочность текстуры постепенно не уменьшалась.Максимальная прочность текстуры 2,275 была обнаружена в AS-SZ, что указывает на то, что зерна были сконцентрированы в {001}. Кроме того, это показывает, что анизотропия AS-SZ сильная и что AS-SZ обладает наименьшей прочностью текстуры.

Сравнивая долю БЛАГ при различных положениях суставов (), было обнаружено, что доля БЛАГ в центре СЗ больше, чем у КМ. Ли и др. [15] также получили такой же результат, что было связано с образованием большого количества субзеренных структур в СЗ.Однако в горизонтальном направлении стыка доля МАГ в центре СЗ была наименьшей, что связано с тем, что большая деформация и тепловложение в центре СЗ вызывают более полную динамическую рекристаллизацию. Ху и др. [31] сообщили, что с увеличением подвода тепла вызванные деформацией LAGB мигрируют, образуя субструктурные зерна. Если подвод тепла и время сварки достаточны, эти субструктурные зерна могут агрегировать под действием динамического восстановления и расти с образованием рекристаллизованных зерен, границы которых становятся HAGB [26,31].От центра СЗ к ТМАЗ доля МАГ постепенно увеличивалась. Это также связано с тем, что степень динамической рекристаллизации уменьшалась от СЗ до ТМАЗ, что уменьшало количество рекристаллизованных зерен.

В заключение, результаты размера зерна, интенсивности текстуры и распределения границ зерен указывают на то, что AS соединения является слабой зоной.

3.3. Механические свойства соединений

отображает твердость соединений, полученных с различными параметрами сварки, где распределение твердости в основном соответствовало морфологии поперечного сечения сварных швов.Твердость явно уменьшалась от верха к низу SZ, что хорошо согласуется с результатами Zhao et al. [32]. В основном это связано с тем, что деформация в нижней части СЗ была слабее, чем вверху, и, таким образом, степень динамической рекристаллизации постепенно уменьшалась от вершины СЗ к основанию, и, таким образом, размер зерна постепенно увеличивался. Согласно зависимости Холла-Петча, большие размеры зерен демонстрируют пониженные значения твердости [33]. Кроме того, доля LAGB уменьшалась от верха к низу СЗ, что также вызывает снижение твердости [15].Сравнительная твердость участков внутри стыка была SZ > TMAZ, на что в основном влиял размер зерна. Однако стоит отметить, что твердость ЗТВ была выше, чем твердость БМ. Это связано с тем, что между ЗТВ и БМ была небольшая разница в размерах зерен, в то время как доля МКГ в ЗТВ была намного выше, чем в БМ. Кроме того, большее количество LAGB указывает на более высокую плотность дислокаций и, следовательно, на более высокое значение твердости [15]. Не было очевидной разницы в твердости AS и RS соединений, в основном из-за ограниченной разницы в размерах зерен и доле LAGB.

Карты твердости сварных швов, полученных при скорости сварки ( a ) 100, ( b ) 150 и ( c ) 200 мм/мин.

Как показано на графике, средняя твердость соединений при скоростях сварки 100, 150 и 200 мм/мин составила 87,34, 86,49 и 86,12 HV соответственно, что выше, чем у БМ. Следует отметить, что в настоящей работе на твердость влияет размер зерна. Видно и то, что с увеличением скорости сварки зерно постепенно укрупнялось, а средняя твердость соединений постепенно уменьшалась.Область высокой твердости соединения постепенно уменьшалась с увеличением скорости сварки, как показано на рис. При постоянной скорости вращения погонная энергия уменьшалась с увеличением скорости сварки, что вызывало уменьшение площади СЗ. Кроме того, твердость SZ была выше, чем у BM, благодаря измельчению зерен. Кроме того, твердость нижней части сварного шва уменьшилась, поскольку подвод тепла был недостаточным для обеспечения динамической рекристаллизации материалов в нижней части пластины.Действительно, из-за чрезвычайной тонкости пластины тепло может легко распространяться на дно пластины, но заметим, что тепло может легко рассеиваться благодаря минимальной толщине.

Средняя твердость ОМ и соединений, полученных при различных скоростях сварки.

Механические свойства соединений и БМ приведены в . Видно, что с увеличением скорости сварки прочность соединений на растяжение сначала уменьшалась, а затем увеличивалась. Удлинение суставов имело такую ​​же вариативную тенденцию.Положение излома в соединении, полученном при скорости сварки 100 мм/мин, располагалось в БМ. Вообще говоря, разрушение образцов при растяжении происходит в самом слабом положении образца, что означает, что предел прочности при растяжении в области соединения был выше, чем у BM в этой работе. Кроме того, как прочность на растяжение, так и относительное удлинение сварного шва со скоростью 100 мм/мин, показанные на рис., были близки к свойствам BM. Однако при увеличении скорости сварки до 150 и 200 мм/мин разрушение происходило в центре СЗ, а предел прочности достигал 85 % и 95 % ОМ соответственно.Снижение предела прочности при увеличении скорости сварки обусловлено в первую очередь остатками оксидного слоя в шве [18]. Бесель и др. [34] сообщили, что, хотя исходный оксидный слой удаляется перед сваркой, новый оксидный слой образуется сразу же в условиях окружающей среды в лаборатории. Когда скорость сварки низкая (например, 100 мм/мин), инструмент совершает больше оборотов на единицу расстояния, поэтому материалы могут вращаться полностью, а оксидный слой распределяется равномерно. Кроме того, соединения, полученные при скорости сварки 100 мм/мин, показали наименьший размер зерна и самую высокую долю HAGB среди всех соединений, как показано на рисунках и , где более мелкое зерно и более высокая доля HAGB способствуют повышению прочности на растяжение. сустава.Следует отметить, что предел прочности при растяжении соединений, выполненных при скорости сварки 200 мм/мин, выше, чем при 150 мм/мин, что в основном связано с уменьшением коэффициента уменьшения толщины соединений при увеличении скорости сварки. Коэффициент уменьшения толщины соединений, выполненных при скорости сварки 150 мм/мин, составил 3,56 %, а при скорости 200 мм/мин — 2,53 %. Таким образом, как оксидный слой, так и уменьшение толщины играют важную роль в механических свойствах сверхтонких сплавов Al-Mg, обработанных СТП.

Прочность на растяжение соединений БМ и сварки трением с перемешиванием (СТП), выполненных при различных скоростях сварки.

Поверхность излома БМ и швы, выполненные с различной скоростью сварки, показаны на и . Морфология излома соединения, полученного при скорости сварки 100 мм/мин (), отличалась от соединений, полученных при скоростях сварки 150 и 200 мм/мин (), из-за разных мест излома. Морфология излома соединения, полученного при скорости сварки 100 мм/мин, была аналогична таковой у ОМ, поскольку зона разрушения соединения располагалась на ОМ. Как показано на рисунке, во время разрушения БМ произошло образование шейки, а на поверхности разрушения присутствовали многочисленные гребни разрыва и ямки. Таким образом, делается вывод, что режим разрушения БМ является типичным вязким разрушением.

РЭМ-изображения поверхностей излома ( a ) БМ и ( b ) СТП соединений со скоростью сварки 100 мм/мин, ( c ) увеличенное изображение области А в ( a ) и ( d ) увеличенное изображение области B в ( b ).

( a , b ) РЭМ-изображения поверхностей излома соединений СТП, полученных при скорости сварки ( a ) 150 и ( b ) 200 мм/мин. ( c – g ) Виды с большим увеличением областей C, D, E, F и G соответственно, указанные в ( a ) и ( b ).

Как показано на рисунках а, б, на поверхности излома от верха до низа швов, полученных при скоростях сварки 150 и 200 мм/мин, присутствовали четыре различных слоя, обозначенных здесь как слой-I, слой-II, слой-III и слой-IV. Детали слоя I с большим увеличением показаны на c, где морфология поверхности слоя I была зернистой с несколькими ямками и гребнями разрыва, что указывает на смешанный режим разрушения, включающий как хрупкое, так и вязкое разрушение. Дугообразная граница раздела трещин была видна в слое II, показанном на d, где была очевидна межкристаллитная форма разрушения. Подробное изображение поверхности слоя-III, показанное на e, демонстрирует множество гребней разрыва и ямок, что указывает на то, что слой-III представляет собой слой вязкого разрушения.Наконец, слой IV на самом деле представлял собой область слабого соединения, расположенную в корне СЗ, как показано на рис. Частицы, присутствующие в слое-IV, были относительно плоскими и длинными и были схожи с типичными характеристиками проката зерен BM. Таким образом, делается вывод, что режим разрушения соединений с более высокой скоростью сварки представляет собой смесь межкристаллитного хрупкого разрушения и вязкого разрушения. Чен и др. В работе [18] установлено, что остатки оксидного слоя в центре ЗС являются основной причиной отслоения поверхности излома. Кроме того, выемки в соединении, полученном при скорости сварки 200 мм/мин, были крупнее и глубже, чем в соединении, полученном при скорости сварки 150 мм/мин, что является одной из причин высокой прочности и относительного удлинения швы производятся со скоростью 200 мм/мин.

В заключение отметим, что нижняя часть стыка и остатки оксидного слоя в СЗ являются слабыми местами стыка ультратонких пластин, изготовленного методом СТП, которые серьезно влияют на механические свойства стыка. Кроме того, это исследование показывает, что влияние остатков оксидного слоя на механические свойства соединений можно уменьшить за счет снижения скорости сварки.

Сварные соединения с использованием кислородно-ацетиленовой горелки

На рис. 5-40 показаны различные типы основных соединений.

Рис. 5-40. Основные суставы.

Стыковые соединения

Стыковое соединение выполняется путем размещения двух кусков материала кромкой к кромке без нахлеста, а затем сварки. Простое стыковое соединение используется для металлов толщиной от 1/16 до 1/8 дюйма. При выполнении этого соединения используется присадочный стержень для получения прочного сварного шва.

 

Фланцевое стыковое соединение можно использовать при сварке тонких листов толщиной 1/16 дюйма или меньше.Края подготавливают под сварку, подворачивая кромку, равную толщине металла. Этот тип соединения обычно выполняется без использования наполнителя.

Если толщина металла превышает 1/8 дюйма, может потребоваться скос краев, чтобы тепло от горелки могло полностью проникнуть в металл. Эти фаски могут быть одинарными или двойными, а также одинарными или двойными V-образными. Присадочный стержень используется для придания прочности и армирования сварному шву. [Рис. 5-41]Рис. 5-41. Виды стыковых соединений.

Ремонт трещин сваркой можно рассматривать как еще один тип стыкового соединения. Трещину необходимо просверлить с обеих сторон, а затем заварить встык с помощью присадочной проволоки. В большинстве случаев заварка трещины не является полным ремонтом, и все же требуется некоторая форма усиления, как описано в следующих разделах.

 

Тройниковые соединения

Тройниковое соединение образуется, когда край или конец одной детали приваривается к поверхности другой.[Рис. 5-42] Эти соединения довольно распространены в авиастроении, особенно в трубчатых конструкциях. Простое Т-образное соединение подходит для большинства толщин металла, используемого в самолетах, но для большей толщины требуется, чтобы вертикальный элемент был с одинарным или двойным скосом, чтобы обеспечить достаточно глубокое проникновение тепла. Темные области на рис. 5-42 показывают необходимую глубину проникновения тепла и плавления. Рекомендуется оставлять зазор между деталями, примерно равный толщине металла, чтобы обеспечить полное проплавление сварного шва.Это обычное явление при сварке только с одной стороны пучков труб. Плотная подгонка деталей перед сваркой не обеспечивает качественного сварного соединения, если не обеспечен полный провар, а при бесзазорной подгонке это значительно сложнее.

Рисунок 5-42. Типы тройниковых соединений с проникновением наполнителя.

Краевые соединения

Краевое соединение используется, когда два куска листового металла должны быть скреплены вместе, а напряжения нагрузки не важны. Краевые соединения обычно выполняются путем загибания краев одной или обеих деталей вверх, размещения двух концов параллельно друг другу и сварки по внешней стороне шва, образованного двумя соединяемыми краями.Соединение, показанное на рис. 5-43А, не требует присадочной проволоки, так как края можно оплавить, чтобы заполнить шов.

Рис. 5-43. Краевые соединения.

Соединение, показанное на рис. 5-43B, из более толстого материала должно быть скошено для проникновения тепла; для армирования добавляется наполнитель.

 

Угловые соединения

Угловое соединение получается, когда два куска металла соединяются так, что их края образуют угол коробки или ограждения. [Рис. 5-44] Угловое соединение, показанное на Рис. 5-44A, не требует присадочного стержня, поскольку края сплавляются, образуя сварной шов.Он используется там, где напряжение нагрузки не имеет значения. Тип, показанный на Рисунке 5-44B, используется для более тяжелых металлов, а присадочный стержень добавляется для округлости и прочности. Если на угол необходимо воздействовать более высоким напряжением, внутреннюю часть усиливают еще одним сварным валиком. [Рисунок 5-44C]Рисунок 5-44. Угловые соединения.

Соединение внахлестку

Соединение внахлестку редко используется в конструкциях самолетов при сварке кислородом и ацетиленом, но обычно используется и соединяется точечной сваркой. Соединение внахлестку имеет очень малое сопротивление изгибу и не может выдержать напряжения сдвига, которому может подвергаться сварной шов при растяжении или сжатии.Двойное соединение внахлест обеспечивает большую прочность, но требует в два раза больше сварки, чем требуется для более простого и эффективного стыкового шва. [Рис. 5-45]Рис. 5-45. Одинарные и двойные соединения внахлестку.

Рекомендация бортмеханика

   

Типы сварных соединений — чистовая металлообработка

В мире металлообработки и машиностроения текущие задачи всегда будут казаться проще, чем они есть на самом деле, независимо от того, насколько они велики или малы. Мастер может всю жизнь улучшать свой набор навыков, и когда дело доходит до обсуждения сварки, обучение, скорее всего, никогда не закончится.Сегодня мы постараемся добавить новые и/или улучшенные знания в ваш мозговой банк, исследуя вместе с 5 наиболее часто используемыми сварными соединениями в легко читаемом тексте.

Стыковое соединение

Это соединение просто в приготовлении и при правильной сварке получается невероятно прочным. Два куска металла укладываются друг на друга горизонтально заподлицо, затем полностью свариваются 1 или 2 стороны стыка, в зависимости от требований работы. Стыковые соединения целесообразно использовать для материалов различной толщины от 0. металлы толщиной от 5 мм до 20 мм+, хотя важно отметить, что когда соединение используется с очень легкими или тяжелыми материалами, требуются различные процессы подготовки и сварки.

Обсуждая оптимальные сварочные соединения для начинающих, стыковое соединение идеально подходит, поскольку его несложно подготовить и оно простое по своему назначению. Сказав это, он определенно не ограничивается только новичками и часто используется во всем, от ремонта трактора до структурных проектов высокого уровня, а также может использоваться для всех типов металлов.Существуют различные варианты стыкового соединения, которые мы обсудим ниже.

Одиночный квадрат

Самый простой и распространенный вариант стыкового соединения, очень экономичный в подготовке, однако он ограничен толщиной материала без подготовленного скоса/угла.

Односторонний скос

Еще одно простое соединение, при котором односторонний угол готовится на одном из двух металлов. Это делается с целью обеспечения более глубокого проплавления сварного шва и повышения прочности.

Двойной скос

Два угла под углом 45 градусов подготовлены для создания заостренного носа на одном из металлов.Этот скошенный кусок металла, вероятно, будет подвергаться большему напряжению, чем другой кусок, поэтому необходимы повышенное проникновение и прочность сварного шва.

Одинарный V-образный

Обе металлические детали подготовлены с соответствующей односторонней фаской под углом 45 градусов, что обеспечивает полное проплавление сварного шва. В зависимости от толщины материала можно выполнить несколько сварных швов с корневым швом для увеличения ожидаемого срока службы соединения.

Двойной V-образный

Оба металла подготовлены с соответствующими двухсторонними 45-градусными скосами (с небольшим плоским концом), которые скреплены вместе, чтобы встретиться в центре толщины материала.Double-V всегда сваривается с обеих сторон соединения, и в целом он прочный и долговечный.

Одноместный J

Один из металлов имеет полную J-образную форму вдоль края, в то время как другой остается квадратным. Это немного сложно в подготовке с помощью режущего оборудования, иногда необходимого для точности, но в результате получится приличное соединение.

Двойной J

Отличное соединение для особо толстых материалов толщиной от 20 мм. Две половинки J подготовлены на одном из двух соединяемых металлов с очевидным квадратным пятном в центре для корневого прохода.

Одинарная U

Одно из самых дорогих стыковых соединений из-за большого пространства, необходимого для заполнения сварочным материалом. Соединение подготавливается путем изготовления двух половин U-образных заготовок на каждом из концов утюга, которые при скреплении вместе образуют законченную U-образную форму.

Двойной U-образный

На кончиках обеих сторон материала подготовлена ​​направленная наружу U-образная форма, чтобы обеспечить проход корня в центре сустава, который теперь выглядит как песочные часы. Он чаще всего используется на материале толщиной более 20 мм, что делает его большим сварным швом с множеством слоев.

Развальцовочное стыковое соединение

Это соединение представляет собой соединение двух изогнутых материалов, кончики которых представляют собой соединение. Плавкий или цельный сварной шов является обычным явлением для этого соединения и, как правило, легко укладывается, однако под нагрузкой это соединение может легко сломаться.

Раструбный скос

Уникальное по своим характеристикам стыковое соединение с развальцовкой изготавливается, когда необходимо соединить плоский кусок металла с изгибом или с закругленной поверхностью. Это соединение, которое обычно подвергается большим нагрузкам и легко сваривается неправильно.В зависимости от рассматриваемого соединения одна или обе стороны полностью свариваются с полным проплавлением и многослойными сварными швами, которые важны для повышения прочности.

Факел V

Это соединение используется для соединения двух металлов с закругленной поверхностью, таких как два гнутых листа или два круглых стержня. Подготовка под сварку, как правило, не требуется, однако качественные послойные сварные швы с корневым швом важны для целостности конструкции.

Угловое соединение

Угловое соединение немного сложнее подготовить, чем стыковое соединение.Два предмета металла скреплены вместе под углом 90 градусов, угол к углу, чтобы создать идеальную L-образную форму. Эти соединения идеально подходят для работы с листовым металлом, поскольку промышленность по производству нержавеющей стали использует соединение номер один. Для создания этого соединения можно использовать материалы толщиной от 0,2 мм до 20 мм+. При толщине материала менее 1,2 мм рекомендуется соблюдать дополнительные меры предосторожности, чтобы свести к минимуму нежелательное проникновение сварного шва, а при толщине материала более 8 мм рекомендуются послойные сварные швы.Основным недостатком угловых соединений является то, что они могут быть темпераментными, а иногда их трудно подготовить, и они подвергаются большому напряжению, что оставляет мало места для ошибок при сварке.

Угловой сварной шов внутри угла

Для этого углового соединения не требуется никакой подготовки, только скрепление материалов вместе для создания L-образной формы под углом 90 градусов. Сварной шов размещается внутри соединения и при этом соединение имеет низкую и среднюю прочность.

Скошенная канавка внутреннего угла

Один из двух металлических кусков подготовлен со скосом под углом 45 градусов, который прибит, обращенный внутрь, угол к углу с другим металлическим элементом.Он подходит для легких и средних материалов, а также в проектах, где усилие открывания должно присутствовать в L-образной форме соединения.

Скошенная канавка на внешнем углу

Соединение, подготовленное точно так же, как и внутренний угол со скошенной канавкой, за исключением скоса, обращенного наружу. Это соединение отлично подходит, когда к L-образному соединению должно прилагаться закрывающее усилие на легких и средних материалах.

V-образный желобок, внешний угол

Простое в приготовлении и грубое угловое соединение, в котором два металла скошены с плоскими концами и прибиты, обращенные наружу. Затем накладываются корень и несколько проходов сварки, что делает его особенно удобным для использования на более тяжелых материалах толщиной до 20 мм.

Внешний угол U-образной канавки

Половина U вырезается из каждого куска железа с помощью шлифовального станка или специального режущего станка, а затем прихватывается, чтобы сформировать полную U-образную форму во внешнем углу. В этом соединении полное проникновение достигается за счет корневого прохода, за которым следуют несколько слоев, что делает его похожим на Халка соединением с совместимостью с материалом толщиной 20 мм и более.

J Паз внутренний/внешний угол

Строитель подготавливает конец 1 куска металла, чтобы сформировать J-образную канавку, которая прибивается к основному металлу.Буква J будет обращена внутрь или наружу в зависимости от задания. Благодаря этому соединению достигается полное проникновение, что делает его идеальным для тяжелых материалов при постоянной нагрузке.

Одинарная раструбная канавка со скосом внутреннего угла

Подготовка к сварке не требуется, так как развальцованная или изогнутая стальная деталь прибивается к плоской детали углом внутрь. На этом стыке следует выполнять многократные швы с малым корнем с учетом глубокого провара при работе с материалами толщиной более 15 мм, однако его можно использовать на любом металле толщиной более 2 мм.

Одинарная раструбная канавка с наружным углом

Здесь развальцованная или изогнутая стальная деталь прихватывается так, чтобы ее угол был обращен наружу от Г-образного соединения. Затем под ним прикрепляется скошенный кусок, чтобы создать соединение в форме символа Wi-Fi. Соединение S.F.B.G.O.C — это идеальное угловое соединение для тяжелых условий эксплуатации, способное сохранять свою целостность при больших нагрузках и используемое при толщине от 2 мм до 20 мм+.

V-образный раструб

Два развальцованных или изогнутых металла скрепляются заподлицо, образуя Т-образную форму, при этом само соединение находится в центре верхней части Т.Подготовка не всегда требуется, но если сустав будет подвергаться нагрузке в будущем, можно сделать небольшую V-образную канавку в центре верхней части для более глубокого проникновения и увеличения позвоночника.

Краевое соединение

Кромочное соединение образуется, когда две параллельные пластины/листы скрепляются вместе плоско, заподлицо и кончиками к концам. Это соединение, как правило, простое в подготовке, легкое в сварке и, таким образом, является отличным вариантом соединения для отработки самых основ ручного управления сваркой. Этот вариант перечисленных сварных соединений подходит только в том случае, если к самому сварному шву прилагается незначительное напряжение или оно вообще отсутствует, или, другими словами, соединение занимает самое низкое место среди всех соединений по своей прочности.Несмотря на это, сварщики в листовой металлургии часто используют это соединение для работ, требующих менее прочных сварных швов. Когда структурная целостность соединения не важна для работы, можно применять сварку плавлением, что делает это соединение очень экономичным.

Квадратная канавка

Материал собран в соответствии с требованиями и готов к сварке. Соединения с квадратными канавками не требуют подготовки, проплавление и общая прочность соединения низкие, но, несмотря на это, красивые сварные швы довольно легко накладываются.

Коническая канавка

Один из двух материалов имеет ровный скос под углом 45 градусов и квадратный наконечник по всему краю. Этот скос обеспечивает эффективное проплавление и может быть полезен при сварке материалов различной толщины. Важно отметить, что при сварке нужно быть осторожным, чтобы не расплавить плоский кончик скошенного материала, если имеется в виду эстетика.

V-образная канавка

Самый прочный из краевых швов, отлично подходит для материалов толщиной от 2 мм. Два скоса под углом 45 градусов подготавливаются, затем соединяются вместе для сварки, корневой шов, затем накладывается несколько сварных швов, завершающихся слегка закругленным верхним сварным швом для завершения соединения.

J-канавка

J-образная канавка готовится вдоль линии хребта утюга, в то время как другая часть остается квадратной. J-образные канавки особенно удобны, когда вы хотите использовать канавку для скоса, но с более эффективным проплавлением сварного шва.

U-образная канавка

Кроме того, сердечный сустав, который лишь немного отличается от V-образной канавки выше. На обоих материалах готовятся фаски J-образной формы, которые затем скрепляются вместе, после чего у нас остается готовое к сварке U-образное соединение.U-образная канавка обеспечивает отличное проникновение и прочность при правильной сварке, но будет недостаточной при небрежной сварке.

Приварка кромки фланца

Краевое соединение, где изогнутая кромка встречается с прямоугольной кромкой. Чаще всего соединение Edge Flange Weld используется на трубах или трубах при креплении фланца к соответствующей трубе или трубе. В этом случае требуется умелая подготовка в виде 45-градусного скоса, расположенного по внутренней окружности фланца, который затем прибивается к трубе или трубе для создания соединения.Это соединение, когда оно используется на трубе или трубе, обычно требует, чтобы квалифицированный мастер подготовил и сварил его, поскольку важно понимать многие процессы. Когда это соединение используется на других материалах, процесс упрощается, и подготовка может не потребоваться.

Соединение внахлестку

Это соединение именно то, на что оно похоже, два параллельных куска металла скреплены вместе, перекрывая друг друга, и все, соединение внахлестку готово! Их можно приваривать только с одной стороны стыка или с обеих сторон, хотя это зависит от требований к усилению работы, а также от функциональной возможности.Это соединение чаще всего оказывается полезным при работе с более легкими материалами, такими как алюминий и нержавеющая сталь, но его также можно использовать с некоторыми тяжелыми материалами. Если тщательно изучить такие материалы, как углеродистая сталь, под перекрытием может появиться ржавчина, что создаст серьезные проблемы в будущем.

Одиночное филе

Только одно из двух соединений внахлест сварено. Это соединение рекомендуется только в том случае, когда прочность не имеет значения для выполняемой работы. Одинарные галтели являются наиболее экономичными соединениями внахлест и требуют небольшой подготовки, поскольку обычно используются на деталях из листового металла в основной работе производственной линии.

Двойное филе

Обе стороны стыка приварены к двойной галтели. Это соединение буквально в два раза прочнее одинарного скругления, что делает его гораздо более надежным вариантом, когда речь идет о долговечности, и может быть полезно для материалов толщиной до 20 мм, где выполняется приличный сварной шов.

Тройник

Т-образное соединение получается, когда два металла физически пересекаются в любом месте на поверхности друг друга, образуя прямой угол или Т-образную форму.Они никогда не перехватывают край одного из металлов, так как это сделало бы его угловым соединением.

Тройники

можно сваривать с одной или двух сторон в зависимости от требований выполняемой работы. Когда обе стороны сварены, соединение становится исключительно прочным, способным выдерживать большие нагрузки или давление, что делает его идеальным для тяжелых производственных работ. Проплавление сварного шва важно для тройниковых соединений, и очень легко наложить контрпродуктивные сварные швы, если небрежно относиться к процедурам сварки.С легкими материалами, такими как нержавеющая сталь, легко проникнуть в сталь, что приведет к образованию «цветной капусты». Это может быть чрезвычайно проблематично при работе с пищевыми продуктами, поэтому важно понимать свойства самого материала при работе с тройниками.

Квадратная канавка

  Базовая версия тройника, не требующая подготовки. Это за исключением случаев, когда обе стороны соединения должны быть сварены, и в этом случае может потребоваться прихватка другой стороны соединения, чтобы предотвратить перемещение ствола Т при нагреве.

J-канавка

J-образный скос создается на краю металла, который должен быть прихвачен под головку Т. Подготовка J-образных канавок делает соединение долговечным, так как вы должны сварить корневой шов и несколько сварных швов поверх это.

Коническая канавка

На металле делается особый скос под углом 45 градусов ниже головки Т. Это соединение идеально подходит для сварки материалов, соединение между которыми иногда затруднено, например, из-за различий в толщине и типе металла.

Канавка с двойным скосом

  Канавка с двойным скосом отлично подходит для особенно тяжелых материалов, где прочность имеет первостепенное значение. Чтобы сделать это соединение, на краю одного из металлов создаются два скоса под 45 градусов с плоским концом (затем он прикрепляется ниже головки Т). Скошенные канавки можно использовать на всех материалах толщиной от 2 мм до 20 мм+.

Развальцовка скошенной канавки

Изогнутая кромка встречается с квадратной кромкой благодаря раструбной канавке Flare Bevel Groove.В зависимости от требований работы и схемы соединения, на этом стыке может быть наложено 1-3 сварных шва, что придает ему долговечность как соединение, но, возможно, временами не эстетично.

Сварное соединение — расчет нагрузки на стык Изгибающая нагрузка

Сварное соединение — Расчет стыкового соединения — Изгибающая нагрузка

Меню проектирования сварки

Следующие уравнения определяют нормальное напряжение, прикладываемое к стыковому сварному соединению при воздействии изгибающей нагрузки.

Обычный Формула сварки под напряжением

Где :
σ 2	= нормальное напряжение [МПа, фунт/кв. дюйм]
мкм	= константа
	— для расчет в метрических единицах u = 1000
	— для расчет в имперских единицах u = 12
	= Изгиб момент [Н·м, фунт·фут]
Вт	= Раздел модуль площади критического сечения сварного шва [мм 3 , в 3 ]

---

Артикул Формула напряжения сварки

Где:
σ с	= эталонное напряжение [МПа, фунт/кв. дюйм]
σ 2	= нормальное напряжение [МПа, фунт/кв. дюйм]
α 2	= Коэффициент сварного соединения

Геометрия для сварки встык | Типы сварных соединений | Элементы дизайна — Сварка

Библиотека векторных шаблонов «Арматура и фитинги» содержит 104 условных обозначения компонентов арматуры.
Используйте эти значки для рисования промышленных трубопроводных систем; технологические, вакуумные и жидкостные трубопроводы; трубопроводы гидравлики; воздуховоды и газопроводы; распространение материалов; и системы перекачки жидкости.
«Клапан — это устройство, которое регулирует, направляет или регулирует поток жидкости (газов, жидкостей, псевдоожиженных твердых тел или взвесей) путем открытия, закрытия или частичного перекрытия различных проходов. Клапаны технически представляют собой фитинги клапанов, но обычно обсуждаются в отдельную категорию В открытом клапане жидкость течет в направлении от более высокого давления к более низкому давлению.
Самый простой и очень древний клапан представляет собой просто свободно откидывающуюся заслонку, которая опускается, препятствуя потоку жидкости (газа или жидкости) в одном направлении, но открывается потоком в противоположном направлении. Это называется обратным клапаном, так как он предотвращает или «контролирует» поток в одном направлении. … Клапаны
используются практически во всех промышленных процессах, включая водоснабжение и очистку сточных вод, горнодобывающую промышленность, производство электроэнергии, переработку нефти, газа и нефти, производство продуктов питания, химическое производство и производство пластмасс и многие другие области….
Клапаны могут управляться вручную с помощью рукоятки, рычага, педали или колеса. Клапаны также могут быть автоматическими, приводимыми в действие изменениями давления, температуры или расхода. Эти изменения могут воздействовать на диафрагму или поршень, который, в свою очередь, активирует клапан. Примерами такого типа клапана обычно являются предохранительные клапаны, устанавливаемые на системы горячего водоснабжения или бойлеры.
Для более сложных систем управления, использующих клапаны, требующих автоматического управления на основе внешнего входа (т. е. регулирования расхода через трубу в соответствии с изменением заданного значения), требуется привод.Привод будет перемещать клапан в зависимости от его входного сигнала и настройки, позволяя точно позиционировать клапан и позволяя контролировать различные требования». [Клапан. Википедия]
Пример «Элементы дизайна — Клапаны и фитинги» был создан с использованием программного обеспечения для построения диаграмм и векторной графики ConceptDraw PRO, дополненного решением Chemical and Process Engineering из области Engineering в ConceptDraw Solution Park.

Символы клапанов и фитингов

Полное руководство по стыковым соединениям (дерево и сварка)

Ничто не сравнится с тем чувством, когда вы заполняете зазор между стыковыми соединениями.

Независимо от того, занимаетесь ли вы сваркой или деревообработкой, стыковое соединение является простым, но необходимым дополнением к арсеналу соединений любого мастера.

Если вы только начинаете, стыковое соединение, вероятно, будет первым соединением, которое вы изучите, и оно станет одним из лучших для отработки ваших навыков крафта.

В этой статье рассматриваются все различные типы стыковых соединений как при деревообработке, так и при сварке.

---

Стыковые соединения в деревянных изделиях

В столярных изделиях стыковое соединение — это просто два куска древесины, соединенные вместе встык на каждом конце.

Деревянное стыковое соединение слабое и часто выглядит безобразно. Большинство других соединений, таких как угловое или шиповое соединение, гораздо более эстетически привлекательны и физически прочнее в кадре.

Из-за его слабости многие мастера различными способами усиливают стыковые соединения. Некоторые предпочитают прибивать стыки гвоздями, другие предпочитают привинчивать их, а мастера старой школы любят втыкать дюбеля между стыками.

Стыковые соединения с гвоздями:

Усиление стыкового соединения деревянных изделий включает вбивание нескольких гвоздей в оба куска дерева, чтобы закрепить их на месте.В строительной отрасли стыковые соединения с гвоздями регулярно используются в каркасе платформы. В меньших масштабах стыковые соединения с гвоздями также используются при изготовлении шкафов и деревянных игрушек.

В этом процессе гвозди также можно заменить шурупами (так называемое резьбовое стыковое соединение), а также можно использовать клей для дополнительной прочности. В этих методах важно погрузить гвозди/шурупы в древесину, чтобы они не блокировали какие-либо участки.

Стыковые соединения с дюбелями:

Изображение предоставлено Викимедиа.орг

Стыковое соединение, усиленное дюбелями, является одним из наиболее широко используемых соединений при изготовлении мебели (стульев, шкафов, столов) и, вероятно, является первым соединением, которое вы узнаете на любом уроке деревообработки.

Этот метод армирования осуществляется путем точного сверления ряда отверстий на поверхности каждого элемента. Точность — самый важный шаг в этом процессе, если они не выровнены, стык будет неровным.

После того, как отверстия просверлены, в соединение вставляются клей и дюбели, а затем прикрепляются зажимы, чтобы скрепить элементы.Зажимы временно используются во время схватывания клея, потому что это обеспечивает герметичность и надежность соединения, а также правильное схватывание клея.

Стыковые соединения для печенья:

Недавнее новшество, армированные бисквитом стыковые соединения похожи на дюбели тем, что в них используется дополнительный кусок дерева и клей для соединения элементов вместе.

Как следует из названия, разница здесь в том, что дюбели заменены кусочками в форме печенья. Преимущество этого процесса заключается в том, что после нанесения клея и скрепления детали деревянное печенье впитывает влагу из клея и набухает, создавая идеальную посадку.

Эти соединения обычно используются в производстве мебели и являются более удобной альтернативой дюбелям-предшественникам. Точность не так важна для бисквитных соединений, поскольку расстояние между каждой стороной является более важным.

---

Стыковые соединения при сварке

Изображение предоставлено: /anglerings.com

При сварке стыковые сварные швы используются для соединения двух параллельных деталей без их перекрытия.

Обычно это делается вручную с помощью дуговой сварки или сварочного аппарата MIG и работает путем медленного нагрева каждого конца обеих пластин.Затем пластины соединяются вместе при достижении определенной температуры (в зависимости от используемых металлов).

Если используется дуговая сварка, отходы (шлак) должны быть удалены кузнечным молотом. Сварка MIG, с другой стороны, использует защитную газовую вставку, защищающую чистоту сварного шва и, таким образом, не образующую шлака.

Если вы новичок в сварке, вы можете прочитать больше об дуговой сварке и сварке MIG в нашем Основном руководстве по сварке .

Этот процесс также может выполняться в автоматическом режиме с использованием зажимов промышленной прочности, а затем нагревания и соединения их вместе.В производстве этот метод более быстрый и эффективный.

Более того, сварка встык экономична, надежна и имеет несколько вариантов соединения, в зависимости от толщины и формы металла. К ним относятся: квадратное стыковое соединение, а также одинарное V-образное и двойное V-образное стыковое соединение.

Квадратное стыковое соединение

Как правило, используется для металлов толщиной 3/16 дюйма или меньше, прямоугольное стыковое соединение требует минимальной подготовки, так как просто требует совмещения плоских краев пластин перед сваркой.

Квадратные стыковые соединения представляют собой прочный сварной шов, хотя руководства пользователя не рекомендуют этот метод для металлов, подверженных усталости или ударам. Здесь используются V-образные стыковые соединения.

Одинарное V-образное и двойное V-образное стыковое соединение

Используется для металлов толщиной от 1/4 до 3/4 дюйма. Одинарное V-образное соединение включает в себя скашивание одного края деталей, чтобы оставить место для наполнителя (электрода) — это придает соединению прочность, необходимую для любой нагрузки или удара. .

Эти канавки делаются с помощью специальных станков для снятия фаски или газового резака и представляют собой более прочное соединение, чем сварка встык прямоугольной формы.

Стыковое соединение Double V работает по тому же принципу, хотя обе кромки скошены и идеально подходят для металлов толщиной более 3/4 дюйма.

Чтобы добиться хорошего качества V-образного соединения, необходимо уделить время надлежащей проверке толщины, типа и конструкции материала.

—

Ищете сварочные материалы?
Все, от шлемов до мониторов очистки, можно найти здесь.