Сварные соединения и швы конструкций

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И ШВЫ КОНСТРУКЦИЙ

Типы сварных соединений. Сварные швы

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.1 показаны формы подготовки торцевых поверхностей (кромок) и очертание сварного стыкового шва, полученного в результате сварки.

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.1, а показана подготовка кромок для элементов толщиной 1-4 мм в виде отбортовки, при расплавлении которой образуется шов. На рис.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.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 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 подварочиый 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.

Рис.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;

г - подготовка кромок стали толщиной 8-120 мм

На рис.1, г показана подготовка кромок стали толщиной 8-120 мм. Обе кромки свариваемых элементов скашивают с двух сторон на угол (25 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, но 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 по толщине скосом кромок и др.

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

На рис.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 подварочный "П" (рис.2, а). При этой же толщине и сквозном проваре можно обойтись без подварочного шва (рис.2, б). Часто применяют угловое соединение со стальной подкладкой (рис.2, в), которая обеспечивает надежный провар элементов по всему сечению. При толщине металла 8-100 мм (рис.2, г) применяют двустороннюю разделку примыкающего элемента под углом (45±2)°.

Рис.2. Узлы соединений и швы:

а - с подварочным швом (толщина металла 3-60 мм);

б - со стальной прокладкой;

в - без подваренного шва;

г - с двухсторонней разделкой примыкающего элемента (толщина металла 8-100 мм)

Тавровым соединением (рис.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 Т9. Распространенным является соединение, показанное на рис.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.

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