Зачистка кромок под сварку производится. Гост подготовка кромок под сварку
РАЗДЕЛКА КРОМОК ПОД СВАРКУ
Разделка кромок - придание кромкам, подлежащим сварке, необходимой формы.
Разделка кромок под сварку выполняется с целью обеспечения:
Провара по всей толщине свариваемых элементов;
Доступа сварочного инструмента к корню шва.
По форме разделки кромок под сварку различают сварные соединения без разделки кромок, с отбортовкой и с разделкой кромок под сварку. Кроме того, сварные соединения с разделкой кромок подразделяются на сварные соединения с односторонним скосом одной или двух кромок (односторонняя разделка одной или двух кромок) и сварные соединения с двусторонним скосом одной или двух кромок (двусторонняя разделка одной или двух кромок).
При выборе формы разделки кромки следует учитывать, что наиболее экономичным является сварное соединение без скоса кромок. В случае выполнения разделки кромок более простой в исполнении по сравнению с U – образной является разделка кромок с прямолинейным скосом кромок (V, К, Х – образные). В сравнении с односторонней разделкой кромок более технологичными являются К- и Х-образные двусторонние. Однако К- и Х-образные двусторонние могут быть реализованы при возможности доступа сварочного инструмента к обеим сторонам изделия.
Конструктивные элементы формы разделки кромок.
Конструктивные элементы формы разделки кромок зависят от конструктивных особенностей свариваемых элементов, а также от диаметра электродного материала (размеры разделки кромок должны обеспечивать доступ электрода или сварочной проволоки к корню шва).
Форма разделки кромок характеризуются следующими основными конструктивными элементами: зазор b, притупление С, угол скоса кромки β и угол разделки кромок α.
Угол скоса кромки β.
Скос кромки - прямолинейный срез кромки, подлежащей сварке.
Угол скоса кромки - острый угол между плоскостью скоса кромки и плоскостью торца.
Угол скоса кромки β изменяется в пределах от 30 ± 5 до 10 ± 5 градусов. При разделке одной кромки угол скоса кромки может составлять 45 градусов.
Угол разделки кромок - угол между скошенными кромками свариваемых частей. Угол разделки кромок α= 2 β. Угол разделки кромок выполняется для обеспечения доступа электрода к основанию шва.
Притупление кромки - нескошенная часть торца кромки, подлежащей сварке. Назначение притупления - обеспечить правильное формирование сварного шва и предотвратить прожоги в корне шва. Притупление кромок С обычно составляет 2 мм ± 1 мм. Иногда, в связи с конструктивными особенностями сварного соединения, значение притупления может приниматься равным нулю (С=0). В этом случае необходимо предусматривать технологические мероприятия, исключающие появление прожога (сварка на подкладке, сварка на флюсовой подушке, укладка подварочного шва, применение замкового соединения).
Зазор - кратчайшее расстояние между кромками собранных для сварки деталей. Зазор b обычно равен 1,0 - 3 мм, так как при принятых углах разделки кромок наличие зазора необходимо для провара корня шва, но в отдельных случаях, при той или иной технологии, зазор может быть равным нулю или достигать 8-10 мм и более. Если зазор b = 0, выполняемая сварка называется сваркой без зазора, если b ≠ 0 –сваркой с зазором (или по зазору).
БЕЗ РАЗДЕЛКИ КРОМОК |
Подготовка кромок металла под сварку делается с целью обеспечения полного провара металла по всей его толщине и получения: доброкачественного сварного соединения.
Различные виды подготовки кромок металла при сварке стыковых швов показаны на фиг. 49. Скос кромок делается для металла толщиной свыше 5 мм. Угол скоса 70-90° выбирают из расчета возможности свободного доступа к вершине шва и ее проварки.
Скос кромок можно производить различными способами. Самым грубым и малопроизводительным из них является срубание кромок ручным или пневматическим зубилом. При этом способе края кромок получаются неровные. Наиболее ровные и чистые кромки получаются при изготовлении их на специальных кромкострогальных или фрезерных станках. Применение кислородной резки, ручной или механизированной, для скоса кромок является самым экономичным. Шлаки и окалина, остающиеся после кислородной резки, должны быть удалены с помощью зубила и стальной щетки.
Следует уделять большое внимание чистоте кромок, так как загрязненная поверхность кромок металла приводит к плохому провару и образованию в сварном шве неметаллических включений. Поэтому перед сваркой кромки, а также соседние с каждой кромкой участки на ширину 20-30 мм должны очищаться до металлического блеска от окалины, ржавчины, масла, краски и других загрязнений. Очистка от окалины, краски и масла может осуществляться непосредственно пламенем сварочной горелки. При этом окалина отстает от металла, а масло и краска сгорают. После нагрева пламенем поверхность зачищается стальной щеткой.
При сборке деталей под сварку нужно следить за тем, чтобы кромки правильно располагались одна относительно другой, чтобы выдерживались установленные зазоры, не было перекосов и т. д.
Для того чтобы в процессе сварки установленные зазоры и положение деталей не изменялись, перед сваркой делают предварительную прихватку деталей, т. е. свариваемые детали соединяют друг с другом в нескольких местах короткими швами. Длину прихваток и расстояние между ними выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и длины шва. При сварке тонкого металла и коротких швах длина прихваток может быть не более 5 мм. При сварке толстого металла и значительных длинах швов длина прихватки может быть 20-30 мм при расстоянии между ними 300-500 мм. Прихватку следует производить на тех же режимах сварки, что и сварку самого шва, тщательно проваривая участок прихватки. В случае сварки деталей значительной толщины прихватка может заполнять разделку примерно на 2/3 ее глубины.
Порядок постановки прихваток имеет важное значение, особенно при сварке длинных швов.
Разделка кромок металла под сварку - обработка свариваемых кромок, придание им надлежащих параметров. Данная процедура осуществляется со следующими целями: обеспечение доступа к корню шва сварочного оборудования, проварка соединяемых деталей по всей толщине материала.
Кромки по форме разделки могут отличаться:
- соединения сварные без разделки краев деталей;
- соединения элементов с разделкой, отбортовкой.
Разделка кромки может быть:
- с односторонним скосом, который может выполняться для одной или обоих краев;
- с двусторонним скосом, выполняемым аналогично для одной, обеих кромок.
Выбирая вариант разделки, рекомендуется брать в учет то, что самым экономным считается соединение сварное без выполнения скоса кромки. Если же предварительная обработка краев изделия все-таки производится, то наиболее простой считается разделка с прямым скосом К, V, Х-образная, чем U-образная. Если сравнивать с односторонней разделкой, то двусторонняя К, Х-образная разделка считается более технологичной, но осуществить такую обработку возможно только в случае наличия доступности сварочным устройством к обоим краям свариваемого металла.
В процессе предварительной подготовки свариваемых металлических элементов производятся следующие мероприятия:
- правка, разметка материала;
- резка металла;
- подготовка к соединению кромок изделия;
- гибка металла горячим, холодным способом.
Подготовка металла может производиться ручным, механическим способами:
- ручная обработка осуществляется на специализированных правильных плитах, выполненных из чугуна, стали. При этом используется винтовой ручной пресс, правка выполняется ударами кувалды;
- механическая правка выполняется на листоправильных вальцах;
- правка угловой стали осуществляется на правильном прессе;
- обработка швеллеров, двутавровых элементов производится на ручных, механических правильных вальцах;
- разметка материала определяет будущую фигуру изделия;
- резка механическая металлических листов может быть прямолинейной, криволинейной. Для этого предназначены специальные ножницы роликовые, оборудованные ножами дискового типа;
- резка заготовок из углеродистых сталей осуществляется дуговой плазменной или газокислородной резками, механическим или ручным способом;
- резка заготовок из легированных сталей производится дуговой плазменной или флюсовой газовой резкой.
Важно! При сварке металл самой конструкции, присадочный материал должны в обязательном порядке предварительно зачищаться от различных загрязнений, конденсата, сколов, жирных, масляных пятен, ржавчины.
Присутствие на поверхности свариваемых деталей любых загрязнений способствует формированию в швах пор и шлаковых отложений, которые значительно ухудшают качество, прочность соединения.
Предварительная подготовка деталей
Предварительная разделка кромок под сварку соединяемых элементов осуществляется для обеспечения максимальной проварки основного металла. Для изделий толщиной свыше 5 мм делается скос свариваемых краев. Угол разделки кромок может составлять от 70 до 90 градусов.
Способы выполнения скосов краев металла
- Выполнение скоса пневматическим, ручным зубилом. Это наиболее грубая с низкой производительностью методика, в результате которой края получаются недостаточно ровные.
- Обработка на специализированном оборудовании: фрезерные, кромкострогальные станки. В данном случае скосы получаются более чистыми, ровными.
- Самый экономичный вариант получения скоса - это ручная, механизированная кислородная резка, после которой обязательно нужно убрать шлаковые отложения при помощи металлической щетки или зубила.
Важно не забывать про очистку кромок, чтобы не допустить наличия неметаллических компонентов в сварочном шве и некачественного провара.
В процессе сборки элементов конструкции под сварку обязательно нужно контролировать правильное расположение соединяемых кромок по отношению друг к другу, то есть исключить возможные перекосы, выдержать необходимые зазоры и прочее.
- Чтобы в период выполнения сварочных работ не нарушалось положение деталей, размеры зазоров между кромками, необходимо их предварительно прихватить сваркой, то есть соединить в нескольких точках.
- Длину прихваток, промежутки между ними нужно определять в зависимости от длины основного сварного шва, толщины соединяемого материала. Например, прихватка тонких изделий, которые будут соединяться короткими швами, не должна быть больше 5 мм, а для толстых изделий, которые планируется соединять довольно длинными швами, прихватки выполняются на расстоянии до 50 см между собой и быть длиной до 3 см.
Важно понимать! При соединении металлических образцов значительными по длине сварными швами важно соблюдать порядок постановки прихваток.
Для того, чтобы добиться высокого качества сварного соединения и при этом обеспечить провар металла по всей его толщине, кромки металлических листов необходимо специальным образом подготовить, то есть, выполнить скос кромок. Эта операция является обязательной, если речь идет о металлических заготовках, толщина которых превышает 5 мм при ведении односторонней сварки и 8 мм при ведении двухсторонней сварки. При этом угол скоса кромки может быть различным - здесь все зависит от того, какой угол требуется для свободного доступа к вершине сварного шва и для ее полной проварки.
Виды скоса кромок при сварке.
Различают V-образный, Х-образный и К-образный скос кромок при сварке. Выбор каждого конкретного вида скоса зависит от толщины металла и от особых требований к сварному шву.
- V -образный скос - это односторонний скос одной или двух кромок. V-образный скос кромок выполняется при сварке металлических листов толщиной от 3 до 26 мм.
- Х-образный скос - это двухсторонний скос обеих кромок металла.
- О К-образном скосе кромок речь идет в том случае, если одна из свариваемых кромок имеет двухсторонний скос, а вторая - односторонний. И Х-образный, и К-образный скос кромок делают в том случае, когда сварке подвергаются металлические изделия толщиной от 12 до 40 мм.
Если ведется ручная дуговая сварка металлических листов толщиной от 20 до 60 мм, то также применяется и еще один вид скоса кромок - криволинейный U -образный скос . Делается такой скос кромок при сварке на одной или на обеих кромках свариваемых листов. Благодаря этому уменьшается объем наплавляемого металла, а это приводит к уменьшению расхода электродов, а также к повышению производительности труда сварщика.
Если же сварке подвергаются две металлических заготовки разной толщины, то кромка листа с большей толщиной скашивается больше, чем кромка второго листа.
Преимущества Х-образного скоса перед V-образным.
Х-образный двухсторонний скос обладает некоторыми преимуществами перед односторонним скосом:
- при одинаковой толщине металлических заготовок объем наплавленного металла при двухстороннем скосе будет меньше в два раза, чем при одностороннем скосе;
- из первого преимущества следует и второе - при двухстороннем скосе кромок уменьшается расход электродов и электроэнергии;
- остаточное напряжение и деформация металла при двухстороннем скосе меньше, чем при одностороннем.
Все эти преимущества и являются причиной того, что двухсторонний скос применяют в большинстве случаев, когда речь идет о сварке металлических листов толщиной больше 12 мм. Правда в некоторых случаях сделать такой скос невозможно - например, мешает конструкция изделия или его размер, и тогда используется односторонний скос кромок.
Способы производства скоса кромок.
Скос кромок металлических заготовок может производиться различными способами:
- Срубание кромок с помощью ручного или пневматического зубила. Это самый грубый и самый неточный способ подготовки кромок к сварке. Его недостатком является то, что при применении зубила края кромок получаются очень неровными.
- Подготовка кромок на специальном оборудовании - кромкострогательных станках или фрезерных машинах. При применении этого способа подготовки кромок к сварке скос получается более ровным, а края кромок более чистыми.
- Применение для выполнения скоса кромок кислородной резки. Этот способ считается самым экономичным и производительным. Кислородный резак может быть как ручным, так и механическим. Здесь важно помнить, что после его применения на поверхности металла могут остаться шлаки и окалина - их следует удалить с помощью зубила или металлической щетки.
Дальнейшая подготовка кромок для сварки.
После выполнения скоса следует уделить особое внимание чистоте получившихся кромок. Если на поверхности кромок имеется какое-то загрязнение - например, абразивные элементы, оставшиеся после выполнения скосов, то при сварке, попадая в сварной шов, эти элементы существенно снижают его качественные характеристики. Именно поэтому перед началом ведения сварки скошенные кромки и прилегающие к ним участки металла (длиной примерно в 20-30 мм) очищаются от всех видов загрязнений, в том числе, от ржавчины, окалины, технических масел и шлаков, до появления на их поверхности металлического блеска. Кстати, для того, чтобы очистить поверхность металла от краски, окалины или технического масла, можно воспользоваться газовой горелкой. Краска и масло просто сгорят в ее пламени, а окалина отстанет от поверхности металла. А после того, как металл подвергнется нагреванию пламенем горелки, его поверхность необходимо дополнительно зачистить металлической щеткой.
После такой подготовки кромок производится сборка деталей перед сваркой. При этом необходимо следить за тем, чтобы все кромки располагались правильно, то есть с соблюдением необходимых зазоров и без перекосов. Для того чтобы в процессе дальнейшей сварки детали не сдвигались, перед ведением основной сварки лучше всего выполнить прихватку деталей, то есть единение деталей короткими сварными швами в нескольких местах. Прихватки располагаются на расстоянии 300-500 мм друг от друга, а длина прихватки составляет примерно 5 мм при сварке листов тонкого металла и 20-30 мм при сварке листов из толстого металла.
§ 28. Подготовка металла под сварку
Подготовка поверхности металла под сварку. При подготовке деталей под сварку поступающий металл подвергается правке, разметке, наметке, резке, подготовке кромок под сварку, холодной или горячей гибке.
Металл правят либо вручную, либо на различных листоправильных вальцах. Ручную правку выполняют на чугунных или стальных правильных плитах ударами кувалды или с помощью ручного винтового пресса. Угловая сталь правится на правильных вальцах (прессах), двутавры и швеллеры - на приводных или ручных правильных прессах.
Разметка и наметка - это такие операции, которые определяют конфигурацию будущей детали. Механическая резка применяется для прямолинейного реза листов, а иногда для криволинейного реза листов с использованием для этой цели роликовых ножниц с дисковыми ножами. Углеродистые стали разрезают газокислородной и плазменно-дуговой резкой. Эти способы могут быть ручными и механизированными. Для резки легированных сталей, цветных металлов может применяться газофлюсовая или плазменно-дуговая резка.
Основной металл и присадочный материал перед сваркой должны быть тщательно очищены от ржавчины, масла, влаги, окалины и различного рода неметаллических загрязнений. Наличие указанных загрязнений приводит к образованию в сварных швах пор, трещин, шлаковых включений, что приводит к снижению прочности и плотности сварного соединения.
Подготовка кромок под сварку. К элементам геометрической формы подготовки кромок под сварку (рис. 25) относятся угол разделки кромок α, притупление кромок S, длина скоса листа L при наличии разности толщин металла, смещение кромок относительно друг друга б, зазор между стыкуемыми кромками а.
Рис. 25. Элементы геометрической формы подготовки кромок под сварку (а) и шва (б):
в - ширина шва, h - высота шва, К - катет шва
Угол разделки кромок выполняется при толщине металла более 3 мм, поскольку се отсутствие (разделки кромок) может привести к непровару по сечению сварного соединения, а также к перегреву и пережогу металла; при отсутствии разделки кромок для обеспечения провара электросварщик должен увеличивать величину сварочного тока.
Разделка кромок позволяет вести сварку отдельными слоями небольшого сечения, что улучшает структуру сварного соединения и уменьшает возникновение сварочных напряжений и деформаций.
Зазор, правильно установленный перед сваркой, позволяет обеспечить полный провар по сечению соединения при наложении первого (корневого) слоя шва, если подобран соответствующий режим сварки.
Длиной скоса листа регулируется плавный переход от толстой свариваемой детали к более тонкой, устраняются концентраторы напряжений в сварных конструкциях.
Притупление кромок выполняется для обеспечения устойчивого ведения процесса сварки при выполнении корневого слоя шва. Отсутствие притупления способствует образованию прожогов при сварке.
Смещение кромок создает дополнительные сварочные деформации и напряжения, тем самым ухудшая прочностные свойства сварного соединения. Смещение кромок регламентируется либо ГОСТами, либо техническими условиями. Кроме того, смещение кромок не позволяет получать монолитного сварного шва по сечению свариваемых кромок.
ГОСТ 5264-80 предусматривает для стыковых соединений формы подготовленных кромок, представленные на рис. 26; для угловых соединений - на рис. 27; тавровых – на рис. 28 и нахлесточных - на рис. 29.
Рис. 26. Форма подготовленных кромок под сварку для стыковых соединений
Рис. 27. Форма подготовленных кромок под сварку для угловых соединений
Рис. 28. Форма подготовленных кромок под сварку для тавровых соединений
Рис. 29. Форма подготовленных кромок под сварку для нахлесточных соединений
Подготовку кромок под сварку выполняют на механических станках - токарных (обработка торцов труб), фрезерных, строгальных - обработка листов и т. д., а также применением термической резки. Листы, трубы, изготовленные из углеродистых сталей, обрабатываются газокислородной резкой. В качестве горючих газов могут служить ацетилен, пропан, коксовый газ и т. д. Цветные металлы, а также нержавеющие стали обрабатываются плазменной резкой.
Перед сваркой особо ответственных конструкций торцы труб или листов после газокислородной резки обрабатывают дополнительно механическим путем; это делается для того, чтобы избежать каких-либо включений в металле.
Требования к сборке металлических деталей перед сваркой. Применяемые сборочно-сварочные приспособления должны обеспечивать доступность к местам установки деталей и прихваток, к рукояткам фиксирующих и зажимных устройств, а также к местам сварки. Эти приспособления должны быть также достаточно прочными и жесткими, обеспечивать точное закрепление деталей в нужном положении и препятствовать их деформированию в процессе сварки. Кроме того, сборочно-сварочные приспособления должны обеспечивать наивыгоднейший порядок сборки и сварки: наименьшее число поворотов при наложении прихваток и сварных швов; свободный доступ для проверки размеров изделий и их легкий съем после изготовления; безопасность сборочно-сварочных работ.
Любая сборочная операция не должна затруднять выполнение следующей операции. Поступающие на сборку детали должны быть тщательно проверены; проверке подлежат все геометрические размеры детали и подготовленная форма кромок под сварку.
Сборка сварных конструкций, как правило, осуществляется либо по разметке, либо с помощью шаблонов, упоров, фиксаторов или специальных приспособлений - кондукторов, облегчающих сборочные операции. Подготовку и сборку изделий под сварку выполняют с соблюдением следующих основных обязательных правил:
притупление кромок и зазоры между ними должны быть равномерными по всей длине;
кромки элементов, подлежащих сварке, и прилегающие к ним места шириной 25-30 мм от торца кромки должны быть высушены, очищены от грата после резки, масла, ржавчины и прочих загрязнений;
во избежание деформаций прихватку следует выполнять качественными электродами через интервал не более 500 мм при длине одной прихватки 50-80 мм;
для обеспечения нормального и качественного формирования шва нужно в начале и в конце изделия прихватывать планки.