Вопрос 26 Классификация сварных соединений и швов. Обозначение на чертеже.

Термины и определения основных понятий в области сварки устанавливает ГОСТ 2601-84 (в ред. 1992 г.). Термины, установленные стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, научно-технической, учебной и справочной литературе.

Сварное соединение - неразъемное соединение, выполненное сваркой. Сварное соединение (рис. 1.1) включает три образующиеся в результате сварки характерные зоны металла в изделии: зону сварного шва 1, зону сплавления 2, зону термического влияния 3, а также часть основного металла 4, прилегающую к зоне термического влияния.

Рис. 1.1. Сварное соединение

Сварной шов - участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла.

Металл шва - сплав, образованный расплавленным основным и наплавленным металлами или только переплавленным основным металлом.

Основной металл - металл подвергающихся сварке соединяемых частей.

Зона сплавления - зона, где находятся частично оплавленные зерна металла на границе основного металла и металла шва. Эта зона нагрева ниже температуры плавления. Нерасплавленные зерна в этой зоне разъединяются жидкими прослойками, связанными с жидким металлом сварочной ванны и в эти прослойки имеют возможность проникать элементы, введенные в ванну с дополнительным металлом или сварочными материалами. Поэтому химический состав этой зоны отличен от химического состава основного металла.

Зона термического влияния - участок основного металла, не подвергшийся расплавлению, структура и свойства которого изменились в результате нагрева при сварке, наплавке или резке.

Тип сварного соединения определяет взаимное расположение свариваемых элементов. Различают: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные и торцовые сварные соединения.

Стыковое соединение - сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями и расположенных в одной плоскости или на одной поверхности (рис. 1.2). Поверхности элементов могут быть несколько смещены при соединении листов разной толщины (см. рис. 1.2, б).

Рис. 1.2. Стыковые соединения

Угловое соединение - сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Угловые соединения

Тавровое соединение - сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Тавровые соединения

Нахлесточное соединение - сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга (рис. 1.5, а, б). Отсутствие опасности прожогов при сварке облегчает применение высокопроизводительных режимов сварки. Применение нахлесточных соединений облегчает сборку и сварку швов, выполняемых при монтаже конструкций (монтажных швов).

Торцовое соединение - сварное соединение, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу (рис. 1.5, е).

Рис. 1.5. Нахлесточные (а, б) и торцовое соединения (в)

Сварные швы подразделяют по разным признакам: по типу шва, по протяженности, по способу выполнения, по пространственному положению и по форме разделки кромок.

По типу сварные швы делят на стыковые, угловые и прорезные.

Стыковой шов - сварной шов стыкового соединения. Угловой шов - сварной шов углового, нахлестанного или таврового соединений. Прорезной шов (рис. 1.6) получается в результате полного проплавления верхнего, а иногда и последующих листов, и частичного проплавления нижнего листа (детали). Частным случаем прорезного шва является точечный или пробочный шов (электрозаклепка - при дуговой сварке) (рис. 1.6, г). Прорезные швы при приварке толстого листа (рис. 1.6, д) могут выполняться по заранее выполненным отверстиям в верхнем листе (при точечном шве) или прорези (при непрерывном шве).

Различают следующие характеристики сварного шва: ширину, выпуклость, вогнутость и корень шва.

Рис. 1.6. Прорезные швы

Ширина шва е - расстояние между видимыми линиями сплавления сварного шва (см. рис. 1.2, а). Выпуклость шва g определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости (см. рис. 1.2, а; 1.4, а). Вогнутость шва T определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы шва с основным металлом и поверхностью шва, измеренным в месте наибольшей вогнутости (см. рис. 1.2, в; 1.3, в). Вогнутость корня стыкового шва является дефектом обратной стороны одностороннего шва. Корень шва - часть сварного шва, наиболее удаленная от его лицевой поверхности (см. рис. 1.2, б; 1.4, а). По существу это обратная сторона шва, в которой различают ширину е₁ и высоту g₁ обратного валика (см. рис. 1.2, а).

Угловой шов имеет следующие размерные характеристики: катет, толщину, расчетную высоту. Катет углового шва к определяется кратчайшим расстоянием от поверхности одной из свариваемых частей до границы углового шва на поверхности второй свариваемой части (см. рис. 1.3, в; 1.4, а). Катет задается в качестве параметра режима, который нужно выдерживать при сварке. Толщина углового шва а - наибольшее расстояние от поверхности углового шва до точки максимального проплавления основного металла (см. рис. 1.4, а). Для оценки прочности сварного соединения используют расчетную высоту углового шва - р (см. рис. 1.4, а). Для угловых швов более благоприятна вогнутая форма поверхности шва с плавным переходом к основному металлу (см. рис. 1.3, в).

По протяженности сварные швы подразделяют на непрерывные и прерывистые. Стыковые сварные швы, как правило, выполняют непрерывными. Угловые швы могут быть непрерывными (рис. 1.7, а) и прерывистыми (рис. 1.7, б), с шахматным (рис. 1.7, в) и цепным (рис. 1.7, г) расположением отрезков шва. Угловые швы могут быть выполнены и точечными швами (рис. 1.7, б, д).

Рис. 1.7. Угловые швы тавровых соединений

По способу выполнения различают сварку: одностороннюю и двустороннюю, однослойную и многослойную. Одностороннюю сварку стыкового сварного соединения выполняют со сквозным проплавлением кромок на подкладке или без подкладки (на весу). Двустороннюю сварку выполняют с зачисткой (удалением) корня шва (механической обработкой) перед сваркой обратной стороны сварного соединения или без зачистки корня шва. При двусторонней сварке зачастую приходится кантовать изделие или вести сварку в трудном потолочном положении.

Многослойный шов применяют при сварке металла большой толщины, а также для уменьшения зоны термического влияния. Под слоем сварного шва (I—IV на рис. 1.8) понимают часть металла сварного шва, которая состоит из одного или нескольких валиков (1-5 на рис. 1.8), располагающихся на одном уровне поперечного сечения шва. Валик - металл сварного шва, наплавленный за один проход. Под проходом при сварке подразумевается однократное перемещение в одном направлении источника тепла при сварке или наплавке.

Рис. 1.8. Многослойный шов

По пространственному положению с учетом требований международных стандартов различают следующие сварные швы: горизонтальные (на вертикальной плоскости), вертикальные, потолочные и швы, сваренные в нижнем положении (рис. 1.9, 1.10). На рисунках даны русские и в скобках международные обозначения. Схемы сварки, стыков труб с горизонтальной, вертикальной или наклоненной осью показаны на рис. 1.10.

Рис. 1.9. Положение шва при сварке стыковых (а) и тавровых (б) соединений листов:  HI - нижнее; Н2 - нижнее тавровых соединений; B1 - вертикальное (сварка низу вверх); B2 - вертикальное (сварка сверху вниз); Г - горизонтальное; П1 - потолочное; П2 - потолочное тавровых соединений

Рис. 1.10. Положение шва при сварке стыковых (а) и угловых (б) соединений труб:  HI - нижнее при горизонтальном расположении осей труб (трубы), свариваемых (привариваемой) с поворотом; Н2 - нижнее при вертикальном расположении оси трубы, привариваемой без поворота или с поворотом; В1 - переменное при горизонтальном расположении осей труб (трубы), свариваемых (привариваемой) без поворота "на подъем"; В2 - переменное при горизонтальном расположении осей труб (трубы), свариваемых (привариваемой) без поворота "на спуск"; Г - горизонтальное при вертикальном расположении осей труб, свариваемых без поворота или с поворотом; Н45 - переменное при наклонном расположении осей труб (трубы), свариваемых (привариваемой) без поворота; П2 - потолочное при вертикальном расположении оси трубы, привариваемой без поворота или с поворотом

Обозначение сварных соединений на чертежах

Согласно ЕСКД, разделу об общих правилах выполнения чертежей и ГОСТу 2.312-72 условные обозначения швов сварных соединений выполняются по четко установленным международным стандартам для всей конструкторской документации. Обозначения являются универсальными для всех областей промышленности и строительства.

Табличные данные с иллюстрациями соединений, со знаками их условных обозначений облегчают восприятия характеристик швов и рекомендаций к их обработке.

Структура обозначения сварного шва

Условное обозначение видимых и невидимых швов

• над полкой — видимый;

• под покой — невидимый.

Обозначения видов сварок:

• электродуговая — Э,

• газовая — Г,

• контактная — Кт,

• в среде защитных газов — 3.

Условное обозначение сварного шва:

Согласно изображению:

• №1 — Обозначение стандарта на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений.

• №2 — Буквенно-цифровое обозначение, ГОСТ.

• №3 — Стандарт или тип, условный графический знак.

• №4 — Размер швов в сечении, длина катета.

• №5 — Знак углового шва с указанием длины участка.

Таблица 1

Знак	Значение знака	Расположение знака
	Прерывистый шов,шахматный шов
	прерывистый или точечный с цепным расположением

• №6 — Вспомогательный знак для обозначения обработки.

 

Таблица 2

Знак	Значение знака	Расположение знака
	по не замкнутой линии
	Наплывы и неровности обработать с плавным переходом к основному металлу
	Выпуклость  снять

• №7 — Обозначение для вспомогательного шва.

 

Таблица 3

Знак	Значение знака	Расположение знака
	по замкнутой линии
	исполняется при монтаже изделия

Ко всем видам знаков в условном обозначении сварного шва выдвигаются требования:

• основные и вспомогательные знаки указываются сплошными тонкими линиями;

• знаки должны быть одинаковой высоты с цифрами, которые входят в обозначения.

Сварные соединения и их обозначения

Взаимное расположение свариваемых деталей. Классификация соединений

 

Таблица 4

Виды соединений	Изображение
Стыковое соединение (С)		заготовки примыкают друг к другу торцевыми поверхностями и находятся в одной плоскости
Угловое соединение (У)		при котором угол примыкания кромок свыше 30° между поверхностями соединяемых деталей
Тавровое соединение (Т)		при котором детали сопрягаются под углом 90 градусов
Нахлесточное соединение (Н)		при котором детали частично перекрывают одна другую и параллельны между собой
Прорезное соединение		у заготовок делается фрезеруется прорезь и одна деталь заходит в другую
Соединения с электрозаклепками		применяется для выполнения угловых, стыковых, нахлесточных и тавровых соединений

Форма наружной поверхности сварочных швов

Форма сварочного шва влияет на:

• физико-механические свойства соединения;

• расход электродного металла.

Выпуклые швы практически всегда нуждаются в дополнительной обработке — снятие выпуклости механическим способом (фреза, абразивные круги).

По форме наружной поверхности различаются сварочные швы, а также дефекты сварных соединений.

 

Таблица 5

Виды швов	Иллюстрация	Условное обозначение	Характеристики
Нормальные(плоские)			Экономичны.Хорошо работают при нагрузках.
Вогнутые			Экономичны.Хорошо работают при динамических нагрузках.
Выпуклые			Наплыв выпуклого металла является не экономичным.

Различные виды снятия кромки

В зависимости от толщины металла кромки могут быть выполнены под разными углами и с разных сторон. Различают следующие виды:

• Под прямым углом:

1. для стальных листов толщиной от 4 до 8 мм;

2. при односторонней сварке для металлов толщиной до 3 мм;

3. при двусторонней сварке для металлов толщиной до 8 мм.

• V-образно (с односторонним скосом), если толщина металла от 4 до 26 мм.

• X-образно (с двусторонним скосом), если листы имеют толщину от 12 до 40 мм.

• Под острым углом, уменьшенным с 60° до 45°, если листы толщиной более 20 мм.

Для хорошего сваривания между кромками оставляют зазор в 4 мм.

Графические знаки типов швов для различных соединений

По способу выполнения сварного соединения различают:

1. Одностороннюю сварку. Эту сварку для стыкового соединения выполняют с проплавлением кромок на подкладке, либо на весу.

2. Двустороннюю сварку. Сварка второй стороны выполняется только после тщательной зачистки (удаление корня) механическим способом наплавки первой свариваемой стороны. Чаще всего выполняется потолочная сварка таким способом.

3. Однослойную сварку.

4. Многослойную сварку. Для уменьшения зоны термического влияния или при сваривании металлов большой толщины сварку выполняют подобным способом.

Швы стыковых соединений (форма, обозначение, пример)

Таблица 6

Характер шва			V — образные
	Без скоса	Со скосомодной кромки	Со скосом двух кромок	С двумя симметричными скосами двух кромок
Односторонний
Двусторонний
Односторонниес прокладкой

Швы угловых соединений (форма, обозначение, пример)

Таблица 7

Характер шва	Без скоса
Односторонний
Двусторонний
Односторонний впритык
Двусторонний впритык

Швы тавровых соединений (форма, обозначение, пример)

Таблица 8

Характер шва	Без скоса
Двусторонний
Двусторонний шахматные

Швы соединений внахлестку (форма, обозначение, пример)

Таблица 9

Характер шва	Без скоса
Двусторонний
Односторонний прерывистый

По международным стандартам (ЕСКД) сварные швы плоских листов металла и труб классифицируются по пространственному положению на:

• горизонтальные;

• вертикальные;

• потолочные;

• сваренные в нижнем положении.

В зависимости от этого расположение целесообразно использовать различные виды снятия кромок. При условиях тщательной подготовки, а именно зачистки, правильной подгонки кромок (притупление кромок — предотвращает прожог и протекание металла, параллельность кромок — гарантирует равномерный шов) можно добиться следующих достоинств сварного шва:

1. Экономичность. Минимальный расход металла для наплавления.

2. Эффективность скорости сваривания. Подобные кромки дают наименьший промежуток времени для сваривания за один подход.

3. Прочность. Можно добиться прочности сварного соединения, не уступающего прочности основного металла.

Поэтому в технической документации обязательно должны быть указаны: тип шва и вид снимаемой кромки, который даст лучший результат при сваривании шва.

методов проверки соединений.

Условные обозначения швов с разной ориентацией двух свариваемых деталей и различным скосом кромок

Таблица 10

Общий тип шва и используемой кромки	Иллюстрация шва и условный символ для обозначения соединения
С отбортовкой
Без скоса
С односторонним скосом
С односторонним скосом одной кромки(HV)
С односторонним скосом двух сторон(Y)
С односторонним скосом одной стороны(HY)
С односторонним криволинейным скосом двух сторон(U — шов)
С односторонним ломаным скосом двух сторон
Подварочный

Правильное обозначение указанное в конструкторской документации это залог качественной работы инженеров технологов и специалистов — сварщиков, ведь только благодаря корректному отображению условных обозначений, они смогут воплотить выполненную на чертеже задумку конструктора в металле.

Источник: Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки: Учебник для вузов. А.И.Акулов, В.П. Алехин, С.И.Ермаков и др. М.: Машиностроение, 2003

http://elsvarkin.ru/texnologiya/oboznachenie-svarnyx-oedinenij-na-chertezhax/