Типы сварных соединений и виды сварных швов

Соединение металлических деталей сварки давно и прочно вошло в производство, широко применяется в быту и продолжает развиваться в направлениях повышения качества и снижения себестоимости. У этой популярности есть свои плюсы и минусы. Плюс в доступности технологии для широких народных масс. Минус в том, что большое количество непрофессионалов вносит неопределенности в терминологию и описание сварочных процессов. Действующий ныне ГОСТ 5264 – 80 говорит о характеристиках и типах сварных соединений, а также видах сварных швов.

Что представляет собой сварочное соединение

Прежде всего, это неразъемное соединение, которое выполняется сваркой. Существует множество способов выполнения таких работ. Их популярность легко объясняется отличным качеством и высокой прочностью. Низкая стоимость и высокая скорость выполнения позволили этой технологии проникнуть во все сферы народного хозяйства. При этом интерес к сварке не снижается и множество ученых и инженеров продолжают работать над усовершенствованием процесса.

Типы сварных соединений

В сварочной технологии рассматривают следующие типы:

• стыковое – этот тип соединения предполагает сваривание торцевых поверхностей деталей;

• нахлесточное – в этом случае детали располагают параллельно, с частичным заходом одной на другую;

• угловое – детали устанавливают под углом и сваривают вдоль линии примыкания;

• тавровое – торец одной детали приваривают к боковой поверхности другой детали;

• торцевое – сваривание производится по примыкающим боковым поверхностям.

Наибольшее распространение имеет стыковое. Оно не требуют высокой квалификации сварщика, отличается надежностью и качеством. Выполняются с разделкой кромок или без, в зависимости от толщины металла.

Преимущество нахлесточного соединения состоит в том, что отпадает необходимость подготовки свариваемой поверхности. Этот тип наиболее актуален для листов толщиной 8 – 12 мм. Чаще всего встречается при точечной, контактной и роликовой сварке.

При необходимости сваривания деталей под некоторым углом применяют угловые соединения. Надежный провар соединения возможен только при наличии скосов кромок. Выполнение скосов более трудоёмкая операция, чем сама сварка.

Тавровое соединение требует выполнения скосов и большого количества наплавляемого металла, что увеличивает расход электродов и себестоимость изделия. Его форма повторяет литеру «Т». Без разделки торцов можно выполнять односторонние швы на металле толщиной не более 4 мм.

Классификация сварных швов

Чаще всего встречается следующая классификация сварных швов:   

• по положению в пространстве;

• по конфигурации;

• по степени выпуклости;

• по количеству проходов;

• по направлению действующего усилия и вектору действия внешних сил;

• по виду сварки;

• по протяженности.

От пространственного положения шва зависит технология и сложность его выполнения. По этому признаку выделяют следующие виды сварных швов: 

• нижние, 

• горизонтальные, 

• вертикальные, 

• потолочные. 

Нижние – это азбука всех сварщиков. Они наиболее просты в исполнении и не требуют высокой квалификации сварщика. Самый сложный вид – потолочный. Кроме сложности он неудобен и опасен, возможностью попадания на сварщика капель расплавленного металла.

Разделение по конфигурации не требует особых разъяснений и не отличается особыми приемами. По этому признаку их делят на следующие виды: 

• прямолинейные, 

• криволинейные,

• кольцевые.

Сварные швы получаются вогнутыми, выпуклыми или плоскими. На этом признаке создали еще одно разделение: по степени выпуклости. Этот признак имеет существенное значение потому, что от него зависят физико-механические свойства. Плоские и вогнутые более гибкие и экономные, по сравнению с выпуклыми. А выпуклые более прочные, но при чрезмерной выпуклости склонны к концентрации напряжений.

С количеством проходов и вектором действия внешних сил все понятно, а вот по виду сварки сварные соединения разделяют по методу:

• дуговой сварки;

• автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом;

• дуговой сварки в защитных газах;

• электрошлаковой сварки;

• электрозаклепочные;

• контактной электросварки;

• паяных соединений.

По признаку протяженности различают сплошные и прерывистые швы. У прерывистых есть свои преимущества – сниженное тепловложение и низкая стоимость. Они, в свою очередь, делятся на цепные и шахматные. Встречаются крайне редко в связи с тем, что не имеют должной прочности и непроницаемости. На стороне сплошных главные козыри – качество, прочность и непроницаемость.

Требования к сварным швам

К разным швам предъявляют разные требования, но есть и общие положения, применимые ко всем. Швы должны обладать определенными механическими свойствами и соответствовать их основным показателям:    

• относительное удлинение в пределах 14 – 16%;

• предел прочности не менее чем у свариваемого металла;

• показатель твердости не менее чем у свариваемого металла.

Технологические требования сводятся, в основном, к обеспечению полного провара. Иначе трудно гарантировать надежную работу изделия. От внешнего вида шва требуется отсутствие прожогов, наплывов, непроваров и подрезов. Также требуют наличие плавных переходов к основному металлу.

Что влияет на качество сваривания

На этот вопрос можно ответить легко и сложно одновременно. Простым ответом может быть слово «всё». Возьмите любой из множества параметров технологического процесса сваривания, нарушьте его и вы не получите приемлемого качества.

Единственно верным подходом для получения надежной сварки можно считать следующий: технологи готовят полноценное технологическое описание процесса, менеджеры обеспечивают условия, материалы, специалистов, в соответствии с описанием; а сварщики выполняют работу без отклонения от техпроцесса. Только так можно получить изделие, которому можно доверять.