Виды сварочных швов и техника их выполнения. Что такое сварной шов.

Угловые сварные швы удобно выполнять методом «лодочной сварки». Детали свариваются под нужным углом, а затем располагаются подобно плавающей лодке. После расплавления металл равномерно распределяется по обеим сторонам, не образуя никаких дефектов.

Типы сварных швов: отличия от соединений и описание разновидностей

При определенных обстоятельствах для соединения некоторых деталей используются разные виды сварки. Если не выбрать наиболее подходящий вариант, то это неизбежно приведет к потере качества соединения и даже к его полному браку. Чтобы избежать этого, необходимо знать различия между сварными швами.

Не менее важно знать разницу между сварным и паяным соединением. В нашей статье мы объясним это, приведем типологию соединений и швов и опишем требования к качеству, гарантируемые нормативными документами.

Требования к сварным швам

Сварка сегодня считается самым популярным методом изготовления различных металлических конструкций. Ее популярность обусловлена главным образом надежностью и прочностью конечного соединения. Очевидно, что сварка широко используется при изготовлении таких металлических изделий, которые подвергаются высоким нагрузкам.

Но стоит отметить, что не все виды сварных швов обладают прочностью, обещанную прочность могут гарантировать только те соединения, при изготовлении которых соблюдены все требования, указанные в ГОСТе.

Основным документом, определяющим критерии качества для различных типов и видов сварных швов, является ГОСТ 23118-99, а некоторые дополнительные требования указаны в следующих правилах и рекомендациях:

  • СП 105-34-96 – сводные правила, которые прописывают критерии качества для сварных швов, а также диктуют алгоритм проведения сварочных мероприятий;
  • ВСН 006-89, ВБН А.3.1.-36-3-96 – инструкции по технологии проведения сварочных работ;
  • ВСН 012-88 – инструкция, в содержании которой последовательно указаны все мероприятия по контролю качества выполненных работ.

Упомянутые выше нормативные документы относятся к различным сварочным процедурам и различным типам сварных швов сварных соединений.

Отличия сварных швов от соединений

Сварка и сварное соединение — это разные понятия, но те, кто не знаком со сваркой, обычно путают эти термины. Сварной шов — это соединение заготовок, которые предварительно были расплавлены, а затем охлаждены. Сварной шов включает в себя три участка, которые подверглись воздействию высоких температур. Последние обычно так и называются:

  • Швы, которые появляются в результате плавления основного материала. Также в ходе работы может добавляться присадочный металл.
  • Зону сплавления. Территориально она располагается между сварным швом и материалом, из которого выполнены детали. Зона сплавления не подвержена нагреванию до высокой температуры. Здесь важно отметить, что она имеет свойство насыщаться элементами, которые участвуют в процессе присоединения, электродами или флюсом. По этой причине в составе будут присутствовать отличия от основного металла.
  • Зону термического воздействия. Это полоса, которая соединяется с зоной сплавления. В месте соединения под воздействием высокой температуры происходит изменение первоначальных свойств.

Виды сварочных швов и техника их выполнения

Виды сварочных швов и техника их выполнения

Сварной шов — это неразрывное соединение, образующееся в результате сварки. Задача любого сварщика — получить высококачественный сварной шов, обеспечивающий надежное соединение деталей. Чтобы выполнить эту задачу, необходимо знать типы сварных швов и технику их выполнения.

Основные виды сварочных швов

Прежде всего, все сварные швы различают в зависимости от типа соединения, которое они образуют. Так, различают следующие типы сварных швов:

  • стыковые – получаемые между заготовками, примыкающими торцевыми поверхностями друг к другу,
  • нахлесточные – получаемые за счет наложения деталей друг на друга с частичным перекрытием,
  • тавровые – получаемые за счет приваривания торцевой поверхности одной заготовки к плоскости другой заготовки,
  • угловые – получаемые между заготовками, расположенными под углом друг к другу, шов получается в месте примыкания деталей,
  • торцевые – получаемые за счет сваривания торцов заготовок.

Стыковые швы

Сварные швы с разделкой являются наиболее распространенным видом сварки. Они используются при сварке листов или труб разной толщины. Для сварки заготовки должны быть плотно соединены друг с другом. Между заготовками оставляют небольшой зазор около 1-2 мм. При сварке расплавленным металлом или присадочным металлом с наполнителем

Различают одностороннюю и двустороннюю сварку. При односторонней сварке шов образуется только с одной стороны заготовки. При двухсторонней сварке шов формируется с обеих сторон.

В зависимости от толщины свариваемых деталей для кромочных швов подготавливаются различные сварочные шарики. Соответствующее различие имеет место:

  • с отбортовкой – для деталей толщиной до 4мм,
  • без скоса – для деталей толщиной до 8мм,
  • с V-образным скосом – для деталей толщиной от 3 до 60мм,
  • с X-образным скосом – для деталей толщиной от 8 до 120мм,
  • с K-образным скосом – для деталей толщиной от 8 до 100мм,
  • с криволинейным скосом – для деталей толщиной от 15 до 100мм.

Для тонких деталей возможна сварка бисером без обработки кромок или с односторонней обработкой.

Нахлесточные швы

При сварке внахлестку поверхности свариваемых деталей параллельны и частично перекрываются. Сварка внахлестку считается самым простым и практичным процессом для неопытных сварщиков.

Сварка внахлестку всегда выполняется с обеих сторон. Кромка каждой детали должна быть приварена к поверхности другой детали. Кромки должны быть подготовлены без снятия фаски. Угол наклона электрода при сварке должен составлять от 15 o до 45 o. Если угол не соответствует этому диапазону, сварной шов будет «тянуть» с одной стороны соединения.

Тавровые швы

Т-образные сварные швы выполняются путем приваривания торца одной детали к боковой поверхности другой детали и напоминают Т-образный разрез. В процессе сварки заполняется угол, образовавшийся между заготовками. Поэтому важно обеспечить глубокое проплавление заготовок. Обычно это достигается за счет использования процессов автоматической сварки.

  Фильтр для противогаза: классификация, назначение, маркировка, сроки хранения. устройство противогаза. Для чего предназначен противогаз.

Т-образные соединения всегда двусторонние. Торцевые кромки могут быть сформированы без фаски или с одной или двумя фасками на одной кромке. Обрабатывается только свариваемая кромка. Как правило, детали толщиной от 2 до 40 мм можно сваривать без фаски. При толщине от 8 до 100 мм кромки обрабатываются.

При сварке Т-образных швов важно помнить об их особой характеристике: Получаемые швы прочнее, чем основной материал. Поэтому перед сваркой необходимо произвести расчеты получаемой прочности материала. Это необходимо для того, чтобы избежать неравномерной прочности деталей, разного сопротивления нагреву и охлаждению и других скрытых дефектов.

Другие критерии классификации сварных соединений

Помимо способа соединения деталей, сварные швы различаются и по другим параметрам:

  • по форме шва различают выпуклые и плоские швы,
  • по протяженности бывают сплошные и прерывистые швы,
  • по положению свариваемых поверхностей в пространстве бывают горизонтальные, вертикальные, потолочные и нижние швы и другие классификации.

Виды швов по положению в пространстве

Перед началом работы важно определить тип сварки по всем параметрам. Это поможет выбрать оптимальную технику сварки для каждого предполагаемого применения. Например, сварка углового соединения в вертикальном положении требует более тщательной подготовки, чем сварка углового соединения в нижнем положении.

Какими бывают?

Для всех типов, ширин, положений и классификаций сварных швов применяются критерии стандартов, содержащихся в ГОСТ 5264-80. Этот стандарт был введен в 1980-х годах и не изменился до сегодняшнего дня.

Документ содержит не только описание швов, но и правила их выполнения. Например, круговые швы используются для сварки цилиндрических деталей, судовой шов применяется в судостроении, а монтажный шов — для сборки конструкций на месте их использования. Существуют также многослойные швы, а также филейные и горизонтальные швы, когда одна кромка детали соединяется с боковой кромкой другой детали. Конечно, ГОСТ 5264-80 — это самое главное подспорье для новичков, которые хотят научиться делать красивые и качественные сварные швы.

Приемы соединения металлических деталей сваркой делятся по определенным критериям.

По способу соединения деталей

Соединение металлических кромок заготовок производится с помощью различных видов сварных швов. Опишем их вкратце.

  • Стыковой шов. Наиболее распространенный метод сварки, который используется для соединения листов металла и торцевых частей труб. Требованием к стыковым швам является жесткое соединение двух заготовок с допустимым зазором величиной не более 2 мм, заполняемым расплавленным металлом, образующимся при плавлении электрода. Перед началом сварочных работ необходимо провести подготовку кромок свариваемых деталей – их выравнивают и зачищают.

Филейные сварные швы являются самыми прочными и долговечными среди других сварных швов благодаря своей прочности.

  • Угловой шов. Этот вид соединения довольно сложен в исполнении, так как в процессе сварки расплавленный металл имеет свойство стекать с угловой поверхности – с вертикальной части заготовки на горизонтальную. Чтобы справиться с такой проблемой, сварщику необходимо держать электрод под правильным углом наклона, одновременно следя за тем, чтобы движения электрода были равномерными. Результатом такой работы станет ровное и прочное сварочное соединение. Для качественной сварки углового шва пользуются методикой под названием «лодочка»: соединяемые детали располагают под прямым углом, а шов выполняют короткими штрихами.

Угловые сварные швы имеют особые свойства, которые зависят от геометрии шва. Они характеризуются следующими параметрами:

  1. ширина шва – расстояние между кромками заготовок при сварке;
  2. изогнутость наплавления – точка зазора в области максимального уровня вогнутости;
  3. выпуклость шва – точка максимального уровня наплавления;
  4. корень области соединения – наиболее удаленная область от профиля, находящаяся ближе к изнанке работы.

Угловой сварной шов требует аккуратности и внимания к деталям, соблюдения правил геометрии.

  • Тавровый шов. Если выполнить разрез такого соединения, то можно увидеть, что одна деталь стыкуется с другой по профилю, выполненным в виде буквы «Т». По ГОСТу существует 9 видов исполнения тавровых швов, для которых требуется глубокое проплавление, выполняемое путем применения автоматического вида сварки. При ручном сваривании тавровым швом кромки заготовок необходимо тщательно зачистить и выровнять. Данная методика соединения металлических деталей имеет важную особенность – сварочный шов получается прочнее, чем металл заготовок.

Как варить и зачищать?

Идеальный и стабильный сварной шов может быть выполнен, если электрод правильно перемещается по отношению к рабочей поверхности заготовок. Красивый сварочный слой расплавленного металла реально получить, если работать электродом, который установлен под углом 55-60° и движется плавно, не срываясь. При этом электрод не следует слишком долго удерживать на одном месте, чтобы не расплавить заготовку.

Самый простой способ сварки — зигзагообразные движения, когда электрод ведется под небольшим углом слева направо. Не стоит делать больших движений, а покрытие металла должно быть равномерным.

Если расстояние между кромками деталей составляет 5 мм и более, для соединения используется техника «елочка». Это позволяет нанести большое количество металла и получить постоянный сварной шов. При этой технике электрод устанавливается под углом 45° и направляется треугольным движением без отрыва электрода от рабочей поверхности. Сварные швы, выполненные «методом петли», который используется для соединения тонких деталей, не менее стабильны.

Для того чтобы сварные швы всегда были чистыми, специалисты по сварке должны следовать определенным инструкциям.

  1. При работе нужно стараться сохранить ширину зазора между кромками одинаковым на всем протяжении шва. В этом случае соединение будет выполнено ровно и аккуратно.
  2. Во время сварочного процесса важно не терять контакт дуги с рабочей поверхностью, иначе это приводит к деформации соединения, что выглядит очень некрасиво.
  3. Чтобы сварка происходила без подтекания металла, необходимо стараться держать электрод под углом 70-75° относительно рабочей поверхности.
  4. Вертикальные швы всегда нужно начинать сваривать снизу, тогда растекание металла будет не таким интенсивным.
  Мебельная футорка и скорость сборки. Что такое футорка в мебели?

Когда сварной шов сформируется и остынет, на поверхности деталей останутся сварочный шлак и металлическая стружка, а сам шов будет вздутым, что не эстетично. Сварной шов поможет придать соединению привлекательный внешний вид. Сначала удалите шлак и окалину с помощью молотка и зубила. Затем прикрепите к шлифовальной машине шлифовальный круг, чтобы сгладить шов и сделать его заподлицо с остальной поверхностью.

Прочность сварного шва зависит от качества выполненной работы. Но сделать хороший и прочный шов — это еще не все. Например, должна быть схема: Сначала детали соединяются сваркой. Затем проверяется качество сварного шва, его зачищают и наносят слой защиты от ржавчины.

Для защиты от ржавчины шов необходимо заделать герметиком.

Такие меры необходимы, например, при ремонте кузовов автомобилей, сборке труб и т.д.

Возможные дефекты и их устранение

Неудовлетворительные результаты сварки часто достигаются неопытными новичками из-за того, что движение сварочного электрода было неравномерным или сварщик изначально неправильно выбрал величину и силу тока в сварочном аппарате. Некоторые ошибки невозможно исправить, если работа выполнена некачественно, но в некритичных случаях ситуацию можно исправить. В любом случае, после сварки необходимо проверить качество сварного шва.

Наиболее распространенными являются следующие дефекты качества сварки.

  • Наличие непроваренных участков. Выражается это в том, что стык двух соединяемых деталей недостаточно плотно заполнен расплавленным металлом, что влияет на прочность соединения, делая его ненадежным. Причинами такого дефекта бывает недостаточной силы ток и слишком быстрое перемещение сварочного электрода по рабочей поверхности. Если увеличить ток и убавить длину дуги, то стык будет заполняться плотно.
  • Образование канавки в материале возле сварочного соединения. Такой изъян называется подрезом, а его причина заключается в том, что сварщик выбрал очень длинную электродугу, в результате чего шов стал широким, но металл расплавлялся недостаточно из-за низкой температуры. В то же время происходило быстрое затвердевание расплавленной массы по краям сварочной ванны. Проблема решается путем уменьшения дуги и увеличения силы тока на сварочном аппарате.
  • Наличие сквозного прожига на заготовке. Этот дефект получается из-за того, что силу электротока выбрали слишком большую, а скорость передвижения электрода была медленной. В результате залипания электрода образовался большой зазор между кромками стыкуемых деталей, который не заполнился расплавленным металлом. Такая проблема устраняется путем выбора правильного режима сварки.
  • Пористый шов. Характеризуется наличием небольших отверстий в толще сварного шва. Образуются они в том случае, если сварка проводилась в защитной среде инертного газа, но газовое облако постоянно сдувал ветер или сквозняк. Иногда такой изъян получается, если сварку проводили по ржавой рабочей поверхности. Подобное соединение имеет низкую степень прочности, поэтому шов необходимо переделывать, обработав предварительно поверхность.

Иногда после застывания расплавленного металла в сварном шве появляются трещины. Трещины имеют долевую форму или проходят поперек плоскости сварки. Такие сварные швы не выдерживают напряжения и разрушаются.

Для устранения дефекта на разорванных участках сварку повторяют, а если разорван весь шов, его следует вырезать и сварить заново

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как сваривать красивые швы.

Сравниваем, оцениваем

Из всех вышеперечисленных вариантов стыковая сварка считается самой надежной и экономичной. Возникающие при этом напряжения почти такие же, как и в цельных деталях, которые не были сварены, т.е. в основном материале. Конечно, такая прочность достигается только при условии достаточно качественной работы.

Однако следует помнить, что надежность и экономичность процесса не являются синонимом простоты исполнения. Требования к отделке кромок, приспособление многих факторов к условиям конкретного сварного шва и некоторые ограничения в применении, обусловленные формой, требуют строгой профессиональной дисциплины.

порядок сварки стыковых швов

Тавровые соединения (в том числе угловые) также очень популярны. Они особенно распространены при сварке массивных конструкций.

Нахлесточные швы — самые простые в изготовлении. Они не требуют отделки кромок, и общая подготовка также намного проще. Они очень популярны для сварки тонких листов (допускается толщина до 60 мм). Простота не означает экономию: в таких вариантах часто встречается избыток покрытого и основного металла.

Швы по положению в пространстве

Следующий критерий классификации — положение поверхностей в пространстве. Существует четыре позиции:

  1. Нижние швы
  2. Горизонтальные
  3. Вертикальные
  4. Потолочные

Если предоставить выбор, то опытные мастера предпочтут сварку в самом нижнем положении. Это наиболее удобный метод, к тому же сварочную ванну легче контролировать. Это самый удобный метод и самый комфортный и удобный способ сварки. Три других пространственных варианта, с другой стороны, имеют особые требования и технические нюансы.

При горизонтальной сварке основной проблемой является гравитация — она просто заставляет металл скользить вниз. Такие швы можно сваривать справа налево или слева направо, в зависимости от того, что удобнее. Но правило для всех случаев использования электродов одно: угол наклона электрода должен быть достаточно большим. Конечно, при выборе угла нужно учитывать также силу тока и скорость, все взаимосвязано.

  ТОП—7. Лучшие быстрозажимные струбцины. Рейтинг 2021 года. Быстрозажимные струбцины какие лучше?

Главное, чтобы ванна не была наклонена вниз. Если металл все же течет, необходимо уменьшить нагрев, увеличив скорость. Второй вариант — регулярно выключать дугу, чтобы металл хотя бы немного остыл. Метод зачистки больше подходит для начинающих.

виды по положению в пространстве

С вертикальными швами та же проблема — гравитация, но здесь не весь резервуар наклоняется вниз, а металлические капли. Обычно в таких случаях используется дуга меньшего размера. Сварка может производиться в любом направлении. В спецификации испытаний сварщиков РД 03-495-02 эти варианты называются «положение сварки B1» — вертикально снизу вверх (так удобнее). «Положение сварки B2» — вертикально сверху вниз, используется реже, так как требует тщательного контроля сварочной ванны.

Соединение крыши — самое сложное в подгруппе, требующее настоящего мастерства. Здесь нет других вариантов положения электрода — просто держите его под прямым углом к крыше. Возьмите более короткую дугу, скорость кругового движения должна быть постоянной. Выпускать газ и шлак в этом случае сложно, трудно удержать расплав от стекания. Даже если качество изготовления находится на должном уровне и все технологические требования соблюдены должным образом, кровельный процесс отстает от сварных швов по всем остальным пунктам с точки зрения прочности и общего качества.

Сварные соединения по очертанию

Классификация сварных швов по контуру:

  • Продольные: требуют самой тщательной подготовки металла в виде доскональной зачистки от заусениц, кромок и любых неровностей, помимо всего необходимо обезжиривание поверхностей участка сварки.
  • Кольцевые: это работы по окружностям со своими специальными требованиями — чрезвычайно высокими аккуратностью и точностью.

Классификация сварных швов

Даже для одного и того же типа швов сварные швы могут отличаться по конфигурации, контуру, технологии и т.д. Поэтому их группируют в соответствии с параметрами, указанными в кодах.

По положению в пространстве

В зависимости от пространственного расположения сварные швы могут быть:

  1. Нижними, когда стык находится внизу относительно сварщика. Расплавленный металл не вытекает из сварочной ванны, а шлак и газы беспрепятственно поднимаются на поверхность. При сварке электрод или пламя горелки ведут вдоль стыка с небольшими поперечными движениями.
  2. Горизонтальными, если сваривают вертикально установленные детали справа налево или наоборот. Для предотвращения стекания металла нижнюю заготовку смещают на 1 мм, чтобы получился уступ. После завершения работы разница будет незаметна. Важно не ошибиться со скоростью сварки, поскольку при медленном перемещении дуги или пламени горелки появятся потеки, а при быстром ― непровары.
  3. Вертикальными, когда вертикально установленные детали соединяют сверху вниз или в обратном направлении. Для удержания расплава в сварочной ванне сварку ведут снизу вверх прерывистой дугой на малом токе.
  4. Потолочными, если стык расположен над головой мастера. Расплавленный металл удерживается поверхностным натяжением.

Читайте также: Визуальный и размерный контроль сварных швов (VIG).

Сварные швы по положению в пространстве

По конфигурации

В этой группировке есть три типа сварных швов в зависимости от формы соединения. Существует три типа сварных швов: прямые, изогнутые и круговые (спиральные). Конфигурация сварных швов не зависит от пространственного положения деталей.

Классификация сварных швов по конфигурации

По степени выпуклости

Сварные швы классифицируются в зависимости от формы поперечного сечения:

Типы сварных швов по степени выпуклости или по внешнему виду

  1. Выпуклые (усиленные). Используют для сборки узлов эксплуатируемых с большой статической нагрузкой.
  2. Вогнутые (ослабленные). Используют при сварке тонкого металла.
  3. Нормальные (плоские). Хорошо противостоят динамическим и разнонаправленным воздействиям.
  4. Специальные в виде неравнобедренных треугольников применяют в угловых и тавровых соединениях, на которые действуют переменные нагрузки.

По протяженности

Эта классификация включает сплошные и прерывистые сварные швы, выполненные на участках от 10 до 30 см, с учетом общей длины шва. Прерывные сварные швы называются прерывными из-за расположения сегментов:

Виды сварных швов по протяженности

  • цепными одно или двухсторонними, если разрывы равномерно расположены по обе стороны заготовки;
  • шахматными двухсторонними, когда отрезки сварки на одной стороне сдвинуты относительно участков на другой;
  • точечными при контактной сварке.

Требования к сварным швам

Требования к сварным швам зависят от условий эксплуатации, вида нагрузки, свойств металла, метода сварки и т.д. Для их классификации в зависимости от конкретных условий были разработаны ГОСТы. Например, требования к ручной сварке указаны в ГОСТ 5264-80.

Независимо от условий, ко всем сварным швам предъявляются одни и те же требования:

  • прочность;
  • надежность;
  • долговечность;
  • стойкость к коррозии и агрессивным веществам.

Для получения качественного сварного шва необходимо соблюдать технологию подготовки металла и сварки.

Длины и толщины швов в зависимости от конструкции и качества металла, методы контроля качества и т.д. можно найти в соответствующих СНиПах, которые несложно найти в государственном секторе. Эту информацию можно использовать как пылесборник при выполнении сложных работ.

Что влияет на качество сварного соединения

Качество сварного соединения зависит не только от соблюдения технологии, но и от подготовки деталей. Даже форма кромок влияет на качество соединения. Независимо от подготовки соединения соблюдается следующая последовательность:

  • зону шириной не меньше 20 мм от линии стыка очищают от грязи и коррозии;
  • на кромках, если толщина металла больше 3 мм, снимают фаски, оставляя притупление;
  • устанавливают зазор между деталями.

Зависимость угла резания, величины стыка и зазора от толщины металла приведена в таблице:

Таблица разделки металла под сварку

Знание основных типов соединений и принципов их применения поможет в выборе подходящего сварного шва для конкретного применения. Для повышения квалификации полезно быть в курсе технологических новинок, чтобы не упустить новые сплавы и сварочные процессы.

Оцените статью
Ремонт до и после