Зварні з'єднання і шви класифікуються за такими основними ознаками:
- увазі з'єднання;
- положенню, в якому виконується зварювання;
- конфігурації і протяжності;
- вживаному увазі зварювання;
- способу утримання розплавленого металу шва;
- кількості накладення шарів;
- застосовується для зварювання матеріалу;
- розташуванню деталей, що зварюються відносно один одного;
- чинному на шов зусиллю;
- обсягом наплавленого металу;
- формі свариваемой конструкції;
- формі підготовлених крайок під зварювання
По виду з'єднання зварні шви бувають стиковими і кутовими. По розташуванню в просторі шви зварних з'єднань поділяються на нижні, вертикальні, горизонтальні і стельові. Вихід шва з стельового положення в вертикальне при зварюванні циліндричних виробів називається полупотолочним становищем.
По конфігурації шви зварних з'єднань бувають прямолінійними, кільцевими, вертикальними і горизонтальними. За протяжністю шви поділяються на суцільні і переривчасті. Суцільні шви в свою чергу діляться на короткі, середні і довгі.
По виду зварювання шви зварних з'єднань поділяються на:
- шви дугового зварювання
- шви автоматичного і напівавтоматичного зварювання під флюсом
- шви дугового зварювання в захисних газах
- шви електрошлакового зварювання
- шви електрозаклепочние
- шви контактного електрозварювання
- шви паяних з'єднань
За способом утримання розплавленого металу шви зварних з'єднань поділяються на шви, виконані без підкладок та подушок; на знімних і залишаються сталевих підкладках: на мідних, флюсомедних. керамічних і азбестових підкладках, а також флюсових і газових подушках. Залежно від того, з якого боку накладається шов, розрізняють односторонні і двосторонні шви.
За вживаним для зварювання матеріалу шви зварних з'єднань поділяються на шви з'єднання вуглецевих і легованих сталей; шви з'єднання кольорових металів; шви з'єднання биметалла; шви з'єднання вініпласту та поліетилену.
По розташуванню деталей, що зварюються відносно один одного шви зварних з'єднань можуть бути під гострим або тупим кутом, під прямим кутом, а також розташовуватися в одній площині.
За обсягом наплавленого металу розрізняють нормальні, ослаблені і посилені шви.
За формою свариваемой конструкції шви зварних з'єднань виконуються на плоских і сферичних конструкціях, а по розташуванню на виробі шви бувають поздовжніми і поперечними.
Звареними називають нероз'ємні з'єднання, виконані за допомогою зварювання. Вони можуть бути стиковими, кутовими, Нахлесточного, тавровими і торцевими (рис.1).
Стикових називають з'єднання двох деталей їх торцями, розташованими в одній площині або на одній поверхні. Товщина зварювальних поверхонь може бути однаковою або відрізнятися одна від одної. На практиці стикове з'єднання найчастіше застосовують при зварюванні трубопроводів і різних резервуарів.
Кутове - зварене з'єднання двох елементів, розташованих під кутом відносно один одного і зварених в місці примикання їх країв. Такі зварні з'єднання знайшли широке застосування в будівельній практиці.
Нахлесточного - зварене з'єднання передбачає накладення одного елемента на інший в одній площині з частковим перекриттям один одного. Такі сполуки найчастіше зустрічаються в будівельно-монтажних роботах, при спорудженні ферм, резервуарів і т.д.
Рис.1. З'єднання зварні. А - стикові; Б - кутові; В - нахлесточного; Г - таврові
Мал. 2. Основні положення зварних швів в просторі. А - стикові; Б - кутові; 1 - нижня; 2 - горизонтальне; 3 - вертикальне; 4 - стельове
Тавровим називають з'єднання, в якому до площини одного елемента прикладений торець іншого з'єднання під певним кутом.
зварювальні шви
Ділянка зварного з'єднання, сформований як результат кристалізації розплавленого металу, називається зварювальним швом. На відміну від сполук зварні шви бувають стиковими і кутовими (рис. 2).
Стикового - це зварений шов стикового з'єднання. Кутовий - це зварений шов кутового, нахлесточного і таврового з'єднань.
Зварювальні шви розрізняють за кількістю шарів накладення, орієнтації їх в просторі, по довжині і т.д. Так, якщо шов повністю охоплює з'єднання, то його називають суцільним. Якщо в межах одного з'єднання шов розривається, то його називають переривчастим. Різновидом переривчастого шва є пріхваточний шов, який застосовують для фіксації елементів відносно один одного перед зварюванням. Якщо зварювальні шви накладають один на інший, то такі шви називають багатошаровими.
За формою зовнішньої поверхні зварювальні шви можуть бути плоскими, увігнутими або опуклими. Форма зварювального шва впливає на його фізико-механічні властивості і на витрату електродного металу, пов'язаний з його формуванням. Найбільш економічні плоскі і увігнуті шви, які, до того ж, краще працюють при динамічних навантаженнях, так як відсутній різкий перехід від основного металу до зварного шва. Надмірний наплив опуклих, швів призводить до перевитрати електродного металу, а різкий перехід від основного металу до зварного шва при концентрованих напружених може викликати руйнування з'єднання. Тому при виготовленні відповідальних конструкцій опуклість на швах знімають механічним способом (фрези, абразивні круги і т.д.).
Розрізняють зварювальні шви по їх положенню в просторі. Це нижні, горизонтальні, вертикальні і стельові шви.
Елементи геометричної форми підготовки крайок під зварювання
Елементами геометричної форми підготовки крайок під зварювання (рис. 3, а) є: кут оброблення крайок α; зазор між стикуємими крайками а; притуплення крайок S; довжина скоса листа L при наявності різниці товщини металу; зміщення кромок відносно один одного δ.
Кут оброблення крайок виконується при товщині металу більше 3 мм, оскільки її відсутність (оброблення крайок) може привести до непровари по перерізу зварного з'єднання, а також до перегріву і пережогу металу; при відсутності оброблення крайок для забезпечення провару електрозварник завжди намагається збільшити величину зварювального струму.
Оброблення кромок дозволяє вести зварювання окремими шарами невеликого перерізу, що покращує структуру зварного з'єднання і зменшує виникнення зварювальних напружень і деформацій.
Зазор, правильно встановлений перед зварюванням, дозволяє забезпечити повний проварена по перетину з'єднання при накладенні першого (кореневого) шару шва, якщо підібраний відповідний режим зварювання.
Довжиною скоса листа регулюється плавний перехід від товстої деталі, що зварюється до більш тонкої, усуваються концентратори напружень в зварних конструкціях.
Притуплення кромок виконується для забезпечення сталого ведення процесу зварювання при виконанні кореневого шару шва. Відсутність притуплення сприяє утворенню прожогов при зварюванні.
Зміщення кромок погіршує властивості міцності зварного з'єднання і сприяє утворенню непровару і концентрацій напружень. ГОСТ 5264-69 допускає зміщення крайок, що зварюються відносно один одного до 10% товщини металу, але не більше 3 мм.
Геометрія і класифікація зварних швів
Елементами геометричної форми зварного шва є: при стикових з'єднаннях - ширина шва «b», висота шва «h», при таврових, кутових і напусткових соедіненіях- ширина шва «b», висота шва «h» і катет шва «К» (рис . 3, б).
Зварні шви класифікуються за кількістю наплавлених валиків -однослойние і багатошарові (рис. 4, а); по розташуванню в просторі - нижні, горизонтальні, вертикальні і стельові (рис. 4, б); по відношенню до діючих зусиллям на шви -фланговие, лобові (торцеві) (рис. 4, в); у напрямку - прямолінійні, кругові, вертикальні і горизонтальні (рис. 4, г).
Властивості зварних швів
На якісні показники зварних з'єднань накладає відбиток безліч факторів, до яких відносяться свариваемость металів, їх чутливість до термічних дій, окислюваність і т.д. Тому для відповідності зварних з'єднань тих чи інших експлуатаційних умов слід ці критерії враховувати.
Зварюваність металів визначає здатність окремих металів або їх сплавів утворювати при відповідній технологічній обробці сполуки, що відповідають заданим параметрам. На цей показник впливають фізичні і хімічні властивості металів, будова їх кристалічної решітки, наявність домішок, ступінь легування і т.д. Зварюваність може бути фізична і технологічна.
Під фізичної зварюваністю розуміють властивість матеріалу або його складів створювати монолітне з'єднання зі стійкою хімічним зв'язком. Фізичної зварюваністю володіють практично всі чисті метали, їх технічні сплави і ряд поєднань металів з неметалами.
До технологічної зварюваності матеріалу відносять його реакцію на зварювальний процес і здатність створити з'єднання, яке задовольняє задані параметри.