1.7 Выбор типов швов сварных соединений

Сварным соединением называют совокупность деталей, соединенных сварным швом. При сварке фрагмента трубопровода присутствуют только стыковые соединения.

Стыковым соединением называется сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцевыми поверхностями и размещенных на одной поверхности или в одной плоскости. Внешний вид стыкового соединения представлен на рисунке 9.

Рисунок 9 Внешний вид стыкового соединения.

Сварной шов — участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.

Внешний вид стыкового шва трубопровода представлен на рисунке 10.

Рисунок10 Стыковой шов трубопровода

В таблице 5 представлено стыковое сварное соединение, используемое при изготовлении фрагмента трубопровода, согласно ГОСТа16037-80.

Таблица 5 Выбор типов швов сварных соединений

Условное обозначение сварного соединения	Конструктивные элементы		S=S		ℓ(в)			q(к)
	Подготовленных кромок	Сварного шва			Номиналь-ное откло- нение	Предель-ное откло- нение		Номиналь-ное откло- нение	Предель-ное откло-нение
С2				1,0-3,0		1,0	+0,5		1	+0,5

При толщине металла от 2мм до 5 мм соединение можно осуществлять без разделки кромок, с зазором между свариваемыми элементами.

1.8 Выбор режима сварки

Основными параметрами режима газовой сварки являются:

• мощность пламени;

• угол наклона горелки;

• диаметр присадочного прутка.

Мощность пламени зависит от толщины металла и его теплофизических свойств. Чем больше толщина металла и выше температура плавления и теплопроводность, тем больше должна быть мощность пламени. Мощность пламени устанавливается расходом горючего газа и кислорода. При сварке стали и чугуна расход ацетилена V_a связан с толщиной δ, как указано в формуле 1:

V_a = (100–150)δ. (1)

Угол наклона мундштука горелки по отношению к плоскости изделия также зависит от толщины и теплофизических свойств металла. С изменением толщины стали от 1 до 15 мм угол наклона мундштука изменяется в пределах 10–80° (см. таблица 6).

Таблица 6 Изменение угла наклона мундштука при газовой сварке в зависимости от толщины стали.

δ, мм	до 1	1-3	3-5	5-7	7-10	10-12	12-15	> 15
α, °	10	0	0	0	50	60	70	80

В начальный момент сварки для лучшего прогрева металла и быстрого образования сварочной ванны угол наклона устанавливают наибольшим (80-90°). Затем он уменьшается.

Диаметр присадочного прутка (см. формула 2) выбирают в зависимости от способа сварки и толщины металла, пользуясь соотношением:

d = δ/2 ÷ δ/2 + 1. (2)

В зависимости от техники выполнения сварки, как показано на рисунке 11, различают правый и левый способы.

Рисунок 11 Правый (А) и левый (Б) способы газовой сварки.

При правом способе газовой сварки пламя сварочной горелки направлено на шов, и процесс сварки ведется слева направо. Горелка перемещается впереди присадочного прутка.

При левом способе газовой сварки пламя направлено от шва и процесс сварки ведется справа налево. Горелка перемещается за присадочным прутком.

При правом способе газовой сварки обеспечивается лучшая защита сварочной ванны, ниже расход газов, меньшая скорость охлаждения шва. При левом способе лучше формирование шва, так как сварщик хорошо видит процесс сварки. При толщине металла до 3 мм более производителен левый способ, при больших толщинах – правый.

При правом способе сварки угол наклона мундштука горелки должен быть на 10-20^о больше, чем при левом.

Зона термического влияния при правом способе сварки стали указанной толщины меньше, чем при левом. Вследствие лучшей защиты от воздействия воздуха и замедленного охлаждения металл сварного шва, выполненного правым способом, отличается повышенной плотностью и более благоприятными механическими свойствами.

Режим газовой сварки стыковых соединений фрагмента трубопровода представлен в таблице 7.

Таблица 7 Режим газовой сварки

Марка стали	Толщина металла, мм	Диаметр проволоки, мм	Марка проволоки	Мощность пламени, дм3/ч	Способ сварки
09Г2С	3	2,5	Св-12ГС	300-390	левый