Типы сварных соединений и подготовка кромок под сварку

Основные типы сварных швов, размеры и формы их, а также конструкционные элементы кромок свариваемых частей из углеродистых и низколегированных сталей должны соответствовать ГОСТ 5264-80 и ГОСТ 11534-75 при ручной сварке; ГОСТ 8713-79 и ГОСТ 11533-75 при автоматической и механизированной (полуавтоматической) сварке. В тех случаях, когда предусмотрено применение специальных методов сварки, а форма и размеры сварных швов не соответствуют указанным ГОСТам, а также когда конструкция сварного узла или элемента подвижного состава не позволяет при ремонте сваркой или наплавкой выполнить требования указанных ГОСТов, сварные швы должны быть вычерчены на чертеже с указанием размеров всех элементов. Выбор типа шва и подготовка кромок под сварку должны производиться в зависимости от размеров и конструкционных форм свариваемых частей в соответствии с вышеуказанными ГОСТами.

_____________________

Стыковые соединения являются наиболее распространенными и надежными сварными соединениями. В зависимости от толщины свариваемого металла часто применяются следующие виды сварных стыковых швов:

— стыковые соединения без скоса кромок, которые бывают:

1) с двусторонним швом (рис. 1.1, а), обладающие высокой прочностью. Такое соединение рекомендуется применять при толщине свариваемого металла 3—8 мм;

2. с односторонним швом (рис. 1.1, б); при этом возможен непровар с обратной стороны, что обусловливает некоторое снижение прочности соединения. Такое соединение не рекомендуется применять для деталей, работающих при динамических нагрузках, и в случаях, когда корень шва оказывается в растянутой зоне при изгибе;

3. односторонние с подкладкой (рис. 1.1, в); при этом применяются медные съемные подкладки или остающиеся стальные (технологические) подкладки. Последняя должна плотно прилегать к свариваемым элементам и проплавляться до 1/3 толщины; местные зазоры не должны превышать 0,5 мм. Соединения на остающейся подкладке следует применять, когда невозможно выполнить двусторонний шов;

— стыковые соединения со скосом одной кромки и V-образным скосом двух кромок;

4. двусторонние с подваркой корня шва (рис. 1.2, а и 1.3, а);

5. односторонние без подварки (рис. 1.2, б и 1.3, б);

6. односторонние на подкладке (рис. 1.2, в и 1.3, в);

— стыковые соединения с К-образным и Х-образными скосами кромок (рис. 1.4). Соединения таких типов обладают высокой прочностью и являются наиболее экономичными. Объем наплавленного металла шва Х-образного соединения на 30—40% меньше объема шва с V-образной разделкой для одинаковых толщин.

При сварке встык листов разных толщин на более толстом листе делается на длине пяти толщин скос одной или двух сторон листа до толщины тонкого листа.

Угловые соединения (рис. 1.5) бывают:

1. без скоса кромок (рис. 1.5, а);

2. со скосом одной кромки (рис. 1.5, б);

3. с двумя скосами одной кромки (рис. 1.5, в);

4. со скосом двух кромок (рис. 1.5, г).

Сварные соединения с двусторонними швами обладают высокой прочностью.

Тавровые соединения (рис. 1.6) выполняют:

1. без скоса кромок (рис. 1.6, а). В таких соединениях, особенно при наличии непроваров и увеличенных зазорах, значительно снижается прочность шва;

2. с одним скосом одной кромки (с двусторонним и односторонним швами) (рис. 1.6, б);

3. со скосом двух кромок (рис. 1.6, в) (обладают достаточно высокой прочностью и обеспечивают возможность получения полного провара).

Стыковые соединения без скоса кромок

а с двусторонним швом;

б с односторонним швом;

в односторонние на подкладке

Рис. 1.2. Стыковое соединение со скосом одной кромки

а односторонние с подваркой корня;

б односторонние без подварки;

в односторонние на подкладке

Стыковые соединения с V-образным скосом двух кромок

а двусторонние с подваркой корня;

б односторонние без подварки;

в односторонние на подкладке

Стыковые соединения с К-образным и X-образным скосами

Угловые соединения

а без скоса кромок;

б со скосом одной кромки;

в с двумя скосами одной кромки;

г со скосом двух кромок

Тавровые соединения

а без скоса кромок;

б со скосом одной кромки;

При сварке тавровых соединений в положении «в лодочку» электрод должен быть наклонен под углом 45° к свариваемым поверхностям, а в случае сварки частей различной толщины иметь меньший угол наклона к более тонкой части. Кроме того, электрод должен иметь угол наклона от 70 до 80° к линии пересечения плоскостей соединяемых листов по направлению сварки.

Соединения внахлестку (рис. 1.7) бывают:

1. без скоса кромок с двусторонними (рис. 1.7, а) и односторонними (рис. 1.7, в) непрерывными и прерывистыми швами;

2. с круглыми отверстиями (рис. 1.7, б) при односторонней непрерывной заварке или удлиненными с частичной заваркой по внутренней кромке отверстий. Такое соединение требует плотного прилегания поверхностей листов.

При сварке внахлестку ширина перекрытия листа должна быть не менее 2(S+S₁), где S и S₁ — толщины свариваемых листов. В зависимости от толщины свариваемых листов по ГОСТ 5264-80* и ГОСТ 11534-75* устанавливают размеры конструктивных элемен­тов соединения (размеры шва, углов разделки, расстояния между листами и др.).

Подготовку кромок под сварку выполняют механической обработкой (на строгальном или токарном станке, фрезеровкой, рубкой пневматическим или ручным зубилом, крейцмейселем и т.п.). Подготовку кромок деталей, изготовленных из малоуглеродистых сталей, например марок Ст1, Ст2, Ст3, разрешается производить также газовой резкой с последующей механической зачисткой поверхности реза до получения чистого металла.

При подготовке кромок газовой резкой на деталях из сталей, содержащих углерод свыше 0,3% (марки Ст5 и др.), поверхность реза должна быть механически обработана на глубину не менее 3 мм. Правильность подготовки кромок под сварку контролировать шаблоном. Допускаются отклонения: угла между плоскостями кромок от прямого для стыковых и тавровых соединений ±3°, то же для нахлесточных соединений ±6° и угла разделки кромок от проектного ±5°.