3. Конструктивные элементы подготовки кромок свариваемых деталей.
Кромкам, подлежащим сварке деталей, придается необходимая форма (производится разделка кромок): они делаются либо без скоса (перпендикулярно к поверхности листа), либо со скосом (односторонним, двухсторонним, прямолинейным или криволинейным). Кромки без скоса и с прямолинейным скосом обычно получают при термической вырезке деталей из листов, профилей. Кромки с криволинейным скосом получают путем механической обработки деталей.
После сборки деталей под сварку между листами со скосом кромок образуется канавка, которая называется развалкой; она заполняется при сварке смесью наплавленного электродного и расплавленного основного металла.
Основными конструктивными элементами кромок и собранных под сварку соединений являются: толщина листа δ, зазор между кромками b, угол скоса кромок β, радиус R при криволинейном скосе кромок и притупление кромок р.
Назначение разделки кромок двоякое. При механизированной дуговой сварке в нижнем положении листов толщиной до 14 — 20 мм разделка предназначается для того, чтобы убрать наплавленный металл и обеспечить получение поверхности шва с небольшим усилением и плавным переходом к основному металлу: полное проплавление листов (провар*) достигается благодаря проникающей способности дуги. * Провар — это наличие сплошной металлической связи между поверхностями основного металла и слоями сварного шва по всей толщине соединенных швом элементов.
При механизированной дуговой сварке листов большей толщины и при ручной сварке листов толщиной более 2 — 8 мм разделка предназначается для полного проплавления листов (получения провара), достигаемого постепенным заполнением разделки валиками нескольких проходов.
Конструктивные элементы разделки кромок деталей для дуговой и электрошлаковой сварки регламентированы государственными стандартами.
Элементы соединений, свариваемых в защитных газах плавящимся и неплавящимся электродом, регламентирует ГОСТ 14771—76 «Дуговая сварка в защитных газах. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры».
Форма и размеры подготовки кромок стальных элементов под сварку плавящимся электродом в защитных газах, в том числе в углекислом газе, близки к конструктивным элементам подготовки кромок под ручную сварку.
При соединении встык двух листов, значительно различающихся по толщине, для обеспечения плавного перехода от одного листа к другому у более толстого делают скос на длине, равной пятикратной разности толщин листов (ласка).
Кроме отмеченных основных соединений стандартами предусматриваются соединения элементов под острым и тупым углами для ручной сварки (ГОСТ 11534—75) и для автоматической под флюсом (ГОСТ 11533—75).
Конструктивные элементы сварных соединений сталей, выполняемых электрошлаковой сваркой, регламентирует ГОСТ 15164—78.
Основные конструктивные элементы нахлесточных соединений с электрозаклепочными швами и прорезными соединениями определяет ГОСТ 14776—69.
В заключение заметим, что швы сварных соединении на чертежах сварных конструкций обозначают условными графическими знаками согласно ГОСТ 2.312—72.
23 ХАРАКТЕРИСТИКА СОЕДИНЕНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ СВАРКОЙ ПЛАВЛЕНИЕМ, ПАЙКОЙ И СВАРКОЙ ДАВЛЕНИЕМ
Неразъемные соединения, выполненные сваркой любой разновидности — плавлением или давлением, — называются сварными соединениями. Неразъемные соединения, полученные пайкой, называются паяными соединениями.
Рис. Схема строения сварных и паяных соединений:
а — соединение, выполненное сваркой плавлением.
1-литой металл шва; 2-ЗТВ; 3-основной металл;
б — паяное соединение.
1-металл шва; 2-ЗТВ; 3-основной металл;
в — соединение, выполненное сваркой давлением (электрической контактной сваркой оплавлением). 1-зона соединения; 2-зона термомеханического воздействия; 3-основной металл.
Сварные и паяные соединения имеют сложное строение. Важным элементом соединений, полученных сваркой плавлением и пайкой, является шов (сварной шор, паяный шов) — участок соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла. В сварных соединениях, выполненных сваркой давлением, шов не имеет точного очертания; в них выделяют зону соединения — участок, в котором образовались межатомные связи.
При образовании сварного или паяного соединения нагреву и деформации неизбежно подвергается значительный объем основного (свариваемого) металла по обе стороны от шва (зоны соединения).
В результате по обе стороны от шва образуются зоны основного металла с измененной структурой и отличными от первоначальных механическими свойствами: они называются зонами термического влияния (ЗТВ).
Таким образом, под сварным (паяным) соединением понимают часть конструкции, которая включает в себя шов, зоны термического влияния и подвергаемый сварке основной металл по обе стороны от шва.
Размеры и механические свойства металла отдельных зон сварного (паяного) соединения зависят от разновидности сварки, режима сварки и от использованных дополнительных материалов (состава проволоки, припоя, флюсов, защитных газов и электродов). Свойства металла этих зон и соотношение их геометрических размеров предопределяют работоспособность сварных (паяных) соединений в целом.