Катет сварочного шва: как и чем померить

Виды швов

ВидыОписание
СтыковойОдин из самых распространенных вариантов. Это простое соединение двух металлических изделий, которые подогнаны друг к другу встык. Оно выполняется как со скосом кромок, так и без него данный тип соединения чаще всего производится в горизонтальной позиции.
ТавровойДанная разновидность предполагает соединение заготовок, находящихся друг к другу перпендикулярно, или же «Т» образно. Шов может находиться как с одно стороны, так и с двух. Часто используют положение под наклоном, чтобы металл ванны не растекался, а находился между бортов заготовок.
УгловойДанный тип предполагает соединение под определенным углом. Как правило, это задается особенностями конструкции. Здесь нужен скос кромок, чтобы была максимальная глубина приваривания
ВнахлестДанная разновидность предназначена для сварки листов, толщина является относительно небольшой. Проварка осуществляется с двух сторон.

Нормы расхода электродов при сварке листового металла

Стыковая сварка – соединение двух элементов, расположенных в одной плоскости и примыкающих друг к другу торцами. Работы могут проводиться вручную, на полуавтомате или автомате с использованием электричества или газа, с защитой газом или без защиты. Шов может быть короткий (до 25 см), средний (25-100 см), длинный (более 100 см), однослойный или многослойный, одно- или двухсторонний. По расположению в пространстве сочленения бывают горизонтальные, полувертикальные, вертикальные, потолочные.

Исходя из условий эксплуатации, спайка бывает связывающая или рассчитанная на определенные нагрузки. При расчетах нормы расхода электродов и других присадок при сварке листового металла необходимо учесть все эти особенности.

Присадочные материалы и их особенности перечислены в ГОСТ 2246-70. Выпускается 77 видов стальной проволоки с различным химическим составом. Она может использоваться не только для сварки и наплавки, но и для изготовления электродов. Особая разновидность – порошковая проволока. Это трубочка, наполненная шихтой. Доступна так же проволочная присадка для алюминия, титана, меди. Электроды поставляются плавящиеся и не плавящиеся (для поддержки горения).

Нормативы расхода разработаны для множества видов присадок и методов сваривания. Для листовой стали используются 4 вида сварки:

  • ручная дуговая;
  • механизированная с использованием порошковой проволоки;
  • механизированная с защитой углекислым газом;
  • автоматическая под флюсом.

Вес расплава – это масса присадки с вычетом брызг и огарков. Поэтому вес расходного материала – это масса наплавленного металла, умноженная на коэффициент:

Н – рассчитываемый показатель;

Нт – вес наплавленного металла (кг);

Нормы в таблице установлены в ходе экспериментов для электродов с длиной 45 см при нижнем расположении шва.

Если длина отличается, необходимо применить множитель:

Для других положений следует применить множители:

  • 1,12 – для вертикального положения;
  • 1,13 – для горизонтального положения;
  • 1,26 – для потолочного.

Если коэффициента в таблице нет, норма расхода рассчитывается по формуле:

К1 – коэффициент расхода для материала, который используется на производстве;

К2 – коэффициент по таблице.

Для других методов сварки коэффициенты другие.

Потери (величина коэффициента) полностью зависят от метода сваривания.

Что влияет на качество швов

Качество свариваемых стыков зависит, в первую очередь, от электродов, используемых для проведения работ. К качеству электродов предъявляются стандартные промышленные требования:


Устройство сварочного электрода

  • специальный состав металлического стержня;
  • устойчивое горение электрической дуги;
  • минимизация разбрызгивания.

Помимо заводских требований, есть и дополнительные условия к сварке соединений заданной формы. Для выпуклых линий необходимы электроды, образующие при плавке густую и вязкую консистенцию. Если же при оплавлении стержень дает слишком жидкий расплав, то сформируется вогнутая линия. Выпуклые стыки считаются усиленными, а вогнутые – ослабленными. Часто применяют плоские линии сварки – это универсальный тип соединения элементов.

Кроме правильно выбранных электродов, на качество сварки оказывает влияние режим работы, который можно корректировать:


Влияние режима сварки на форму шва

  • при повышении силы тока ширина сварочной линии не будет отличаться от заданной, а глубину провара можно увеличить;
  • изменением напряжения добиваются увеличения ширины стыка, при снижении глубины провара;
  • повышая скорость передвижения электрода, удается уменьшить ширину, и значительно увеличить глубину.

При выполнении сварочных работ необходимо помнить, что завышение скорости движения электрода на величину более 50 м/час чревато снижением качества работ, поскольку металл от скоростного воздействия прогревается недостаточно, отчего страдает плавка и нарушается кристаллизация.

Видео по теме: Сварка — катет 12 мм

Публикации по теме


Как обозначаются сварные швы на чертежах согласно ГОСТу


Особенности выполнения полуавтоматической сварки в среде углекислого газа


Область применения и преимущества TIG сварки

Что такое Шаблон Сварщика. Его основные виды

За многолетнюю историю использования технологии сварного соединения металлов было создано, доведено до максимального уровня удобства и простоты использования четыре вида измерительных приспособлений:

  1. УШК-1. Расшифровывается как «Универсальный Шаблон Красновского».
  2. УШС-2. Часто называется «Катетометр».
  3. УШС-3.
  4. УШС-4.

УШК-1

Он наиболее простой из всей линейки. Представляет собой пластину металла каплеобразной формы. На нее нанесены способом гравировки, выделены темной износостойкой краской две измерительные шкалы.

УШК-1 позволяет измерить зазор между соединяемыми деталями, а также три вида сварочных швов:

  • нахлесточный;
  • тавровый;
  • стыковый.

УШС-2

Часто его называют катетометром. Как можно из этого догадаться, с помощью него определяют величину катетов угловых швов. Это осуществляется путем постепенного подбора искомого угла от максимума к минимуму (в данном случае от 14 до 4 мм).

Внешне УШС-2 выглядит как три небольших металлических детали скрепленные кольцом. На каждой из пластин имеется по два фигурных выреза — повторяющие катет соответствующего размера (имеется цифровая маркировка). Измерение осуществляется путем последовательного прикладывания пластин вырезом к шву (перпендикулярно).

Размер катета считается найденным, когда зазор между вырезом в пластине и самим швом минимален. Разумеется, он ограничен — не охватывает все возможные размеры катета углового сварного шва.

УШС-3

Он наиболее распространен. Может оперативно контролировать качество, величину дефектов соединения:

  • превышение кромок;
  • забоины;
  • углы скоса;
  • зазоры;
  • притупления.

УШС-3 позволяет контролировать одиннадцать характеристик сварных швов, соединяемых ими деталей:

  1. Скос свариваемых кромок деталей.
  2. Зазоры между краями деталей.
  3. Размер дефектов.
  4. Выпуклость.
  5. Вогнутость.
  6. Размер стыкового усиления.
  7. Величину притупления.
  8. Ширину шва.
  9. Сдвиг кромки. Под сдвигом здесь понимается различие в уровне нахождения плоскостей свариваемых деталей в стыковом соединении.
  10. Подрез основания шва. Это несовпадение реальной величины его катета запланированному. Он может доходить до 5 мм. Обычно причиной этого становится излишне высокое рабочее напряжение электрической дуги или слишком толстый электрод. Этот дефект снижает механическую прочность соединения. Исправить его можно, лишь аккуратно дополнив ниточным швом.
  11. Глубину дефектов. Это расстояние между дефектом внутри соединения и его поверхностью.
    Диапазон измерений этого УШС достаточно широк для производственной практики. Он колеблется от 0 до 45º и от 0 до 50 мм. Величина допустимой погрешности не превышает 0.5 мм.

УШС-4

Является наиболее новым по происхождению. Он отчасти повторяет конструктивно универсальный шаблон сварщика УШС-3, но имеет ряд усовершенствований. К примеру, в него интегрировано устройство Маршака-Ушерова. Это упрощает многие измерительные операции.

Существует более современный аналог устройства Маршака-Ушерова — это INOX или SELTOR. Он способен измерить зазоры перед сваркой, высоту сварочного валика, катет углового шва, выпуклость его корня. Диапазон измерении имеет предел в 20 мм.

Зависимость от типа сварочного шва

Существует несколько вариантов сцепления металлических элементов в единую конструкцию. По расположению соединяемых деталей различают следующие виды сварных швов:

  1. Стыковой — наиболее рациональный, т. к. концентрация напряжения в шве при таком методе минимальна. Свариваются торцы деталей, в результате одна часть изделия продолжает другую.
  2. Угловой — соединяемые элементы располагаются перпендикулярно друг другу. Прочность здесь во многом зависит от верно рассчитанного предельного усилия.
  3. Тавровый — похож на угловой с той лишь разницей, что детали свариваются торцами. Такая дорожка прочная, экономичная и простая в выполнении.
  4. Нахлесточный — края сцепляемых деталей несколько находят друг на друга. Такой тип позволяет укрепить соединение и применяется там, где нужно сварить металл толщиной не более 5 мм.

Прежде чем начинать вычисление прочности будущего сцепления, нужно рассчитать площадь его поперечного сечения. Для этого длину сварного соединения умножают на его толщину.

Соединение листов внахлест

Для расчета напряжения среза используют формулу:

где:

  • P — нагрузка на шов, Н;
  • ’ср — допускаемое напряжение на срез, Па;
  • 0,7k — толщина шва в наиболее опасном сечении, см;
  • l — длина сварной дорожки, мм.


При соединении внахлест разделка кромок не требуется.

Значение нагрузки P таково:

При расчете учитывают минимальную площадь сечения сварной дорожки в поперечнике. Это связано с тем, что сварочные материалы по прочности могут превышать основной металл.

Угловые конструкции

Такие соединения рассчитываются на основании их поперечного сечения, причем наименьшего, т. е. в наиболее опасном месте дорожки. Показатель устойчивости простого углового шва на изгиб, когда он нагружен лишь моментом M, вычисляется так:

где:

  • Wc — момент сопротивления опасного сечения дорожки (шва);
  • M — изгибающий момент.


Угловые конструкции рассчитываются на основании их поперечного сечения.

А напряжение простого углового соединения на срез запишется таким образом:

где:

  • M — нагружающий момент на срез;
  • Fc = 0,7kl — площадь сечения дорожки в опасном месте, мм²;
  • P — допустимая нагрузка на дорожку.

При расчете угловых сварных швов на срез применяется общепринятое выражение:

где:

  • N — максимальная нагрузка, давящая на линию сцепления;
  • с — коэффициент условий рабочей среды, значение указано в стандартизированных таблицах;
  • ßf, ßz — постоянные величины, не зависящие от марки металла, ßz = 1, ßf = 0,7;
  • Rwf — сопротивление срезу, табличная величина для разных материалов;
  • Rwz — сопротивление на линии стыка; стандартные, постоянные табличные величины;
  • kf — толщина дорожки, измеряется по линии сплавления;
  • Ywf — для стыка материала с сопротивлением 4200 кгс/см² составляет 0,85;
  • Ywz — 0,85 для всех марок стали;
  • lw — общая длина стыка, уменьшенная на 10 мм.

В определении длины сварочного сцепления на отрыв обязательно учитывают силу, направленную к центру тяжести. При этом площадь сечения выбирают в самом опасном месте дорожки, т. е. наименьшую.

Тавровые швы

Условие прочности сцепления втавр, выполненного встык и работающего на растяжение Р и момент M, выглядит так:

Формула для такого же, но не стыкового, а углового шва:


Тавровые швы могут быть односторонними и двусторонними.

Если тавровое соединение будет нагружено изгибом и крутящим моментом, то применяется уравнение:

Крутящая и изгибающая сила соответственно определяются следующими формулами:

и

Сварка на стыке

Расчет шва встык, который будет работать на сжатие либо на растяжение, выполняется по уравнению:

где:

  • l — длина сварочной дорожки, мм;
  • P — нагрузка, действующая на стык, Н;
  • s — толщина соединяемых деталей, мм;
  • ’ р1сж1 — допускаемое для сцепления напряжение на растяжение либо сжатие, Па.

Допустимая действующая нагрузка P составит:

Стыковое сцепление, работающее на изгиб, рассчитывается по формуле:

где:

  • М — это изгибающий момент, Н/мм;
  • Wc — момент сопротивления расчетного сечения.

Если напряжение шва возникает и от изгиба М, и от сжатия либо растяжения Р, то оно определяется уравнением:

Типы сварных соединений

Участок стыковки двух элементов, полученный в процессе кристаллизации металла после расплавки, называется сварным швом (линией). Выбирают вид сварочной стыковки в зависимости от конфигурации готовой конструкции. В конечном варианте изделие должно иметь нужную форму, хорошую работоспособность и не поддаваться разрушениям.

Сварные швы бывают двух типов:

Типы сварных швов

  • угловой;
  • стыковой.

Угловой выполняется в случаях, когда необходимо получить тавровую, крестовую или непосредственно угловую форму. В сечении такие стыки выполняются с односторонней или двухсторонней разделкой кромок (здесь играют роль габариты конструкции). По виду продольного сечения стыковочные линии бывают непрерывными или прерывистыми (в зависимости от толщины металла).

Стыковой – это самый распространенный вариант сложения двух изделий торцами, внахлест или со скосом кромок. Чаще такие элементы свариваются по горизонтали, а линия сваривания отличается сплошностью стыка. Соединение встык проводят без разделки кромок, но с разделкой торцов деталей. При этом края могут быть как прямыми, так и криволинейными. Металлические листы, соединяемые без разделки кромок, имеют толщину более 8 мм. При меньшем размере детали укладывают с нахлестом 2 мм.

Условные обозначения соединений

В стандарте описаны три типа сварных соединений трубопроводов:

  • стыковые, обозначаются литерой С
  • угловые, литерой У
  • нахлесточные, обозначаются литерой Н.

Внутри каждого типа актуальный стандарт детализирует множество подтипов в зависимости от:

  • вида сварного шва;
  • числа сторон проварки;
  • конфигурации подкладки;
  • ее съемности;
  • без скоса, со скосом одной или двух кромок;
  • формы сечения кромок
  • формы сечения шовного материала
  • способа сварки;
  • толщины стенок;
  • диаметра трубы.

Пример обозначения типа С13.

В условное обозначение, кроме типа, входит признак замкнутости линии, способ сварки, параметры катета и вспомогательные символы. В соответствии с ГОСТ 16037 80 используется сварка аргоном, под флюсом и газом. Работа в атмосфере защитных газов может выполняться как плавким, так и неплавким электродом. Обычно трубы выполняют из углеродистой стали. Для работы в агрессивных средах применяют нержавеющие сплавы. Реже используются сплавы цветных металлов.

Как проверить качество шва и сварочных работ

Чтобы сварное соединение получилось надежным и прочным недостаточно только правильно рассчитать параметры катета

Важно также строго соблюдать технологию сваривания и следить, чтобы по всей протяжности швы были однородными и равномерными

Существует несколько способов как проверить катет сварного шва на прочность и долговечность. Самыми популярными и часто применяемыми являются два метода:

  • разрушающий. На специальных макетах проводятся разного рода испытания, по результатам которых определяется прочность стыков и конструкций в целом. Это могут быть повышенные механические нагрузки, химические, металлографические и другие исследования;
  • неразрушающий. Этот способ контроля включает визуальный осмотр соединения, исследования с использованием магнитных волн, ультразвука и другого специализированного оборудования.

Визуальный контроль не требует особых навыков и наличия дорогостоящих приборов. Но его недостаточно для того, чтобы обнаружить присутствующие дефекты и неточности. Избежать образования на сварочном шве изъянов можно, если соблюдать при его создании некоторые правила:

  • в месте сваривания не должно быть сквозняка и сильного ветра, поскольку это первые причины возникновения пор в соединительном стыке;
  • сварочный ток превышать нельзя — это нарушает структуру металла;
  • в зависимости от толщины металла необходимо правильно выбирать зазор;
  • дугу лучше всего использовать короткую;
  • при работе с постоянным током нельзя допускать чтобы на металл или электроды попадала вода;
  • следить за тем, чтобы на всей протяженности шва одинаковой была его ширина. Даже при малейших отклонениях неравномерно будут распределяться нагрузки и возрастают риски появления трещин и полного разрушения сварочного стыка;
  • контролировать глубину провара, она должна быть равномерной. В противном случае могут возникнуть внутренние трещины;
  • правильно подбирать электроды для сварки. Касается это как диаметра, так и состава металлического стержня. Для выпуклых валиков подойдут электроды, которые при расплавлении образуют вязкую и густую консистенцию. Если расплав очень жидкий, то линия получится вогнутой.

От режима работы во многом зависит качество сварки и форма шовного соединения. Если нужно увеличить глубину и уменьшить ширину шва, то достичь этого можно при повышении скорости передвижения электрода. Когда наоборот глубину необходимо уменьшить и ширину сделать больше, то просто следует изменить напряжение.

Придерживаясь этих простых рекомендаций в сочетании с правильно выполненными расчетами можно не сомневаться в качестве и высоких прочностных показателях сварочного стыка.

Профессиональные сварщики на крупных производственных объектах до миллиметра определяют геометрические параметры и технические характеристики будущего шва. Но если нарушать сварочные технологии и игнорировать контрольные проверки, то даже самые точные расчеты шовных соединений не обеспечат гарантии качества сварных конструкций.

Как работать с ушс-3

Конструктивно он состоит из трех деталей:

  1. Основание, с нанесенными на него измерительными шкалами.
  2. Движок — прямоугольная полоса металла. На ней также нанесены измерительные риски, шкалы. Он соединен с основанием особой осью.
  3. Указатель — имеет заостренный кончик, закреплен на движке в определенном месте.

Измерительное приспособление нужно оберегать от ударов, коррозии, химического загрязнения. Перед работой нужно проверить его целостность, отсутствие погнутостей, вмятин, потертостей или повреждения измерительных шкал.

Девять видов измерений может осуществлять универсальный шаблон сварщика УШС-3. Как пользоваться рассмотрим подробно по каждому из видов:

Притупление кромки деталей. Приспособление прикладывается к кромке, ее длина измеряется по шкале в его основании.

Ширину шва. УШС располагается на детали — ширина определяется по шкале, находящейся в его основании.

Угол разделки кромки деталей. В этом случае его располагают на поверхности детали верхом вниз. Движок опускают пока он не соприкоснется с плоскостью кромки. Значения считывают со шкалы вокруг оси вращения движка. При таком перевернутом положении шаблона она находится на его правой стороне.

Высоту усиления швов (как стыкового, так и углового)

Его располагают на поверхности детали и осторожно опускают движок до тех пор, пока его указатель не коснется наиболее высокой части сварного шва. Показания считываются с правой шкалы.

Смещение кромки деталей при их соединении

Для этого приспособление располагают его левым основанием строго на одной из деталей. Удобнее на той же, что находится слева от измеряющего. Движок аккуратно опускают вниз до прикосновения к поверхности другой детали. Измерения считываются с крайней справа шкалы.

Западания или подрезы между валиками швов. Его помещают основанием на деталь, опускают вниз движок до тех пор, пока его указатель не соприкоснется с подрезом или западанием. Его величина считывается со шкалы расположенной на правой стороне приспособления.

Величину выпуклости или вогнутости подрезов шва. УШС располагают основанием на деталь. Затем опускают движок вниз до тех пор, пока его указатель не прикоснется к максимальной точке выпуклости или вогнутости. Значения считываются с крайней справа измерительной шкалы.

Зазор между соединяемыми деталями. Клиновидную часть движка помещают в измеряемое пространство, считывают значения с соответствующей шкалы.

Диаметр используемых электродов. Это осуществляется простым прикладыванием электродов в прямоугольные пазы на верхней плоскости основания приспособления.

Для каких бы видов измерений ни применяли универсальный шаблон сварщика УШС-3 (как пользоваться в каждом конкретном случае ранее было рассмотрено подробно) его всегда нужно распологать строго перпендикулярно поверхностям соединенных деталей.

Геометрия сварного шва

Рассмотрев разновидности мест, где катет может иметь свои параметры и особенности, стоит взглянуть на другие составляющие сварного соединения, которые также могут оказаться важными. Многие величины взаимозависимы, но некоторые можно доработать уже после создания шва. К примеру, высота валика всегда может стать меньше при обтачивании, если это необходимо. Основные параметры выглядят следующим образом:

Схема обтачивания сварного шва

  • E – ширина полученного шва;
  • T – толщина созданного шва;
  • B – зазор между свариваемыми деталями;
  • H – глубина залегания области проварки;
  • S – толщина используемой заготовки;
  • Q – размер выпуклой части.

Для углового соединения они несколько отличаются, так как здесь другое геометрическое положение

Тем не менее, важность из значения не становится меньше. Здесь выделяют:

Схема углового соединения

  • K – катет шва;
  • A – Величина толщины углового шва, к которой относится величина расчетной высоты и выпуклости;
  • Q – выпуклость наплавленной области;
  • P – расчетная высота, что должна соответствовать перпендикулярной линии, которая проводится из места наиболее глубокого проплавления к гипотенузе наибольшего прямого треугольника, который вписан во внешнюю часть шва.

Свойства

Разобравшись с тем, что такое катет сварного шва, следует отметить свойства, которыми должно обладать соединение. В первую очередь это однородность и равномерность наплавленного валика. Это легко определиться, так как здесь может применяться даже визуально-измерительный контроль сварных швов, самый простой и доступный из них. Высота валика должна быть примерно одинаковой по всей поверхности. Это же касается и его ширины, так как в этом случае нагрузки на нем будут распространяться равномерно. Если будет какое-либо послабление, то вероятность поломки возрастает именно в этом месте.

Однородность состава обеспечивает лучшее скрепление. Как правило, различные марки металла очень плохо свариваются и чем больше различий в составе, тем хуже будут скреплены заготовки. Для высокого качества соединения следует знать, какие электроды выбрать для сварки инвертором, или другим удобным способом. Также следует рассчитать правильное геометрическое расположение шва, чтобы у него был максимальный охват скрепляемых деталей.

Не менее важным параметром является глубина проварки. Если заготовки будут соединены не по всей возможной площади, то они не смогут выдерживать максимальные нагрузки. В профессиональной сфере рассчитывается каждый параметр соединения, чтобы придать конструкции максимальную прочность. Здесь нужно знать, как рассчитать катет сварного шва, чтобы он приобрел требуемые параметры и как провести сварку.

Выбор катета шва

Расчет катета сварного шва совершается под каждое отдельное соединение. Чтобы правильно выбрать его, требуется знать параметры свариваемых деталей. Прочность здесь будет зависеть от толщины соединения и его длины. Основным параметром выбора и расчета является длина, так как от этого зависит прочность. Слишком большая длина приведет к увеличению расхода материалов, а также деформации заготовки.

Схема чтения длины катета сварного шва

На практике применяются разнообразные шаблоны, которые проверены опытом предыдущих сварщиков. Для каждого типа соединения, в зависимости от размера заготовки и положения, подбирают готовые размеры.

Как измерить катет сварного шва

Разобравшись с тем, как выбрать катет сварного шва, необходимо узнать, как правильно провести его измерения. Это требуется для того, чтобы проконтролировать полученный результат. Размер искомого значения определяется по обыкновенным геометрическим законам. Для этого требуется вычислить катет максимально возможного треугольника, вписанного в продольное сечение соединения. Итоговый размер катета соединения и будет искомой величиной.

Схема определения катета сварного шва

Как рассчитать катет сварного шва

В каждом случае, расчет проводится по-разному, в зависимости от имеющихся условий. К примеру, для определения нахлесточных соединений листов, толщина которых составляет менее 4 мм, катет стараются делать равным по толщине самих листов. Если же толщина листов составляет больше 4 мм, то здесь берется 40% от толщины металла и добавляется 2 мм. Таким и должен быть максимальный катет сварного шва.

Свойства

Получив представление о геометрических параметрах, можно разбираться со свойствами сварного соединения. Основные свойства — это:

  • однородность наплавки сварного валика ;
  • равномерность наплавки;
  • глубина проварки.

Под равномерностью понимают постоянство геометрических параметров вдоль шовной линии, прежде всего:

  • высоты шовного материала;
  • его ширины.

Если в каком-либо месте ширина окажется меньше проектной, то там в ходе эксплуатации изделия под внешней нагрузкой будут концентрироваться механические напряжения. В этой точке наиболее вероятно разрушение конструкции.

Однородность – это отсутствие дефектов сварки, таких, как пористость или неоднородность шовного материала.

Однородный сварной шов

Соблюдение глубины проварки проектной, ее постоянство обеспечивает заданную площадь сплавления заготовок, что гарантирует способность конструкции выдерживать большие нагрузки.

Что такое катет сварочного шва

Основные геометрические параметры катета прописаны в нормативных документах, которые являются руководством к действию для любого мало-мальски компетентного сварщика, включая и любителей. Здесь же описаны нормативные положения, которые служат основой для математического расчета геометрических характеристик. Геометрические параметры сварного шва напрямую зависят от типа соединения. Вид и размер соединяемых элементов определяют стыковое сечение.

На производственных предприятиях все вычисления проводятся на основе специальных формул. Для работы на частном участке вполне достаточно ранее приготовленных шаблонов. Наиболее практичным считается универсальный шаблон, который состоит из скрепленных между собой пластинок. Выбор делается опытным путем: сопряжения поочередно прикладываются к поверхности изделий до тех пор, пока не будет найден вариант с наиболее плотным прилеганием.

При изготовлении металлических конструкций, от которых не требуется особо высокая прочность, минимальный размер шва определяется в зависимости от толщины заготовки. Сделать это можно «на глаз». Обычно контакт соответствует толщине стенок заготовки. К примеру, при сварке изделий толщиной 6 мм, катет также равняется шести миллиметрам. Если требуются более точные вычисления, то нужно воспользоваться соответствующей формулой.

Проще всего определить нужные параметры можно при помощи таблицы:

По завершению расчетов, на аппарате выставляются оптимальные значения силы тока и величины напряжения. После этого можно приступать непосредственно к сварке.

Помимо прочностных характеристик катет может влиять и на геометрию соединения:

если одна сторона излишне вытянута, то это говорит о том, что на нее наложен расплав, а другая сторона соединена плохо. Подобные дефекты могут возникать из-за смещения дуги в одну из сторон

Важно добиться равномерности сторон катета; плоский и растянутый расплав свидетельствует о браке, который мог возникнуть из-за слишком короткой дуги; при катетах очень малой длины на стыках образуются аномально большие выпуклости. Это результат работы с чрезмерно длинной дугой

Брак обусловлен наплавом на поверхности, который быстро разрушается при механическом воздействии.

Что это такое?

Сварочный шов в поперечном срезе – по сути, треугольник с кривыми, выпуклыми сторонами наружу. Высота шва – расстояние от плоскости свариваемых конструкций, с той стороны, откуда идёт провар, до верхушки (центральной точки наплыва). Ширина – фактически расстояние между параллельными его кромками, где сам шов переходит в материал (сплав или металл) свариваемых листов, профилей, уголков и т. д. Глубина – расстояние от плоскости, в которой лежат состыкованные по краю, свариваемые металлические поверхности, до крайней (нижней) точки, до которой добралась расплавляемая в процессе сварки сталь стержня электрода.

Чтобы было до конца ясно, обратимся к школьному курсу геометрии. Катет – сторона треугольника, в котором обязательно присутствует прямой угол. Под этим углом и стыкуются края свариваемых деталей. В сварочном деле чаще используют катет вертикальной, а не горизонтальной стороны. Она является прилежащей к прямому углу стороной воображаемого треугольника сварного шва в поперечном разрезе. Простыми словами, катет сварного шва – расстояние от плоскости соприкосновения краёв (граней) деталей до верхней точки (по вертикали), до которой добралась расплавленная при сварке электродная сталь, смешиваемая с поверхностным слоем стали верхней примыкающей детали. Но катет не менее легко рассчитать для соединений в виде тавра или нахлёста (две плоские детали, чьи стыкующиеся рёбра разнесены).

Правильная настройка аппарата для сварки

Режим работы определяется 3 параметрами:

  • напряжением;
  • силой тока;
  • скоростью движения электрода.

Настройка аппарата состоит в подборе их оптимальных значений.

На это влияют следующие факторы:

  1. Толщина заготовок.
  2. Материал.
  3. Вид шва.

Параметры подбирают опытным путем, действуя в такой последовательности:

  1. Берут ненужный фрагмент из того же материала, что и заготовки, которые нужно приварить.
  2. Зачищают его шлифмашинкой до металлического блеска.
  3. Выставляют на аппарате напряжение в 15-20 В и сварочный ток в 100 А.
  4. Зажигают дугу и путем постепенного регулирования параметров добиваются стабильного горения с хорошей глубиной провара.
  5. Фиксируют оптимальные настройки письменно или посредством фотосъемки.
  6. Плавно уменьшают силу тока, пока дуга не погаснет. Записывают ампераж, при котором это произошло.
  7. Возвращают регулятор на 100 А, снова зажигают дугу и увеличивают силу тока до наибольшего значения. Его тоже фиксируют.
  8. Снижают напряжение на 0,5 В и тем же способом определяют минимальную и максимальную силу тока. Несколько раз повторяют это действие, с каждым разом уменьшая вольтаж.
  9. Возвращаются к оптимальным настройкам.
  10. В том же порядке определяют верхний и нижний пределы силы тока, несколько раз повышая напряжение с шагом в 0,5 В.

Пункты 6-10 инструкции позволяют определить крайние точки диапазона, в пределах которого можно регулировать аппарат перед работой с другими заготовками.

При настройке полуавтомата скорость подачи присадочного прутка подбирают в зависимости от силы тока: чем больше ампераж, тем быстрее должен поступать материал.

Порядок проведения расчетов сварных стыков

Чтобы определить какие нагрузки способен выдерживать образуемый при сварке стык, необходимо правильно подобрать все необходимые данные для расчета сварного шва. Предотвратить ошибки при математических исчислениях можно, если при их выполнении придерживать следующего порядка:

  1. Определить с минимальными погрешностями пространственное положение, форму и размеры, характерные сварочному соединению.
  2. Далее на контактируемую со свариваемым элементом площадь повернуть следует опасное сечение (с наивысшим напряжением). Необходим поворот в случаях, когда на исследуемой конструкции плоскость стыка не соответствует его сечению. После поворота должно образоваться новое сечение, которое называют расчетным.
  3. Дальнейшие действия состоят в поиске на образовавшемся вследствие поворота сечении центра масс.
  4. Следующий этап – перемещение в центр масс внешней приложенной нагрузки.
  5. Установить какое напряжение в расчетном сечении возникает в момент воздействия всех силовых нагрузок, в частности нормальной и поперечной усилий, изгибающего и крутящего моментов.
  6. Когда известно напряжение необходимо найти в сечении точку, подвергающуюся наибольшим нагрузкам. В этой точке все воздействующие на поверхность нагрузки сочетаются одновременно, что позволяет установить суммарную. В итоге получается максимум, которому шов будет подвергаться.
  7. Вычисляется максимально допустимое напряжение, которое будет оказывать силовое воздействие на полученный в результате сварки шов.
  8. Завершающий этап состоит в сравнении максимальных показателей суммарного и допустимого напряжений. Это позволит получить расчетное сопротивление сварного шва и определить размеры, которые обеспечат полноценную и безопасную эксплуатацию создаваемой металлоконструкции. Для большей достоверности полученной информации рекомендовано провести дополнительный проверочный расчет.

Не нужно забывать о том, что актуальным расчет сварного шва на срез или прочность будет только в том случае, когда строго соблюдена технология создания соединений

В любом случае важно и нужно рассчитывать стыки, поскольку только с точность установленные параметры способны обеспечить прочные и долговечные сварочные соединения

Конфигурация сварных швов

Сварные швы также отличаются по своей конфигурации. Тут можно выделить несколько видов: продольные прямолинейные и криволинейные, кольцевые.

Если будет осуществляться сварка продольных швов, то очень важно провести тщательную подготовку поверхности металла, особенно если работы будут проходить с большой протяженностью шва. При создании такого типа шва важно, чтобы поверхность не была волнистой, а все заусеницы кромок необходимо очистить

Также важной деталью будет удаление влаги, ржавчины, грязи или любых других нежелательных элементов с рабочей поверхности до начала сварки.

Если будет проводиться кольцевая сварка, то тут очень важно откорректировать режим работы сварочного аппарата. Если диаметр изделия небольшой, то для достижения качественного сварочного шва важно понизить силу тока

Можно добавить, что полученные швы могут быть не только вогнутыми или выпуклыми, но и плоскими. Плоские и вогнутые типы лучше всего подходят для тех конструкций, которые эксплуатируются при динамических нагрузках. Причиной этому стало то, что у такого типа шва отсутствует ощутимый переход от самого соединения к металлу.

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий

Adblock
detector