Сварные соединения и швы.
Виды соединений: разъёмные, неразъёмные
В процессе изготовления машин некоторые их детали соединяют между собой, при этом образуются неразъёмные или разъёмные соединения. [1]
Неразъёмными называют соединения, которые невозможно разобрать без нарушения или повреждения деталей. К ним относятся заклёпочные, сварные, клеевые соединения, соединения, полученные пайкой, а также условно посадки с натягом.
Разъёмными называют соединения, которые можно разбирать и вновь собирать без повреждения деталей. К разъёмным относятся резьбовые, шпоночные, шлицевые и другие соединения.
Сварные соединения образуются путём местного нагрева деталей в зоне сварки. Наибольшее распространение получили электрические виды, основными из которых являются дуговая и контактная сварка.
Достоинства сварных соединений:
· невысокая стоимость соединения благодаря малой трудоёмкости сварки и простоте конструкции сварного шва;
· сравнительно небольшая масса конструкции (на 15-25% меньше массы клёпаной):
o из-за отсутствия отверстий под заклёпки требуется меньшая площадь свариваемых деталей;
o соединение деталей может выполняться без накладок;
o отсутствуют выступающие массивные головки заклёпок;
· герметичность и плотность соединения;
· возможность автоматизации процесса сварки;
· возможность сварки толстых профилей.
Недостатки сварных соединений:
· прочность сварного шва зависит от квалификации сварщика (устраняется применением автоматической сварки);
· коробление деталей из-за неравномерности нагрева в процессе сварки;
· недостаточная надёжность при значительных вибрационных и ударных
Сварочные швы – зоны сварных соединений, которые образованы первоначально расплавленным, а затем кристаллизованным при остывании металлом.
Параметры сварочных швов.
Срок службы всей сварочной конструкции зависит от качества сварочных швов. Качество сварки характеризуется следующими геометрическими параметрами сварного шва:
· Ширина – расстояние между его краями;
· Корень – внутренняя часть, противоположная его внешней поверхности;
· Выпуклость – наибольший выступ от поверхности соединяемого металла;
· Вогнутость – наибольший прогиб от поверхности соединяемого металла;
· Катет – одна из равных сторон треугольника, вписанного в поперечное сечение двух соединяемых элементов.
· В таблице 1 приведены основные типы сварочных соединений, сгруппированные по форме поперечного сечения.
| № п/п | Сварные соединения и швы | Особенности расположения | Основное применение | Примечание |
| Стыковые | Соединяемые детали, элементы находятся в одной плоскости. | Сварка конструкций из листового металла, резервуаров и трубопроводов. | Экономия расходных материалов и времени на сварку, прочность соединения. Тщательная подготовка металла и выбор электродов. | |
| Угловые | Соединяемые детали, элементы расположены под любым углом относительно друг друга. | Сварка емкостей, резервуаров. | Максимальная толщина металла 3 мм. | |
| Нахлесточные | Параллельное расположение деталей. | Сварка конструкций из листового металла до 12 мм. | Большой расход материала без тщательной обработки. | |
| Тавровые (буквой Т) | Торец одного элемента и боковая часть другого находятся под углом | Сварка несущих конструкций. | Тщательная обработка вертикального листа. | |
| Торцовые | Боковые поверхности деталей примыкают друг к другу | Сварка сосудов без давления | Экономия материала и простота исполнения |
По способу выполнения:
· Двухсторонние – сварка с двух противоположных сторон с удалением корня первой стороны;
· Однослойные – выполнение за один «проход», с одним наплавленным валиком;
· Многослойные – число слоев равно числу «проходов». Применяется при большой толщине металла.
По степени выпуклости:
· Выпуклые — усиленные;
· Вогнутые — ослабленные;
· Нормальные — плоские.
На выпуклость шва влияют используемые сварочные материалы, режимы и скорость сварки, ширина разделки кромок.
По положению в пространстве:
· Нижние – сварка ведется под углом 0° — наиболее оптимальный вариант, высокие производительность и качество;
· Горизонтальные — сварка ведется под углом от 0 до 60° требуют повышенной
· Вертикальные- сварка ведется под углом от 60 до 120° квалификации сварщика;
· Потолочные – сварка ведется под углом от 120 до 180° — наиболее трудоемкие, небезопасные, сварщики проходят специальное обучение.
По протяженности:
· Сплошные – самые распространенные;
· Прерывистые – негерметичность конструкции.
Виды сварных соединений и швов по взаимному расположению:
· Расположены по прямой линии;
· Расположены по кривой линии;
· Расположены по окружности.
По направлению действующего усилию и вектору действия внешних сил:
· фланговые – вдоль оси сварного соединения;
· лобовые – поперек оси сварного соединения;
· комбинированные – сочетание фланговых и лобовых;
· косые –под некоторым углом к оси сварного соединения.
Виды сварных швов по форме свариваемых изделий:
· на плоских поверхностях;
· на сферических.
Виды швов зависят также от толщины рабочего материала и от длины самого стыка:
· короткие — не > 250 мм, при этом сварка производится способом «за один проход»;
· средние — длиной 250 – 1000 мм – используется обратно-ступенчатый способ сварки, при этом строчка разбивается на малые отрезки длиной в 100-300 мм;
· длинные – больше 1000 мм.
Все протяженные швы обрабатываются обратно-ступенчатым способом, от центра к краям.