Что такое разделка трещин

Как разделывать металлические кромки под сварку

Прочность сварного соединения зависит от особенностей образования ванны расплава и глубины провара металла на стыке деталей. Чтобы обеспечить однородность слоя, на краях толстостенных заготовок формируют скос, который обеспечивает доступ ко всей глубине шва. Данная операция называется разделкой кромок под сварку.

Для чего проводится разделка металлических кромок

Разделка кромок – это изменение геометрии стыка деталей. На одном или обоих торцах выполняется по 1-2 фаски, что увеличивает ширину зазора и длину соединяемых поверхностей. Эта операция необходима лишь для деталей толщиной более 3 мм, поскольку с увеличением этого параметра изменяется конфигурация сварочной ванны и глубина провара.

Для сварки деталей толщиной более 3 мм необходимо выполнить разделку кромок.

Разделка металлических кромок позволяет достичь следующих результатов:

Подготовка заготовок под разделку

Процедура состоит из таких этапов:

На производстве используют такие типы технологических операций:

Чтобы избежать образования трещин и высоких остаточных напряжений, используют метод предварительного подогрева деталей.

Обозначения на чертежах

На чертеже детали изображают конструктивные элементы, тип и сторону сварочного шва. Разделку и подготовку кромок проводят в соответствии с ГОСТом, который описывает указанное соединение.

В описании швов на документе обязательно ставят номер технологического стандарта.

Нетипичные соединения описывают в таблице сварных швов, указывая необходимую конфигурацию разделки.

Угол при разделке кромок

Рекомендуемый параметр зависит от формы и назначения свариваемого элемента. Тип фаски определяется толщиной деталей. Если этот размер менее 3 мм, то для подготовки кромок достаточно зачистки или отбортовки.

Отбортовка предполагает загиб свариваемых кромок для более прочного соединения тонких металлических листов.

Для трубопроводов

Требования к подготовке кромок при сварке трубопроводов различаются в зависимости от размеров элементов, материалов, условий эксплуатации и других параметров. ГОСТ 16037-80 предусматривает несколько допустимых типов соединения:

При сварке отвода встык необходимо выполнить скос одной или обеих кромок под углом 45°. Важным условием прочности шва является равная толщина граничащих деталей. Если отводящий фитинг присоединяется под углом, то допускается сварка без предварительной разделки.

Штуцеры, которые присоединяются к трубе основного диаметра для присоединения шлангов или отвода потока, ввариваются под углом или внахлест. В обоих случаях соединение выполняют с одной стороны и без разделки.

Подготовка торцов производится механическим или газотермическим методом.

Особенности соединения других элементов трубопровода определяются только типом соединения и толщиной металла.

Для резервуаров и сосудов

К сварке сосудов и резервуаров предъявляются повышенные требования. Их содержимое может находиться под высоким давлением, иметь критическую температуру, быть химически или радиоактивным. Полученный шов должен быть сплошным, не иметь участков непровара и газовых пор, эффективно противостоять механической нагрузке и коррозии.

В большинстве случаев резервуары проваривают с двух сторон. Это обеспечивает равномерную толщину и качество соединения. Технологический стандарт сварки сосудов предусматривает следующие правила разделки кромок:

При стыковом соединении

В этом случае свариваемые заготовки находятся в одной плоскости, а торцевые поверхности разделяет небольшой зазор.

При правильном выборе метода сварки и разделки в месте перехода образуется прочная диффузионная зона, которая хорошо выдерживает механические нагрузки.

Сварка встык с разделкой торцов применяется для ответственных и точных конструкций. Если толщина заготовок составляет менее 3 мм, перед формированием соединения достаточно сделать отбортовку. Если длина стыка составляет от 3 до 25 мм, то необходимо выполнить односторонний скос. Детали толщиной от 26 до 60 мм варят после двухсторонней разделки торцов.

Для угловых соединений

Торцы угловых соединений могут обрабатываться без фаски, с разделкой или отбортовкой кромок. Чтобы отнести шов к этой категории, угол между свариваемыми сторонами должен составлять более 30°.

Для швов данного типа применяются более строгие границы размеров, чем для стыковых соединений:

Для двутавровой балки

Двутавровая балка – это стандартный профиль, который применяется в строительстве и машиностроении. Его сечение напоминает букву Н, развернутую на 90°. В конструкциях он выполняет несущую функцию.

В зависимости от толщины профиля применяют следующие виды разделки кромок под сварку:

При других размерах детали применяют специальные типы разделки, однако прокат большей толщины редко применяется в производстве.

Таблица для деталей разной толщины

Выбор отделки торцов и характера соединения в зависимости от толщины и стыка деталей

Формы скосов

Способ оформления торцевых поверхностей зависит не только от толщины деталей, но и от нагрузки на сварочный шов. Конфигурация кромок определяет размер зоны термического действия, форму шовного валика, интенсивность прогрева и другие параметры, которые влияют на прочность соединения.

V-образная

Такой скос является самым распространенным способом оформления торцов деталей. Его применяют при сварке металлических листов толщиной от 3 до 60 мм. Для ответственных конструкций границы размеров составляют 3-26 мм.

Угол зависит от количества обработанных кромок. Его разделка односторонняя, то фаску выполняют под 50°, если двухсторонняя – под 60°.

K-образная

Разделку применяют для толстостенных деталей, которые соединяют встык или под прямым углом. При данном типе оформления скосы выполняются только на одной из кромок, но с обеих сторон.

В процессе сварки разделанная деталь прогревается сильнее, чем необработанная.

Угол фаски выбирают в зависимости от сварочного аппарата:

Свободные края притупляют на высоту 1-3 мм. Недостаточная подготовка грани может привести к прожогу шва, а чрезмерная – к непровару.

U-образная

Криволинейная (U-образная) разделка позволяет сэкономить электроды, обеспечить равномерное проваривание и ускорить процесс. Зона термического влияния при этом способе оформления торцов меньше, чем при V-образной разделке, поэтому соединение получается более прочным.

Криволинейные фаски выполняют на заготовках толщиной 20-60 мм. В зависимости от размеров и назначения детали разделку выполняют с одной или обеих сторон.

X-образная

Эту разделку проводят при двухстороннем соединении и большой толщине заготовок. В вертикальной плоскости она представляет собой V-образные скосы, выполненные с каждой стороны деталей. Благодаря большому объему сварочной ванны и доступу к корневой части шва готовое соединение способно работать под большими нагрузками.

Шовные валики при Х-образной форме кромок получаются более широкими, чем при U-образной. Швы наплавляются послойно.

Рекомендованный угол разделки составляет 45 или 60°. Чем более вязким остается металл при высокотемпературном воздействии, тем больший параметр скоса выбирают при подготовке кромок.

Разделка трещин в металле

Заваривание трещин в металле без предварительной подготовки краев приводит к распространению дефекта даже при незначительных механических нагрузках. Обработку поверхностей разрушения (изломов) необходимо проводить по всей глубине и протяженности.

Подготовку треснувших деталей проводят в такой последовательности:

При заварке трещин длиной более 300 мм, а также заходящих на отверстия и заклепки, применяют специальные методы подготовки поверхностей.

Методы обработки кромок под разделку

Для оформления краев деталей под сварку используют ручные, механические и термические методы. Ручная разделка производится напильником, молотком, зубилом, наждачной бумагой и другими слесарными инструментами.

Выбор оборудования для механической обработки зависит от типа заготовки:

Термическая разделка кромок выполняется с помощью газокислородного, лазерного или плазменного резака. После газовой обработки торцов требуется ручная доводка края.

Оборудование для механической разделки кромок

При подготовке кромок под сварку применяют следующее оборудование:

Для зачистки торцевых поверхностей применяют дробеструйные и пескоструйные установки.

Контроль качества готовой поверхности

Предъявляются следующие требования:

Проверка состояния поверхности проводится визуальным методом. Для контроля геометрических параметров разделки используют штангенциркуль, угломер и универсальный шаблон сварщика (УШС-3).

Источник

Все что нужно знать о разделке кромок под сварку

Если Вам нужно досконально разобраться в вопросе разделки кромок под сварку, то Вы пришли по адресу. В статье мы подробно рассмотрим для чего нужна разделка, виды разделки кромок, какая и в каком случае используется. Подробно расскажем, как легко подготовить кромки под сварку различных изделий и узлов.

Разделка кромок под сварку

Для получения качественных сварочных швов необходима разделка кромок деталей. Разделка представляет из себя изменение геометрии кромки детали. Проще говоря торец детали, спиливают под определенным углом с одной или обеих сторон.

Угол и форма разделки определяется нормативным документом, чаще всего это ГОСТ на тот тип сварки, которым в дальнейшем будет выполняться соединение деталей. Чаще всего это ГОСТ 5264 (для листовых и профильных изделий) и ГОСТ 16037 для труб.

Для чего выполняется разделка кромок при сварке

Разделку кромок проводят в тех случаях, когда нужно сварить детали толщиной свыше 3-4 мм. Более тонкие детали можно варить и без разделки, так как дуга проплавит металл такой толщины. Разделка кромок обеспечивает равномерное заполнение сечения деталей присадочным (электродным) металлом.

Если говорить простыми словами – разделка кромок нужна чтобы проварить детали и не оставить не сплавленных участков. Она обеспечивает плавный переход между сварочным швом и основным металлом. Последнее в свою очередь снижает напряжения, появляющиеся в металле при сварке в результате нагрева.

Угол скоса кромки

Как уже говорилось угол скоса определяется нормативным документом. Чаще всего используется угол в 45 градусов на таких соединениях как С8, С9, С10, С11 и С12, С15 и С43. Также угол в 25 градусов на соединениях С17, С18, С20, С21, С25, С39, С45. Обозначения взяты из ГОСТ 5264. Это 2 самых частых угла разделки кромок для листовых конструкций и конструкций из профиля.

Если говорить про трубу, то тут самые частые углы разделки это 30 градусов применяемый в таких соединениях как: С17, С18, С19, С46, С49, С50, С51, С54, С55, С56 и менее частый угол в 50±3 градусов который применяется в соединениях С8, С10, У15, У17, У8, У19, У20, У21.

Виды разделки кромок

Рассмотрим все виды разделки кромок, которые встречаются в нормативных документах на сварку.

V – образная

V-образная разделка кромок самая распространенная и самая простая для выполнения. Торцы деталей стачиваются и если смотреть в сечении кромки как бы создают контур латинской буквы – V.

При выполнении такой разделки также выполняют притупление кромок, которое предотвращает прожег и вытекание металла сварочной ванны.

X – образная

Теперь рассмотрим такой вид разделки как х-образная разделка. Она так же как и V-образная разделка применяется достаточно часто. Представляет из себя фактически V- образную разделку верхней и нижней части детали образующую как бы букву Х.

Применяется она в тех случаях когда толщины превышают 8 мм, это при сварки листовых и профильных конструкций. Если речь идёт о сварке трубопроводов, то Х-образная разделка применяется уже при толщине 3 миллиметра и более (для примера соединение С56 по ГОСТу 16037). Её использование обеспечивает менее широкий шов чем если бы применялась V-образная разделка. Это соответственно снизит напряжение в металле сварочного шва.

U – образная

U-образная разделка кромок применяется в тех случаях когда одновременно требуется и высокое качество сварки (минимальный сварочное деформации конструкция) и в то же время свариваемые детали имеет достаточно большую толщину от 15 мм и более согласно ГОСТу 5264. Данная разделка чаще всего выполняется в заводских условиях, на монтаже его выполнить достаточно сложно.

К – образная

К-Образная разделка кромок очень похоже на Х-образную за исключением только того что разделка производится лишь одной стенке детали. Применяется она случай сварки изделий с толщиной стенки от 12 мм вплоть до 100 мм.

Сделаем небольшое резюме: V и U-образная разделка выполняют с одной стороны, К и Х-образные варится с 2 сторон. Это нужно учитывать до начала работ и на этапе проектирования, потому как если не будет доступа к обратной стороне, то нет никакого смысла закладывать выполнение подобной разделки.

Обозначения на чертежах

Основные типы разделки кромок под сварку на чертежах не обозначаются. При обозначении сварочного шва на чертеже указывается нормативный документ согласно которого выполняется шов, а также сам тип соединение, его условное обозначение. Подробнее о том как обозначаются сварочные швы на чертеже вы можете прочитать в нашей статье — Как обозначается на чертежах сварные швы — условное обозначение сварки.

Подготовка заготовок под разделку

Процесс подготовки деталей под разделку и к сварки состоит из нескольких этапов. Первично заготовки зачищают от ржавчины, грязи, брызг и окалины до металлического блеска. После зачистки производится сам этап разделки кромок.

Подготовка кромок под сварку

Разделку производит механическим или термическим путем. Если разделка проводится механическими способами, то применяются чаще всего шлифовальная машинка (УШМ), специальные станки – фаскосниматели, с помощью фрезерного или токарного станка, изредка напильники. Если разделка кромок выполняется термическим путем, то есть металл удаляется с помощью газовой или плазменной резки, воздушно-дуговой строжки впоследствии кромки все равно обрабатываются механически. Подробнее об оборудовании поговорим далее.

Оборудование для механической разделки

Чтобы создать скос кромок под сварку применяют различное оборудование, начиная от самых простых напильников до сложных автоматических систем с программным управлением.

Хотите узнать что такое реестр НАКС и как можно с ним работать чтобы проверять удостоверения, если да то переходите по ссылке.

Станки

Если речь идёт о заводском изготовлении детали и блоков, то разделка кромок чаще всего выполняется на токарных и фрезерных станках в зависимости от конфигурации деталей. В условиях монтажа или мелкосерийного производства применяются ручные станки так называемые фаскосниматели. В настоящее время их существует очень большое количество, начиная от простых ручных типа «Мангуст» заканчивая автоматизированными комплексами немецкого и чешского производства, к примеру BDS (производства – Германия) NKO Machines (Чехия).

Станки для разделки кромок делятся на кромкофрезерные, кромкострогальные, а также кромкоскалывающая. Кромкострогальные используется только для прямых заготовок, но ими можно получить кромку даже криволинейный формы.

Кромкофрезерные — станки относящихся к данной группе справляются с криволинейными поверхностями так рабочим инструментом является фреза. Зачастую эти станки оснащены ЧПУ. Кромкоскалывающая станки — самый высокопроизводительные, но обработка грубая и применяется для крупных деталей. После них требуется дополнительное обработка кромок.

Оборудование и ручной инструмент

Большинстве своем при монтажных строительных работах разделку кромок выполняют с помощью шлифовальные машинки с абразивными кругами диаметрами 125 и 250 мм. Если толщина деталей маленькая, то можно использовать и напильник.

Кромки для деталей разной толщины

Часто бывает такая ситуация что нужно сваривать детали который сильно отличаются по толщине. В этом случае в ГОСТе есть специальные таблицы руководствуясь данными которых можно понять, как собрать соединение. Если значения из таблицы не превышают допустимые значения, то разделка кромок выполняется как для более толстый детали с плавным переходом от тонкой детали к более толстой.

Выглядит это примерно, как на рисунке ниже.

Если условие не выполняется, тогда необходимо для более толстой детали выполнить плавный скос до толщины второй (тонкой) детали.

Таблица для деталей разной толщины

Способы обработки кромок

Теперь поговорим о том, как выполняется обработку кромок под сварку. Обработка является очень важным этапом, потому как если на кромках будет грязь, различные включения, а также смазочные материалы или краска они обязательно приведут к образованию недопустимых дефектов.

Чтобы этого избежать кромки после уже их подготовки повторно зачищают, протирают, а также обезжиривают с помощью растворителей, обезжиривателей или водоспиртового раствора. В некоторых случаях для обезжиривания очистки кромок используют кислоты и щёлочи.

Технология разделки кромок

Сама техника разделки кромок как правило не вызывает сложностей в понимании, когда процесс выполняется с применением УШМ (шлифовальные машинки) или напильника. Берутся детали и производятся стачивание торца и создание требуемого угла кромки. Как правило после этого выполняется притупление кромок.

Если кромки подготавливаются на фрезерном станке изделия фиксируется под требуемым углом относительно фрезы, которая в процессе стачивает металл то требуем угла. В результате получается кромки с точно выдержанными геометрическими размерами.

Иногда для разделки кромок используется термические методы резкие такие как: плазменная, газовая, воздушнодуговая и лазерная резки. За исключением лазерной, после всех из приведенных здесь методов кромки необходимо механически обрабатывать, так как поверхность будет неровная. Она будет иметь глубокий каналы, а также наплывы и брызги металла. Подробно останавливаться на подготовке и проведении процесса резки в рамках данной статьи не будем.

Сама же технология заключается в том что с торца изделия под близким к заданному углу срезается слой металла. Термический способы как правило используется, когда толщины больше 10 мм.

На меньших толщинах большого смысла в применении их нет, так как устранять дефект полученные в процессе резки отнимает достаточно много времени. И на данных толщинах это соизмеримо с тем же временем которая будет потрачена если бы процесс выполнять вручную с помощью шлифовальные машинки.

Использование ручных кромкорезов упрощает и ускоряет процесс получение нужного угла. Данное устройство устанавливаются на торец изделия подключается и производятся снятие металла. Качество кромок выше, чем при работе УШМ, но ниже, чем при использовании фрезерного или токарного станка.

Подобные устройства ускоряет процесс особенно когда диаметры небольшие, а стыков очень много. В этих случаях это фактически незаменимая вещь.

Стыковое соединение

Стыковой это такой тип соединения, при котором детали присоединяется друг другу торцами. Как уже говорилось ранее если толщина детали до 2,5-3 миллиметра, то разделка кромок не выполняется (если конечно нет специальных требований к сварному соединению).

Угловое соединение

Угловые соединения(швы) имеют угол между детали и кромкой свариваемый поверхности. Для них так же, как и для стыковых выполняется условие до 2,5-3 мм можно разделку кромок не выполнять, потому что столь небольшую толщину можно проварить и так. Угловые соединения (врезки в трубопроводы) при диаметре более 100 мм должны выполняться с обязательной разделкой кромок. Это требование распространяется на трубы пара и горячей воды, а также трубы нефтехимии.

Разделка труб под сварку

В данном разделе более углублённо проговорим про разделку кромок именно трубы. На сварку трубопроводов приходится более 60% всех сварочных работ, потому разделка трубы крайне актуальный вопрос.

При подготовке стыков трубы применяются такие соединения как:

Угловое — применяется при сварке трубы с трубой, трубы с врезкой (штуцер и бобышка), а также трубы с фланцем.

Нахлесточное — используется для соединения трубы с листом (заглушка) или приварка плоских фланцев. Как таковая разделка кромок данном случае не производится. Просто подготавливаются и зачищается торец привариваемой детали и участок приварки.

Стыковое — используются при сварки трубы с трубой, с отводом, с тройником, воротниковыми фланцами, с запорный арматурой и так далее. Это основной вид соединений при сварке трубопроводов.

При сварке трубопроводов самым частым является стыковой соединение С17 с односторонней разделкой без использования подкладных колец. Практически 80% трубопроводов варится этим видом соединений. Вторым по популярности являются соединения С18 и С19 с остающемся или убираемым подкладным кольцом. Угол скоса кромок для всех этих видов соединений 30 градусов, с допуском ± 3.

Трубопроводы с толщиной стенке от 2 до 3 (иногда до 5 мм) варят без разделки кромок согласно соединению С2. При данном соединений торцы деталей просто зачищаются до металлического блеска и обезжириваются, а далее собирается стык производиться прихватка и выполняется сварка.

Как правило, конечно начиная с толщины детали 3 миллиметра производится разделка кромок, чтобы обеспечить провар и не допустить дефектов в корне шва.

Перед началом разделки кромок, очень важным условием является перпендикулярность торцов трубы.

Отклонение от перпендикулярности не должно быть более одного миллиметра, иначе будет очень большой зазор в соединении который если и получится заварить, то все равно будет браком так как будут множественные дефекты в шве.

Ещё очень важным условием является прямолинейность уже собранного стыка. Не должно быть перелома на стыке, превышающего 1,5 миллиметра. Это проверяется приложением линейки длиной 400 мм в 3 разных плоскостях.

Для отводов и тройников

Без отвода сложно представить протяженный трубопровод. Отвод представляет собой изогнутый кусок трубы. Отводы получают гибкой труб (иногда отводы делают из кусков метала – секторов, которые свариваются между собой). Отводы в большинстве случаев привариваются к трубе стыковым соединением. Разделка кромок выполняется как правило под углом 30±3 градусов (угол между осью перпендикулярной оси трубы) так как чаще всего применяется способ соединения С17.

Для штуцеров и бобышек

Штуцеры и бобышки применяются для отбора части среды из трубопровода или для врезки различных датчиков. Штуцеры изготавливают из трубы, а их длинна как правило не большая от нескольких десятков до нескольких сотен миллиметров.

Для штуцеров и бобышек характерна односторонняя разделка кромок 50±5 градусов, или вообще без разделки кромок в тех случаях, когда это допускается проектом. Если толщина штуцера больше 3 мм и разделка кромок не выполняется, то такое соединение будет с конструктивным непроваром. Используется разделка У17, У18, а в случае, когда кромка разделывается то У19, У20, У21.

Для сосудов и резервуаров

Для сварки сосудов и резервуаров, работающих под давлением есть свои нормативные документы, которые говорят, как выполнять сварочные работы и что является нормой, а что браком. Но если речь идет о разделке кромок, то тут нам по-прежнему помогает ГОСТ 5264.

Чаще всего применяется односторонняя V-образная разделка там, где толщина имеет не большие значения (до 12-15 мм) и нет возможности подварить с обратной стороны. Если толщина более 15 миллиметров, то U-образная. Если можно добраться с двух сторон и толщины более двусторонняя 8 миллиметров, то применяется X-образная.

Для двутавровой балки

Двутавровые балки или двутавры при изготовлении свариваются тавровым швом, а при монтаже соединяются друг с другом по средствам стыковых швов. Тут все так же решает ГОСТ, по которому и происходит выбор разделки.

Для приварки верхней и нижней полки и стойки двутавра применяют разделку с углом скоса в 45 градусов с допустимым отклонением в ±2 градуса (соединения Т8 и Т9). Также балки варят и без разделки кромок, но только тогда, когда допускается конструктивный непровар. Это определяется конструкторами на этапе проектирования и подкрепляется расчетами.

Разделка трещин в металле

Если в металле появилась трещина(ны) и ее необходимо устранить, то это делается в несколько этапов. Первое это нужно сделать выборку – выбрать саму трещину и металл около нее. Форма выборки должна напоминать форму чаши, с плавными переходами к «здоровому» металлу и наклоном стенок от 25 до 60 градусов.

Если трещина сквозная, то ее нужно засверлить сверлом диаметром 3–5 мм. На трещину свержу устанавливают пластину толщиной 2–3 мм, которая превышает длину трещины миллиметров на 5–8. После чего выполняется ее прихватка в нескольких точках (как правило в 5–6).

Контроль качества поверхности кромок

Контроль поверхности кромок в первую очередь проводит сам сварщик, визуально осматривая на предмет наличия дефектов, а также производит замеры угла скоса и притупления. Далее проверку кромок выполняет специалист по сварке II–III уровня (это мастер или инженер по сварке). Это стандартная схема контроля на предприятиях. Если требуется неразрушающий контроль, то проверку также проводит дефектоскопист.

При проведении контроля проверяют:

Какие конструктивные элементы характеризуют форму разделки кромок

Форму разделки характеризуют 3 таких элемента как: притупление, зазор и угол скоса.

Источник