Сварка, як і раніше залишається одним з найпопулярніших методів отримання нероз'ємних конструкцій з металів і полімерів. Така популярність визначає і різноманітність зварних стиків, які в чомусь схожі між собою, а в чомусь принципово різні. У даній статті ми розглянемо всі основні види термічних зварювальних з'єднань.
Види зварних з'єднань
Отже, які бувають зварні з'єднання? Види зварних з'єднань наступні:
Найбільш широко застосовувана різновид, яка може бути одно- і двостороннім, із знімною і незнімної підкладкою і взагалі без неї. Стикових зварювальних з'єднанням можуть бути з'єднані деталі з відбортовкою, з замкової кромкою, а також з різноманітними скосами: дво- і односторонніми, симетричними і асиметричними, ламати і криволінійними.
Як стає вже зрозуміло з самої назви, дане з'єднання зварює кутові конструкції. Крім того, за допомогою кутових з'єднань виробляє зварювання конструкційних елементів в важкодоступних місцях. Даний тип з'єднання застосовується в наступних випадках:
- Скоси (односторонні або двосторонні) є у крайок двох деталей, що з'єднуються;
- У кромок з'єднувальних деталей відсутні скоси;
- У одного краю є отбортовка.
В інших випадках кутове з'єднання застосовувати не можна, оскільки через складність крайок якість зв'язку різко погіршується.
Застосовується для зварювання Т-образних конструкцій, а також для деталей, які з'єднуються під невеликим кутом один до одного. Дане з'єднання сумісно з наступними видами крайок:
- Скіс відсутня;
- На кромці можуть бути симетричні або асиметричні одно- і двосторонні скоси;
- На кромці є криволінійний одно- або двосторонній скіс, розташований в одній площині.
Невелика кількість крайок, до яких може бути застосовано Таврове з'єднання, пояснюється складною геометрією деталей, що з'єднуються.
Даний тип зварювання з'єднує між собою кінці деталей або конструкційних елементів. Зварювальні роботи внахлест виробляються тільки з крайками без скосів.
Досить рідкісний тип з'єднання, оскільки має на увазі варіння однієї деталі до торця інший. Тому нерідко основні типи зварних з'єднань не включають торцеве в окремий пункт, а об'єднують його з з'єднанням внахлест.
класифікації швів
Також види зварних з'єднань різняться по шву, одержуваного в результаті зварювальних робіт. Діючі стандартні увазі кілька класифікацій:
За просторовому розташуванню
За своїм розташуванням зварні шви можуть бути:
- Нижніми, якщо їх кут щодо горизонталі не перевищує 60 градусів;
- Вертикальними, якщо їх кут щодо горизонталі розташований в діапазоні 60-120 градусів;
- Стельовими, якщо їх кут щодо горизонталі розташований в діапазоні 120-180 градусів.
За їх безперервності
Зварні шви можуть бути безперервними (без розривів) і переривчастими (є розриви). Останні найбільше характерні для кутових і таврових з'єднань.
За характером розривів переривчасті шви поділяються на:
- Ланцюгові - розриви рівномірні немов би осередки в ланцюзі;
- Шахові - розриви зрушують невеликі по довжині шви один щодо одного немов би білі клітини на шахівниці;
- Точкові - схожі з шаховими швами, тільки шви виглядають не у вигляді рисок, а у вигляді поодиноких точок.
Відзначимо, що безперервні шви більш надійні і більш стійкі до корозійного руйнування, але найчастіше їх неможливо застосовувати з технологічних причин.
За типом зварного з'єднання
Зварні з'єднання відрізняються один від одного ще й по одержуваному шву:
- Стикового виходить при однойменному з'єднанні деталей;
- Кутовий утворюється не тільки при зварюванні деталей кутами, але також ще при тавровому і стиковому зварюванні;
- Проплавной виходить при таврової зварюванні і при стику внахлест деталей, чия товщина не перевищує 1 см;
- Електрозаклёпочний виходить при зварюванні таврових стиків і внахлест. Технологія виконання даних швів наступна. Металеві деталі, чия товщина не перевищує 3 мм, варять без попередньої обробки, оскільки електрична дуга пробиває їх наскрізь. Якщо товщина зварювальних деталей перевищує 3 мм, то одна деталь просверливается і вже через неї зварюванням прихоплюється друга;
- Торцеві виходять при зварюванні деталей їх торцями.
За характером профільного перетину
Дана класифікація вказує на форму перетину зварного шва в розрізі:
- Опуклі виступають півколом над поверхнею з'єднаних деталей;
- Увігнуті утворюють невелике заглиблення щодо поверхні сполучених деталей;
- Нормальні складають одну лінію з поверхнею;
- Спеціальні. Утворюються при стику деталей кутом або тавром. У поперечному перерізі вони виглядають як неравнобедренний трикутник.
Внутрішній перетин визначає експлуатаційні характеристики зварних з'єднань. Так, наприклад, опукле перетин надає хорошу стійкість до статичних навантажень, такі шви вважаються посиленими. Тоді як увігнуті, навпаки, вважаються ослабленими, зате вони краще витримують динамічні і різноспрямовані навантаження. Експлуатаційні характеристики нормальних зварних швів схожі з характеристиками увігнутих. Спеціальні шви відмінно справляються зі змінними навантаженнями. Також вони знижують напругу, що виникає в зварених деталях в процесі їх повсякденної експлуатації.
За технологією виконання зварних робіт
Тут зварні шви класифікуються по ходу електрода при проведенні зварювальних робіт:
- Поздовжній утворюється при русі електрода уздовж стику деталей, що з'єднуються;
- Поперечний виходить при русі електрода поперек стику деталей, що з'єднуються;
- Косий утворюється, коли електрод рухається під деяким кутом щодо крайніх точок його траєкторії;
- Комбінований утворюється при поперемінному використанні трьох вище зазначених швів.
За кількістю шарів
Передбачені зварні роботи виконуються в один або в кілька шарів (проходів). При одному проході утворюється валик з оплавленого металу. Валики можуть виконуватися на одному або на різних рівнях. У першому випадку один шар буде складатися з декількох валиків. Найдальший від облицювального рівня валик називається коренем шва.
Багатошарові і багатопрохідні зварні з'єднання використовуються при варінні товстостінних елементів або для уникнення термічних деформацій в структурі сталевого сплаву.
Для уникнення термічних деформацій і прожогов часто застосовують підварювального шов. Лицьова ж застосовується для поліпшення зовнішнього вигляду зварного стику приварених один до одного конструкційних елементів.
Результати порушення технології зварювальних робіт
При порушенні технології зварювальних робіт в місці з'єднання можуть виникнути:
- Пропали (підрізи) - зони критичного нагріву металу, в яких під впливом високих температур почалися різні хімічні реакції (кристалічна корозія та ін.);
- Непровари - зони, в яких температура виявилася недостатньою для взаємного проникнення країв один в одного і утворення єдиної монолітної структури;
- Несплавление - з'єднуються краю не нагрілися до температури плавлення і не сплавилися один з одним;
- Шлакові засмічення - точки концентрація шлакових речовин, які проникли в рідкому стані з неякісних електродів в зварювальну ванну і по застиганні утворили сторонні кристалічні вкраплення;
- Пори з'являються через бризжущего металу внаслідок раптово виниклих пікових температур в зварювальної ванні;
- Тріщини з'являються через неякісне з'єднання двох сортів стали, мають різну температуру плавлення;
- Мікропорожнини виникають через нерівномірне нагрівання і охолодження металу.
Технології контролю якості
Всі види зварних з'єднань обов'язково піддаються перевірці. Залежно від вимог до якості роботи виконуються наступні технології контролю якості:
- Візуальний огляд дозволяє визначити лише видимі порушення якості (вкраплення шлаку, тріщини, пропали і т.п.);
- Вимірювання довжини і ширини вказують на відповідність отриманого результату технічним завданням і ГОСТу;
- Перевірка герметичності за допомогою опресування. Застосовується при виготовленні різних ємностей;
- Спеціальні контрольно-вимірювальні прилади встановлюють характеристики внутрішньої структури отриманого зварного стику;
- Лабораторні дослідження дозволяють визначити поведінку звареної конструкції під впливом різних навантажень і хімічних речовин.