ГОСТ 16037-80 на сварные соединения ручной дуговой сваркой

Ручная дуговая сварка труб остается одним из самых распространенных способов монтажа трубопроводных систем, являющихся как самостоятельными транспортно-распределительными сетями, так и компонентами технологического оборудования. Высокое качество стыков трубопроводных комплексов это залог их безопасного функционирования.

Способы сварки, типы стыков, геометрические параметры и типовые размеры, а также способы разделки кромок все это регламентировано в ГОСТ 16037-80 ручная дуговая сварка соединения сварные. Строгое соблюдение требований стандарта при проектировании, формировании технологического процесса и выполнении сварки стальных трубопроводов обеспечивает должный уровень качества.

Условные обозначения соединений
Конструктивные элементы и размеры кромок заготовок и шва
Типы сварных швов
Таблица размеров катета шва
Разделка труб под сварку
Фаски под сварку
Заключение

Основные виды сварных соединений и швов

размер шрифта уменьшить размер шрифта увеличить размер шрифта

Приветствую вас, уважаемые читатели. В сегодняшней статье мы расскажем вам об основных видах сварных соединений и швов. Многие специалисты сварочного производства называют данные соединения сварными, некоторые – сварочными, хотя от этого смысл не меняется.

В этой статье они так же будут упоминаться по разному, в зависимости от оборота речи, но помните: сварной и сварочный по отношению к соединениям и швам – это одно и то же.

Сварные соединения и швы классифицируются по нескольким признакам

Существует ряд типов сварных швов в зависимости от вида соединения:

— шов стыкового соединения
— шов таврового соединения
— шов нахлесточного соединения
— шов углового соединения

Стыковое соединение

Стыковое соединение представляет собой соединение двух листов или труб их торцевыми поверхностями. Данное соединение является самым распространенным, благодаря меньшему расходу металла и времени на сварку.

Стыковое соединение может быть, в зависимости от расположения шва:

— Односторонним
— Двусторонним

По подготовке соединения под сварку, в зависимости от толщины свариваемых изделий:

— Без скоса кромок
— Со скосом кромок

Одностороннее соединение без скоса кромок предполагает сварку листов толщиной до 4 мм (исключение — процесс Laser Hybrid Weld). Двусторонне соединение бес скоса кромок рекомендуется выполнять при сварке толщин до 8 мм. В обоих случаях для обеспечения качественного провара, необходимо делать небольшой зазор при соединении листов под сварку, оклоло 1- 2 мм.

Скос кромок при одностороннем сварном соединении рекомендуется делать при толщинах от 4 до 25 мм. Наиболее популярным является соединение со скосом кромок V-образного типа. Менее популярными, но также применяются односторонние скосы кромок и скосы U-образного типа. Для предотвращения возможностей прожогов во всех случаях делается небольшое притупление кромок.

При толщинах от 12 мм и более при двусторонней сварке рекомендуется делать X-образную разделку, которая имеет ряд преимуществ перед V-образной разделкой. Эти преимущества заключаются в уменьшении объема требуемого металла для заполнения разделки (почти в 2 раза), и соответственно увеличении скорости сварки и экономии сварочных материалов.

Тавровое соединение

Тавровое соединение представляет собой два листа, когда между ними образуется соединение в виде буквы «Т». Как и в случае со стыковыми соединениями, в зависимости от толщины металла выполняется сварка с одной или с обеих сторон, с разделкой или без. Основные типы таврового сварного соединения представлены на рисунке.

Некоторые советы по сварке таврового соединения:

1. При сварке таврового соединения тонкого металла с более толстым, необходимо, чтобы угол наклона электрода или сварочной горелки был около 60° к более толстому металлу. Как это показано ниже:

Сварка «в лодочку» используется также при автоматической и роботизированной сварке, где изделие кантуется при помощи специального кантователя в нужное для сварки положение.

3. В настоящее время существуют специальные сварочные процессы для увеличенного проплавления. Применяя их, можно добиться односторонней сварки достаточно толстого металла с гарантированным проваром и формированием обратного валика с другой стороны. Подробнее о сварочном процессе Rapid Weld можно ознакомиться здесь. О сварочном оборудовании для односторонней сварки таврового шва с обратным вормированием валика можно узнать в разделе «сварочный полуавтомат QINEO TRONIC PULSE»

Соединение внахлестку

Данный тип соединения рекомендуется применять при сварке листов толщиной до 10 мм, причем сваривать листы требуется с обеих сторон. Делается это из-за того, чтобы не было возможности попадания влаги между ними. Так как сварочных швов при этом соединении два, то соответственно увеличивается и время на сварку и расходуемые сварочные материалы.

Угловое соединение

Угловым сварочным соединением называют тип соединения двух металлических листов, расположенных друг к другу под прямым или другим углом. Данные соединения также могут быть со скосом кромок или без, в зависимости от толщин. Иногда угловое соединение проваривается и изнутри.

Классификация по другим признакам

Сварные соединения и швы также классифицируют по другим признакам.

Типы соединений по степени выпуклости:

— нормальные
— выпуклые
— вогнутые

Выпуклость шва зависит как от применяемых сварочных материалов, так и режимов сварки. Например, при длинной дуге шов получается пологим и широким, и, наоборот, при сварке на короткой дуге шов получается более узким и выпуклым. Так же на степень выпуклости влияет скорость сварки и ширина разделки кромок.

Типы соединений по положению в пространстве:

— нижнее
— горизонтальное
— вертикальное
— потолочное

Наиболее оптимальным для сварки является нижнее положение шва. Поэтому при проектировании изделия и составлении технологии сварочного процесса следует это учитывать. Сварка в нижнем положении способствует высокой производительности, является наиболее простым процессом с получением качественного сварного шва.

Горизонтальное и вертикальное положение сварного соединения требует от сварщика повышенной квалификации, а потолочное является наиболее трудоемким и не безопасным.

Типы сварных соединений по степени протяженности:

— сплошные (непрерывные)
— прерывистые

Читать еще: Строительство печи барбекю из кирпича своими руками

Прерывистые сварные швы применяются в соединениях, где не требуется герметичности.

Надеюсь, данная информация по типам сварных швов и соединений будет полезна вам и поможет увеличить качество и производительность ваших сварных конструкций при проектировании. А так же поможет сделать сам сварочный процесс безопасным и наиболее оптимальным. Спасибо за внимание, читайте также другие статьи.

Сварные швы. Типы сварных соединений

Сварные соединения

Термины и определения основных понятий по сварке металлов устанавливает ГОСТ 2601-84. Сварные соединения подразделяются на несколько типов, определяемых взаимным расположением свариваемых деталей. Основными из них являются стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные и торцовые соединения. Для образования этих соединений и обеспечения требуемого качества должны быть заранее подготовлены кромки элементов конструкций, соединяемых сваркой. Формы подготовки кромок для ручной дуговой сварки стали и сплавов на железоникелевой и никелевой основе установлены ГОСТ 5264-80.

Стыковым соединением называют соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцевыми поверхностями. На рис. 2.1 показаны формы подготовки торцевых поверхностей (кромок) и очертание сварного стыкового шва, полученного в результате сварки.

Типы стыковых соединений

ГОСТ 5264-80 предусмотрено 32 типа стыковых соединений, условно обозначенных С1, С2, С28 и т.д., имеющих различную подготовку кромок в зависимости от толщины, расположения свариваемых элементов, технологии сварки и наличия оборудования для обработки кромок. На рис. 2.1, а показана подготовка кромок для элементов толщиной 1-4 мм в виде отбортовки, при расплавлении которой образуется шов. На рис. 2.1, б показаны два вида подготовки кромок без их скоса (разделки): первый применяют при толщине металла 1-4 мм и односторонней сварке, второй при толщине 2-5 мм и сварке с двух сторон. При большой толщине металла ручной сваркой невозможно обеспечить проплавление кромок на всю толщину, поэтому делают разделку кромок, т. е. скос их с двух или одной стороны. На рис. 2.1, в показан один из распространенных видов подготовки кромок при толщине металла 3-60 мм. Кромки окашивают на строгальном станке или термической резкой (плазменной, газокислородной). Общий угол скоса (50 ±4)°, такая подготовка называется односторонней со скосом двух

Рис. 2.1. Стыковые соединения и швы: а — подготовка кромок в виде отбортовки (толщина элемента 1-4 мм); б — подготовка кромок без скоса, в — подготовка кромок со скосом; 2 — подготовка кромок стали толщиной 8-120 мм

кромок. При этом должна быть выдержана величина притупления (нескошенной части) «с» и зазор «б», величины которых установлены стандартом в зависимости от толщины металла. На рисунке показано очертание основного «О» и подварочного «П» швов. Шов стыкового соединения называют стыковым швом, а подварочный шов — это меньшая часть двустороннего шва, выполняемая предварительно для предотвращения прожогов при последующей сварке основного шва или накладываемая в последнюю очередь, после его выполнения. На этом же рисунке показана подготовка кромок стали толщиной 6-100 мм со стальной подкладкой, применяемая иногда в строительстве в случае невозможности выполнить подварочный шов. Кроме того, там же показан вариант стыкового шва с разделкой только одной детали под углом (45±2)° и с разделкой вертикальной детали под тем же углом.

На рис, 2.1, г показана подготовка кромок стали толщиной 8-120 мм. Обе кромки свариваемых элементов скашивают с двух сторон на угол (25±2)° каждую, при этом общий угол скоса составляет (50 ± 4)°, притупление «с» и зазор «б» устанавливаются стандартом в зависимости от толщины стали. Такая подготовка называется двусторонней со скосом двух кромок. При этой подготовке усложняется обработка кромок, по зато резко уменьшается объем наплавленного металла по сравнению с односторонней подготовкой. Стандартом предусмотрено несколько вариантов двусторонней подготовки кромок: подготовка только одной верхней кромки, применяемая при вертикальном расположении деталей, подготовка с неравномерным пс толщине скосом кромок и др.

Угловые соединения

Угловым соединением называют соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев. Таких соединений насчитывается 10: от У1 до У10.

Рис. 2.2. Угловые соединения и швы: а — с подварочным швом (толщина металла 3-60 мм), б — со стальной прокладкой, б -без подварочного шва, г -с двухсторонней разделкой примыкающего элемента (толщина металла 8-100 мм)

На рис. 2.2 показаны примеры угловых соединений и очертания угловых швов. Для толщины металла 3- 60 мм кромку примыкающего элемента скашивают под углом (45±2)°, сварной шов основной «О» и под- варочный «П» (рис. 2.2, а). При этой же толщине и сквозном проваре можно обойтись без подварочного шва (рис. 2.2, б). Часто применяют угловое соединение со стальной подкладкой (рис. 2.2, в), которая обеспечивает надежный провар элементов по всему сечению. При толщине металла 8-100 мм (рис. 2.2, г) применяют двустороннюю разделку примыкающего элемента под углом (45±2)°.

Тавровые соединения

Тавровым соединением (рис. 2.3) называют сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен угловыми швами к боковой поверхности другого элемента. Стандартом предусмотрено несколько типов таких соединений: с Т1 по T9. Распространенным является соединение, показанное на рис. 2.3, а, для металла толщиной 2-40 мм. Для такого соединения никакого скоса кромок не делают, а обеспечивают ровную обрезку примыкающего элемента и ровную поверхность другого элемента.

Рис. 2.3. Тавровые соединения и швы: а — для металла толщиной 2-40 мм; б — толщиной 3-60 мм; в — соединение с подкладкой, г — соединение с двухсторонним скосом кромок (толщина металла 8-400 мм)

При толщине металла 3-60 мм и необходимости сплошного шва между элементами, что предусматривается проектом конструкции, в примыкающем элементе делают разделку кромок (рис. 2.3, б) под углом (45±2)°. На практике часто применяют тавровое соединение с подкладкой (рис. 2.3, в) при толщине стали 8-30 мм, а также соединение с двусторонним скосом кромок примыкающего элемента при толщине стали 8-40 мм (рис. 2.3, г). Все эти соединения со скосом кромок примыкающего элемента обеспечивают получение сплошного шва и наилучшие условия работы конструкций.

Нахлесточные соединения

Нахлесточным соединением называют сварное соединение, в котором сваренные угловыми швами элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга. Стандартом предусмотрено два таких соединения: Н1 и Н2 (рис. 2.4). Как видно из рисунка, они отличаются только тем, что в соединении на рис. 2.4, а привариваются два торца к поверхности элементов, а в соединении на рис. 2.4, б — только один торец.

Читать еще: Как законсервировать на зиму фундамент

Рис. 2.4. Нахлесточные соединения и швы: а — с приваркой двух торцов, б- с приваркой одного торца, в — соединение с накладкой, г — соединение с точечными швами, д — действие растягивающих нагрузок на сварное соединение

Применяют иногда разновидности нахлесточного соединения: с накладкой (рис. 2.4, в) и с точечными швами (рис. 2.4, г), соединяющими части элементов конструкции.

Надежность сварного соединения

Из перечисленных сварных соединений наиболее надежными и экономичными являются стыковые соединения, в которых действующие нагрузки и усилия воспринимаются так же, как в целых элементах, не подвергавшихся сварке, т. е. они практически равноценны основному металлу, конечно, при соответствующем качестве сварочных работ. Однако надо иметь в виду, что обработка кромок стыковых соединений и их подгонка под сварку достаточно сложны, кроме того, применение их бывает ограничено особенностями формы конструкций. Угловые и тавровые соединения также распространены в конструкциях. Нахлесточные соединения наиболее просты в работе, так как не нуждаются в предварительной разделке кромок, и подготовка их к сварке проще, чем стыковых и угловых соединений. Вследствие этого, а также из-за конструктивной формы некоторых сооружений они получили распространение для соединения элементов небольшой толщины, но допускаются для элементов толщиной до 60 мм. Недостатком нахлесточных соединений является их неэкономичность, вызванная перерасходом основного и наплавленного металла. Кроме того, из-за смещения линии действия усилий при переходе с одной детали на другую и возникновения концентрации напряжений снижается несущая способность таких соединений (рис. 2.4, д).

Рис. 2.5. Очертания разрезов и обозначения размеров швов: а — стыковой односторонний шов со скосом двух кромок, б — угловой шов с разделкой примыкающего элемента, в — точечный шов; г — угловые швы таврового соединения, д — стыковой шов без разделки кромок) е, l — ширина шва; g — выпуклость; k — катет шва; d — диаметр точки

На всех рисунках сварных соединений показаны очертания сварных швов. Разрезы этих швов — стыковых, угловых и точечных — показаны на рис. 2.5. На всех швах стрелкой показан корень шва — часть шва, наиболее удаленная от его поверхности. В большинстве случаев корень шва расположен в самом начале или в середине шва, и от качества его провара зависит работоспособность сварного шва, особенно при переменных и динамических нагрузках.

Соединения под острым и тупым углом

Кроме перечисленных сварных соединений и швов при ручной дуговой сварке применяют соединения под острыми и тупыми углами по ГОСТ 11534-75, но они встречаются значительно реже. Для сварки в защитном газе, сварки алюминия, меди, других цветных металлов и их сплавов применяют сварные соединения и швы, предусмотренные отдельными стандартами. Например, форма подготовки кромок и швов конструкций трубопроводов предусмотрена ГОСТ 16037-80, в котором определены основные размеры швов для различных видов сварки.

Рис. 2.6. Форма подготовки кромок трубопроводов: а — шов С1 (толщина элемента 2-4 мм), б — шов С-6 (толщина 3-20 мм)

На рис. 2.6, а показана подготовка кромок шва С-1 с толщиной элементов 2-4 мм для ручной дуговой сварки плавящимся электродом и 2-3 мм для сварки неплавящимся электродом в защитном газе. На рис. 2.6, б показана форма подготовки кромок шва С-6 с толщиной 3- 20 мм для комбинированной ручной сварки плавящимся или неплавящимся электродом подварочного шва и последующей механизированной сварки основного шва, а также для сварки стали толщиной 3 мм неплавящимся электродом в защитном газе.

Технология сварки

Качественное соединение сварочного шва угловой конфигурации можно получить при установке «лодочкой». Это объясняется тем, что при помещении на горизонтальную поверхность жидкий металл начнет стекать вниз. При «лодочке» такого не происходит, и шов не будет иметь дефектов по этой причине.

Свое название метод получил благодаря форме подставки в виде буквы «V», напоминающей лодку. При любом способе расположение электрода должно быть таким, чтобы дуга достигала кромок обеих частей, что обеспечивается его правильным наклоном.

Для сварки угловых соединений подойдет обычное оборудование. Можно использовать несложный сварочный аппарат трансформаторный. Недостатком являются большие размеры, что вызывает проблемы при перемещении. Более мобильный вариант — инвертор. Он обладает небольшими габаритами и массой, имеются разные режимы. С его помощью достигается стабильность горения дуги.

Ток настраивается в прямой зависимости от диаметра выбранного электрода и толщины свариваемых изделий. При более высоких его значениях имеется опасность появления прожогов, а при низких возможно залипание электродов. Движение электродов при угловой сварке может иметь колебательный характер, что дает отличное качество шва.

Допускаются и другие перемещения: в разных направлениях по горизонтали, при верхнем и нижнем положениях.

Выполнение потолочного шва возможно при условии быстрого затвердения. Для этого применяются электроды, имеющие тугоплавкое покрытие, а сварку совершают круговыми движениями. Такая позиция для сварщика является неудобной. Кроме того, если отдаляется электрод, то дуга сразу гаснет, металл остывает, а уменьшение сварочной ванны грозит коротким замыканием. Прогрев места сварки снизу также порождает сложность, поэтому при возможности желательно прибегать к другим вариантам.

При расположении углового шва при сварке внизу предпочтителен способ «лодочка». Выполнять его в этом положении гораздо легче, чем наверху, и результат будет более качественным, а риск непровара и подреза кромок станет минимальным. При сваривании труб для состыковки используется раструбный метод, при котором потребуется центрирующее приспособление.

Особую проблему представляет угловой шов, сварка которого должна производиться в местах, доступ куда является затруднительным, в частности, при стыковке труб. В этом случае необходимы следующие инструменты и расходные материалы:

специальный паяльник;
дополнительные насадки;
резак;
раствор для обезжиривания;
соединительные элементы.

Трубы расплавляются паяльником, с помощью насадок соединяют их отдельные элементы. Если предстоит выполнить вертикальный шов, необходимо обеспечить фиксацию заготовок. В нескольких местах с целью прихватывания используются поперечные перемычки. Двигаться следует снизу вверх, применяя метод наклонных электродов. Стекание вниз расплавленной жидкости может привести к некачественному выполнению.

Читать еще: Пластиковые трубы для надежного фундамента

После окончания процесса на сваренных поверхностях, как правило, остаются застывшие капли и брызги, а также окалины. Требуется заключительная обработка. Она производится с помощью зубила и молотка. Кроме того, может возникнуть необходимость сравнять выпуклую поверхность шва. Это делается углошлифовальной машиной.

Угловые швы при сварке. Отличительные особенности.

Процесс угловой сварки характеризуется рядом отличительных особенностей. Рассмотрим наиболее приемлемые способы, при помощи которых осуществляется сварка угловых соединений.

Если плоскость шва расположена внизу, то сваривать детали лучше по способу «лодочки». Такой метод позволит получить максимально качественный шов и он хорошо подходит для новичков в выполнении сварочных работ. Изделие ставится в V-образную форму, напоминающую лодку, отсюда и название метода.

При сварке «лодочкой», риск образования таких дефектов как: подрез кромок или непровар, практически сведен к нулю.

Однако, такие подходящие условия для создания углового шва, не всегда присутствуют. Зачастую, в месте соединения металлических изделий посредством «лодочки», тавровые сварные швы образуются таким образом, что одна из поверхностей находится строго в вертикальном положении, другая – в горизонтальном.

В подобной ситуации непросто получить качественное соединение, т.к. в верхней части угла и в горизонтальной плоскости шва деталь может не провариться. На плоскости, расположенной вертикально, могут появиться подрезы. Причиной их возникновения может стать стекающий вниз расплавленный металл.

Для того, чтобы избежать появления вышеуказанных дефектов, важно вести электрод по линии сварки легкими колебательными движениями.

Совет! Проводку электрода осуществляйте одинарным швом с катетом 8 мм.

Чтобы исключить риск непровара, возбуждение сварочной дуги должно начинаться на дистанции 3-4 мм от кромки катета на нижней горизонтальной плоскости. После, дугу надо направить на верхнюю точку шва и задержать ее там. Таким образом, вы получите хорошо проваренную деталь.

Для получения качественного и прочного углового сварного шва, нужно четко придерживаться последовательности действий. Для создания углового соединения подойдет любой сварочный аппарат. Не забывайте о мерах предосторожности и выполняйте сварочные работы в защитном костюме и маске.

Какие дефекты могут иметь сварочные швы?

Виды дефектов при сварке.

Согласно принятым стандартам, дефекты у швов могут быть следующие:

лунки, кратеры, свищи, причиной которых являются искрение и возникновение пустот в сварочной ванне;
трещины в швах;
появление непроваренных фрагментов шва;
включения посторонних твердых частиц;
отклонение формы шва от требуемой по установленным стандартам.

Необходимо иметь в виду, что чаще всего причиной появления указанных дефектов является нарушение установленных правил сварки, использование электродов плохого качества. Ухудшению параметров углового шва способствуют также мельчайшие частицы воздуха, каким-то образом попавшие в сварочную ванну, и внезапное появление блуждающих токов.

Сварка профилей под углом 90 °

Когда появляются вопросы, подобные тому, как сварить рамку из уголка, необходимо уметь правильно соединять детали под углом 90 °. Существует три варианта исполнения.

Первый способ заключается в том, что наружная часть одной из полок одного уголка накладывается на внутреннюю часть полки второго. Этот способ наиболее прост, но при его выполнении один уголок оказывается выше другого на толщину полки.

Второй способ состоит в предварительной обрезке полки одного из уголков на величину высоты полки. После этого второй уголок можно приложить к вырезу заподлицо и сварить с первым.

Третий способ сварки также позволяет сварить заготовки на одном уровне. Для этого каждая из заготовок предварительно обрезается под углом 45 °C, после чего они соединяются углами, образуя в итоге прямой угол.

Чтобы сварить рамку, необходимо взять четыре заготовки из углового проката, подготовленные для сварки под прямым углом по одному из приведенных способов. Для предварительного закрепления лучше использовать с струбцины.

Совместив все заготовки, необходимо проконтролировать геометрические размеры будущего изделия. Затем, сделав прихватки по четырём углам, вновь сделать замеры диагоналей рамки, при необходимости подкорректировав их легкими ударами молотка вдоль большей диагонали. После этого можно осуществлять сварку стыков.

Скважинные насосные агрегаты и автоматика

Для забора воды из скважин в основном используются поверхностные и погружные электронасосы центробежного принципа действия. Преимуществом данной конструкции является возможность создания высокого напора в линии, благодаря применению агрегатов с большим количеством рабочих колес, позволяющих повышать давление в каждой последующей ступени.

Бытовые погружные электронасосы могут поднимать воду с очень больших глубин (около 200 метров), в то время как поверхностные виды используют в источниках с зеркалом воды на глубине до 9 метров от поверхности земли. Для увеличения глубины забора поверхностных моделей иногда используют встроенные или погружные эжекторы, правда при этом их КПД значительно падает.

Рис. 11 Центробежный электронасос

Гидроаккумулятор, реле и манометр

Для автоматизации работы водозаборного насосного оборудования используется автоматика для скважины или насосная станция, состоящая из следующих приборов:

Гидроаккумулятор. Представляет собой объемный металлический бак с резиновой грушей внутри, которая при включенном электронасосе заполняется водой. Устройство позволяет избежать гидроударов в системе и оптимизирует работу электронасоса, уменьшая количество его циклов включения и выключения.
Реле. Основным элементом автоматической системы управления является реле давления, которое подключается к линии при помощи штуцера. При появлении давления в системе выше его настроек, встроенная мембрана внутри корпуса реле через механическую систему прерывает подачу питающего напряжения на электронасос, и он отключается. После потребления воды, когда давление в системе падает, реле замыкает контакты и включает электронасос.
Манометр. Прибор является одним из основных элементов в любой водопроводной системе, позволяет контролировать давление и настраивать оборудование.

Рис. 12 Автоматика в системе управления электронасосами

Конструктивное устройство водных скважин не отличается большой сложностью, основными внутренними элементами, которые устанавливаются при бурении, являются обсадные трубы и фильтр в области забоя. Для забора воды после монтажа скважины используют дополнительное оборудование и инженерные системы (кессон, оголовок, адаптер), позволяющие эффективно подключить электронасос к источнику, учитывая его расположение и вид.