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

Ермолаев Технологические процессы в машиностроении 2011

.pdf
Скачиваний:
279
Добавлен:
16.08.2013
Размер:
8 Мб
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