Виды сварки

Ручная дуговая сварка плавящимся электродом. Нагрев производится электрической дугой между изделием и электродом. Электрод, расплавляясь, служит присадочным материалом для образования сварного шва.

Автоматическая дуговая сварка плавящимся электродом под флюсом. При сварке шов формируется в значительной степени за счет расплавленного основного металла, что значительно сокращает расход электродного материала.

Электрошлаковая сварка – сварка плавлением, при которой для нагрева металла используется теплота, выделяющаяся при прохождении электрического тока через расплавленный шлак. Применяется для сварки крупногабаритных деталей.

Контактная сварка - основана на использовании повышенного оммического сопротивления в стыках деталей и осуществляется несколькими способами:

1. Стыковая контактная сварка основана на нагреве стыкуемых торцов деталей теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока силой в несколько тысяч ампер. Нагрев торцов деталей производится либо до оплавления их (сварка плавлением), либо до пластического состояния с последующим сдавливанием деталей (сварка давлением).

2. Шовная контактная сварка, при которой соединение элементов выполняется внахлестку вращающимися дисковыми электродами в виде непрерывного или прерывного шва. Применяется для получения герметичных швов в тонколистовых конструкциях.

3. Точечная контактная сварка, при которой соединение элементов происходит на участках, ограниченных площадью торцов электродов. Применяется в тонколистовых конструкциях, в которых не требуется герметичность швов.

Виды сварных соединений и типы сварных швов

В зависимости от расположения соединяемых деталей различают следующие виды сварных соединений:

I. Стыковые соединения (рис. 22.1) являются наиболее простыми и надежными.

Рис. 22.1

В зависимости от толщины соединяемых элементов, соединение выполняют с обработкой или без обработки кромок, с подваркой или без подварки с другой стороны. Виды обработки кромок приведены на рис. 22.2

Рис. 22.2

Стыковые соединения могут разрушаться по шву, месту сплавления металла шва с металлом детали, сечению самой детали в зоне термического влияния.

Рис. 22.3

Зоной термического влияния называют прилегающий к шву участок детали, в котором в результате нагрева при сварке изменяются механические свойства металла. Практикой установлено, что при качественном выполнении сварки разрушение соединения стальных деталей происходит преимущественно в зоне термического влияния. Поэтому расчет прочности стыкового соединения принято выполнять по размерам сечения деталей в этой зоне. Возможное снижение прочности деталей, связанное со сваркой, учитывают при назначении допускаемых напряжений. Например, при расчете полосы, сваренной встык (рис. 22.3)

,

где l и δ – ширина и толщина деталей;

[’]=·[] – допускаемое напряжение для сварных соединений;

 - коэффициент прочности сварного шва;

[]– допускаемое напряжение основного металла.

II. Нахлесточные соединения выполняются с помощью угловых (валиковых) швов (рис. 22.4).

Рис. 22.4 Рис. 22.5

В зависимости от положения шва относительно линии действия силы F угловые швы называются лобовыми, фланговыми, косыми, комбинированными и кольцевыми.

Рассмотрим формы поперечного сечения углового шва (рис. 22.5):

1. Нормальная (рис. 22.5,а), выполняемая в виде равнобедренного прямоугольного треугольника.

2. Выпуклая (рис. 22.5, б). Выпуклый шов образует резкое изменение формы сечения деталей в месте соединения, что является причиной повышенной концентрации напряжений.

3. Специальная (рис. 22.5, в) с сечением в виде прямоугольного неравнобедренного треугольника с основанием, большем высоты.

4. Выгнутая (рис.22.5, г). Такой шов снижает концентрацию напряжений и рекомендуется при действии переменных нагрузок. Вогнутость шва достигается обычно механической обработкой, которая значительно увеличивает стоимость соединения. Поэтому такой шов применяют только в особых случаях, когда оправдываются дополнительные расходы.

Основные геометрические характеристики углового шва – катет k и высота h. Для нормального шва h = k·sin45⁰ 0,7k.

Катет швов нахлесточных соединений при сварке тонких листов (менее 4 мм) делают равными по толщине листов . Для деталей большей толщины катет шва определяют из соотношения

k = 0,4 + 2 мм (22.1)

При сварке деталей разной толщины катет шва делают равным толщине более тонкого материала, но не более, чем по формуле (22.1).