Категория:

Сварные соединения

Сварным соединением называют неразъемное соединение нескольких деталей, выполненное сваркой. При сварке плавлением применяют стыковое, нахлесточное, угловое и тавровое соединения. Применяются также соединения прорезные, торцовые, с накладками и электрозаклепочные.

В стыковом соединении составляющие его элементы расположены в одной плоскости или на одной поверхности. Оно наиболее распространено в сварных изделиях, так как имеет следующие преимущества перед остальными:

1. Неограниченная толщина свариваемых элементов.

Рис. 1. Основные виды сварных соединений: а — стыковые, б — стыковые с отбортовкой, в — стыковые листов разной толщины, г — нахлесточные, д — угловые, е — тавровые, ж — прорезные, з — торцовые, и — с накладками, к — электрозаклепочные; 1, 3 — свариваемые детали, 2 — накладки

2. Более равномерное распределение силовых линий (напряжений) при передаче усилий от одного элемента к другому.

3. Минимальный расход металла на образование сварного соединения.

4. Надежность и удобство контроля качества соединения рентгеновским излучением с определением места, размеров и характера дефекта сварки.

Недостатками стыковых соединений перед другими видами являются:

1. Необходимость более точной сборки элементов под сварку.

2. Сложность обработки кромок под стыковую сварку профильного металла (уголки, швеллеры, тавры, двутавры).

Угловое соединение — сварное соединение двух элементов, расположенных под прямым углом и сваренных в месте примыкания их краев (рис. 38, д).

Тавровое соединение — сварное соединение, в котором к боковой поверхности одного элемента примыкает под углом и приварен торцом другой элемент (рис. 38, е), как правило, угол между элементами прямой.

Угловые и тавровые соединения широко используются при сварке балок, колонн, стоек, каркасов, ферм и др., обеспечивая увеличение жесткости и уменьшение деформаций изделия.

Нахлесточное соединение представляет собой сварное соединение, в котором свариваемые элементы расположены параллельно и перекрывают друг друга. Эти соединения имеют недостатки: 1. Расход основного металла на перекрытия в соединении. Необходимость экономии металла ограничивает применение нахлесточных соединений для элементов толщиной до 20 мм. Величина нахлестки (перекрытия) должна быть не менее 5 толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов.

2. Распределение силового потока в нахлесточном соединении является нелинейным, поэтому оно хуже работает на переменную или динамическую нагрузку, чем стыковое. В конструкциях, работающих при низких температурах и подвергающихся действию переменных или динамических нагрузок, следует избегать нахлесточных соединений.

3. Возможность проникновения влаги в щель между перекрываемыми листами (при односторонней сварке), что вызывает ржавление сварного соединения.

4. Сложность определения дефектов сварки.

Преимуществами нахлесточного соединения являются:

1. Отсутствие скоса кромок под сварку.

2. Простота сборки соединения (возможность подгонки размеров за счет величины нахлестки).

Прорезные соединения применяются тогда, когда длина шва нахлесточного соединения не обеспечивает достаточной прочности.

Соединения с накладками применяют только в тех случаях, когда не могут быть выполнены стыковые или на-хлесточные соединения.

Рис. 2. Распределение силовых линий в соединениях: а — стыковом, б —- нахлесточном

Накладки применяются также для соединения элементов из профильного металла и для усиления стыковых соединений.

Соединения электрозаклепками применяют в нахлесточных и тавровых соединениях. При помощи электрозаклепок получают прочные, но не плотные соединения. Верхний лист пробивается или просверливается, а отверстие заваривается так, чтобы был частично проплавлен нижний лист (или профиль). При толщине верхнего листа до 6 мм его можно предварительно не просверливать, а проплавлять дугой, горящей под флюсом или в защитном газе, при этом можно применять и неплавящиеся электроды.

Основные типы и конструктивные элементы электрозаклепоч-ных швов сварных соединений устанавливаются ГОСТ 14776—69.

Реклама:

Читать далее:

Статьи по теме:

Виды и классификации сварных соединений и швов

Сварочный шов – это участок соединения двух частей в единое целое, благодаря расплавлению металла под воздействием высокой температуры и дальнейшей его кристаллизации. На сегодняшний день различают более 100 типов соединений. Они все разделяются по особым параметрам и делятся на различные группы и подгруппы, в связи с чем и существует множество классификаций сварных швов.

Содержание статьи

• По виду сварного соединения
• По месту выполнения сварки
• По конфигурации
• По протяженности
• По технологии выполнения
• По отношению к направлению действующих усилий
• По форме наружной поверхности
• По виду сварки

По виду сварного соединения

Классификация сварных швов по виду сварного соединения делится на стыковые и угловые. Какое именно произвести соединение в той или иной ситуации, решает мастер, отталкиваясь от положения деталей в пространстве.

• Швы угловые производятся тогда, когда заготовки находятся по отношению друг к другу под углом.
• Сварка стыковых соединений образуется в результате прилегания двух частей или деталей торцами друг к другу, которые располагаются на одной плоскости. Сама дорожка при этом может быть трех видов – вогнутая, выпуклая или плоская. Последняя применяется чаше всего, так как она не имеет особо выраженного перехода на стыке деталей, что выглядит более естественно, в сравнении с остальными двумя типами. Такой метод чаще всего используется при электродуговой сварке на низких токах, чтобы не пропалить заготовку. Например, тонколистовая сталь – идеальный материал для применения сварки стыковых соединений.
• Прорезной (электрозаклепочный) производится в отверстии, которое имеется на детали и выполняется в виде точечных заклепок. То есть, при этом не образуется сварная ванна и шов результате, а детали спаиваются небольшими участками через пазы в заготовке.

По месту выполнения сварки

Классификация сварных соединений и швов данной категории зависит от положения свариваемых деталей в пространстве. Например, если нужно починить деталь какой-то конструкции, которую нельзя снять и положить, но она при этом находится на некотором расстоянии от пола, то работу мастер будет производить потолочным,нижним, горизонтальным или вертикальным соединением, отталкиваясь от размещения этой детали.

• Горизонтальные – это сварные швы, которые тянутся слева направо (или наоборот) на вертикальной детали. Чтобы при этом масса металла не стекала вниз, необходимо правильно подобрать скорость движения электродом или горелкой и силу тока (это подбирается для каждого случая в индивидуальном порядке, отталкиваясь от типа сварки, характеристик деталей и мастерства специалиста).
• Вертикальный метод производства стыковых швов ведется на вертикально расположенных заготовках, при этом швы ведутся сверху вниз (или наоборот). Сложность данного процесса заключается в том, что срабатывает сила притяжения Земли и расплавленная металлическая масса все время стекает вниз, что портит и качество и внешних вид детали. Такое соединения рекомендуется проводить в крайних случаях и только тем мастерам, у которых уже есть определенный теоретический и практических багаж знаний для работы такими дорожками. Подробнее с технологией вертикального шва можно ознакомиться тут.
• Потолочным называется положение, при котором деталь находится выше головы мастера, что намного усложняет процесс. При осуществлении потолочных сварочных швов нужно строго соблюдать правила безопасности и технологию выполнения сварки, потому что в данном случае опасность заключается в стекании массы расплавленного металла.
• Нижние способы сварки выполняются тогда, когда деталь располагается внизу по отношению к мастеру. Это самый удобный метод соединения, так как металл не растекается по сторонам или вниз, а стекает в кратер. Кроме этого, свободно выходят газы и шлаки на поверхность. Стыковое сварное соединение в нижнем положении выполняется формированием валиков на протяжении всего стыка деталей. При этом технология сварки простая – достаточно вести электрод или горелку прямо или зигзагом для создания надежной и эстетически привлекательной дорожки.

По конфигурации

Данная категория стыковых швов используется при ручной дуговой сварке электродом. Сюда относятся три типа сварочных швов – прямолинейные, криволинейные и кольцевые (спиральные).  Они производятся вне зависимости от положения рабочего изделия. Все типы швов данной классификации предполагают, как стыковое, так и нахлесточное сварное соединение.

По протяженности

Классификация сварных швов по протяженности бывает двух видов: сплошные или прерывистые.

• Прерывистый – это такой шов, который производится определенной длины с синхронным интервалом. Он, в свою очередь, делится на два типа – цепная дорожка и шов в шахматном порядке. Например, двусторонние прерывистые соединения на одной стороне стенки расположены против сваренных участков шва с другой ее стороны. Такие типы сцепления могут быть как односторонними, так и двусторонними. То есть, деталь спаивается с двух сторон. Расстояние между этими сварными отрезками называется «сварочный шаг».
• Сплошные способы сварки также делятся на короткие и длинные дорожки, и совершаются вдоль всей заготовки.
• Точечный способ стыковых швов значительно отличается от других, за счет того, что здесь нет сварочной ванны и дорожки. В этом случае заготовки соединяются точками, за счет нахлесточного сварного соединения. Такой способ зачастую применяется для пайки тонкого металла или аккумуляторов.

Способы протяженных швов: а) сплошной б) прерывистый, в) точечный, г) прерывистый шахматный, д) прерывистый сплошной (цепной)

По технологии выполнения

В зависимости от технологии, по которой производится скрепление, выделяют основные четыре вида:

• Подварочный, где – меньшая часть двухстороннего шва, выполняется предварительно для предотвращения прожогов при последующей сварке;
• шов-прихватка позволяет фиксировать детали, которые уже расположены для сварки;
• временный шов необходим, чтобы скрепить заготовки на некоторое время, а по окончанию работ он удаляется.
• монтажный сварной шов, используется во время монтажа различных конструкций.

По отношению к направлению действующих усилий

Сварка стыковых соединений содержит еще одну важную классификацию, в зависимости от отношения к направлению усилий:

• Продольный способ создания стыка (фланговый), при котором усилие действует параллельно оси дорожки;
• Поперечный метод (лобовой) сварного шва, при котором его ось находится перпендикулярно (90 градусов) к оси усилия;
• Комбинированное соединение сваркой включает в себя одновременно и фланговый и поперечный тип;
• Косой, при котором ось шва располагается под углом к направлению действующих усилий.

По форме наружной поверхности

По форме поверхности сцепления делятся на три основных типа:

• Выпуклые (усиленные)- это многослойные швы, применяемый в сцеплениях при статических нагрузках, но усиленный наплыв приводит к чрезмерному расходу электродного металла и в связи с этим для его использования нужно экономическое обоснование.
• Вогнутые (ослабленные) способы используются для скрепления тонкого металла.
• Нормальные или плоские актуальны при динамических нагрузках, так как они не имеют особого перепада между дорожкой и основным металлом.

По виду сварки

Классификация сварных швов по виду сварки разделяется в зависимости от типа воздействия сварочного аппарата. Например, при работе в среде аргона или другого защитного газа, соединение будет не иначе, как «газовым», при работе с электродом – «электродуговым». Самыми основными видами являются следующие швы:

• ручной дуговой сварки – стыковое или нахлесточное соединение реализуется вручную с помощью электрода. Таким образом, можно скрепить практически любой металл, толщиной от 0,1 до 100 мм в любом положении;
• автоматической сварки, которые осуществляются при работе с аппаратом – трансформатором, выпрямителем или инвертором;
• сварки в инертном газе. Такие стыковые, угловые и нахлесточные соединения считаются самые прочные, так как сварка происходит в среде инертных газов, которые защищают его от окисления. Большим плюсом такого скрепления является эстетический вид и отсутствие отходов и шлаков;
• газовой сварки – дорожка формируется под воздействием температуры, которая создается за счет горения рабочего газа, исходящего из горелки;
• паяных соединений, которые совершаются с помощью паяльника.

Кроме описанных, существует еще множество способов для соединения деталей, как обычных, так и нестандартных, которые применяются для заваривания деталей в труднодоступных местах. Например, швы могут быть однослойными (а) или многослойными(б, в), при которых накладывается несколько валиков, располагающихся на одном уровне поперечного сечения шва.

МК — Глава 5. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

1. Виды сварных соединений

Различают следующие виды сварных соединений: стыковые, внахлестку, угловые и тавровые (впритык).

Стыковыми называют соединения, в которых элементы соединяются торцами или кромками и один элемент является продолжением другого. Стыковые соединения наиболее рациональны, так как имеют наименьшую концентрацию напряжений при передаче усилий, отличаются экономичностью и удобны для контроля. Толщина свариваемых элементов в соединениях такого вида почти не ограничена. Стыковое соединение листового металла может быть сделано прямым или косым швом. Стыковые соединения профильного металла применяются реже, так как затруднена обработка их кромок под сварку.

Соединениями внахлестку называются такие, в которых поверхности свариваемых элементов частично находят друг на друга. Эти соединения широко применяют при сварке листовых конструкций из стали небольшой толщины (2-5 мм), в решетчатых и некоторых других видах конструкций. Разновидностью соединений внахлестку являются соединения с накладками, которые применяют для соединения элементов из профильного металла и для усиления стыков.

Иногда стыковое соединение профильного металла усиливают накладками, и тогда оно называется комбинированным.

Соединения внахлестку и с накладками отличаются простотой обработки элементов под сварку, но по расходу металла они менее экономичны, чем стыковые. Кроме того, эти соединения вызывают резкую концентрацию напряжений, из-за чего они нежелательны в конструкциях, подвергающихся действию переменных или динамических нагрузок и работающих при низкой температуре.

Угловыми называют соединения, в которых свариваемые элементы расположены под углом.

Тавровые соединения (соединения впритык) отличаются от угловых тем, что в них торец одного элемента приваривается к поверхности другого элемента. Угловые и тавровые соединения выполняются угловыми швами, широко применяются в конструкциях и отличаются простотой исполнения, высокой прочностью и экономичностью.

В ответственных конструкциях, в тавровых соединениях (например, в швах присоединения верхнего пояса подкрановой балки к стенке) желательно полное проплавление соединяемых элементов.

2. Сварные швы

Сварные швы классифицируют по конструктивному признаку, назначению, положению, протяженности и внешней форме.

По конструктивному признаку швы разделяют на стыковые и угловые (валиковые). В табл. 5.2 показаны виды швов и необходимая форма разделки кромок соединяемых элементов различной толщины для обеспечения качественного соединения при автоматизированной и ручной сварке.

Стыковые швы наиболее рациональны, так как имеют наименьшую концентрацию напряжений, но они требуют дополнительной разделки кромок. При сварке элементов толщиной больше 8 мм для проплавления металла по всей толщине сечения необходимы зазоры и обработка кромок изделия. В соответствии с формой разделки кромок швы бывают V, U, X и К-образные. Для V- и U-образных швов, свариваемых с одной стороны, обязательна подварка корня шва с другой стороны для устранения возможных непроваров, являющихся источником концентрации напряжений.

Начало и конец шва имеют непровар и кратер, являются дефектными и их желательно выводить на технологические планки за пределы рабочего сечения шва, а затем отрезать.

При автоматической сварке принимаются меньшие размеры разделки кромок швов вследствие большего проплавления соединяемых элементов (табл. 5.2). Чтобы обеспечить полный провар шва, односторонняя автоматическая сварка часто выполняется на флюсовой подушке, на медной подкладке или на стальной остающейся подкладке..

При электрошлаковой сварке разделка кромок листов не требуется, но зазор в стыке принимают не менее 14 мм.

Угловые (валиковые) швы наваривают в угол, образованный» элементами, расположенными в разных плоскостях. Применяющаяся при этом разделка кромок изделия показана в табл. 5.2.

Угловые швы, расположенные параллельно действующему осевому усилию, называют фланговыми, а перпендикулярно усилию - лобовыми.

Швы могут быть рабочими или связующими (конструктивными), сплошными или прерывистыми (шпоночными). По положению в пространстве во время их выполнения они бывают нижними, вертикальными, горизонтальными и потолочными. Сварка нижних швов наиболее удобна, легко поддается механизации, дает лучшее качество шва, а потому при проектировании следует предусматривать возможность выполнения большинства швов в нижнем положении. Вертикальные, горизонтальные и потолочные швы в большинстве своем выполняются при монтаже. Они плохо поддаются механизации, выполнить их вручную трудно, качество шва получается хуже, а потому применение их в конструкциях следует по возможности ограничивать.

3. Температурные напряжения и деформации при сварке

Причины возникновения и характеристика сварочных напряжений и деформаций. Неравномерный разогрев изделия при сварке порождает неравномерную температурную деформацию его. Монолитность материала изделия препятствует свободной температурной деформации отдельных частей его, в результате чего во время сварки образуются напряжения и пластическая деформация части металла соединения, а после охлаждения в изделии остаются сварочные напряжения и деформации. Оставшиеся после сварки напряжения и деформации называются термическими сварочными. Эти напряжения, не связанные с действием внешних сил, являются внутренними, собственными напряжениями первого рода, уравновешиваемыми в объеме элемента и вызывающими его деформацию. Помимо термических сварочных напряжений в соединении могут существовать напряжения структурные, получающиеся в результате быстрого охлаждения соединения и появления переохлажденных структур, не свойственных данному температурному состоянию изделия, например мартенсита. Структурные напряжения сильно зависят от свойств материала и технологии сварки, термические сварочные напряжения и деформации — от конструктивного решения и технологии сварки.

Сварочные напряжения и деформации при наплавке валика на кромку листа. Лист при наплавке валика на кромку разогревается неравномерно по ширине и распределение температуры поперек листа имеет вид убывающей кривой е — е.

Если бы рассматриваемый лист состоял из отдельных узких, продольных полос, не связанных друг с другом по краям, то каждая такая полоса удлинялась бы пропорционально своей температуре на

Сварочные напряжения и деформации при соединении листов встык. При сварке двух листов встык возникают как продольные, так и поперечные сварочные напряжения и деформации. Эпюры этих напряжений должны быть уравновешенными, и в результате сварки двух листов встык получаются эпюры напряжений. Сварочные напряжения существенно увеличиваются при сварке встык деталей, закрепленных от свободных перемещений по краям. В этом случае детали при нагревании расширяются в сторону шва и в гаком сближенном состоянии свариваются. При остывании шва невозможность свободной деформации закрепленного по краям изделия вызывает большие растягивающие напряжения в нем, которые могут привести к разрушению.

Возникновение в стыковом шве и в околошовной зоне растягивающих сварочных напряжений двух направлений создает плоско напряженное состояние этой зоны, что может привести к хрупкому разрушению.

Сварочные напряжения и деформации при соединении угловыми швами. В угловых швах также возникают сварочные напряжения, так как жесткость соединяемых элементов препятствует свободному сокращению шва при остывании. Остаточные сварочные напряжения вызывают продольную и поперечную усадку швов и деформацию элементов. Усадка происходит всегда к центру шва. Наиболее неблагоприятна поперечная усадка, которая примерно в 10 раз больше продольной.

Снизить сварочные деформации можно рядом технологических мероприятий, в том числе закреплением или даже выгибом изделия в сторону, обратную его усадке, однако в этом случае увеличиваются сварочные напряжения.

Влияние сварочных напряжений на прочность соединения. Сварочные напряжения линейного характера не влияют на прочность изделия при наличии в соединении от внешних усилий тоже линейного напряженного состояния, совпадающего по направлению с первым. В силу уравновешенности сварочных напряжений они будут увеличивать и уменьшать напряжения от внешней нагрузки, но не будут нарушать равновесия внешних сил, действующих на изделие. Сварочные напряжения, совпадающие по знаку с напряжениями от нагрузки, могут вызвать преждевременное появление местной текучести в изделии, выравнивающей неравномерное распределение напряжений. Пластическая работа материала в этом случае уменьшает сварочные напряжения, и после первой же разгрузки конструкция работает упруго.

При плоском однозначном поле сварочных напряжений (например, средняя зона двух листов, сваренных встык, испытывающая растяжение в двух направлениях) они препятствуют развитию пластичности при суммировании сварочных и силовых напряжений и могут вызвать хрупкое разрушение изделия. Их неблагоприятное воздействие усиливается источниками концентрации напряжений вследствие дефектов сварного шва. Особенно опасны сварочные напряжения, появляющиеся при сварке толстых изделий, так как в этом случае распределение остаточных напряжений носит объемный характер, еще более затрудняющий влияние пластичности материала на выравнивание напряжения.

[ | | | ]

Page 2 | Разработка конструкции и технологии производства сварного изделия

Страница 2 из 10

ВИДЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Сварка как технологический процесс получения неразъемных соединений находит широкое применение в машиностроении. Наибольшее распространение получила электродуговая сварка: ручная — металлическими электродами с обмазкой; автоматическая под слоем флюса; автоматическая, полу автоматическая ручная в среде защитных газов.

Перед сваркой соединяемые детали взаимно ориентируют в соответствии с чертежом сварного изделия, фиксируют при необходимости в приспособлениях и зону стыка деталей заполняют расплавленным металлом (электрода с частичным расплавлением кромок деталей). Для получения сквозного сварного шва соединяемые детали должны быть подготовлены, например, кромки их должны иметь скос под определенным углом.

На виды сварки, конструктивные элементы сварных швов и подготовки кромок для них действуют государственные стандарты:

• ГОСТ 5264—80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные.
• ГОСТ 8713—79. Сварка под флюсом. Соединения сварные.
• ГОСТ 14771—76. Дуговая сварка в защитном газе. Сварные соединения.
• ГОСТ 16037—80. Соединения сварных стальных трубопроводов.
• ГОСТ 14806—80. Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах. Соединения сварные.

Кроме стандартов на соединения стыковые и под прямыми углами, имеются стандарты на сварные соединения под острыми и тупыми углами (ГОСТ 11534—75, ГОСТ 11533—75, ГОСТ 23518—79).

По взаимному расположению деталей соединения бывают стыковые (С1…С26), угловые, (У1…У10), тавровые (Т1…Т5) и внахлестку (Н1, Н2). По форме подготовленных кромок соединения могут быть без скоса кромок (C2, C7, У4, Т1, Н1, Н2 и др. ), с отбортовкой кромок (С1, У1), с прямолинейным скосом одной кромки (С8…С12, У6, Т6, Т7), с прямолинейными скосами двух кромок (C17, У9 и Яр.), с криволинейными скосами (C13, C16, С23, С26, Т2, Т5 и др.), а также с двумя скосами кромки (С15, C16, С25, С26, У8, Т8, Т5 и др.). Характер выполнения шва может быть односторонним (С1, С2, С8, С11, С17, У1, У4 и др.) и двухсторонним (C7, С12, С13, С15 и др.).

Для обеспечения сквозного проплавления и получения сварного шва по всей толщине соединяемых деталей, их кромки должны быть подготовлены под сварку. Основные виды подготовки кромок и обозначение их конструктивных элементов изображены на рис. 1.

Отбортовку кромок (рис. 1,а) применяют для деталей малой толщины s и обычно для сварки неплавящимся электродом без присадочного материала. Формирование шва происходит за счет оплавления кромок.

При толщине деталей более 3 мм применяют прямолинейные односторонние скосы одной в или двух г кромок, двухсторонние — одной или двух д кромок, а также криволинейные скосы е. Скосы выполняют механической обработкой (точением, фрезерованием, строганием), скалыванием под углом на специальных ножницах, кислородной, плазменной резкой и другими способами.

При малой толщине деталей (до 4…12 мм в зависимости от типа соединения и вида сварки) ее можно осуществить без скоса кромок б.

Чертежи деталей проектируют так, чтобы обеспечить требуемые зазоры b между деталями, величину притупления и угол скоса a. Зазор b составляет 0 + 0,5, 0 ± 1 и мм при толщине деталей s соответственно до 2; 4 и более мм.

Притупление t кромок назначают от 1 ± 1 до мм (большее притупление соответствует большей толщине s ).

Угол α скоса кромок зависит от способа сварки, вида скоса кромок и типа сварного соединения:

• для ручной электродуговой сварки при прямолинейном скосе одной кромки,α = = 45° ± 2°, двух — 25° ± 2°, а при криволинейном скосе — 20° ± 2° и 12° ± 2°;
• для автоматической сварки под флюсом, α = 30° ± 5° и 10° ± 2° при прямолинейном и криволинейном скосах кромок в случае стыковых и угловых соединений, тавровые соединения требуют большего угла, который равен соответственно 50° ± 5° и 20° ± 2°;
• для сварки в среде защитных газов α == 40° ± 2° и 20° ± 2° при прямолинейном скосе одной и двух» кромок» — в случае криволинейного скоса α = 12° ± 2°.

Детали при стыковом соединении должны иметь одинаковую толщину. Допустимая разность толщины при сварке

Рис. 1. Виды подготовки кромок под сварку: а — с отбортовкой кромок; б, и, к — без скоса кромок; в—со скосом одной кромки; г — со скосом двух кромок; д — с двухсторонним скосом двух кромок; е — с криволинейным скосом кромок; ж —с использованием остающейся или съемной подкладки; з — с замковым расположением деталей; л — дополнительным скосом для устранения влияния разной толщины

составляет не более 1, 2, 3 и 4 мм при толщине деталей соответственно до 4, 20, 30 и более мм. Если разность толщины больше, то на детали с большей толщиной делают скос под углом 15° с одной или двух сторон (рис. 1, л).

При угловом соединении допускается не делать скос кромок, а формирование шва производить за счет смещения деталей на величину h (рис. 1, и, к). Смещение может быть менее 0,5 s или более 0,5 s при толщине деталей до 6 и 30 мм соответственно.

Выбор типа соединения и способа подготовки кромок за­висит от условий его работы, толщины соединяемых дета­лей, конфигурации изделия и условий сварки. Так, наиболее дешевые соединения без подготовки кромок, но их сквозное проплавление ограничено толщиной детали. Скосы двух кро­мок, особенно криволинейные, наиболее трудоемки, но позво­ляют сократить массу наплавляемого металла и время сварки.

Зазоры между соединяемыми деталями обычно невелики, в противном случае возможны вытекание расплавленного металла и прожог кромок. Это обстоятельство особенно мо­жет проявиться при автоматической сварке.

Для защиты обратной стороны шва от вытекания металла могут быть использованы ниже перечисленные приемы.

Замок, т. е. перекрытие одной детали другой (рис. 1, з). Перекрытие деталей b2 составляет 8 … 20 мм, а зазор в замке z = 0 ^+0,5 мм. Способ эффективен, но дорогой.

Остающаяся стальная подкладка (рис. 1, ж), толщина которой t1> достигает 0,5 толщины детали, но не менее 3 мм, ширина b1 = 10… 30 мм, а зазор между подкладкой и деталями z не должен быть более 0,5… 1 мм. Этот способ применяют, в частности, при сварке шаровых резервуаров, сосудов малого диаметра. Такие подкладки соответствуют соединениям С10, С19 (см. табл. 1).

Съемная технологическая подкладка из меди для стали, из графита для меди и т. п., которая не приваривается и ее удаляют после сварки (С9, С18).

Предварительная ручная подварка корня шва (С12, С13, С21, С23, У5, У10, Т2) является трудоемкой, ее применяют, когда свариваемое изделие невозможно кантовать или точно собрать перед сваркой.

Заделка зазора асбестовой набивкой или флюсовой подушкой.

Сварные соединения можно выполнять автоматической, полуавтоматической или ручной сваркой. Способ сварки выбирают в зависимости от геометрических размеров изделий, свойств материалов, формы сварного шва и серийности производства.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка обладает большой производительностью, обеспечивает высокое качество и надежность соединения, не требует высокой квалификации сварщика, дает наибольший эффект в серийном и массовом производстве, а также при соединении толстостенных деталей. Недостатком этих способов является ограничение по конфигурации и положению шва. Наиболее распространенные автоматы способны сваривать прямолинейные горизонтальные швы или соединять цилиндрические детали типа тел вращения. Способы сварки более подробно рассмотрены в 5.1.

Форма сварных швов после сварки видна в табл. 1. Так, ширина зоны расплавленного металла несколько больше, чем исходный зазор между кромками. По высоте сварной шов больше толщины детали, т. е. имеет место так называе­мое усиление шва. Конструктивные элементы швов также регламентированы перечисленными ранее стандартами.

Усиление шва при необходимости снимают строганием, точением или шлифовальными кругами до требуемой шероховатости поверхности.

Конструктор при проектировании сварных изделий на чертеже указывает способ сварки, тип сварного соединения, конструктивные элементы швов и разделки кромок, марку электрода или проволоки, способ контроля, допустимые дефекты.

Чертежи сварных изделий оформляют как чертежи сборочных единиц, т. е. выполняют сборочный чертеж и спецификацию в соответствии с ЕСКД. Условные обозначения швов сварных соединений выполняют по ГОСТ 2.312—72. Так, шов сварного соединения изображают: видимый — сплошной основной линией, невидимый — штриховой линией. От изображения сварного шва проводят линию-выноску, заканчивающуюся односторонней стрелкой (рис. 2). Линию-выноску предпочтительно проводить от изображения видимого шва, с его лицевой стороны, с которой производят сварку основного шва.

Условное обозначение шва производят на полке линии-выноски или под полкой, если линия-выноска проведена от оборотной стороны основного шва. Вспомогательные знаки, входящие в обозначение шва, выполняют сплошными тонкими линиями, а высота знаков равна высоте цифр и букв, входящих в обозначение. Элементы условного обозначения и вспомогательные знаки располагают в следующей последовательности (см. рис. 2).

1. Сварной шов, выполняемый при монтаже, обозначают знаком в точке пересечения линии-выноски и полки (рис. 2,6), здесь же может быть обозначен окружностью диаметром 3 … 5 мм сварной шов по замкнутой линии (см. рис. 2, а).

2. Номер ГОСТа на способ сварки и вид сварного соединения.

3. Условное буквенно-цифровое обозначение сварного соединения по стандарту.

4. Условное буквенное обозначение способа сварки по соответствующему стандарту (на чертежах допускается не указывать). Приняты следующие обозначения способов сварки: Р — ручная, АФ — автоматическая под флюсом на весу, АФф — автоматическая под флюсом на флюсовой по­душке, АФо —автоматическая под флюсом на остающейся подкладке. АФм — автоматическая под флюсам на медной подкладке,

Рис. 2. Пример обозначения сварных швов: a — сварной шов по замкнутому контуру. Соединение стыковое С8 с односторонней разделкой кромки по ГОСТ 14771 — 76, сварка дуговая в углекислом газе плавящимся электродом с последующим снятием усиления шва до шероховатости Ra не более 12,5 мкм. Обозначение указано от лицевой стороны; б — сварной шов, выполняемый при монтаже.

Соединение тавровое Т1 без скоса кромок по ГОСТ 5264 — 80. Сварка ручная дуговая. Высота катета шва 5 мм. Шов прерывистый с шагом 100 мм, при длине проваренного участка 50 мм. Обозначение указано от оборотной стороны шва; в — сварное соединение С9 по ГОСТ 5264—80, выполняемое ручной электродуговой сваркой с последующей зачисткой наплывов и неровностей до плавного перехода к основному металлу.

АФк — автоматическая под флюсом с (предварительной подваркой корня шва, АФш — автоматическая под флюсом с предварительной подваркой шва; ПФ, ПФо, ПФш — то же, что и выше, но полуавтоматическая сварка; ИН — электродуговая сварка в инертных газах без присадочного металла, ИНп— в инертных газах с присадочным металлом, ИП — в инертных газах и их смесях с углекислым газом плавящимся электродом, УП — в углекислом газе плавящимся электродом; ШЭ — электрошлаковая проволочным электродом и т. д.

5. Знак в виде прямоугольного треугольника и размер катета шва для угловых, тавровых и соединений внахлестку (см. рис. 2,6).

6. Для прерывистого шва указывают в мм длину прова­риваемого участка и шаг. Их значения разделяют наклонной линией под углом 60° в случае цепного расположения швов или специальным знаком для шахматного расположе­ния (см. рис. 2, б).

7. Вспомогательные знаки, которые могут означать: усиление шва снять (см. рис. 2, а), наплывы и неровности шва обработать с плавным переходом к основному металлу (см. рис. 2, в). Здесь же указывают требуемую шероховатость. (Более подробно см. ГОСТ 2.312—72).

При наличии одинаковых швов им присваивают один порядковый номер, условное обозначение выполняют только для одного шва, с указанием порядкового номера на линии-вынооке. Для остальных швов на полке вместо обозначения указывают только порядковый номер данной группы одинаковых швов.

Если на чертеже все швы одинаковы, допускается их обозначать только линиями-выносками, а в технические требования чертежа записывать все сведения о способе сварки и элементах сварных соединений.

Марку электрода или присадочного материала с указанием стандарта указывают в технических требованиях чертежа.

Сварное соединение — обзор

5,5 MWCM и напряжения в горячих точках

Благодаря преимуществам, описанным выше, MWCM также можно использовать для оценки усталостной долговечности сварных соединений за счет полного использования концепции горячих точек (Susmel и Тово, 2006). Перед рассмотрением и валидацией процедуры применения нашего критерия с точки зрения структурных величин здесь стоит помнить, что, когда сварные швы испытывают сложные траектории нагружения, традиционный подход к горячим точкам постулирует, что степень усталостного повреждения зависит от максимального главного геометрического напряжения. рассчитано в предполагаемой точке зарождения трещины (Anon, 1988; Hobbacher, 2007).Вместо этого рекомендуется применять MWCM путем последующей обработки компонентов структурного напряжения перпендикулярно и параллельно сварному шву (рис. 5.9).

5.9. Определение нормальных и касательных напряжений в горячих точках.

Вышеупомянутая стратегия берет в качестве отправной точки идею о том, что при наличии геометрических элементов, характеризующихся углами раскрытия более 100 °, усталостная прочность зависит в основном от компонентов напряжения режима I и III (Лаззарин и др. ., 2004), тогда как в первом приближении вклад из-за нагружения режима II можно не учитывать, поскольку результирующие напряжения не являются сингулярными (Lazzarin and Tovo, 1998). Теперь, наблюдая за тем, как они рассчитываются, величины горячих точек тесно связаны с фактическим распределением поля линейно-упругих напряжений, действующего на зону процесса усталости (Тово и Лаззарин, 1999), логично предположить, что структурные напряжения, перпендикулярные сварному шву, так или иначе связаны с соответствующими компонентами напряжения режима I, тогда как структурные напряжения сдвига зависят главным образом от вклада антиплоскостного напряжения в общее распределение местного поля напряжений (Susmel and Tovo, 2006). ).

Процедура применения MWCM в полевых условиях такая же, как описано в предыдущем разделе (рис. 5.5). Единственное отличие состоит в том, что теперь тензор напряжений в предполагаемой точке зарождения трещины должен быть выражен в геометрических величинах. Другими словами, в соответствии с концепцией горячей точки компоненты напряжения относительно критической плоскости, которые необходимы для оценки усталостного повреждения, должны быть рассчитаны, исходя из диапазонов структурных напряжений, определенных в горячей точке соединения, перпендикулярно и параллельно сварному шву.

Чтобы показать точность MWCM в оценке усталостной прочности сварных соединений при применении в терминах структурных величин, наш критерий первоначально применялся к трубным соединениям, подверженным изгибу (или растяжению) и кручению. Рассмотренные экспериментальные результаты сведены в Таблицу 5.2. На рис. 5.10 показана стратегия, которую мы приняли для определения нормальных напряжений и напряжений сдвига в горячих точках. Чтобы быть точным, вышеуказанные величины напряжений были экстраполированы на подошву сварного шва с использованием двух контрольных точек на расстоянии от предполагаемой горячей точки, равной 0.4 t и t соответственно (Hobbacher, 2007), где толщина t основных труб использовалась в качестве справочной геометрической информации для определения положения двух вышеуказанных точек. Наконец, плотность сетки на поверхности каждой рассматриваемой сварной детали была установлена ​​в соответствии с рекомендациями Ниеми (Niemi, 1995).

Таблица 5.2. Экспериментальные результаты, использованные для демонстрации точности MWCM, применяемого с точки зрения напряжений в горячих точках, при оценке усталостной прочности сварных соединений стали и алюминия

Материал	R	Δ σ A (МПа)	Δ τ A (МПа)	Геометрия	Артикул
StE 460 *	-1	90	100	Рис. 5.6a	Sonsino, 1995
StE 460 *	−1, 0	90	100	Рис. 5.6a	Yousefi et al ., 2001
StE 460 *	−1, 0	90	100	Рис. 5.6a	Amstutz et al ., 2001
A519	−1	90	100	Рис. 5.6b	Янг и Лоуренс, 1986
A519-A36 *	−1, 0	90	100	Рис.5.6b	Siljander et al ., 1992
BS4360 Gr. 50E	0	90	100	Рис. 5.6b	Razmjoo, 1996
6082-T6	−1	36	36	Рис. 5.6a	Куэпперс и Сонсино, 2003
6060-T6 *	-1, 0,05	36	36	Рис. 5.6e	Costa et al . , 2005

5.10. Принята методика расчета напряжений горячей точки перпендикулярно и параллельно валику сварного шва в рассматриваемых трубных сварных соединениях.

Экспериментальные ( N _f ) и расчетные ( N _{f, e} ) диаграммы усталостной долговечности, представленные на рисунках 5.11 и 5.12, ясно показывают, что наш критерий является успешным для оценки усталостного повреждения как стали, так и алюминия. сварные детали также при приложении геометрических напряжений.В частности, эти диаграммы подтверждают, что MWCM предсказывает конечный срок службы сварных соединений, подвергающихся многоосной усталостной нагрузке, всегда с адекватной степенью безопасности, даже несмотря на то, что оценки, представленные на рисунках 5.11 и 5.12, были получены путем калибровки критерия с помощью стандартных кривых усталости, рассчитанных повторно. для вероятности выживания, равной 50% (где одноосные кривые кручения FAT 90 и FAT 100 использовались в качестве справочной информации для оценки усталостной долговечности стальных сварных конструкций, тогда как стандартные одноосные и крутильные кривые FAT 36 использовались для калибровки MWCM для прогнозирование усталостной прочности сварных соединений алюминия). Наконец, стоит отметить, что приведенные выше оценки были получены при принятии ρ _lim равным 1,4.

5.11. Точность MWCM, применяемого с точки зрения геометрических напряжений, для оценки усталостной долговечности стальных сварных соединений, подвергнутых двухосному циклическому нагружению.

5.12. Точность применения MWCM по геометрическим напряжениям при оценке усталостной долговечности сварных соединений алюминия, подвергнутых двухосному циклическому нагружению.

Чтобы лучше объяснить, как MWCM работает при использовании с точки зрения напряжений в горячих точках, полезно кратко рассмотреть здесь основные результаты экспериментального исследования, которое мы провели, работая в сотрудничестве с нашим коллегой Роберто Тово, путем тестирования. сварные соединения, изображенные на рис.5.13 (Сусмель, Тово, 2006). В качестве материала использовалась стандартная конструкционная сталь S355, и применяемый процесс сварки был одинаковым для двух типов образцов. Вышеуказанные сварные соединения были испытаны при номинальном одноосном усталостном нагружении путем приложения нагрузки R , равной 0,1. Даже если усталостный срок службы обоих типов соединений можно было бы успешно оценить просто с точки зрения номинальных напряжений, используя соответствующую расчетную кривую, предоставленную Еврокодом 3 (Anon, 1988), прямой осмотр сломанных образцов выявил неожиданное поведение материала при растрескивании.Более подробно, усталостные трещины всегда исходили от носка сварного шва, но в соединениях A-типа они возникали в точке пересечения между окружностью носка сварного шва и осевым направлением (т. Е. φ = 0 ° на рис. 5.13. ), тогда как в соединениях типа B точки зарождения трещин перемещались по мере увеличения диапазона приложенной нагрузки. Более подробно, в режиме среднецикловой усталости трещины возникли при углах φ , равных примерно 45 °, тогда как в поле многоцикловой усталости положение точек зарождения трещин сместилось обратно к φ = 0. ° (рис.5.13).

5.13. Геометрия сварных соединений, используемая для проверки точности MWCM, применяемого с точки зрения геометрического напряжения, при определении положения точек зарождения трещин

При попытке интерпретировать экспериментальные результаты, Роберто Тово утверждал, что такое специфическое поведение к растрескиванию можно приписать присущей многоосности, возникающей из-за особых форм исследуемых сварных деталей. Взяв эту идею за отправную точку, мы рассчитали касательные и нормальные напряжения горячих точек вдоль сварного шва, получив две диаграммы, представленные на рис.5.14. Впоследствии, используя такие структурные величины, MWCM был использован для расчета результирующих усталостных повреждений по окружности носка сварного шва. Наконец, кривые усталости, оцененные в соответствии с MWCM для нескольких значений угла φ , были пересчитаны с точки зрения диапазонов номинальных напряжений, построены две диаграммы, представленные на рис. 5.15: в соответствии с наблюдаемым поведением материала при растрескивании наш метод правильно предсказал, что в соединениях типа А точка, в которой усталостное повреждение достигает своего максимального значения, всегда находится при φ = 0 °; Напротив, наш критерий многоосной усталости, применяемый с точки зрения геометрических напряжений, предсказал, что в соединениях типа B явление инициирования должно происходить при φ = 45 ° в режиме усталости среднего цикла и при φ = 0 ° в высоком поле усталости цикла.Такая проверка позволила нам дополнительно подтвердить, что MWCM, применяемый с точки зрения структурных напряжений, может успешно использоваться для выполнения оценки усталости сварных соединений, в полной мере используя обширную работу, проделанную для обеспечения инженеров, участвующих в оценке реальных компонентов, безопасными и надежными. надежные правила для расчета геометрических напряжений — см., например, Hobbacher (2007) и ссылки в ней.

5.14. Распределение напряжений в горячих точках по периметру носка сварных деталей, изображенное на рис.5.13.

5.15. Результаты экспериментов и кривые усталости, определенные по MWCM, при различных значениях угла φ.

Типы сварных соединений

Основные типы сварных соединений можно классифицировать в зависимости от типов сварных швов, положения сварных швов и типа соединения.

СВАРНЫЙ СОЕДИНЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Когда два члена соединены средствами сварки, такое соединение называется сварным соединением.Предложения по сварке возможность для дизайнера добиться более эффективного использования материалы. Ранее конструкторы считали сварные швы менее устойчивыми к усталости. Это было считал, что добиться хороших сварных швов на стройплощадке невозможно. Теперь день, с достижения в области методов неразрушающего контроля (NDT), тестирования и стало проще контролировать качество сварных швов. Это придает дизайнерам достаточно смелости. изучить возможности и возможности сварных соединений. Быстрый конструкция облегчается за счет использования сварных соединений.Масса сварного количество подключений относительно невелико, что снижает стоимость строительства. С тех пор нет ли сокращения отверстий, общее поперечное сечение эффективно переносит нагрузки.

ВИДЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Основные типы сварных соединений можно классифицировать в зависимости от типов сварных швов, положения сварных швов и типа сустава.

1.На основе по типу сварного шва

По типу сварного шва сварные швы можно классифицировать по для углового шва, сварного шва с разделкой кромок (или стыкового шва), электрозаклепки, щелевого шва, точечной сварки и т. д. Различные типы сварных швов показаны на рисунке 15.

1.1. Стыковые швы (стыковые)

Швы с разделкой кромок (стыковые швы) и Угловые швы выполняются, когда соединяемые элементы выровнены. Канавка сварка обходится дороже, так как требует подготовки кромок. Швы с разделкой кромок могут быть безопасно использовать в сильно нагруженных членах. Обеспечиваются квадратные стыковые швы. только для плиты толщиной 8 мм. Различные типы стыковых швов показаны на Рисунок 16.

1.2. Угловые швы

Угловые швы выполняются при два соединяемых стержня находятся в разных плоскостях.Поскольку такая ситуация возникает чаще угловые швы встречаются чаще, чем стыковые. Угловые швы сделать это проще, так как для этого требуется меньше подготовки поверхности. Тем не менее они не такой прочный, как швы с разделкой кромок, и вызывает концентрацию напряжений. Филе сварные швы предпочтительнее для слабо нагруженных элементов, где жесткость, а не сила определяет дизайн. Различные типы угловых швов показаны на Рисунок 17.

1.3. Слот и электрозаклепки

Щелевые и электрозаклепочные швы используются для дополнять угловые швы там, где невозможно обеспечить требуемую длину углового шва. достигнуто.

2. На основе по положению сварного шва

В зависимости от положения сварного шва, Сварные швы можно разделить на плоский шов, горизонтальный шов, вертикальный шов, колодец и т. д.

На основе тип стыков

На основе по типу соединений сварные швы можно разделить на стыковые, внахлестку. сварные соединения, тройники и угловые сварные соединения.

Учебные материалы, Примечания к лекциям, Назначение, Ссылка, объяснение описания Wiki, краткая информация

Соединения сращивания колонн и моментных сварных швов при сварке в полевых условиях

Получите советы по экономии денег и максимальному увеличению производительности и качества сварки в полевых условиях при использовании сварных моментных соединений и стыковых соединений колонн.

Стальные соединения при сварке конструкций

Не секрет, что когда дело доходит до конструкции стальных конструкций, всегда желательно избегать более дорогостоящих и трудоемких сварных соединений в полевых условиях в пользу болтовых соединений. Это еще более верно, когда соединение требует полного проплавления (CJP) шва с разделкой кромок, что особенно характерно для определенных типов соединений с моментом и сращивания колонн.

Использование сварных моментов и стыковых соединений колонн в проекте будет сильно различаться в зависимости от нескольких факторов, в том числе места расположения проекта, типа и конструкции самой конструкции.

Независимо от того, требует ли ваш следующий проект многих из этих типов соединений или только несколько, эти советы помогут вам сэкономить деньги и максимально повысить производительность и качество сварки в полевых условиях.

Совет 1. Используйте оборудование подходящего размера для работы

Сварные моментные соединения и стыки колонн требуют много рабочих часов по сравнению с большинством других сварочных работ в рамках проекта. Чтобы сократить время сварки, многие подрядчики и монтажники выбирают переход на электроды большего размера.

Независимо от того, используете ли вы электросварочные аппараты, сварочное оборудование с приводом от двигателя или их комбинацию, важно иметь аппарат подходящего размера, чтобы с первого раза выполнить работу максимально эффективно.

Слишком часто подрядчики устанавливают максимальное значение на своем сварочном оборудовании. Хотя в этом нет ничего принципиально неправильного, частая работа на максимальных или близких к максимальных возможностях станках означает, что вы, возможно, не получите наилучших характеристик сварки или срока службы оборудования.

Думайте о сварщике как об автомобиле.Если вам нужно разогнаться до 90 миль в час, обычная машина, вероятно, сможет это сделать. Но если вам нужно ездить со скоростью 90 миль в час каждый день, вы, вероятно, переключитесь на более производительный автомобиль. То же самое и со сварочным оборудованием. Тот факт, что машина может сваривать на больших диапазонах, не означает, что это лучший вариант в долгосрочной перспективе.

Для большинства работ, вероятно, подойдет машина на 300-400 ампер. Если вы часто свариваете проволокой диаметром более 5/64 дюйма или вам необходимо выполнить много строжки угольной дугой электродами от 1/4 дюйма и более, рассмотрите вариант установки на 500 ампер или более.

Совет 2: переходите с ручной сварки на порошковую сварку

Преимущества сварки порошковой проволокой с самозащитой по сравнению со сваркой штучной сваркой могут показаться очевидными для некоторых, но многие строительные и монтажные компании все еще сваривают все свои многопроходные сварные швы CJP с помощью технологии дуговой сварки (дуговой сварки в среде защитного металла или SMAW). . Ручная сварка отлично подходит для многих применений, но переход на самозащитную порошковую проволоку для проектов, требующих многопроходных сварных швов большего размера, дает несколько преимуществ:

• Скорость наплавки: По сравнению с наиболее часто используемыми 1/8-дюймовыми стержневыми электродами 7018, которые обычно дают скорость наплавки не более 3 фунтов / час, сопоставимая порошковая проволока для всех позиций может удвоиться или даже утроиться. это производство.

• Эффективность наплавки: Это относится к процентной доле электрода, которая фактически попадает в окончательный сварной шов. Вы когда-нибудь задумывались, сколько денег вы бросаете на землю? После каждого сварного шва, независимо от того, полностью или частично использовался электрод, оставшийся стержень электрода обычно оказывается в одном и том же месте — на земле. Это создает беспорядок, который нужно навести, и вынимает деньги из вашего кармана. Если взять в качестве примера стержневой электрод 7018 диаметром 1/8 дюйма, вам повезет, если вы добьетесь эффективности 70% после учета магнитного потока и потерь на шлейфах.Переход на порошковую проволоку может обеспечить повышение эффективности на 10% или больше благодаря повышенной способности подавать и осаждать расплавленный металл в сварном шве в сочетании с тем фактом, что сварщики могут начинать и останавливать работу в любое время без потерь расходных материалов.

Совет 3. Выберите правильную порошковую проволоку

Когда дело доходит до сварки конструкций самозащитной порошковой проволокой, многие подрядчики используют так называемую проволоку Т-8. Эти проволоки с отрицательной полярностью электродов постоянного тока (DCEN) представляют собой универсальные универсальные проволоки, которые обеспечивают хорошие низкотемпературные удары и могут использоваться для многопроходных сварных швов.

Несмотря на то, что привлекательность использования одной проволоки для всего проекта понятна, подумайте о переходе на проволоку T-6 для плоских или горизонтальных сварных швов, подобных тем, которые используются в сварных стыках колонн. Эти провода имеют положительную полярность электродов постоянного тока (DCEP) и обычно дают значительно более высокие скорости наплавки, чем провод T-8. Они также обеспечивают хорошее проникновение и, как правило, также оказывают очень хорошее низкотемпературное воздействие.

Совет 4. Тратьте меньше времени на прогулки

Недавние исследования показали, что в среднем типичный слесарь-слесарь делает четыре поездки обратно к своей машине, чтобы внести коррективы в течение дня.Умножьте это потраченное время на пятидневную рабочую неделю и 50-недельный рабочий год. Предполагая, что каждая поездка в оба конца занимает примерно 15 минут и используя 45 долларов в час в качестве оценки затрат подрядчика на найм слесаря, получаем ежегодную потерю производительности в размере 11250 долларов — просто платите сварщику за то, чтобы он ходил туда-сюда, чтобы внести коррективы. источник питания. Независимо от того, составляют ли ваши производственные затраты половину или вдвое больше, если вы умножите их на всех сварщиков в платежной ведомости, это приведет к значительной трате денег и потере производительности.

Для решения этой проблемы на строительной площадке были внесены некоторые улучшения в разработку передовых технологий дистанционного управления сварочным оборудованием. Технология ArcReach® от Miller Electric Mfg. LLC находится на переднем крае современных возможностей.

Используя только стандартные сварочные кабели и совместимый источник питания, цифровой блок дистанционного управления ArcReach или дополнительные устройства подачи проволоки подключаются прямо к вашему стержневому наконечнику или порошковой горелке. С помощью этих принадлежностей вы можете не только регулировать силу тока, напряжение и другие параметры управления дугой, но также просматривать и настраивать программы и процессы сварки прямо на сварном шве.Это избавляет от необходимости возвращаться к источнику питания или использовать отдельный громоздкий и легко повреждаемый проводной аналоговый пульт дистанционного управления.

Кроме того, на некоторых новейших источниках питания аппарат автоматически компенсирует любое падение напряжения на сварочном кабеле, поэтому все, что вы предварительно настроили на аппарате, — это именно то, что вы получите при дуге. Нет необходимости самостоятельно набирать или вводить правильные параметры.

Заключительные мысли

Если вы давно не вносили изменений или улучшали свою сварочную операцию, подумайте об оценке некоторых из новых решений, представленных сегодня на рынке.Внедрение этих передовых методов для сварных моментных соединений и стыков колонн в полевых условиях требует предварительных вложений времени и денег, но, учитывая, сколько вы, вероятно, оставите на столе, это небольшая цена.

A Базовый обзор экзотермических сварных соединений

При создании систем электрической защиты электрические заземляющие соединения должны оставаться надежными в течение всего срока службы системы. Если соединения ослабевают, системы заземления, соединения и молниезащиты становятся уязвимыми.

Экзотермическая сварка, часто известная под нашей торговой маркой nVent ERICO Cadweld, — это метод, который существует с 1938 года и предлагает ряд преимуществ по сравнению с другими типами соединений.

Узнайте, что такое экзотермическая сварка, когда ее следует использовать и чем она отличается от соединений с механическим заземлением.

Экзотермическая сварка — это процесс, используемый для соединения одинаковых металлов, таких как медь со сталью или медь с медью. Он использует экзотермическую реакцию для образования молекулярной связи между двумя частями.

Соединение изготавливается в специальной графитовой форме. В сварном шве используется экзотермическая реакция термита (металлического порошка) для нагрева металла. Проще говоря, экзотермический процесс включает химическую реакцию с выделением тепла и не требует внешнего источника тепла.

3Cu2O + 2Al → 6Cu + Al2O3 + ТЕПЛО
Оксид меди + Алюминий → Медь + оксид алюминия (шлак) + нагрев
Температура реакции примерно 2500 ° C (4500 ° F)

При правильном выполнении, экзотермически сварное соединение остается гомогенным после охлаждения , что означает, что был сформирован настоящий сварной шов, и элементы полностью сплавлены друг с другом.Соединение постоянное , необратимое и не требует дополнительных средств для удержания
его вместе, как показано на изображении ниже.

В 1930-х годах профессор Чарльз А. «Попс» Кэдвелл, тезка nVent ERICO Cadweld, работал над улучшением установки или ремонта сигнальных проводов и путевых силовых соединений с рельсами электрифицированных поездов. Эти сварные швы потребовали значительных усилий и оборудования. «Автомобиль А», показанный ниже, использовался для перевозки оборудования и персонала, необходимого для выполнения единого соединения.

В 1938 году Попс запатентовал процесс Cadweld и позволил одному человеку с 25 фунтами оборудования заменить все это оборудование, необходимое ранее. Вскоре после этого была создана экзотермическая сварка для катодной защиты, за которой последовали передача энергии высокого напряжения и электрические заземления и соединения.

За последние 80 лет оборудование было значительно усовершенствовано с целью повышения простоты использования, безопасности продукции и качества сварки, чтобы все больше оправдать его использование и расширить область его применения. Экзотермическая сварка — важное изобретение, на долю которого у приходится более 150 миллионов соединений.

В общем, экзотермические соединения лучше механических соединений для заземления из-за прочной связи между двумя материалами. Надежное соединение является ключевым фактором, особенно при использовании с электрическими соединениями.

Преимущества экзотермических сварных соединений:

• Сохраняйте более низкое сопротивление с течением времени благодаря плавкому соединению.
• Не разрушается с возрастом из-за ограниченной подверженности коррозии.
• Срок службы превышает срок службы подключаемых проводов.
• Устраняет любой риск расшатывания из-за молекулярных связей.
• Устойчив к повторяющимся ошибочным токам.
• Обеспечивает минимально возможное сопротивление пути заземления.
• Качество можно проверить визуальным осмотром.
• Безопасный и простой в использовании с минимальными требованиями к обучению и защите.
• UL® внесен в список UL 467.
• Превосходит требования IEEE 837.

Недостатки механических соединений:

• Вызывает двухточечный ток (т.е. неравную плотность тока).
• Чувствителен к коррозии , сопротивление со временем снижается.
• Требуется антиоксидантный состав для продления срока службы соединения.

Для иллюстрации процесса экзотермической сварки ниже приведены инструкции по использованию nVent ERICO Cadweld Plus.

Компоненты:

• Графитовая форма
• Сварной металл
• Воспламенитель
• Зажимы для форм
• Инструменты для чистки
• Гильзы, шайбы, ватин

Указания по выполнению экзотермической сварки:

1. Вставьте чашку Cadweld Plus в форму (может потребоваться крышка / перегородка).
2. Присоедините клеммный зажим блока управления к планке зажигания.
3. Нажмите и удерживайте переключатель блока управления и дождитесь зажигания.
4. Откройте форму и извлеките израсходованную стальную чашку — специальной утилизации не требуется.

После изучения процесса экзотермическое соединение обычно занимает всего несколько минут. Экзотермическая сварка становится предпочтительным методом для большинства профессионалов в области электротехники, благодаря простоте процесса и улучшенным характеристикам.

Ценность экзотермических соединений довольно очевидна. Если вы хотите узнать больше о спецификациях, установке или о том, как выбрать правильный продукт и пресс-форму Cadweld для ваших приложений, щелкните ниже, чтобы посетить Cadweld.com.

Как подключить провода для сварки штангой

Я всегда мучился с тем, как правильно подключить провода для сварки штангой к сварочному аппарату. Следует ли подключать заземляющий провод к отрицательной клемме сварщика или к положительной? Куда должен идти вывод электрода? Можно просто все усложнять, как ему хочется.

Многие люди не понимают, как работает аппарат для ручной сварки. Но позвольте вам сказать, позже я понял, что это не так сложно, как кажется.

Сварочные провода можно подсоединить тремя разными способами: соединением DCEN, соединением DCEP и соединением переменного тока. У каждого подключения есть свои плюсы и минусы. Их следует менять в зависимости от области применения, в которой они используются.

В этой статье я подробно расскажу, как подсоединять провода для сварочных аппаратов для различных сварочных работ.

Давайте сразу приступим.

SMAW или сварка штучной сваркой

Дуговая сварка защищенного металла, широко известная как сварка штангой, является наиболее популярной формой дуговой сварки.Он использует электрический ток (обычно постоянный) для плавления как металлической заготовки, так и стержня электрода, образуя сварочную ванну. Электрод покрыт слоем флюса, который защищает сварной шов от загрязнения посторонними частицами (поэтому это называется дуговой сваркой защищенного металла).

Установка для сварки штангой

Установка для сварки штангой состоит из следующего оборудования:

1. Сварочный аппарат
2. Сварочные провода (рабочие кабели)
3. Держатель электрода
4. Зажим заземления (рабочий зажим)
5. Сварочный стержень (электрод)

На схеме ниже показано правильное расположение этих компонентов.

Какие выводы у сварщика?

Сварочные провода или сварочные кабели, как и другие медные провода, представляют собой электрические проводники, обернутые внутри изолирующей резиновой оболочки. Эти кабели бывают разного диаметра и длины. Для сильноточных приложений мы используем кабели большого диаметра, поскольку они обладают меньшим сопротивлением току. Точно так же для слаботочных приложений вы можете использовать те, которые имеют меньший диаметр. Все зависит только от характера вашего приложения.

У вас есть два типа сварочных проводов при сварке штангой: провод электрода и рабочий кабель (также называемый заземляющим проводом).Электродный вывод соединяет сварочный аппарат с электрододержателем. Точно так же заземляющий провод прикрепляет его к заготовке.

Определение диаметра сварочного кабеля.

Сварочные провода бывают разных размеров. Подключая провода для сварки штангой, вы должны внимательно относиться к их размеру. Если вы выбрали неправильный кабель, вы не сможете обеспечить требуемый ток и напряжение сварочной дуги. Следовательно, могут возникнуть такие проблемы, как чрезмерное разбрызгивание и отсутствие плавления.Иногда, если сила тока падает слишком низко, ваш сварочный аппарат просто не зажигает дугу.

В следующей таблице показаны правильные сечения медных и алюминиевых кабелей для различных значений силы тока при сварке электродом и длины сварочных кабелей.

Например, если ваша заготовка находится на расстоянии около 100 футов от сварочного аппарата, а ваше приложение требует 200 А, попросите вашего продавца сварочного оборудования для алюминиевого кабеля размера 4/0 или медного кабеля размера 1 / 0.

Шаги по установке проводов для электродной сварки

Чтобы правильно подсоединить электроды для электродной сварки, выполните следующие простые действия.

1. Размещение зажима заземления

Прежде всего, прикрепите зажим заземления в его соответствующем положении. Зажим заземления соединяет нашу заготовку с землей через рабочий кабель. Вы можете прикрепить его непосредственно к заготовке или к металлическому столу, на котором будет выполняться ваша работа (как показано на рисунке).

2. Подсоедините сварочные провода к сварочному аппарату

После этого подсоедините рабочий кабель к отрицательной клемме сварочного аппарата, а кабель электрода — к положительной клемме.Вы также можете выполнить соединения, противоположные этому, в зависимости от сварочного применения. Позже в этой статье я подробнее расскажу об этих подключениях.

Некоторые сварочные аппараты оснащены переключателем, который можно повернуть для изменения полярности. В противном случае вам придется вручную поменять местами соединения сварочных кабелей. Прежде чем менять полярность на сварочном аппарате, обязательно выключите его.

3. Подключите сварочный аппарат

Наконец, подключите аппарат к розетке и включите его.Установите соответствующие параметры тока и напряжения в соответствии с вашим сварочным применением. Тебе хорошо идти.

Три типа сварочных установок: DCEN, DCEP и AC

Многие люди спрашивают меня, является ли электродная сварка положительным или отрицательным процессом заземления. Ответ на этот вопрос — «ОБА». Фактически, для сварки штангой вы можете подключить сварочные кабели тремя разными способами.

1. Сварочное соединение DCEP

Для DCEP или положительного подключения электрода постоянного тока (ранее известного как обратная полярность) необходимо подключить электрододержатель к положительной клемме, а зажим заземления — к отрицательной.В результате электроны будут течь от заготовки к электроду. Для большинства сварочных работ мы используем установку DCEP. На схеме ниже показана настройка подключения DCEP.

2. Сварочное соединение DCEN

В DCEN или отрицательном электроде постоянного тока (ранее известном как прямая полярность), электрододержатель отрицательный, а деталь — положительный. Следовательно, электроны текут от электрода к положительной заготовке. На следующем рисунке показана схема настройки подключения DCEN.

3. Подключение переменного тока

При сварке на переменном токе используется переменный ток, обычно с частотой 60 Гц. Ток меняет направление каждые 120 ^-м часть секунды. Следовательно, сварочное соединение на переменном токе не имеет полярности, что приводит к равномерному распределению тепла между электродом и заготовкой. На следующей диаграмме показана установка для подключения к сети переменного тока.

DCEP vs DCEN: Какой полярности следует приваривать?

В большинстве случаев мы подключаем сварочные провода к DCEP-соединению.Однако сварка штучной сваркой весьма разнообразна с точки зрения полярности.

Имейте в виду, что электроны всегда движутся от отрицательной клеммы сварочного аппарата к положительной клемме. Следовательно, в случае DCEP электроны покидают поверхность металла и движутся к электроду, потому что рабочий вывод подключен к отрицательной клемме сварочного аппарата. Эти электроны после столкновения с положительным электродом выделяют большое количество тепла. В результате почти две трети сварочного тепла выделяется на электроде, а оставшаяся треть тепла накапливается на заготовке.Напротив, для DCEN две трети тепла образуется на свариваемом металле, потому что электроны текут от электрода к основному металлу.

Невозможно просто случайно выбрать любую сварочную схему. У каждого подключения есть свои приложения и ограничения. Точно так же не все электроды работают одновременно с DCEP и DCEN.

DCEP, как я упоминал ранее, сильно нагревает электрод, что приводит к глубокому проникновению. Однако скорость осаждения электродов в DCEP мала по сравнению с DCEN.Таким образом, он не подходит для сварки тонких листов, так как может их разорвать.

С другой стороны, соединение DCEN выделяет меньше тепла на электроде, что обеспечивает меньшее проникновение. Однако скорость осаждения присадочного металла довольно высока по сравнению с DCEP. Если вам нужно сваривать тонкие листы, я предлагаю вам выбрать DCEN.

Выбор электродов для разной полярности

Различные электроды лучше всего подходят для разных типов тока. Некоторые из них подходят для постоянного тока, а некоторые — для переменного тока. На самом деле, это во многом зависит от типа покрытия электрода.Чтобы выбрать подходящий для вашего приложения, вам может пригодиться следующая таблица.

Действие дуговой очистки в DCEP

Одним из основных преимуществ DCEP перед DCEN является его действие по очистке от оксидов.

Во время дуговой сварки очень важно очищать поверхность металла, чтобы обеспечить хороший сварной шов. Грязь, ржавчину, оксиды и другие частицы необходимо удалить. В противном случае эти примеси будут смешиваться с расплавленным металлом и привести к слабому сварному шву.

В DCEP лавина электронов движется от основного металла к положительному электроду. Этот поток электронов разрушает непроводящий оксидный слой в металле и, по сути, удаляет загрязненные частицы из металла, что приводит к прочному сварному шву.

Сварка переменным током и сварка постоянным током

Большинство мощных машин работают на постоянном токе. Некоторые профессиональные сварщики TIG и SMAW могут работать как на переменном, так и на постоянном токе. Но что лучше, переменный или постоянный ток? Если более 90% случаев мы используем постоянный ток, зачем нам вообще нужна сварка переменным током?

Сварка на постоянном токе более плавная по сравнению со сваркой на переменном токе.Взгляните на следующую форму сигнала для переменного тока. Каждый раз, когда полярность переключается с положительной на отрицательную, наступает момент, когда текущий ток равен нулю (см. Красные метки). Из-за этого прерывистого тока образующаяся дуга имеет довольно неравномерную форму.

Однако в некоторых случаях вы можете предпочесть переменный ток постоянному току. Одним из основных достоинств переменного тока является его способность устранять дуговые разряды. Ваши сварные швы кривые или волнистые? Слишком много брызг вокруг сварного шва? Если «да», возможно, на вашем сварном шве возникла дуга.Переключение на AC может избавить от таких проблем. Тем не менее сварка постоянным током имеет гораздо больше преимуществ, чем сварка переменным током.

Поиск и устранение неисправностей при сварке стержнем сварных проводов

Профилактика всегда лучше лечения. Неправильное использование сварочных кабелей может привести к таким проблемам, как небольшой выходной ток, высокое сопротивление и трудности с зажиганием дуги. Поэтому всегда лучше использовать соответствующие кабели и соответствующую технику сварки. Тем не менее, если некоторые сложности возникают из-за неправильного использования кабелей, это небольшое руководство по устранению неполадок может помочь вам решить эти проблемы.

• Выпрямите кабели.
• Убедитесь, что в кабеле нет изгибов или витков, так как это может вызвать эффект индуктивности в проводах.
• Кабели более низкого качества могут вызвать проблемы с зажиганием дуги. Используйте качественные кабели.
• Используйте сварочные провода подходящего сечения. См. Таблицу, приведенную выше в этой статье.

Вкратце,

Для большинства применений при сварке штучной сваркой необходимо подключить вывод электрода к положительной клемме, а провод заземления — к отрицательной (соединение DCEP).Подсоединяя сварочные провода, следует проявлять особую осторожность.

Фактически, неправильное подключение кабеля может привести к таким проблемам, как плохой провар, плохое нанесение наполнителя или проблемы с дугой. Но как только вы поймете причину, решение станет очевидным. Удачи в сварке.

Типы трубных соединений — www.steeljrv.com

Типы трубных соединений

Соединение труб бывает разнообразным, обычно используются под сварку встык, фланцы, резьбу, сварку внахлест, клееный, паяный и рифленый конец.

Типы соединений назначаются в диалоговом окне «Свойства соединителя» при создании содержимого фитингов с помощью Content Builder (см. «Добавление соединителей к параметрическому фитингу»). Назначенные типы соединений затем отображаются на вкладке «Назначение соединений» диалогового окна «Настройки компоновки труб».

Безрезьбовые соединения не имеют резьбы, их необходимо приваривать или скреплять болтами.

Стыковые сварные швы