2. Зварені з'єднання

У сучасному машинобудуванні зварювання служить основним способом отримання нероз'ємних з'єднань. Вона зменшує трудомісткість виготовлення виробів і приводить до економії металу.

Зварюванням називається процес отримання нероз'ємного з'єднання твердих тіл шляхом місцевого їх нагрівання до розплавленого або пластичного стану (без застосування або із застосуванням механічних зусиль).

Розрізняють зварювання плавленням і тиском. Основний вид зварювання плавленням — зварювання електродугове плавким електродом. При цьому способі для розплавлення металу використовується теплова енергія електричної дуги з температурою ~6000 °С.

Розрізняють три види електродугового зварювання: ручне, напівавтоматичне і автоматичне. Ручне зварювання застосовують при виготовленні конструкцій з мало вуглецевих, вуглецевих і низьколегованих сталей, а також для зварювання кольорових металів і сплавів. В якості електродів використовують спеціальний електродний дріт діаметром 1... 12 мм з тонким або товстим покриттям флюсу. Переважне застосування мають електроди марок Е42, Е42а, Е50, Е50А (ГОСТ 9467—75). При напівавтоматичному зварюванні механізують подачу електродного дроту і флюсу в зону дуги. При автоматичному зварюванні під шаром флюсу всі операції, пов'язані з утворенням шва, механізовані.

Різновидами електродугового зварювання є зварювання в середовищі захисних газів, електрошлакове зварювання, утворення електрозаклепкових швів та ін. Різновиди контактного електрозварювання — точкове і роликове зварювання, рельєфне зварювання, стикове зварювання опором і оплавленням. Точкове зварювання використовується переважно для тонкостінних виробів. Роликове зварювання може бути безперервним і переривистим. Зварним з'єднанням називається сукупність виробів, з’єднаних зварним швом. За способом взаємного розташування зварюваних виробів розрізняють з'єднання стикові, кутові, таврові і в напуск. У стиковому з'єднанні (мал.7, а) деталі з'єднуються своїми торцями; у кутовому (мал.7, б) вони розташовані під кутом і з'єднуються по кромках; у тавровому (мал.7, в) торець однієї деталі з'єднується з поверхнею іншої деталі; при з’єднанні деталей внапуск (мал.7, г) їхні бічні, які з'єднуються, частково перекривають одна одну.

Звареним швом називається затверділий після розплавлення метал, що з'єднує зварювані деталі. Зварені шви розділяють по наступних ознаках: положенню в просторі, протяжності, зовнішній формі шва, числу проходів, формі підготовки кромок, характеру виконаного шва.

По положенню в просторі розрізняють (ГОСТ 11969—79) нижнє 1, горизонтальні 3, вертикальні 2, напівстельові і стельові 4 шви (мал.7, д).

По протяжності шви можуть бути неперервними і переривистими. Неперервний шов виконують без розривів по всій довжині (мал.7 е), а в переривистому зварюванні проводиться окремими ділянками (мал.7, ж). Переривистий шов складається з однакових по довжині заварених ділянок з рівними проміжками між ними. Якщо заварені ділянки в паралельних рядах розташовані один проти іншого, то такий шов називається ланцюговим(мал.7,з), якщо ж ділянки чергуються, то шов називається шаховим (мал.7,і).

Довжину завареної ділянки позначають ℓ, а крок між ділянками — Р..

Різновидністю переривистого шва є шов точковий; його виконують з круглими або довгастими отворами. По зовнішній формі зварні шви розділяються на опуклі (мал.8 а), плоскі (мал.8, б) і увігнуті (мал.8,в). Буквами а і К позначені розрахункові катети шва q — висота підсилення по числу проходів шви бувають однопрохідні і багато прохідні. Шов, зображений на мал.8, г виконаний в три проходи зварювальної дуги. За формою підготовки кромок зварюваних деталей розрізняють шви без скосу кромок, з відбортуванням, прямолінійним, криволінійним або ламаним скосом однієї або двох кромок, двома симетричними або несиметричними скосами однієї або двох кромок (мал.8, д) і ін.

Мал.7

По характеру виконаного шва розрізняють шви односторонні — односторонній провар (мал. 8, е) і двосторонні — провар з двох сторін (мал.8,ж).У табл.3 приведені основні типи зварних швів, що виконуються ручною електродуговою зваркою (ГОСТ 5264—80) , а в табл.4—з‘єднань, що виконуються контактним електрозварюванням (ГОСТ 15878—79).

Умовне зображення швів зварених з'єднань. По ГОСТ 2.312—72 шви зварних з'єднань умовно зображають так: видимі - суцільною товстою основною лінією (мал.9, а), невидимі — штриховий (мал. 9, б); видиму одиночну зварну точку — знаком «+», який виконують суцільною товстою основною лінією (мал.9, в, г); невидимі одиночні точки не зображають.

Мал.8.

Від зображення шва або одиночної точки проводять односторонню стрілку з лінією-виноскою, яка закінчується горизонтальною полицею (мал.9, а - в). Переважно проводять лінію виноску від зображення видимого шва.

Розрізняють лицьову і зворотну сторони шва. Якщо стрілка лінії виноски упирається в лицьову сторону шва, то умовне позначення наносять над полицею, якщо в зворотну, - під полицею (мал.9, д, е). За лицьову сторону одностороннього шва приймають сторону, з якою проводять зварювання (мал.9, ж) за лицьову сторону двостороннього шва з несиметричними кромками приймають сторону, з якою проводять зварювання основного шва (мал.9, з); за лицьову сторону двостороннього шва з симетричними кромками може бути прийнята будь-яка сторона.

Конструктивні елементи зварених швів дані в стандартах на окремі види зварювання. На кресленнях конструктивні елементи зображають тільки для нестандартних швів. На мал. 9, і для прикладу дано конструктивне зображення стикового двостороннього шва з скосом двох кромок (тип С21). Межі шва зображають суцільними товстими основними лініями, а конструктивні елементи кромок у межах шва - суцільними тонкими лініями. Умовне по значення швів зварних з'єднань. На мал. 10 показана схема умовного позначення стандартного шва або одиночної зварні точки.

Мал. 9

Форма підготовлених кромок	Характер зварного шва	Форма поперечного перерізу		Товщина зварюваних деталей, мм	Умов- не позначення з’єднання
		Підготовлених кромок	Зварного шва
Стикові з’єднання
Без скосу кромок	Однобічний			1-4	С2
Без скосу кромок	Двобічний			2-5	С7
Із скосом однієї кромки	Однобічний			3-60	С8
Із скосом одної кромки	Двобічний			3-60	С12
З двома симетричними скосами однієї кромки	Двобічний			8-100	С15
Із скосом двох кромок	Однобічний			3-60	С17
Із скосом двох кромок	Двобічний			3-60	С21
З двома симетричними скосами двох кромок	Дво-бічнийй			8-120	С25

Таблиця 3. Основні типи зварених швів, які виконуються ручним ручне

Продовження таблиці 3

Форма підготовлених кромок	Характер зварного шва	Форма поперечного перерізу		Товщина зварюваних деталей, мм	Умовне позначення з’єднання
		підготовлених кромок	виконаного шва
Кутові з’єднання
Без скоса кромок	Однобічний			1-30	У4
Без скосу кромок	Двобічний			2-30	У5
Із скосом однієї кромки	Однобічний			3-60	У6
Із скосом двох кромок	Однобічний			3-60	У9
Таврові з’єднання
Без скосу кромок	Однобічний			2-40	Т1
Без скосу кромок	Двобічний			2-40	Т3
Із скосом однієї кромки	Однобічний			3-60	Т6
З двома симетричними скосами однієї кромки	Дво-бічнийй			3-60	Т9

Продовження таблиці 3

Форма підготовлених кромок	Характер зварного шва	Форма поперечного перерізу		Товщина зварюваних деталей, мм	Умовне позначення з’єднання
		Підготовлених кромок	виконаного шва
З’єднання у напуск
Без скосу кромок	Однобічний			2-60	Н1
Без скосу кромок	Двобічний			2-60	Н2
З подовженим отвором	Однобічний із не суцільним заварюванням			Не менше 2	Н3

Розглянемо детальніше елементи цієї схеми:

І - указують номер стандарту на типи швів і конструктивні елементи, по яких виконують шов. Найбільш поширені наступні стандарти: ГОСТ 5264-80 - електродугове зварювання по ГОСТ 8713-79 - автоматичне і напівавтоматичне зварювання під флюсом; ГОСТ 15878 - 79 - контактне електрозварювання; ГОСТ 15164-78 - електрошлакове зварювання; ГОСТ 14771-76 - електродугове зварювання в середовищі захисних газів ГОСТ 14776-79 - з'єднання зварні точкові і ін.

ІІ - приводять буквено-цифрове позначення шва, узяте з відповідного стандарту на типи і конструктивні елементи швів зварених з'єднань. Наприклад, для ручного електродугового зварювання по ГОСТ 5264—80 стикові з'єднання мають позначення С1...С25; кутові — У1...У10; таврові — Т1 ...Т11; з'єднання у в напуск —Н1...НЗ (див. табл.3)електродуговим зварюваним ( ГОСТ 5264-80)

Таблиця 4. Основні типи зварених зєднань, виконаних контактним електрозварюванням (ГОСТ 15878-79)

Тип з’єднання	Тип шва	Вид зварювального з’єднання	Позначання способу зварювання	Границі товщини зварюваних деталей, мм	Умовне позначенні зварюваного з’єднання
В напуск	Однорядний		Акт; Кіш	Від 0,3-0,3 до 6,0-6,0	Н1
	Однорядний з відбор-туванням		Кт; Кш	Від 0,3-0,3 до 6,0-6,0	Н2
	Б Продовження таблиці 4 агаторядний з ланцюговим розміщенням точок		Кт; Кш	Від 0,3-0,3 до 6,0-6,0	Н4
	Багаторядний з шаховим розміщенням точок		Кт; Кш	Від 0,3-0,3 до 6,0-6,0	Н5
	Однорядний		Кр	Від 0,3-0,3 до 3,0-3,0	Н6
	Однорядний з відборту-ванням		Кр	Від 0,3-0,3 до 3,0-3,0	Н7
Стикове			Ксс		С1

Мал. 10

Стандарт допускає не указувати на кресленні спосіб зварювання.

ІІІ - пишуть умовне позначення способу зварювання. Окрім ручної електродугової, всі види зварювання мають, як правило, декілька способів виконання. Ці способи приведені в стандартах на типи і конструктивні елементи швів зварних з'єднань: Кт — контактна точкова; Кш — контактним швом (ГОСТ 15878 —79); А — автоматичне зварювання під шаром флюсу; П — напівавтоматичне зварювання під шаром флюсу; Ар — автоматичне зварювання з ручним підварюванням (ГОСТ 8713—79); УП — зварювання у вуглекислому газі плавким електродом (ГОСТ 14771—76); ШЕ - електрошлакове зварювання дротяним електродом (ГОСТ 15164—78); НГП — зварювання нагрітим газом з присадкою (ГОСТ 16310—80) та ін.

IV - знак « » і катет указують для кутових, таврових швів і для з'єднань, виконаних без підготовки кромок (для цих швів стандартами передбачено вказувати катет шва). Знак трикутника виконують суцільними тонкими лініями заввишки, рівній висоті цифр, що входять в умовне позначення. Розмір катета в курсі креслення в учбових цілях можна приймати рівним 1/2—2/3 товщину зварених деталей.

V- Цей елемент умовного позначення відноситься тільки до переривистих швів, одиночних зварених точок, контактних точкових або роликового електрозварювання і електрозаклепкових швів (див.табл.4). У схемі перераховані ті конструктивні елементи, які в цих випадках вносять до умовного позначення.

Рис.11.

VI- якщо необхідно, на початку і в кінці умовного позначення проставляють допоміжні знаки (табл.5). Знаки «шов по замкнутій лінії» і «шов виконувати при монтажі виробу» в позначенні розташовувати першими на перетині лінії-виноски і полиці. Решта допоміжних знаків проставляють в кінці умовною позначення. Позначення шорсткості механічно обробленої поверхні шва наносять в кінці позначення (мал.11, а, б). Допускається значення шорсткості указувати в технічних вимогах, наприклад: «Шорсткість поверхонь зварних швів...». Допоміжні знаки виконують суцільними тонкими лініями висотою, різною висоті цифр, що входять в позначення шва. Зварені матеріали (при необхідності) указують на кресленні в технічних вимогах або в таблиці швів.

Мал. 12

Спрощення в позначенні зварених швів:

1. Якщо на кресленні є декілька однакових швів, то їм привласнюють один і той же номер, що проставляється на полиці лінії виноски замість умовного позначення. Повне умовне позначення записують тільки для одного з цих швів з вказівкою кількості швів і їх порядкового номера (мал.11, а). Якщо ж однакові всі шви, то порядковий номер не привласнюється, лінії-винесення виконуються без полиць, за винятком шва, на якому записується умовне позначення (мал.11, б).

2. Якщо всі шви на кресленні виконані по одному і тому ж стандарту, то в умовному позначенні кожного шва номер стандарту не проставляють, а у технічних вимогах роблять запис за типом: «Зварні шви по ГОСТ 5264—80».

3.На кресленні симетричного виробу (за наявності на зображенні осі симетрії) допускається відзначати лініями-винесеннями і позначати шви тільки на одній з симетричних частин (мал.11, в).

4.Якщо виріб має декілька однакових складових частин, що приварюються однаковими швами, допускається позначати шви тільки у однієї із зображених однакових частин (мал.11, г).

5. Допускається взагалі не відзначати на кресленні шви лініями виносками, а записати вказівку про зварювання у технічних вимогах креслення, якщо подібний запис однозначно визначає місця і способи зварювання, типи швів, їх розташування і розміри конструктивних елементів, наприклад: «Зварені шви по ГОСТ 5264—80—У5 4».

Приклади умовних позначень стандартних швів зварених з'єднань:

1. Шов стикового з'єднання без скосу кромок, двосторонній, виконаний ручним електродуговим зварюванням (мал.12, а).

2. Шов стикового з'єднання із скосом двох кромок, двосторонній, виконаний ручним електродуговим зварюванням при монтажі виробу. Посилення, шва знято з обох боків. Шорсткість поверхні шва з лицьового боку — Rz20, з оборотною — Rz 80 (мал.12, б).

Таблиця 5. Допоміжні знаки для позначення зварених швів (ГОСТ2.312-72)

Допоміжний знак	Значення допоміжного знаку	Розташування знаку щодо полиці лінії-виноски, проведеної від зображення шва
		З лицьового боку		З оборотного боку
	Посилення шва зняти
	Напливи і нерівності шва обробити із плавним переходом до основного металу
	Шов виконати при монтажі виробу, тобто при установці його по монтажному кресленню на місці застосування
	Шов переривистий або точковий з ланцюговим розташуванням (кут нахилу лінії )
	Шов переривистий або точковий з шаховим розташуванням
	Шов по замкнутій лінії ( діаметр знаку- 3.5 мм)
	Шов по незамкнутій лінії ( знак застосовують, якщо розташування шва зрозуміле з креслення)

Мал. 13

3. Шов таврового з'єднання без скосу кромок, двосторонній, переривчастий з шаховим розташуванням, виконаний ручним електродуговим зварюванням по замкнутій лінії. Катет шва – 6мм; довжина проварюваної частини – 50 мм; крок – 100 мм (рис. 12, в).

4. Шов з'єднання в напуск, переривистий, виконаний контактним точковим електрозварюванням, однорядний. Діаметр точки — 10 мм; крок — 40 мм (мал.12,г).

5. Шов з'єднання в напуск, переривистий, однорядний, виконаний контактним електрозварюванням. Ширина шва - 6 мм; довжина проварюваної ділянки - 50 мм; крок - 100 мм (мал.12,д).

Оформлення складального креслення зварного виробу аналогічно оформленню складального креслення роз'ємного з'єднання. Зображаючи в розрізі або в перерізі деталі, що входять у зварну конструкцію, заштриховують їх у різні сторони по правилах штрихування металевих виробів. Якщо ж зварну конструкцію зображують у зборі з іншими деталями, то її заштриховують як монолітне тіло (в один бік), показуючи межі між деталями зварного виробу суцільними основними лініями (мал.13).

Мал. 14

На кресленні звареної складальної одиниці, окрім габаритних, установлювальних і приєднувальних розмірів, указують розміри, які необхідні для зварювання виробу і обробки його в процесі складання. На деталі, які входять до звареного виробу, виконують окремі робочі креслення, а до складального креслення (мал.14) додають специфікацію (мал.15).

1. Зварені шви по ГОСТ 5264-80

2. Електроди марки Э50 ГОСТ 9467-75

3. Допуск не співвісності отв. А відн. отв.В не більше 0,1 мм.

4. Покриття крім поверхонь А, Б, В, Г, - ЕМ. ХС – 710, сірий, III XK.

5. Розміри для довідок *

Мал. 15. Креслення опори

Формат	Зона	Поз.	Позначення	Назва	Кіл.	Примітка
				Документація
А3			КМТЧ.211210.000	Складальне креслення	1
				Деталі
А4		1	КМТЧ.211210.001	Основа	1
А4		2	КМТЧ.211210.002	Стійка	2
Б4		3	КМТЧ.211210.003	Накладка	2	2,3 кг
				Круг
Б4		4	КМТЧ.211210.004	Кутник	2	0,75 кг
				Лист

Мал. 15. Специфікація до складального креслення опори