Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Ермолаев Технологические процессы в машиностроении 2011

.pdf
Скачиваний:
249
Добавлен:
16.08.2013
Размер:
8.42 Mб
Скачать

Способы сварки можно классифицировать по различным признакам (виду энергии, состоянию металла и т. д.), основным следует считать состояние металла в процессе сварки.

Все способы сварки можно разделить на две группы:

1)сварка совместной пластической деформацией (сварка давлением) соединяемых деталей;

2)сварка совместным плавлением соединяемых деталей. Существуют также промежуточные методы сварки, при которых

металлы свариваются одновременно пластической деформацией и плавлением. К ним относят два метода электрической контактной сварки: точечную и роликовую (шовную).

Для быстрого нагрева и плавления металлов в процессе сварки используют различные источники тепловой энергии. Основными из них являются электрический ток и газовое пламя.

Взависимости от способа подачи присадочного металла и флюсов к месту сварки (соединения деталей) различают ручной, автоматический и полуавтоматический способы сварки (рис. 6.1).

6.2.Виды сварных соединений

Всварных конструкциях различают стыковые, нахлесточные, угловые, тавровые и заклепочные соединения (рис. 6.2).

Стыковые соединения (рис. 6.2, а–ж) различают по виду предварительной подготовки кромок. В зависимости от толщины свариваемого металла производят различную подготовку кромок, которая для ручной электродуговой сварки и автоматической сварки под слоем флюса регламентируется соответственно ГОСТ 5264–58

иГОСТ 8713–58. При толщине металла до 3 мм применяют обортовку без зазора (см. рис. 6.2, а), высота бортика h = 2s; при толщине металла до 4 (иногда до 8 мм) сварку производят без разделки кромок при зазоре до 2 мм (рис. 6.2, б, в). Металл при толщине 13– 15 мм сваривают с односторонней V-образной разделкой кромок

(рис. 6.2, г).

При толщине металла больше 15 мм рекомендуется двусторонняя Х-образная разделка кромок (рис. 6.2, д). Металл толщиной более 20 мм сваривают с чашеобразной разделкой кромок, которая может быть односторонней и двусторонней (рис. 6.2, е, ж).

151

Рис. 6.2. Виды сварных соединений и швов

Соединения внахлестку (рис. 6.2, з), производят угловыми швами; величина нахлестки равна трех–пятикратной толщине свариваемых элементов. Угловые соединения (рис. 6.2, и) выполняют без скоса и со скосом кромок.

Тавровые соединения выполняют приваркой одного элемента изделия к другому (рис. 6.2, к). Без скоса кромок сваривают конструкции с малой нагрузкой. При изготовлении ответственных конструкций с элементами толщиной 10–20 мм применяют односторонний скос, а при толщине элементов более 20 мм – двусторонний.

По положению в пространстве швы могут быть нижние и горизонтальные (рис. 6.3, а), вертикальные (рис. 6.3, б) и потолочные

(рис. 6.3, в).

Рис. 6.3. Типы швов при различном положении в пространстве

152

Рис. 6.4. Типы швов по отношению к направлению действующих на них усилий

Нижние швы наиболее легко выполнять. Они могут быть расположены в любом направлении на нижней горизонтальной плоскости. Вертикальные швы могут быть расположены на вертикальной плоскости в любом направлении. Наиболее трудными для выполнения являются потолочные швы. Они располагаются в любом направлении на верхней горизонтальной плоскости. Швы можно выполнять непрерывными и прерывистыми в зависимости от действующей нагрузки.

Типы швов по отношению к направлению действующих на них усилий (рис. 6.4) разделяют на фланговые 1, лобовые 2 и косые 3.

Буквенно-цифровое обозначение (шифры) швов сварных со-

единений. В табл. 6.1 и 6.2 приведены шифры наиболее распространенных швов выполняемых сваркой плавлением и контактной сваркой.

Сокращенный перечень стандартов по сварке. Стандарты, ус-

танавливающие типы и конструктивные элементы швов сварных соединений, буквенно-цифровые

обозначения (условные шифры) швов, обозначения способов сварки и размеры катетов швов:

1.ГОСТ 5264-80. Ручная дуговая сварка (в конструкциях из углеродистых и низкоуглеродистых сталей, кроме конструкций из труб);

2.ГОСТ 8713-79. Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом (в конструкциях из углеродистых и низколегированных сталей);

3.ГОСТ 14771-76. Дуговая сварка в защитных газах (в конструкциях из труб);

4.ГОСТ 15164-78. Электрошлаковая сварка (в конструкциях из малоуглеродистых, низколегированных и легированных сталей);

5.ГОСТ 14806-80. Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов (в конструкциях из деформируемых термически неупрочняемых сплавов при толщине кромок от 0,8 до 60,0 мм);

6.ГОСТ 16037-80. Швы сварных соединений стальных трубопроводов (из сталей марок, регламентированных данным стандартом).

153

Таблица 6.1

Буквенно-цифровое обозначение (шифры) швов сварных соединений, выполняемых сваркой плавлением

 

Форма поперечного

Вид соединения.

 

Буквенно-цифровое обозначение

 

 

Форма подготовленных кромок.

 

 

 

(шифр шва*)

 

 

 

 

сечения

 

 

 

 

 

 

 

Характер выполненного шва

1

 

2

3

4

5

 

6

 

 

 

 

 

 

Стыковое (С)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С отбортовкой (для стыковых соедине-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ний отбортовка у двух кромок).

С1

 

С1

С1

С2

 

 

 

Односторонний

 

 

 

 

 

 

 

 

154

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Без скоса кромок односторонний

С2

 

С4

С2

С3

 

С1

 

 

 

 

 

 

Двусторонний

С4

 

С2

С7

С1

 

 

 

Односторонний на остающейся под-

С3

 

С7

С5

С3

С4

 

С3

 

 

кладке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Со скосом одной кромки

 

 

 

 

 

 

 

 

Односторонний

С5

С8

С10

С4

 

 

Двусторонний

С8

С9

С12

С11

 

 

Со скосом кромок

 

 

 

 

 

 

 

 

Односторонний

С15

С17

С20

С6

155

 

Двусторонний

С18

С13

С21

С21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С двумя симметричными скосами од-

С11

С29

С15

С11

 

 

ной кромки Двусторонний

 

 

 

 

 

 

 

 

С двумя симметричными скосами двух

С21

С30

С25

С24

 

 

кромок Двусторонний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание табл. 6.1

 

 

 

 

Буквенно-цифровое обозначение

 

 

Форма поперечного

Вид соединения.

 

 

 

Форма подготовленных кромок.

 

 

 

(шифр шва*)

 

 

 

 

сечения

 

 

 

 

 

 

 

Характер выполненного шва

1

 

2

3

4

5

 

6

 

 

 

 

 

 

Угловое (У)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Без скоса кромок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Односторонний впритык

У2

 

У4

У2

 

У4

 

 

Двусторонний

У3

 

У2

У5

У1

У5

 

У1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

156

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тавровое (Т)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Без скоса кромок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Односторонний

Т1

 

Т5

Т1

Т1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Двусторонний

Т3

 

Т3

Т1

Т3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нахлесточное (Н)

Скруглым отверстием Односторонний со сплошной заваркой

Судлиненным отверстием Односторонний с несплошной заваркой

Без скоса кромок Односторонний прерывистый

157

Н5

Н4

Н3

Н6

Н5

Н1

Н3

Н3

Н2

Н1

 

 

 

 

 

 

* Приведены шифры наиболее распространенных швов только для шести видов сварки (см. соответствующие порядковые номера по перечню стандартов на швы, приведенному в приложении).

Номера стандартов, соответствующие порядковым номерам 1, 2, 3, 4, 5, 6, следующие: ГОСТ 8713-79,

ГОСТ 14771-76, ГОСТ 15164-89, ГОСТ 14806-80, ГОСТ 16037-80.

 

Буквенно-цифровые обозначения (шифры) швов сварных соединений,

Таблица 6.2

 

 

 

выполняемых контактной сваркой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Форма поперечного сечения

Вид соединения.

 

Буквенно-цифровое обозначение

 

Характер выполнения

 

 

(для контактной сварки)

 

(шифр) шва*

 

 

шва

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нахлесточное (Н)

 

 

 

 

 

 

 

Точечный

 

Н1

 

Н1

 

 

однорядный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шовный

 

 

 

 

158

 

однорядный

 

Н6

 

 

(сплошной)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стыковое (С)

 

 

 

 

 

 

 

С оплавлением кромок

 

С3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Без оплавления кромок

 

С1

 

 

 

 

 

 

 

 

* Шифры приведены для некоторых видов контактной сварки (ГОСТ 15878-79) в конструкциях из малоуглеродистой и низколегированной сталей и точечной сварки (ГОСТ 14776-79) в конструкциях из углеродистой и низколегированной сталей.

Таблица 6.3

Типы сварных соединений, применяемых при основных способах сварки давлением и плавлением

159

6.3. Подготовка металла под сварку

Схематически общий процесс сварки можно представить так. Сначала производят подготовку металла (деталей) к сварке в соответствии с выбранным способом сварки (табл. 6.3). Поверхность металла очищают от грязи, масел, оксидных пленок. При необходимости подготавливают кромки свариваемого металла. При стыковом соединении в зависимости от толщины металла производят разделку кромок или отбортовку.

 

 

 

 

При разделке кромок края толстого

 

 

 

 

 

 

 

(~13 мм) металла срезают под определен-

 

 

 

 

ным углом (рис. 6.5, в, г). Это обеспечи-

 

 

 

 

вает их равномерный нагрев и провар

 

 

 

 

всего сечения. При сварке металла тол-

 

 

 

 

щиной до 3 мм делают отбортовку кро-

 

 

 

 

мок (рис. 6.5, а).

 

 

 

 

Металла толщиной 4–8 мм сваривают

 

 

 

 

без разделки кромок, свариваемые части

 

 

 

 

располагают с зазором ~2 мм (рис. 6.5, б).

 

 

 

 

При сварке плавлением неразъемное

 

 

 

 

соединение можно получить расплавле-

 

 

 

 

нием кромок самих свариваемых деталей

 

 

 

 

и расплавлением их совместно с приса-

 

 

 

 

дочным материалом или с плавящимся

 

 

 

 

электродом. Состав присадочного мате-

 

 

 

 

риала и плавящегося электрода подбира-

 

 

 

 

ют близким к составу свариваемого ме-

 

 

 

 

талла.

 

Рис. 6.5. Схема подготовки

 

В зависимости от вида источника теп-

 

 

лоты, химического состава толщины сва-

 

кромок металла к сварке

 

риваемого металла, электрода, присадоч-

 

 

 

 

ного металла, вида сварного соединения разрабатывается режим сварки.

Сборка при единичном производстве ведется на прихватки, в массовом, с помощью кондукторов.

160