Виды, типы, формы скосов для швов при ручной дуговой сварке

В ходе ручной электродуговой сварки используются следующие типы:

V-образная

прямая фаска с одной стороны используется для листового проката от 3 до 26 мм. Угол скоса определяется числом разделанных кромок:

• одна — 50°;
• две — 60°.

X-образная

скашиваются две стороны листа 12-60 мм. Угол фаски – 60°.

V- и X-образное соединения

U-образная

Криволинейная фаска на одной из сторон рекомендуется для заготовок от 20 до 60 мм. Эффективен при ручной электродуговой сварке. В этом случае достигается существенная экономия сварочных материалов за счет формирования сварочной ванны оптимальной формы. Повышается также и скорость сварки. Все это положительно влияет на себестоимость сварочных операций.

Обозначения

Геометрические параметры разделки определяются конструктивными характеристиками соединяемых деталей. Влияет на них и диаметр электрода или сварочной проволоки. Угол скоса должен давать возможность доступа инструмента к корню шва.

Основными параметрами являются:

• Зазор b. Наименьшее расстояние между торцами заготовок. Обычно его делают не больше 2-3 мм. Если конструктивные или технологические условия требуют большего зазора, то соединение выполняют с большим количеством присадочного материала, а также с использованием специальных траекторий движения горелки. Используют также метод нескольких проходов.
• Притупление C. Не скашиваемая нижняя часть торца. Оставляется для обеспечения заданной формы шовного материала. Служит также для снижения риска корневых прожогов. Если притупление по конструктивным или технологическим условиям оставляется менышим 1 мм или вовсе не делается, следует прибегать к специальным мерам.
• Угол скоса β. Острый угол, образуемый торцом заготовки и плоскостью кромки. Бывает от 10 до 30°. В случае одностороннего скоса может достигать 45°.
• Угол разделки α. Угол, образуемый плоскостями фасок обеих заготовок. Его назначение – обеспечение доступа электрода к корню шва. Равен удвоенному значению β.

Для предотвращения прожога при малых (или нулевых) значениях притупления принимают следующие меры:

• сварочные подкладки, исключающие прожог и вытекание расплава;
• подушка из флюса;
• выполнение предварительной подварки;
• формирование замкового шва.

Конструкторы и технологи должны стремиться к соблюдению нормативных значений зазора и притупления. Применение любых дополнительных операций и специальных методов ведет к росту трудоемкости, снижению производительности и повышенному расходу сварочных материалов. Все это негативно влияет на производительность и себестоимость сварочных операций.

Способы разделки кромок

В ходе подготовительных работ применяются такие способы разделки кромок:

• Газовым резаком. Метод не отличается высокой точностью и качеством поверхности. Обязательно требуется дополнительная механическая обработка для выравнивания фаски и его шлифовки.
• Механическая резка. При обработке строганием или фрезерование дополнительной обработки не требуется. После долбежки нужна такая же доработка, как и после газовой резки.

 

Способы разделки кромок под сварку

На заготовках, имеющих форму тел вращения, удобно формировать фаски на токарно — расточных станках.

Для криволинейных швов применяются специализированные фрезеровальные станки или универсальные обрабатывающие центры. Применение специализированного оборудования позволяет снизить себестоимость операции.

Для прямолинейных кромок доступен самый широкий выбор оборудования. Наиболее производительными и экономичными являются строгальные станки. Доступна также обработка фрезерованием и пневмошлифовка.

Дополнительная механическая обработка для выравнивания поверхности может проводиться вручную, с применением УШМ. Сохранилась также и доработка с применением зубила и напильника. К механизированным способам относят пескоструйную и дробеструйную обработку.

Правила подготовки изделий

Для любого метода сварки необходим комплекс подготовительных операций, направленных на выравнивание поверхности заготовки и ее очистку от слоя окислов, шлаков, окалины, ржавчины и других механических и химических загрязнений. В них входят:

• правка;
• зачистка;
• разметка;
• раскрой.

Химическая очистка проводится для полного обезжиривания и удаления следов посторонних химических веществ в околошовной области, как минимум на 30 мм в каждую сторону от линии шва.

В качестве дополнительной операции по указаниям технологов может проводиться локальная или общая термообработка. Она предназначена для снятия внутренних напряжений, возникших на предыдущих стадиях обработки. Термообработка также может использоваться для улучшения таких характеристик материала, как прочность, упругость, пластичность и свариваемость.

Тщательное проведение подготовительных операций позволяет получить прочное, бездефектное и долговечное сварное соединение.

Разделку кромок, как правило, проводят после завершения комплекса подготовительных операций. Правильно выполненная разделка позволяет рассчитывать на качественный шов. Электрод (или проволока) должен иметь доступ к корневой области шва и выполнить глубокий и полный провар.

Зачистка металла

Кромки свариваемых заготовок проходят предсварочную подготовку одним из трех способов:

• Без разделки. Допускается для материалов тоньше 1 миллиметра. Достаточное качество шва может быть обеспечено и без формирования фасок.
• Отбортовка. Торцы заготовок прокатываются на специальном оборудовании и становятся тоньше. Односторонняя делается для стыковых и угловых швов. Двусторонняя – при сварке встык.
• Формирование скосов.

Если деталь перемещалась или хранилась, то после разделки следует выполнить повторное обезжиривание непосредственно пред началом сварочных работ.

В случае длительного хранения потребуется повторить и механическую зачистку для удаления окисной пленки, успевшей образоваться на поверхности.

Требования к готовым поверхностям

К поверхностям, подготовленным для сварки, предъявляются следующие требования:

• Выровненная поверхность. Должны быть исключены искривления, коробление, поверхностные дефекты.
• Чистота. Должны быть удалены окисные пленки, ржавчина, окалина, пыль и стружка, лакокрасочные покрытия и смазка.
• Точность разделки кромок. Недопустимы перепады угла скоса и притупления.

Скачать ГОСТ 5264-80

Начало формы

Конец формы

Четкое выполнение этих требований дает возможность выполнить качественный, прочный и долговечный шов.

Под каким углом

Угол скоса измеряется между плоскостями скошенной кромки и торцом. Он определяется такими параметрами:

• Метод сварки. Для газовой рекомендовано 40-45°, высота притупления от полумиллиметра до миллиметра. Для электросварки – 30-35°.
• Диаметр сварочного материала. Электрод или проволока должны свободно достигать корневой области.
• Толщина материала. С увеличением толщины угол должен становиться более тупым.

Особенности методов резки также влияют на величину угла.

Оборудование и инструмент

Для выполнения подготовительного блока операций доступно большое разнообразие оборудования:

• Ручная правка. Правильные столы, молот.
• Механическая правка. Прессы, вальцы.
• Зачистка. УШМ с дисками или проволочными щетками. Органические растворители для обезжиривания.
• Термообработка. Прогрев газовыми горелками и индукционным методом.
• Раскрой. Газовый резак, роликовые ножницы, установки плазменной и лазерной резки.
• Гибка. Ручным инструментом или на гибочных установках.

Гибочный станок

Станки для обработки кромок

Для этой операции применяют как универсальные инструменты, так и специализированное оборудование. Выбор типа зависит от объема работ.

В качестве универсальных инструментов используются угловые шлифмашины, напильники, другой ручной слесарный инвентарь.

Представлены на рынке и специальные устройства — кромкорезы и фаскосниматели. Их применение экономически оправдано при подготовке больших объемах однотипных швов.

Станок для обработки кромок под сварку

Технология разделки кромок

Основа технологического процесса разделки кромок — это удаление части материала из зоны шва для обеспечения его однородности, прочности и долговечности. Металл удаляется механической обработкой или газовой резкой под определенным углом.

Если после обработки качество поверхности неудовлетворительное, то проводится дополнительная мехобработка.

В большинстве случаев скос не доходит до нижней кромки заготовки. Там оставляют притупление. Его назначение — снизить риск прожога металла и вытекания расплава из шва.

Мехобработка для заготовок, имеющих форму тел вращения, проводится на токарных станках.

Прямолинейные фаски снимают на строгальных или фрезеровальных станках. Применяются и установки для пневмошлифовки и долбежные станки. В отдельных случаях используются установки водяной резки под высоким давлением.

В условиях небольших мастерских поверхности под сварку обрабатывают ручным слесарным инструментом и дорабатывают напильником.

Кроме газовой резки, используются плазменные и лазерные установки. Они позволяют добиться высокой точности обработки и качества поверхности, формируя К-, V-, и Х-профили скоса.