Формы сварных соединений

Сварное соединение это элемент сварной конструкции, состоящий из 2-х или нескольких деталей конструкции и сварного шва, соединяющего эти детали. Некоторые формы сварных соединений приведены на рис.7.7. При этом разделка кромок соединяемых деталей перед сваркой производится для обеспечения провара на всю толщину.

Сварные швы могут быть:

а) фланговыми; б) лобовыми; в) косыми; г) нижними; д) потолочными; е) вертикальными; ж) нормальными; з) выпуклыми; к) непрерывными (сплошными); л) прерывистыми; м) угловыми; н) тавровыми; о) нахлесточными.

Выпуклые швы имеют бо’льшее сечение и называются усиленными. Однако большая выпуклость сварного шва, работающего при знакопеременных нагрузках, вредна из-за наличия концентраторов напряжений в местах неплавного перехода от шва к основному металлу. Вогнутые швы могут применяться только в угловых соединениях.

Режимом сварки называется совокупность параметров, характеризующих процесс сварки: вид тока, диаметр электрода, напряжение, ток, скорость перемещения электрода вдоль шва и др.

Для получения сварного соединения высокой прочности необходимо выбрать наиболее рациональное размещение сварных швов, сочетая их с оптимальной технологией выполнения:

1) количество швов должно быть минимальным в соответствии с расчетом;

2) перекрещивать швы не рекомендуется;

3) следует добиваться симметричного расположения сварных швов (для снижения деформации);

4) стыковые швы более предпочтительны, нежели угловые.

5) неравномерное нагревание и охлаждение вызывают тепловые напряжения и деформации (литейную усадку).

Рис.7. 7. Формы сварных соединений: а, б, в, г) стыковые (г- с V- образной разделкой кромок); д) с лобовым швом;

е) с косым швом; ж) с фланговым швом; и) внахлест; з, к, л, м) с угловым швом; н) тавровое соединение.

Структурные превращения в металле вызывают растягивающие и сжимающие напряжения из-за изменения объема. Так, в углеродистых сталях при нагреве происходит образование аустенита из феррита, что сопровождается некоторым уменьшением объема. При больших скоростях охлаждения металла шва у высокоуглеродистых сталей аустенит образует мартенситную структуру, менее плотную, чем аустенит, т.е. объем растет и растут напряжения. При сварке низколегированных и низкоуглеродистых сталей такие изменения малы.

Для уменьшения внутренних напряжений выполняют следующие мероприятия:

1) длинные швы выполняют обратноступенчатым методом;

2) при выполнении многослойной сварки применяют каскадный способ;

3) обеспечивают свободную деформацию элементов конструкции (рис.7.8) и возможность ее компенсации при последовательном выполнении сварных швов;

4) производят заневоливание свариваемых элементов (сборка, сварка, остывание с использованием прихваток, временных технологических креплений и т.п.) рис.7.9;

Рис.7.8.

Сварка двутавра (номерами указана последовательность выполнения швов).

Рис.7.9.

Изготовление цилиндра с использованием временных технологических креплений или прихваток (2)

5) применяют охлаждение струей воды или медными прокладками;

6) осуществляют предварительный подогрев изделия или его частей для уменьшения разности температур и обеспечения медленного охлаждения. (В условиях низких температур нагрев обязателен и для низкоуглеродистых сталей);

7) производят отжиг до Т= 800- 950°С или нормализацию сварных соединений при охлаждении на воздухе.