Андрей Смирнов
Время чтения: ~13 мин.
Просмотров: 0

Тавровое сварное соединение

Особенности сварки с проволокой

Особенности сварки с проволокой полуавтоматической аппаратурой заключаются в следующем:

  • присадочный материал должен соответствовать химическому составу свариваемого изделия;
  • проволока должна отвечать государственным стандартам и быть изготовлена из правильных компонентов;
  • сроки и условия хранения присадочной проволоки должны четко соблюдаться.

Обзор особенностей работ с использованием присадочной проволоки следует начать со сварочных азов. Большинство металлов, свариваемых на производстве или в домашних условиях – это сталь и марганец. Проволока для соединения таких изделий является наиболее востребованной.

Сварка черных металлов, как правило, производится при помощи таких видов присадочного материала:

  1. Проволока Св-08ГС для соединения низкоуглеродистых и легированных сталей.
  2. Проволока Св-08Г2с для сваривания высокоуглеродистой стали.

Нередко для сварки изделий из черного металла используется порошковая проволока. Такой присадочный материал позволяет проводить сварочные работы без дополнительной подачи газа в зону варки.

Самофлюсующаяся проволока – это трубка из низкоуглеродистой стали с сердечником из порошка. При плавлении металла освобождается порошок, формирующий газовую среду для защиты сварного шва. Как правило, в состав флюсующего порошка входит рутил и металлическая пыль.

Соединение алюминиевых деталей осуществляется при помощи проволоки СВ-АК5. Характерной особенностью данного присадочного материала служит уникальный цвет шва. Непосредственно перед соединением алюминиевых изделий следует выполнить подготовку.


Сварка полуавтоматом при помощи порошковой проволоки.

Подобная процедура делится на шаги:

  1. Создание скосов или фасок.
  2. Механическая очистка поверхностей.
  3. Промывка едкими веществами для замедления возникновения тугоплавкой оксидной пленки на поверхности алюминиевого изделия.
  4. Подготовка тефлонового канала для уменьшения трения присадочной проволоки о стенки полуавтоматического сварочного устройства.

Пошаговая инструкция по использованию углекислотой сварки для новичков включает следующие подпункты:

  • уборка всех посторонних предметов с рабочего места;
  • включение максимального освещения;
  • подготовка материала и инструментов;
  • проверка соединения кабелей и работоспособности удлинителей.

После выполнения вышеназванных пунктов следует переходить к подготовке аппарата электродуговой сварки.

Для этого нужно:

  • раскрутить сварочный рукав;
  • подключить газовый баллон;
  • проверить сопло горелки;
  • удобно разместить все соединяемые детали и надежно их закрепить;
  • одеться в рабочую одежду сварщика;
  • включить полуавтоматическую аппаратуру в сеть;
  • поднести горелку к месту предполагаемого соединения.

По завершении сварочных работ с использованием проволоки следует:

  • убрать пальцы с кнопок подачи проволоки;
  • перекрыть подачу газа;
  • выключить питание аппаратуры;
  • дать шву остыть в течение нескольких минут;
  • при обнаружении дефектов повторить сваривание.

Сварочный полуавтомат позволяет пользоваться всеми видами присадочной проволоки.

При выполнении работ важно не забывать о средствах защиты. Полуавтомат сварочный с тиристорным управлением


Полуавтомат сварочный с тиристорным управлением.

Наиболее полная экипировка сварщика состоит из:

  1. Защиты глаз.
    Идеальной экипировкой для защиты зрения сварщика служит маска, защитные щитки и очки.
  2. Защиты дыхательных органов.
    Специальные фильтрующие маски помогут мастеру существенно сократить воздействие вредных испарений на внутренние органы.
  3. Защиты от брызг.
    Полная защита тела должна включать огнезащитную куртку и брюки. Можно использовать комбинезон.

Техника безопасности при выполнении сварочных работ предусматривает выполнение таких правил:

  1. Проведение работ с деревянных подмостей.
    Запрещается использование металлических защитных масок и шлемов.
  2. Обеспечение светового потока от источника с питанием 12 вольт.
  3. Обеспечение страховки сварщика при помощи бечевки, закрепленной на поясе.
    Размер веревки должен быть не менее 2 метров.
  4. Обеспечение рабочего места специальной вытяжкой, обеспечивающей удаление вредных испарений из рабочей зоны.
    В случаях, когда невозможно обеспечить вытяжку, сварщик должен работать в шланговом противогазе или респираторе.
  5. Запрещается дотрагиваться голыми руками до свариваемой заготовки.
  6. Запрещается проведение работ на открытой территории при атмосферных осадках.

Сравниваем, оцениваем

Из вышеперечисленных вариантов самыми надежным и экономичным считается стыковой способ сварки. По действующим нагрузкам они практически равны целым элементам, которые не подвергались сварке, иными словами – основному материалу. Естественно, такая прочность достигается только при адекватном качестве работ.


Сварка стыковых швов.

Тавровые соединения (включая угловые) тоже довольно популярны. Особенно часто их используют при сварке массивных конструкций.

Самые простые для исполнения – соединения внахлест. В них не требуется обработка кромок, общая подготовка тоже намного проще. Очень популярны в сварке листов небольшой толщины (допускается толщина до 60 мм). Простота не означает экономичности: перерасход наплавленного и основного металлов – обычная для таких вариантов ситуация.

Брак и швейные дефекты

Самый частый дефект в работе новичка – кривой шов с неровным заполнением. Такая картина – результат неравномерного ведения электрода, он буквально пляшет в руках юного мастера. Здесь вам понадобятся упорство и труд: с опытом все это проходит без следа. Вторая по частоте ошибка – неверный выбор силы тока или длины дуги, после чего остаются «подрезы» или неровное заполнение. При одних дефектах больше страдает эстетика, при других – прочность.

В каких случаях появляется непровар:

  • Некачественная обработка (или отсутствие таковой) кромок поверхностей;
  • Слишком слабая сила тока;
  • Слишком быстрое движение электрода.


Примеры схем движения электрода.

Прожог – банальная дырка в шве по следующим причинам:

  • Широкий зазор между краями;
  • Слишком большая сила тока;
  • Низкая скорость движения электрода

И здесь ищем оптимальное соотношение трех составляющих: тока, ширины зазора, движения электрода.

Поры и наплывы – множественные отверстия малого размера. Это критический дефект, влияющий на прочность соединения.

Причины:

  • Грязь и ржавчина на металле;
  • Попадание кислорода к расплавленному металлу (при сквозняке);
  • Некачественная обработка кромок;
  • Электроды низкого качества;
  • Использование присадочных проволок;

Трещины – серьезные нарушения целостности швов. Появляются после остывания металла и по своей сути являются предвестниками разрушения самого шва. В данном случае спасет только новая сварка или полное удаление старого шва и повторное накладывание нового.

Варим полиэтилен


Области применения сварки пластмасс.

Что можно варить кроме металлов? Керамику. Стекло. Но на втором почетном месте стоят пластмассы или полимеры, прежде всего это полиэтиленовые трубы. С полиэтиленом можно работать терморезисторным, электромуфтовым методами, можно электросопротивлением: эти термины перечисляются в технической литературе. Не пугайтесь, все варианты можно называть коротко – сварка НЗ. НЗ – закладные нагреватели.

Суть процесса – расплавление полиэтилена в местах соединения с помощью металлических спиралей электрического нагревателя, который заложен в деталь. Способ чрезвычайно популярен, у него большие перспективы в промышленности: применяется в различных трубопроводах, замене старых металлических труб новыми полиэтиленовыми, установке и ремонте, развитии новых полимерных технологий.

В работе с пластмассами применяется еще один способ НИ или сварка нагретым инструментом. Самый простой вариант подвода тепла для нагрева полимерных поверхностей. Для работ с НИ существует множество вариантов сварочных инструментов – от простого электропаяльника для маленьких деталей до специальных сварочных аппаратов различной величины. Уважающие себя сантехники держат в своих рабочих чемоданах такого рода аппараты в обязательном порядке.

Теперь классификация по типу механизации процесса:

  1. Автоматическая
  2. Автоматизированная
  3. Механизированная
  4. Ручная, начнем с нее.

Сварка неповоротного вертикального стыка

Сварной шов выполняется за два приема. Периметр стыка условно делится вер тикальной осевой линией на два участка, каждый из которых имеет три характерных положения:

  • потолочное (позиции 1-3);
  • вертикальное (позиции 4-8);
  • нижнее (позиции 9-11).

Каждый участок сваривается с потолочного положения. Сварка ведется только короткой дугой:

lmin=0,5 dэ, мм,
где dэ — диаметр электрода.

Оканчивают шов в нижнем положении.

Сварку каждого из участков начинают со смещением на 10-20 мм от вертикальной осевой. Участок перекрыт ия швов — «замковое» соединение — зависит от диаметра трубы и может быть от 20 до 40 мм. Чем больше диаметр трубы, тем длиннее «замок»

Начальный участок шва выполняют в потолочном положении «углом назад» (поз. 1,2). При переходе на вертикальное положение (поз. 3-7) сварка ведется «углом вперед». По достижении позиции 8 электрод ориентируют под прямым углом, а, перейдя в нижнее положение, сварку вновь ведут «углом назад».

Перед сваркой второго участка нужно зачистить начальный и конечный участки шва с плавным переходом к зазору или к предыдущему валику. Сварку второго участка следует выполнять так же, как и первого.

Для корневого шва применяют электрод диаметром 3 мм. Сила тока в потолочном положении 80-95 А. На вертикали ток рекомендуется уменьшить до 75-90 А. При сварке в нижнем положении ток увеличивают до 85-100 А.

При сварке труб с качественным формированием корня шва без подварки проплавление достигается путем постоянной подачи электрода в зазор. Добиваясь проплавления внутри трубы, можно получить шов с выпуклой поверхностью, что по требует последующей механической его зачистки в потолочном положении.

Заполнение разделки труб с толщиной стенки более 8 мм происходит неравномерно. Как правило, отстает нижнее положение. Для выравнивания заполнения разделки необходимо дополнительно наплавить валики в верхней части разделки. Предпоследние слои должны оставить незаполненную разделку на глубину не более 2 мм.

Облицовочный шов сваривают за один или несколько проходов.

Предпоследний валик заканчивают так, чтобы разделка осталась незаполненной на глубину 0,5-2 мм, а основной металл по краям разделки был переплавлен на ширину 1/2 диаметра электрода.

При сварке труб диаметром менее 150 мм с толщиной стенки менее 6 мм, а также в монтажных условиях, когда источник питания удален от места работы, сварку ведут при одном и том же значении сварочного тока. Рекомендует ся подбирать токовый режим но потолочному положению, ток в котором достаточен и для нижнего положения. При сварке на подъеме из потолочною положения в вертикальное, чтобы не было чрезмерного проплавления, следует прибегнуть к прерывистому формированию шва. При этом способе периодически прерывают процесс горения дуги на одной из кромок.

В зависимости от толщины стенки трубы, зазора и притупления кромок рекомендуется выполнять сварку «мазками» одним из способов:

1. Зажигают дугу постоянно на одной из кромок, а обрывают после формирования ванночки — на другой. Пауза между обрывом и зажиганием должна быть такой короткой, чтобы металл шва не успел полностью закристаллизоваться, а шлак — остыть.

2. При большой толщине металла зажигают и обрывают дугу на одной и той же кромке.

Не рекомендуется зажигать дугу в том месте, где только что был ее обрыв. Нельзя не оборвав дугу, перемещать электрод вперед но разделке, а затем вновь возвращаться на шов.

Разделка швов для достижения качества

Наиболее распространенным вариантом разделки является обработка торцов, когда выполняется скос под определенным углом, и полученное пространство заполняется расплавленным металлом во время сваривания.

Металлические могут иметь толщину от 4 до 25 миллиметров, и для них используется торцевой скос определенной формы. Если же деталь имеет толщину от 12 миллиметров, тогда может потребоваться предварительная двусторонняя разделка.

При использовании разделки уменьшается расход сварных материалов, поэтому данный способ полезен не только для надежности, но и для увеличения экономических показателей.

И сварка тавровых соединений требует дополнительной разделки швов, поэтому нужно предусмотреть предварительную обработку деталей.

Кромка одного элемента должна перпендикулярно прилегать к плоскости другой детали, так что объединение нужно выполнять с обеспечением максимальной прочности и с соблюдением перпендикулярности.

Если толщина металлических элементов меньше или равна 10 миллиметров, разделку применять не обязательно и сварка производится с двух сторон. Кромка металлической детали не обрабатывается, и только контролируется качество поверхности.

Но когда элемент, располагаемый перпендикулярно, обладает меньшей толщиной, чем вторая часть таврового соединения, тогда необходимо выбирать угол расположения электрода.

Виды сварных соединений

В зависимости от того как расположены заготовки между собой к основным видам сварочных соединений относят:

  • стыковые;
  • угловые;
  • нахлесточные;
  • тавровые;
  • торцевые.

Типы сварных соединений: а) стыковое; б) угловое; в) тавровое; г) нахлесточное; д) торцевое

Стыковые

Самые простые по выполнению швы даже для начинающих сварщиков. Ими соединяют заготовки, примыкающие друг к другу торцами, размещенные в одной плоскости или на ровной поверхности. При сварке деталей с разной толщиной допускается смещение поверхностей. Стыковым способом сваривают конструкции из листового проката, резервуары, трубы. Сравнительно с другими сварными соединениями сокращаются сроки выполнения работы и расход материалов, но нужно тщательно подготавливать кромки.

Способы выполнения стыковых соединений

Угловые

Это сварные соединения двух металлических деталей под любым углом. Если заготовки разной толщины, толстостенную размещают снизу, чтобы на тонкой не появились прожиги и подрезы, сварочную ванну создают за счет плавления металла толстой заготовки. Для повышения прочности соединения швы накладывают с обеих сторон. Внутренний угол сваривают малым током, чтобы снаружи не образовалось закругление.

Угловые сварные соединения удобно выполнять способом «в лодочку». Заготовки прихватывают под нужным углом, затем устанавливают так, как будто это плывущий кораблик. После расплавления металл будет равномерно растекаться по обеим сторонам без образования дефектов.

Угловым способом сваривают каркасы небольших строений, емкости, навесы, кузова грузовиков. Кроме этого устанавливают детали конструкций в труднодоступных местах.

Способы выполнения угловых соединений

Нахлесточные

Такими сварными швами соединяют параллельно расположенные металлические пластины, которые наложены одна на другую с небольшим перекрытием. Для повышения прочности на разрыв и предотвращения проникновения влаги внутрь сварку выполняют с обеих сторон. Этим способом можно соединять листы толщиной до 12 мм. Для выполнения нахлесточных соединений от сварщика не требуется высокая квалификация, так как нет опасности прожога и не нужно подготавливать кромки. Недостатком считают повышенный расход металла.

Способы выполнения соединений внахлест

Тавровые

Это сварное соединение торца одной детали с боковой поверхностью другой под прямым или небольшим углом. Если толщина заготовки больше 4 мм сварка проводится с обеих сторон с тщательной подготовкой кромок вертикальной пластины. Тавровые соединения применяют преимущественно при сборке несущих конструкций. Поэтому, если есть возможность изменения положения, сварку ответственных узлов лучше выполнять «в лодочку».

Способы выполнения тавровых соединений

Торцевые

При выполнении таких соединений сваривают торцы заготовок, которые плотно примыкают одна к другой или расходятся от места стыка под углом не больше 30⁰. Способ применяют при производстве кожухов, вентиляционных коробов, контейнеров, металлических шкафов и пр. К достоинствам торцевого типа сварочных соединений относят низкую вероятность образования прожогов и внутренних напряжений, вызывающих деформацию. Недостатками считают завышенный расход материала и появление коррозии при проникновении воды между листами через дефекты шва.

Оборудование для точечной и шовной контактной сварки

Современное оборудование для точечной и шовной контактной сварки — это комплекс
элементов для решения технологических задач. В состав оборудования входит сама
сварочная машина, средства механизации и автоматизации процессов сварки и систему
управления всеми этими устройствами.

Схема машины для точечной сварки показана на рисунке выше. В составе машины
две основные части. Первая — это механическая с элементами конструкции, которые
обеспечивают жёсткость и прочность машины (корпус, кронштейн и т.п.) и приводами
для передачи усилия и перемещения деталей. Вторая часть электрическая, в составе
которой имеется источник сварочного тока (сварочный трансформатор, выпрямитель,
аккумуляторы тока — батареи конденсаторов, инверторы — преобразователи частоты
и т.д.) и вторичный контур с токоподводами — консолями, электродержателями и
электродами.

Средства механизации и автоматизации представляют собой приспособления к универсальным
машинам или устройства, обеспечивающие подготовку изделия к сварке, сборку,
прихватку, установку, перемещение и съём узла.

Система управления необходима для задания программы работы (режимов сварки,
очерёдности выполнения операций, контроля и автоматической регулировки параметров
технологического цикла, сбора и обработки информации о состоянии оборудования
и качества изделия).

Классификация сварочных машин

Сварочные машины для контактной роликовой и шовно сварки производят в разных
странах, но их все можно классифицировать по различным признакам:

1. По способу сварки. Различают машины для точечной, рельефной и шовной сварки.

2. По назначению. Бывают универсальные машины (общего назначения) и специализированные
(обычно, по типу узла или сортамента).

3. По способу установки. Различают стационарные и передвижные машины.

4. По роду питания. Существуют машины переменного тока, машины низкочастотные
и постоянного тока, конденсаторные машины.

5. По виду привода усилия. Машины могут быть рычажные, пружинные, пневматические,
гидравлические, электромеханические и др.

6. По степени автоматизации. Машины бывают неавтоматические, полуавтоматические
и автоматические.

Электроды сварочных машин

Электроды сварочных машин — это весьма важный элемент, ведь именно от их стойкости
зависит производительность точеной и, особенно, шовной контактной сварки. Основные
требования к материалам электродов изложены в ГОСТ 14111. Для сварки алюминиевых
сплавов и подобных материалов это, прежде всего, тепло- и электропроводность.
Среди предъявляемых требований также сопротивление пластическим деформациям
при температуре 300-500°C (для сварки жаропрочных сталей).

Для изготовления электродов применяют такие материалы, как медные сплавы. В
качестве электродных вставок применяют чистые тугоплавкие металлы — молибден
и вольфрам. Отдельную группу представляют материалы, упрочнённые частицами оксидов
(Al2O3, CrO3), карбидов и нитридов, обладающих высокой жаростойкостью и электропроводностью.

Для сварки медных сплавов и сплавов алюминия применяют электродные материалы
с высокой электропроводностью, для сварки жаропрочных сплавов — с высокой твёрдостью
при больших температурах (около 500°C).

Механизация и автоматизация шовной и точечной контактной сварки

Сварочные машины для точечной и шовной контактной сварки обеспечивают почти
полную автоматизацию процесса. Для уменьшения длительности вспомогательных операций
и повышения производительности всего процесса используют различные механизированные
приспособления, машины-автоматы, автоматические линии и промышленные роботы.

К сборочно-сварочным приспособлениям относятся кондукторы, стапели, сборочные
стенды, на которых выполняют сборку, прихватку и сварку изделий. На практике
также нашли широкое применение поддерживающие (выравнивающие) приспособления,
при помощи которых можно сориентировать свариваемый узел относительно электродов
или роликов сварочной машины. Примерная схема подобного приспособления показана
на рисунке.

Автоматические линии востребованы в автомобилестроении, при производстве сельскохозяйственной
техники, в вагоностроении, в электронике, при производстве трубных заготовок
и в других областях при массовом производстве.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации