Нюансы стыковой сварки

Нюансы стыковой сварки

Известная многим сварка встык является разновидностью сплавления под давлением, в процессе которого заготовки соединяются под нагревом по всей плоскости их соприкосновения.

Её можно отнести к разряду контактных процедур, сопровождающихся тепловым воздействием и одновременным сжатием свариваемых частей. В последнее время стыковой метод все чаще применяют для соединения труб.

Сферы применение

Особенностью контактно-стыковой сварки является сопровождающее этот процесс сопротивление, при преодолении которого и происходит оплавление в зоне контакта. Конкретный вид сварки выбирают в зависимости от типа материала, который предстоит варить, а также от требований, предъявляемых к качеству швов.

К преимуществам стыковой технологии следует отнести высокую скорость и повышенную производительность сварочных операций с одновременным снижением излишней деформации металлических заготовок.

Для реализации этого метода используется специальное оборудование (аппарат стыковой сварки), работа которого может быть частично автоматизирована.

Наибольшей популярностью стыковой метод пользуется в автомобилестроении, а также в аэрокосмической индустрии. Такое положение объясняется тем, что эти отрасли характеризуются значительными объемами сварочных работ, к качеству которых предъявляются повышенные требования.

В последние годы технология стыковой сварки всё больше завоёвывает области, связанные с прокладкой мощных трубопроводных магистралей (нефте- и газопроводов, в частности).

Помимо этого, она может использоваться при необходимости обустроить трубопровод на основе изделий из пластика. И в этом случае востребованность метода объясняется эффективностью сварочных процедур, низким уровнем трудозатрат и высокими качественными показателями полученных соединений.

Специфика процесса

В основу стыковой сварки заложено токовое тепловое воздействие, сопровождающееся прилагаемым к месту соединения усилием сжатия. Различия в реализуемых на практике методах такого соединения состоят в следующем.

В том случае, когда нагрев стыка осуществляется до момента приобретения им пластичного состояния (до сжатия) – такую методику называют сваркой сопротивлением.

Если же в процессе работ производится одно разогревание стыка (без сжатия), то такой вариант сплавления классифицируется как сварка оплавлением. Каждая из этих методик имеет как преимущества, так и недостатки и реализуется посредством соответствующего оборудования.

Качество выполненных по стыковым технологиям работ в значительной степени зависит от тщательности подготовки контактирующих элементов.

Перед сваркой с них должны быть удалены все имеющиеся загрязнения и неровности. К перечню подготовительных мероприятий следует отнести и оборудование рабочего места специальной оснасткой, используемой для фиксации заготовок во время сварки.

Соединение пластиковых труб

Сварка п/э труб ничем не отличается от аналогичных операций, реализуемых с заготовками из полипропилена. По своим свойствам эти изделия характеризуются повышенной устойчивостью к коррозии, гладкостью поверхностей и значительными сроками эксплуатации.

Благодаря этому методики их сварки являются практически идентичными. Известно несколько вариантов обработки трубных изделий из полиэтилена, однако особой популярностью пользуются лишь некоторые из них, а именно:

  • описываемый стыковой способ;
  • раструбный метод;
  • электромуфтовая сварка, сопровождающаяся закладкой специальных нагревателей.

Второй и третий методы стыковой сварки полиэтиленовых труб также полностью идентичны соответствующим процедурам для пропиленовых изделий.

Первый из них достаточно прост в реализации и отличается большой надёжностью вследствие высокой технологичности сварочного процесса. Могут применяться машины для стыковой сварки, если того требует объем работ.

Сварка с применением дополнительных нагревателей востребована при работе в местах с ограниченным доступом и невозможностью размещения вспомогательных механизмов.

Требования к качеству пластиковых соединений в основном распространяются на их внешний вид и геометрические размеры, удовлетворяющие действующим нормативам.

Основным регламентируемым параметром является величина образующегося после сварки валика или грата.

Размеры этого шовного образования должны соответствовать фиксированным значениям (таблица этих величин приводится).

Грат должен располагаться равномерно по окружности сформированного стыка, а смещение трубных заготовок в радиальной плоскости не должно быть более одной десятой их толщины.

Впадина, образующаяся между валиками вдоль линии стыкового сплавления, также регламентируется действующими стандартами. Норма этой впадины определяется из условия, чтобы она не располагалась ниже уровня наружной поверхности сочленяемых изделий.

Помимо этого специально оговаривается цвет валика, который должен совпадать с основной цветовой окраской труб. Наличие в стыковом соединении трещин, различимых глазом пор, и каких-либо деформаций недопустимо.

Подготовка

Для сварки неповоротных стыков труб, относящейся к одному из наиболее сложных видов работ, характерен целый ряд не очень удобных положений держателя (нижнее его расположение, вертикальное или «потолочное»).

Кроме того, особенностью стыковых технологий является особо тщательный подход к подготовительным операциям, занимающим порой до трети рабочего времени. За это время предполагается выполнить следующие обязательные процедуры:

  • соединяемые заготовки необходимо очистить от остатков краски, ржавых наслоений и других мешающих работе загрязнений;
  • затем на свариваемых участках следует нанести разметку, основная цель которой – обеспечить правильность стыкового среза (он должен быть перпендикулярен трубной оси);
  • подготавливается необходимый для резки инструмент, в качестве которого может использоваться обычная болгарка;
  • после этого принимаются меры к совмещению горизонтальных стыков труб, размещаемых согласно сварочному эскизу (совмещение трубных заготовок должно сопровождаться обязательным контролем их соосности);
  • непосредственно перед сваркой на место стыка накладывается несколько прихваток, обеспечивающих первоначальную фиксацию свариваемых частей.

При разметке следует оставлять припуск на уменьшение длины заготовок в процессе стыковой сварки (до 1 мм). Прихватки выполняются в виде небольших сварных швов размерами не более 20-120 мм (этот параметр выбирается в зависимости от размеров труб).

Что касается поворотных стыков труб, то обрабатывать их заметно проще, поскольку в этом случае количество ответвлений уменьшается, а доступ к свариваемым участкам облегчается.

Неповоротные стыки

При сварке неповоротных стыков принято пользоваться так называемой «трехслойной» технологией, согласно которой сначала делается коренной шов, после чего переходят к заполнению его кромок и обустройству лицевой части стыкового соединения. При формировании таких образований смежные валики швов должны располагаться с перекрытием порядка15-20 мм.

В процессе стыковой сварки арматуры могут применяться различные методики, выбор которых определяется пространственным положением стыкуемых заготовок (это касается всех видов труб, включая пластиковые ПНД).

При их горизонтальном расположении главная проблема – это необходимость работать в трёх различных плоскостях, из которых верхнее (или потолочное) является самым неудобным.

Для образования качественного стыкового соединения в этом случае требуется постоянное варьирование основными параметрами сварки (её скоростью, углом наклона электрода и силой тока).

При подготовке таких соединений сварочная процедура не должна прерываться в произвольной точке сочленения (шов должен накладываться за один заход).

Жёсткие требования к производству таких работ обусловлены особым пространственным расположением стыков, так что к этим операциям могут привлекаться лишь опытные сварщики.

Вертикальное размещение заготовок с точки зрения технологии стыковой сварки отличается от горизонтального лишь тем, что в этом положении основное внимание уделяется углу наклона электрода. Этот параметр при перемещении вдоль окружности трубных заготовок должен непрерывно корректироваться.

Для реализации стыковой сварки заготовок может использоваться специальное оборудование. При его выборе важно определиться со спецификой работы того или иного механизма с каждым конкретным видом трубных соединений.

Технология стыковой сварки металлов и не только

Стыковая сварка металлов является частным случаем контактной электросварки, поэтому технологически процессы и устройство аппаратов очень схожи.

Стыковая сварка является одним из видов контактной сварки, в результате которой производится соединение деталей по торцевой поверхности при нагреве до температур плавления под воздействием большой величины электрического тока и усиленного прижатия свариваемых стыков.

Технология стыковой электросварки металлов

По своей сути стыковая сварка металлов является частным случаем контактной электросварки, поэтому технологически процессы и устройство аппаратов для этих обоих видов электросварки очень схожи и имеют лишь несколько техническими различиями.

Читайте также  Цилиндры полуцилиндры изоляции трубопроводов

Сварочный аппарат для контактной и стыковой сварки состоит из:

  • силового сварочного трансформатора большой мощности;
  • неподвижного электрода;
  • подвижного электрода;
  • механическим или электромеханическим приводом подвижного электрода;
  • системы управления технологическим процессом.

Силовой сварочный трансформатор для контактной электросварки имеет свои особенности, которые заключаются в том, что, в отличие от простой электродуговой сварки, ему не требуется создавать большое напряжение на сварочных электродах для розжига и поддержания высокотемпературной плазмы сварочной дуги. Это обусловлено тем, что сам процесс обычной контактной сварки происходит в результате локального оплавления металла в месте непосредственного контакта электродов с поверхностью деталей, т. е. в месте смыкания электродов или с разницей при стыковой сварке в контакте свариваемых поверхностей торцов деталей, т. е. встык.

Поэтому силовые сварочные трансформаторы характеризуются низким выходным (вторичным) напряжением от 2 до 10 вольт, но при этом способны выдавать большие рабочие токи со значениями от одного до десятка килоАмпер.

  • Вначале свариваемые детали закрепляют в специальных зажимах, которые, в свою очередь, являются электродами. При этом сварочный станок устроен так, что площадь контакта в таких зажимах должна быть достаточно большой по сравнению со свариваемой поверхностью торцов и поэтому, как правило, зажимы максимально повторяют и соответствуют форме поверхности свариваемых деталей, если надо круглой или плоской.
  • Далее, подвижный зажим с большим усилием за счет электромеханического привода прижимает край стыка свариваемой детали к стыку детали в неподвижно закрепленном зажиме.
  • После того, как детали прочно прижаты, включают сварочный трансформатор всего на несколько секунд для того, чтобы через электроды и свариваемую деталь прошел большой силы электроток, который и выделяет наибольшую теплоту в месте наименьшего контакта, т. е. на стыке деталей.

Таким образом, высокотемпературное оплавление поверхности контакта и заранее приложенное большое давление способствует прочному соединению деталей.

Различают два основных промышленных способа применения стыковой контактной электросварки, которые зависят от технологии нагрева контактной поверхности стыков деталей, а именно:

  • методом сопротивления,
  • методом оплавления.

Стыковая сварка методом сопротивления

Основным технологическим требованием методики стыковой сварки сопротивлением является необходимость отключения электрического тока в момент начала осадки торцов деталей, т. е. в момент начала интенсивного оплавления места контакта.

Как правило, стыковую сварку методом сопротивления применяют при соединении металлопроката с круглым или прямоугольным сечением, при этом общая площадь контактной поверхности не должна превышать 250 мм2, что непосредственно зависит от свойств металла для каждого вида профиля.

Обязательным условием для качественного выполнения такого вида сварки является необходимость в обязательной предварительной подготовке деталей, что заключается в точной подгонке торцов и тщательной механической очистки и дополнительной или химической обработке.

Стыковая сварка методом оплавления

В начале части заготовок просто закрепляют в электродах-зажимах и на них сразу подается электрический ток. После этого начинают постепенное сближение деталей, пока не происходит соприкосновение торцов, которое образуется вначале лишь по малой части поверхности или как бы по отдельным неровностям и выступам. Так как получаемая первоначальная площадь поверхности контакта очень мала, то через нее начинает протекать электрический ток с высокой плотностью, что вызывает моментальный нагрев и расплавление. Поэтому процесс сопровождается искрением и частичным разлетанием расплавленного металла, что, в свою очередь, способствует выбрасыванию загрязнений и шлака из места сварки. При дальнейшем сближении происходит образование прочного сплавления по всей поверхности контакта торцов деталей.

Как работает такой метод на практике можно увидеть на данном видео:

Стыковую электросварку методом оплавления применяют либо с непрерывной, либо с прерывистой подачей электрического тока. Ее широко используют для соединения стальных труб большого диаметра и сваривания арматурного прута в строительной индустрии.

Стыковая сварка пластиковых труб

Сущность процесса стыковой сварки пластиковых труб достаточно проста и заключается:

  • в торцевании свариваемых поверхностей для ровного прилегания при начале сжатия торцов труб;
  • в разогреве до температуры плавления торцов труб в нагревательном элементе, как правило, для этого применяют специальной округлой формы электронагреватели;
  • в последующем сжатии оплавленных торцов пластиковых труб с небольшим усилием и остыванием до полного затвердевания полимера.

Хоть процесс по стыковой сварке небольших ПВХ-труб до 100 мм в диаметре доступен для самостоятельного выполнения в домашних условиях при помощи старого электроутюга, но все-таки для этого необходим пусть небольшой опыт и определенные навыки, а лучше всего воспользоваться специализированными аппаратами стыковой сварки для пластиковых труб.

Имейте в виду! Пластиковые трубы, сделанные из разных марок пластика и различных по составу полимеров, не свариваются между собой с помощью стыковой сварки.

Области применения стыковой сварки

  • в строительстве для создания монолитных арматурных конструкций;
  • в металлургической промышленности для соединения листового или проволочного проката;
  • в железнодорожном строительстве для изготовления безстыковых рельс;
  • в автомобильной промышленности для получения деталей и узлов сложной формы;
  • в инструментальном производстве для производства режущих частей инструментов из легированных сталей и различных инструментальных сплавов;
  • для соединения стальных и пластиковых труб для прокладки различных трубопроводов.

А также стыковая электросварка нашла широкое применение при монтаже газопроводов и нефтепроводов для соединения труб. Такая технология позволяет стальные трубы диаметром в 1420 мм быстро сваривать между собой всего в течение 5 минут, добиваясь высокого качества и гарантированной надежности сварного шва.

Стыковые сварные соединения (сварка встык)

Раздел: Без рубрики

Стыковое соединение сваркой представляет собой примыкание двух деталей торцевыми поверхностями друг к другу, лежащие на одной плоскости. Такое соединение простое и надежное, рекомендуется в конструкциях, которые подвергаются воздействию переменных напряжений.

  • Где применяется
  • Преимущества и недостатки
    • Преимущества
    • Недостатки
  • Чем отличается от нахлесточного
  • Разделка кромок под сварку
  • Как варить
    • Видео
    • Сварка в нижнем положении
      • Видео
    • Сварка в вертикальном положении

Где применяется

Стыковое соединение применяется когда утолщение металла исключено или не подходит, оно обеспечивает красивый внешний вид без выступающих кромок. Стыковое соединение применяют в авиакосмической и автомобильной промышленности. Применяется для образования неразъёмного соединения деталей различных металлических конструкций в том случае, когда поверхности деталей лежат в одной плоскости и и примыкают друг к другу своими торцами.

Встык свариваются части различных трубопроводов, обечайки различных емкостей, баллонов, цистерн, листовые конструкции, швеллеры, уголки и прочие фасонные профили.

Преимущества и недостатки

Преимущества

сварка труб, как правило, производится именно стыковым соединением

При стыковом соединении

  • электродный металл используется меньше,
  • контролировать процесс не сложно, конструкции получаются надежные,
  • техника сварки более простая, чем техника углового шва,
  • стыковые соединения обеспечивают плоскостность поверхности конструкции,
  • обеспечивают получение соединения деталей различной толщины,
  • есть возможность выполнения сварки металла большой толщины односторонним швом.

Недостатки

  • не обеспечивает дополнительной жесткости в сравнении с нахлесточным ,
  • так же могут образоваться значительные деформации поверхности после сварки (особенно при сварке тонкого металла).

Чем отличается от нахлесточного

Сварные нахлесточные соединения – это сплавление разных элементов детали, расположенных параллельно, частично перекрывая друг друга. Применяются, когда стыковое невозможно. Не рекомендуется соединение в нахлест, если конструкция подвергается вибрации, толщина стали должна быть не более 10-12 мм.

Недостатком нахлесточного соединения станет больший расход основного металла, так как одна деталь накрывает другую, возможно появление коррозии металла от проникновения влаги между деталями, а так же выявить дефекты будет не просто. В стыковом нет перекрытия ( нахлеста ) деталей, применяется разная техника сварки, когда сварка нахлесточных соединений выполняется угловым швом. В нахлесточных не нужна разделка кромок, так же имеется большое количество разновидностей стыкового соединения согласно ГОСТу.

Разделка кромок под сварку

стыковое соединение без скоса кромок

Читайте также  Как самому сделать аппарат для контактной сварки

От выбора скоса кромок зависит качество шва и изделия. Для каждого способа сварки выбирают разные разделки кромок.

с V-образным скосом кромок

с X-образным скосом кромок

с криволинейным скосом кромок

Разделку можно выполнить зубилом, в данном случае края получатся не ровные, отличным вариантом станет болгарка, фрезерный станок, самым лучшим будет использование кромкореза (фаскоснимателя). Так же нужно контролировать чистоту скосов что бы получить качественный шов без дефектов. Для стыковых соединений применяют все виды разделки кромок в зависимости от толщины металла и характера шва (односторонний или двухсторонний шов).

Существует обозначение разделки кромок: U- V- K- X- образные. Х-образная разделка кромок по сравнению с V-образной позволяет уменьшить объем наплавленного металла, Х-образная разделка требует по одному шву с каждой стороны, когда V-образная обходится односторонним швом. Форма разделки кромок зависит от способа сварки, свариваемого материала, толщины свариваемых элементов.
[ads-pc-3][ads-mob-3]

Как варить

Перед тем как приступить к свариванию производится технологическая подготовка. Детали следует разметить, произвести резку, поверхности зачищаются от загрязнений, ржавчины и высушиваются при наличии влаги.

Две свариваемые детали должны лежать на ровной поверхности и иметь между собой зазор 2-3 мм, зажигаем электрод ударом или “чиркнув” как спичку, выполняем две прихватки, что бы избежать деформации свариваемого соединения.

Видео

В ролике ниже показано, к чему может привести сваривание, если не делать прихватки (что нужно знать про прихватки тут).

с подкладкой (съемной или остающейся)

Вести электрод можно на себя, от себя, справа налево и слева направо. В зависимости от толщины металла и рекомендованного пространственного положения электрода выбирается способ движения электрода для лучшего сваривания, так же электрод во время работы держится под углом 45 градусов.

После выполнения шва убирается шлак и зачищается поверхность. Что бы избежать прожегов применяют подкладки, с ними работа складывается более уверенно, можно увеличить ток и не варить с другой стороны шва (см. фото слева).

Сварка в нижнем положении

Детали зачищаются, для тонкого металла разделка кромок не выполняется, зазор между свариваемыми деталями составляет 1-3 мм. Производится сборка, устанавливаются прихватки (после прихватки зачищаются), далее сварку производим с обратной стороны прихваток .

Толщина валика не должна превышать 9 мм, а высота 1,5 мм. Сварку осуществляем слева направо, выполняем кольцевые колебательные движения против часовой стрелки, так же завариваем вторую сторону, на второй стороне можно увеличить ток, после сварки зачищаем поверхности.

стыковое соединение с отбортовкой кромок (для тонкого металла)

В процессе сварки электродом совершается 2-3 движения.

  1. Электрод опускают вниз по мере его плавления обеспечивая стабильное горения сварочной дуги.
  2. Электрод перемещают с равномерной скоростью наклонив его под углом 15-30 градусов от вертикали. В другой плоскости электрод перпендикулярен поверхности соединения.
  3. В случае необходимости получения сварного шва увеличенной ширины применяют различные колебательные движения.

Видео

Короткий ролик, без особых объяснений, зато быстро, для нетерпеливых.

Более длинный, но и более подробный ролик.

Сварка в вертикальном положении

  1. Сварочный ток снижается на 10-15% в сравнении с нижним положением (нужно снизить тепловую мощность дуги).
  2. Сварка как правило ведется снизу вверх с отрывом дуги что бы жидкий металл не вытекал из сварочной ванны.
  3. Электрод в одной плоскости расположен перпендикулярно к поверхности деталей, а в другой наклонен чуть ниже горизонтали.
  4. Возможна так же сварка сверху вниз и снизу вверх без обрыва сварочной дуги. Это требует применение определенной марки электродов с подходящим типом покрытия.
  5. Если соединение с разделкой кромок, то сварка в вертикальном положении выполняется в несколько проходов с зачисткой каждого прохода от шлака.

Процесс сварки заканчивается контролем качества. Сварные швы после очистки от различных загрязнений (шлака, брызг металла и копоти) визуально осматриваются на наличие наружных дефектов.

Стыковое сварное соединение

Автор: Игорь

Дата: 27.02.2018

  • Статья
  • Фото
  • Видео

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.

  1. Эта технология сварки не критична к толщине свариваемых деталей. Толщина может колебаться от долей до сотен миллиметров. Данный критерий не зависит от способа сварки и определяется только возможностью соединения материала встык.
  2. На стыковой сварочный шов расходуется меньшее количество присадочных материалов и энергетических ресурсов, следовательно уменьшается стоимость соединения.
  3. В отличие от других видов соединения деталей сварка практически не увеличивает общий вес конструкции, шов получается ровным и герметичным, а также контроль качества соединительного сварного шва упрощается.

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.»

Читайте также  Для чего нужен запорная арматура

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

  • знак указывает на то, что подгонку и стыковку свариваемых деталей необходимо выполнять на месте монтажа;
  • ГОСТ 5264-80 обозначает, что соединение следует производить электродуговой сваркой;
  • С13 – эта маркировка говорит о том, что перед нами стык с криволинейным скосом по одной кромке и односторонним швом;
  • знак показывает, что произведено снятие термического напряжения с обеих сторон;
  • знаки Rz20 и до Rz80 определяют чистоту шлифовки лицевой и обратной стороны стыкового сварочного шва.

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:

  • визуальный осмотр позволяет определить видимые дефекты: трещины и раковины;
  • рентгенография способна выявить внутренние дефекты: шлаковые включения и т. д.;
  • магнитографический способ позволяет найти микротрещины, поры и другие дефекты;
  • ультразвуковое исследование – это эффективный метод контроля качества швов.

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.

Технология стыковой сварки

Сравнительно новая, очень эффективная и производительная. Эта технология не может похвастать универсальностью из-за ограничения габаритов свариваемых изделий. Но она имеет длинный список технологических и экономических преимуществ, что избавляет ее от конкуренции в своей производственной нише. Контактная стыковая сварка является разновидностью контактной и отличается тем, что соединение деталей происходит по всей площади касания.

Есть отрасль, в которой стыковая сварка может считаться незаменимой, потому что выполняет огромный объем работ, зачастую в автоматическом режиме. При этом экономится энергия, материалы и труд сварщиков. Все это, помноженное на объемы, дает огромный экономический эффект. Речь идет о строительстве зданий и сооружений, где этим методом сваривают арматуру.

В инструментальном производстве эта технология позволяет экономить большое количество дорогих высоколегированных, сверхтвердых сплавов. Благодаря этому методу из дорогих сплавов теперь делают только саму режущую часть инструмента, которую приваривают к державкам из низколегированных и углеродистых сталей.

Огромные объемы изделий используют эту технологию при соединении звеньев цепей, где этому методу просто нет альтернативы. Не обходится без неё и на целом ряде других производств, к которым относятся:

  • строительство железных дорог (соединение рельсов);
  • машиностроение (создание изделий сложных форм путем объединения простых);
  • изготовление колец, ободьев, обручей (характерно для многих отраслей);
  • металлопрокат (сварка стыковых соединений полосовой стали в непрерывные рулоны);
  • химическая и нефтеперегонная промышленность (получение непрерывной трубы).

Особое значение приобретает стыковая сварка в производстве автомобилей. В этой отрасли сочетание её со штамповкой позволяет повысить производительность труда и сократить отходы листового металла.

Методы стыковой сварки

Существует два основных метода стыковой сварки: оплавлением и сопротивлением. Соединение деталей оплавлением, в свою очередь, делится на метод непрерывного оплавления и метод сварки с подогревом.

Сварка оплавлением

Независимо от разновидностей метода, этот вид соединения деталей обеспечивается очень сложным физическим процессом. Для неспециалистов достаточно понимать, что процесс протекает постоянно, но делится на определенные фазы. Лучшие экономические показатели дает предварительный нагрев деталей. Для этого применяется нагрев токами высокой частоты.

После подачи напряжения на свариваемые детали, начинается их сближение до точечного касания. В этом месте образуется контакт, который мгновенно разогревается, плавится и закипает с выбросом расплавленных брызг металла. Продолжающееся сближение деталей создает новый контакт, и процесс повторяется неоднократно. Выделяющееся тепло разогревает место соединения до температуры, равной 0,9 температуры плавления. В этот момент детали сближаются до полного контакта по всей площади сваривания и соединяются.

Сварка сопротивлением

В этом методе установленные и зажатые в сварочной машине детали сжимаются еще до подачи напряжения и начала разогрева. Сила сжатия деталей на несколько порядков превышает силу сжатия в предыдущем методе. Зависящее от сжатия, переходное сопротивление подбирается таким образом, чтобы обеспечить быстрый разогрев места соединения деталей.

Преодолевая переходное сопротивление, сварочный ток вызывает нагрев и пластическую деформацию зоны контакта, чем и обеспечивает соединение деталей. Этот метод значительно проще предыдущего, но, в связи с неплотным прилеганием деталей, имеет худшие эксплуатационные характеристики.

Технология стыковой сварки металлов

Эта технология позволяет соединять между собой жаропрочные, легированные и низкоуглеродистые стали. К этому списку можно добавить медную и алюминиевую проволоку, а также различные комбинации разнородных металлов. Здесь важно не ошибиться с формой разделки кромок и выбором установочной длины деталей при подготовке к свариванию.

Невозможно в двух абзацах рассказать обо всех нюансах технологии, но некоторые представления необходимо иметь:

  • параметры процесса зависят от свариваемых материалов;
  • плотность тока зависит от удельного сопротивления материала и доходит до сотен ампер на квадратный миллиметр;
  • время находится в прямо пропорциональной зависимости от площади поперечного сечения деталей и, обычно, составляет доли секунды;
  • давление, необходимое для сжатия деталей, полностью определяется их материалом и площадью поперечного сечения.

Для придания соединению высоких механических свойств, его подвергают термообработке. Простейшим способом служит нагрев и отпуск. Очень часто появляется необходимость в снятии грата, что осуществляется различными вспомогательными операциями.

Устройства для осуществления процесса

Поскольку стыковая сварка является разновидностью контактной, то и оборудование для нее очень похоже на устройства для контактной сварки. Оборудование должно обеспечить прохождение огромных токов в тысячи ампер с напряжением в единицы вольт. Поэтому, основную часть устройства составляет мощный понижающий трансформатор.

Благотворное действие на электрическую сеть и повышение эффективности устройства оказывает конденсаторная батарея, которая снижает провалы сетевого напряжения и позволяет обеспечивать крутой фронт нарастания амплитуды напряжения в рабочей зоне. Функционал машины обеспечивается контрольно-измерительными и сигнальными приборами и устройствами.

В отличие от ручной дуговой сварки, где все работы можно сделать при помощи одного трансформатора, в нашем случае под каждый вид работ делается специальная (и не одна) машина. Такое количество разновидностей легко объясняется необходимостью сваривания различных по форме и габаритам деталей.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: