Что такое стыковое соединение в сварке
Стыковое сварное соединение
Содержание:
Любой способ сварки, будь то газовая, электродуговая, холодная, контактная и пр., позволяет получать сварные соединения определенного типа.
Отметим, что собственно под понятие сварного соединения подразумевается участок металлоизделия, который был соединен каким-либо способом сваривания. Составляющие элементы любого сварного соединения – собственно шов, полученный в результате сварки, зона металлоизделия, которая прилегает к нему и подверглась изменению структуры во время сваривания, ее называют еще зоной термического влияния, а также участки изделия, находятся уже возле этой зоне.
На сегодняшний день выделяются несколько типов сварных соединений, среди них и интересующее нас стыковое сварное соединение.
Далее предлагаем коротко остановиться на основных видах соединений, получаемых при сваривании металла, и подробно познакомиться со стыковым соединением.
Разновидности сварных соединений.
Для начала обозначим, что необходимо различать понятия сварного шва и сварного соединения. Как мы уже отмечали выше, шов, это только часть соединения. Он является участком металла подвергшегося кристаллизации после сваривания.
Почему важно разделять эти понятия? Дело в том, что шов является связующей частью деталей металлоизделия, он имеет определенную геометрическую форму, собственные свойства прочности и сплошности, и т.д. Тогда как свойства сварного соединения определяются исходя из свойств шва и прилегающей зоны.
Сварные соединения классифицируются в зависимости от формы сопряжения деталей металлоизделий. Так, обычно используются такие типы:
Заметим, что разными бывают и швы. Сварные швы по форме сечения (поперечного) разделяют на стыковые и угловые, а по продольной форме – непрерывные и прерывистые. Отметим, что стыковые швы обычно наблюдаются именно в стыковых соединениях. А вот посредством угловых швов получают остальные типы соединений.
Особенности и разновидности стыковых соединений.
Основной отличительной особенностью стыкового сварного соединения является расположение деталей металлоизделий в пространстве. При сваривании встык части металлоизделия находятся на одной плоскости или поверхности. Сама сварка осуществляется по торцам, которые располагаются смежно друг с другом.
Стыковые соединения также могут быть разных видов, которые определяются формой свариваемых кромок. Так, они бывают:
Использование разных видов скосов кромок определяет и еще два вида стыковых соединений. Исходя из расположения шва, бывают:
Отметим, что именно стыковые соединения применяются для монтажа ответственных, важных конструкций. Это обуславливается тем, что такие соединения имеют самые высокие механические показатели, в отличие от прочих. С другой стороны использование такого типа сварного соединения связано с необходимостью дополнительно подготавливать кромки металлоизделия.
Кроме отличных механических показателей, стыковое соединение заслужило популярность и за счет того, что является довольно экономичным и отличается высокой производительность. Этот вид соединения приводит к меньшему расходованию металла и времени на работу.
Применение разных видов стыковых соединений.
Каждый из видов стыкового соединения характеризуется определенными свойствами и особенностями, которые определяют их применение.
Так, обычно одностороннее стыковое соединение, без предварительного скоса кромок, используют для сваривания не толстых листов металла (до 4 миллиметров).
Соединение без скосов кромок может быть и двухсторонним. Такой вид используют, когда работают с деталями, толщина которых не превышает 8 миллиметров. Заметим, что при стыковом соединении без скоса кромок, не зависимо от расположения швов, обязательно оставляют небольшой зазор между кромками изделия, который составляет порядка одного-двух миллиметров.
Прибегать к скосам кромок сварщики советуют в тех случаях, когда свариваемые детали имеют толщину 4-25 миллиметров. В этом случае может использоваться одностороннее соединение. А скосы кромок могут быть V-образными или, реже, U-образными. Заметим, что какая бы форма кромок не выбиралась, необходимо несколько притуплять их.
Если металлоизделие имеет толщину свыше 12 миллиметров и принимается решение делать двухстороннее соединение, то для кромок лучше выбрать X-образную форму. Такой вид кромок позволяет сократить объемы необходимого металла для заполнения разделки практически в два раза. Что, естественно, скажется на экономичности и производительности работ.
Отметим, что каждый тип стыкового соединения, форма кромок, расположение швов, выбираются исходя из особенностей металла, самой конструкции и желаемого результата.
Стыковое сварное соединение
Какая сварка называется стыковой? Ответ на этот вопрос заложен в самом словосочетании стык, шов и сварка. Стыковое сварное соединение – это наиболее распространенный способ сварки двух металлических деталей, элементов или конструкций, которые примыкают друг к другу торцевыми поверхностями. Сварочный шов может быть как односторонним, так и двусторонним, на остающейся подкладке и без нее, с замковым швом и т. д. Вариантов сварки встык много и каждый из них используется в том или ином производственном процессе.
Торцы деталей необходимо специально подготовить для выполнения качественных сварочных работ. Вид обработки кромок зависит от толщины металла, применяемого оборудования, особенностей технологического процесса и других факторов. Выполняются стыковые сварные соединения по ГОСТ 5264-80, который и регламентирует все особенности технологии. Этот документ предусматривает 32 типа таких соединений, обозначающихся буквой C с цифровым кодом. Например, C2 – это односторонний стыковочный шов без какого-либо скоса поверхностей кромок.
Начало сварки стыкового шва
Область применения 
Этот вид сварных соединений используется повсеместно. Прокладка различных металлических трубопроводов невозможна без сварки отдельных труб встык. Кузовные части автомобилей, любой прокат, различные сложные изделия в машиностроительной отрасли объединяются в одно целое по этой технологии.
Преимущества и недостатки
Стыковые соединения сварных швов имеют следующий ряд преимуществ перед другими методами сборки металлических элементов в одну конструкцию.
Но наряду с достоинствами, сварка встык имеет ряд недостатков. Она требует очень точной подгонки свариваемых деталей. Кромки обеих соединяемых элементов должны иметь равномерный зазор между собой по всей длине стыкового соединения. Многократно увеличивается сложность подгонки и сварки длинных стыков, размером в несколько метров. Но это ни в коем случае не умаляет всех преимуществ стыковых сварных соединений.
Особенности стыковой сварки
Главной особенностью сварки встык является то, что хотя бы одна из поверхностей обеих соединяемых деталей лежит в одной общей плоскости. То есть, даже если толщина свариваемых элементов различается, одна из общих поверхностей не должна иметь ступеньки в месте сварочного шва. В противном случае это будет уже не стыковое соединение, а тавровое. Другие нюансы сварки в стык определяются способом подготовки торцевых кромок и характеристиками сварочного шва. Например, стыковое сварное соединение C21 выполняется со скосом обеих кромок двусторонним сварочным швом.
Для усиления соединения встык могут быть использованы специальные несъемные прокладки, приваренные к соединяемым деталям на всем протяжении сварочного шва. При разных толщинах свариваемых элементов может быть использовано замковое соединение, которое также позволяет усилить шов. Все особенности сварки в стык определяются ГОСТом и другими нормативными документами. Ниже будут представлены нюансы каждого из стыкового сварочного соединения в соответствии с общей классификацией.
Типы и параметры соединений встык
Как уже было сказано выше, ГОСТ предусматривает 32 типа стыковых сварочных соединений. Виды сварных стыковых соединений представлены в нижеприведенной таблице, где дано описание каждого из них с маркировкой, диапазоном толщины соединяемых деталей, характеристикой сварного шва и формой сечения.
Таблица с видами стыковой сварки
Сварной шов С17 является наиболее часто используемым вариантом соединения металлических элементов путем сварки встык.»
Обозначение на чертеже
Для обозначения сварных швов встык в технической документации используются специальные символы и надписи. По ГОСТу на них указывают выносные стрелки с надписями сверху и снизу. На ниже приведенном рисунке представлен пример такого обозначения.
Обозначение стыковой сварки на чертеже
Расчет стыковых сварных соединений
Перед сварочными работы следует выполнить некоторые математические расчеты. Это необходимо для получения качественной сварки, способной выдержать те нагрузки, которые определены условиями эксплуатации соединенных элементов. Сварка в стык рассчитывается по следующей формуле:
N – максимальная нагрузка на шов;
t – минимальная толщина деталей;
lw – длина сварочного шва максимальная;
Rwy – сопротивление по пределу прочности;
γс – табличный коэффициент.
Эта формула позволяет произвести расчет сварного стыкового соединения на центральное сжатие и процесс растяжения.
Контроль стыковых сварных соединений
От качества шва зависит прочность и долговечность стыковой сварки. Любой дефект может вызвать его постепенное или мгновенное разрушение. Существующие способы дефектоскопии сварочных швов позволяют на 100% исключить такие негативные последствия. Ниже приведен перечень основных методов контроля качества сварных швов, которые используются в настоящее время:
Конечно, это далеко не полный перечень способов контроля качества сварки встык. В зависимости от результатов, которые необходимо получить, может быть использована цветная дефектоскопия, химический способ, вакуумный метод и многие другие.
Заключение
Следует отметить, что тип соединения встык, форму торцевых кромок, расположение сварочных швов подбирают исходя из физических и химических характеристик свариваемого металла, конструктивных особенностей соединяемых элементов и результата, который желательно получить в ходе выполнения работ.
Стыковое сварное соединение
Из этого материала вы узнаете:
Стыковое сварное соединение – простое, но при этом надежное. Две детали сваривают таким образом, что торцевые поверхности примыкают друг к другу, находясь в одной плоскости. Как правило, используется в конструкциях, подвергаемых переменному напряжению.
Технология широко применяется. С ее помощью, например, соединяют не только трубы встык, но и собирают сложные изделия в машиностроительной отрасли. Подробнее о стыковом сварном соединении читайте в нашем материале.
Применение стыкового сварного соединения
Стыковое сварное соединение становится оптимальным решением в ситуациях, когда необходимо добиться аккуратного внешнего вида изделия без выступающих кромок, а утолщение металла является недопустимым. Данный вид швов активно используется в авиакосмической, автомобильной промышленности для обеспечения неразъемного соединения деталей. При этом последние находятся в одной плоскости и примыкают друг к другу торцами.
Достоинства стыковых соединений сварных швов:
VT-metall предлагает услуги:
Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы
Минусы данного подхода:
Все способы создания стыкового сварного соединения имеют определенные характеристики и свойства, от которых зависит сфера их использования.
Встык сваривают элементы трубопроводов, обечайку емкостей, например, баллонов, цистерн, а также листовые конструкции, швеллеры, уголки и фасонные профили других видов.
Одностороннее стыковое соединение, не предполагающее предварительного скоса кромок, чаще всего применяется для скрепления листов металла толщиной в пределах 4 мм.
Соединение без скосов кромок может быть и двусторонним – к данному варианту прибегают при сварке изделий толщиной до 8 мм. Стоит подчеркнуть: в этом случае между кромками металла оставляют зазор шириной в 1-2 мм вне зависимости от того, как расположены швы.
При работе с заготовками толщиной 4–25 мм опытные сварщики используют скосы кромок в сочетании с односторонним соединением. Сами скосы кромок делают V-образной или U-образной формы, причем вторая встречается реже. В любом случае кромки важно немного притупить, прежде чем приступать к формированию стыкового сварного соединения.
Для заготовок толщиной более 12 мм, которые планируется скреплять двусторонним соединением, рекомендуются X-образные кромки. Дело в том, что за счет использования такой формы удается почти вдвое сократить объем металла для заполнения разделки. А это отражается на стоимости и производительности сварочных работ.
Нужно понимать, что при выборе типа стыкового соединения, формы кромок, места расположения швов отталкиваются от характеристик металла, будущей конструкции и необходимого результата.
Виды стыковых сварных соединений
Стыковые сварные соединения отличаются от других видов в первую очередь расположением заготовок в пространстве. В данном случае элементы будущего изделия размещаются на одной плоскости и сварка ведется по расположенным смежно друг с другом торцам.
Принято выделять насколько видов стыковых сварных соединений в соответствии с формой свариваемых кромок:
Также выбор определенной разновидности скосов кромок должен соответствовать виду стыкового соединения. По расположению шва принято выделять такие соединения:
Стыковые сварные соединения используются в процессе монтажа наиболее ответственных конструкций, поскольку превосходят другие способы сварки по механическим показателям. Также нужно учитывать, что выбор данного типа швов обусловлен необходимостью дополнительной подготовки кромок.
Еще одной особенностью, за которую специалисты ценят стыковое соединение, является высокая производительность работ в сочетании с экономичностью. Это объясняется тем, что формирование таких швов требует меньшего расхода металла и времени.
Разделка кромок под стыковое сварное соединение
Разделка для проведения сварочных работ обладает своими особенностями. В первую очередь, данный процесс влечет за собой расширение сварного шва, что в дальнейшем требует дополнительного расхода материалов. Иногда мастера отказываются от подготовительного этапа и сваривают заготовки без разделки кромок.
Когда планируется стыковое сварное соединение тонких деталей, используют отбортовку или загиб кромок соединяемых элементов. Ее выполняют ручным или машинным способом. В первом случае прибегают к использованию наковальни и молотка либо кувалды. Также возможно осуществление отбортовки при помощи строгания, фрезерования, долбления либо могут применяться абразивы. В этих случаях не обойтись без оборудования, такого как строгальные или фрезеровальные станки.
Строгальные станки довольно просты по своему устройству: резец высокой прочности под определенным углом проходит вдоль торца и за каждый проход снимает слой металла. Далее положение режущего элемента меняется, операция проводится вновь. Если поверхность детали отличается криволинейной формой, на помощь приходят фрезеровальные станки – фаска формируется фрезой, которая перемещается по линии шва.
Когда работа ведется с крупными конструкциями и трубопроводами, в ход идут кромкоскалыватели – в основе их принципа действия лежит метод долбления. Абразивная обработка, наоборот, используется для небольших заготовок, а также для финальной доводки после этапа строгания или фрезерования. Также кромка может удаляться посредством газового резака или зигмашины.
Фаски могут находиться на кромках с одной стороны или сразу с двух. За счет односторонних скосов на прямых деталях значительно упрощается работа сварщика. Тогда как для соединения элементов с двухсторонними фасками мастеру требуется доступ к обеим сторонам шва.
Технология выполнения стыкового сварного соединения
Любую сварку предваряет этап технологической подготовки: заготовки размечают, режут, с их поверхности удаляют грязь, следы коррозии, изделия сушат, если на них присутствует влага.
Элементы будущей конструкции располагают на ровной поверхности с зазором 2-3 мм друг от друга. Мастер зажигает электрод ударом либо, чиркнув, как спичку, после чего делает две прихватки. Данный прием позволяет избежать деформации изделия в процессе работы.
Электрод можно перемещать на себя, от себя, справа налево и в обратном направлении. Принцип движения электрода подбирается в соответствии с толщиной металла и необходимым положением электрода в пространстве. В результате должно обеспечиваться лучшее сваривание заготовок. Стоит отметить, что обычно электрод держат под углом 45°.
Когда стыковое сварное соединение готово, необходимо удалить шлак и зачистить поверхность. От возможных прожогов защищают подкладки – они обеспечивают более уверенную работу, позволяют увеличить ток и отказаться от проварки обратной стороны шва.
Сварка в нижнем положении.
В первую очередь сварщик зачищает заготовки. Если работы ведутся с тонким металлом, в разделке кромок нет необходимости. Между элементами оставляют зазор в пределах 1-3 мм и переходят к сборке будущей конструкции, делают прихватки и зачищают их. Сама сварка должна вестись с обратной стороны прихваток.
Максимальная толщина валика составляет 9 мм, высота – 1,5 мм. Сварка ведется слева направо, при этом мастер выполняет кольцевые колебательные движения против часовой стрелки. По аналогичному принципу работа идет и на другой стороне, правда, там допускается увеличение тока. Когда стыковое сварное соединение завершено, необходимо зачистить поверхности.
Во время формирования шва электродом совершают 2-3 движения. Его опускают по мере плавления, чтобы добиться непрерывного горения сварочной дуги. Перемещение электрода идет с одинаковой скоростью, при этом сам расходник должен быть наклонен под углом 15–30° относительно вертикали. В другой плоскости его располагают перпендикулярно поверхности шва.
Бывает, что нужно более широкое стыковое сварное соединение, тогда прибегают к разного рода колебательным движениям.
Сварка в вертикальном положении.
В данном случае необходимо снизить силу тока на 10–15 % по сравнению с показателем, используемым в нижнем положении, ведь важно обеспечить меньшую тепловую мощность дуги.
Сварку осуществляют снизу вверх с отрывом дуги, чтобы избежать вытекания горячего металла за пределы сварочной ванны. Электрод в одной плоскости находится перпендикулярно деталям, в другой – отклоняется чуть ниже горизонтали.
Либо работа может вестись в обратном направлении, сверху вниз или снизу вверх без обрыва дуги. Но в таком случае рекомендуется использовать определенную марку расходников, имеющих подходящее покрытие.
Когда предполагается стыковое сварное соединение с разделкой кромок, детали сваривают в несколько проходов. Каждый проход обязательно зачищается от шлака.
У недостаточно опытных мастеров электрод залипает во время зажигания дуги на металле – чаще всего эта проблема встречается при работе на сниженном сварочном токе. Чтобы избежать этого, стоит разжигать дугу на положенной рядом пластине, то есть разогреть кончик электрода. После чего нужно переместить дугу на место запланированного шва. При помощи плавного касания разогретого электрода о деталь удается добиться легкого зажигания дуги без залипания. Кроме того, этот прием является профилактикой непровара в начале сварки.
Заключительным обязательным этапом работ является контроль стыковых сварных соединений. Швы очищают от загрязнений, образовавшихся во время сварки, то есть шлака, брызг металла и копоти, после чего работу осматривают на предмет наружных дефектов.
Ультразвуковой контроль сварных соединений
В основе данного метода контроля лежит использование излучения ультразвуковых волн акустического типа. Они проходят через однородную среду и при этом не меняют свою прямолинейную траекторию.
Высокочастотные колебания (более 20 кГц) способны проникать в металл, не влияя на его структуру. Далее они отражаются от пустот, царапин, неровностей, разного рода включений. Акустическая волна проникает внутрь стыкового сварного соединения и, при наличии дефекта, отклоняется от своего нормального направления, что отслеживается на экране соответствующего прибора.
Сигнал на монитор поступает за счет использования усилителя. В результате формируется схема, по которой оператор определяет наличие дефектов и особенностей получившегося соединения. Установить размер дефектного образования удается при помощи оценки амплитуды отраженного импульса, а расстояние до него фиксируется по времени, затраченному на распространение волны.
Ультразвуковой контроль стыковых сварных соединений трубопроводов и иных конструкций осуществляется в соответствии с установленным стандартом. При этом необходимо выполнить такие этапы работы:
Нередко колебания отражения волн оцениваются как дефекты, поэтому любые сомнения должны стать поводом для дополнительной проверки. Обнаруженное повреждение необходимо зафиксировать, обозначив точное место нахождения.
Стыковые сварные соединения проверяют при помощи ультразвука в соответствии с нормами ГОСТа. Когда УКЗ не позволяет точно определить характер дефекта, прибегают к гамма-дефектоскопии или рентгенодефектоскопии как к более точным способам контроля качества.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.