Выбор типа сварного соединения и вида швов
Взаимное расположение свариваемых элементов и форма подготовки (разделки) кромок определяют тип сварного соединения (табл. 4.2).
По взаимному расположению соединяемых элементов различают пять основных типов сварных соединений: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные и торцовые. Тип сварного соединения наряду с общими конструктивными соображениями выбирают с учетом обеспечения равнопрчности соединения с основным металлом и технологичности изделия.
Таблица 4.2
Типы сварных соединений, формы поперечного сечения соединяемых элементов в зоне сварки
| Тип свар-ного соеди- нения | Форма подготовки кромок | Харак-тер сварно-го шва | Форма поперечного сечения | Рекомендуемая толщина свариваемых элементов S, мм | |
| свариваемых кромок | сварного соединения | ||||
| СТЫКОВОЕ | С отборбтовкой кромок | Односторонний |  |  | S = 1 –3 мм Применяется с целью предотвращения прожога сварного шва при сварке тонколистового металла. |
| Без скоса кромок (без разделки кромок или I – образная разделка кромок) |  |  | S = S* мм S* = 3 мм при ручной дуговой сварке; S*= 6 мм при механизированной и автоматической дуговой сварке в защитных газах; S*= 10 мм при автоматической дуговой сварке под флюсом | ||
| Без скоса кромок (без разделки кромок или I – образная разделка кромок) | Ддвусторон-ний |  |  | S = 3 –8 мм | |
| С односторонним прямолинейным скосом одной кромки (односторонняя разделка кромок) | Односторонний |  |  | S = 3 – 40 мм | |
| Замковое соединение с односторонним прямолинейным скосом одной кромки (односторонняя разделка кромок) | Односторонний |  |  | ||
| С односторонним прямолинейным скосом двух кромок V образная разделка кромок (односторонняя разделка кромок) | Односторонний |  |  | S = 3 – 60 мм | |
| Замковое соединение с односторонним прямолинейным скосом двух кромок (односторонняя разделка кромок) | Односторонний |  |  | ||
| Щелевая разделка с односторонним прямолинейным скосом двух кромок (односторонняя разделка кромок) | Односторонний |  |  | S = 6 – 150 мм В основном применяется при сварке в защитных газах | |
| С двусторонним прямолинейным скосом одной кромки К образная разделка кромок (двусторонняя разделка кромок) | Двусторонний |  |  | S = 8 - 100 мм | |
| С двусторонним прямолинейным скосом двух кромок Х образная разделка кромок (двусторонняя разделка кромок) | Двусторонний |  |  | S = 8 – 120 мм. | |
| УГЛОВОЕ | Без скоса кромок (без разделки кромок) | Двусторонний |  |  | S = 2 – 30 мм |
| С односторонним прямолинейным скосом одной кромки (односторонняя разделка кромок) |  |  | S = 3 – 60 мм | ||
| С двусторонним прямолинейным скосом одной кромоки (двусторонняя разделка кромок) |  |  | S = 8 – 100 мм | ||
| ТАВРОВОЕ ТАВРОВОЕ | Без скоса кромок (без разделки кромок) | Двусторонний |  |  | S = 2 – 40 мм |
| С односторонним прямолинейным скосом одной кромки (односторонняя разделка кромок) | Односторонний |  |  | S = 3 – 60 мм | |
| С двусторонним прямолинейным скосом одной кромки (двусторонняя разделка кромок) | Двусторонний |  |  | S = 8 – 100 мм | |
| НАХЛЕСТОЧНОЕ | Без скоса кромок (без разделки кромок) | Двусторонний |  |  | S = 2 – 60 мм |
| ТОРЦЕВОЕ | Без скоса кромок (без разделки кромок) | Односторонний |  |  | S = 1 – 6 мм |
| С односторонним прямолинейным скосом одной кромки |  |  | S = 6 – 12 мм | ||
| С односторонним прямолинейным скосом двух кромок |  |  | S более 12 мм |
Кромки разделывают в целях полного провара заготовок по сечению, что является одним из условий равнопрочного сварного соединения с основным металлом. Выбор разделки кромок зависти от толщины соединяемых элементов, теплофизических свойств материала и вида сварки.
В зависимости от конфигурации соединяемых элементов назначается тип сварного соединения и вид шва. При выборе типа сварного соединения, при прочих равных условиях, предпочтение следует отдавать стыковым соединениям, как наиболее прочным.
Вид сварного шва (табл. 4.3) выбирается в зависимости от типа сварного соединения. Для стыковых соединений выполняются стыковые швы, для тавровых, нахлесточных и угловых соединений – угловые швы. Для торцовых, угловых и стыковых соединений с разделкой и без разделки кромок, а также тавровых, выполняемых без разделки кромок, наиболее рациональным является нормальный профильсварного шва (табл. 4.3).
При сварке плавлением оптимальным для формирования сварного шва является нижнее пространственное положение.
Кроме того, при выборе расположения сварного соединения следует учитывать, что условия формирования стыковых и угловых швов в нижнем пространственном положении отличаются.
Таблица 4.3
| ОСНОВНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ СВАРНЫХ ШВОВ Сварной шов -участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации. | |||||
| 1.По типу получаемого сварного соединениясварные швы делятся на стыковые, угловые, нахлесточные и торцовые. | |||||
| | Стыковой шов - сварной шов стыкового соединения. | ||||
 | Угловой шов - сварной шов углового, нахлесточного или таврового соединений. Угловые швы менее прочные, чем стыковые. | ||||
 | Торцовые сварные швы используются для получения торцовых сварных соединений | ||||
| 2. По положению в пространстве при сварке | |||||
| По положению в пространстве швы делятся на: - нижние (Н) см. рис. пространственные положения при сварке - вертикальные (В) см. рис. пространственные положения при сварке - потолочные (П)см. рис. пространственные положения при сварке -горизонтальный шов на вертикальной плоскости (Г); - «в лодочку» (Л). | |||||
 | Горизонтальный шов на вертикальной плоскости (Г) | ||||
 а б | Угловой шов «в лодочку» (Л) а - в « симметричную лодочку»; б - в « несимметричную лодочку». | ||||
| 3. По положению сварных швов относительно поверхности изделия | |||||
 | По положению сварных швов относительно поверхности изделия сварные швы делятся на односторонние и двусторонние. Односторонний шов – шов, выполненный с одной стороны заготовки (односторонняя сварка). Двусторонний шов – шов, выполненный с обеих сторон заготовки (двусторонняя сварка). | ||||
| 4. По профилю поперечного сечения | |||||
| 4.1. Для стыковых швов | |||||
 | По профилю поперечного сечения стыковые швы делятся на: выпуклые; нормальные; вогнутые. Выпуклые сварные швы лучше работают при статических (постоянных) нагрузках, однако они неэкономичны. Нормальные и вогнутые швы лучше подходят при динамических и знакопеременных нагрузках, поскольку в результате более плавного перехода от основного металла к сварному шву снижается вероятность возникновения концентрации напряжений, приводящих к разрушению шва. | ||||
| 4.2. Для угловых швов | |||||
 | По профилю поперечного сеченияугловые швы делятся на: - нормальные (а) - катет шва принимается равным толщине листа (К=S); - вогнутые (б) - катет шва К= 0,8 S; - выпуклые (в)(нежелательны для угловых швов) ; - специальные (г) - профиль представляет неравнобедренный прямоугольный треугольник (один из катетов K=S). Вогнутые швы применяют в особо ответственных конструкциях при переменных нагрузках, так как вогнутость обеспечивает плавный переход от шва к основному металлу детали, благодаря чему снижается концентрация напряжений. Вогнутый шов повышает стоимость соединения, так как требует глубокого провара и последующей механической обработки для получения вогнутости Выпуклые - вызывают повышенную концентрацию напряжений. Наиболее приемлем нормальный профиль углового шва. Специальные швы применяют при переменных нагрузках, так как их применение значительно снижает концентрацию напряжений. | ||||
| 5. По протяженности | |||||
| По протяженности сварные швы делятся на: короткие – длиной менее 250 мм; средние - длиной от 250 до 1000 мм; длинные - длиной более 1000 мм | |||||
| 6. По конфигурации | |||||
| По конфигурации сварные швы делятся на: - прямолинейные; - криволинейные (например: кольцевые) | |||||
Формирование стыкового шва происходит в благоприятных условиях, а углового шва - в более сложных. Наилучшие результаты при сварке угловых швов обеспечиваются при сварке наклонным электродом и сварке в симметричную «лодочку».