Сварные соединения, технологии и профессиональный опыт находят применение в бесчисленных отраслях — от автомобилестроения и авиастроения до промышленного производства и судоходства. От сварщиков требуется всестороннее знание различных видов сварных швов и методов их выполнения, даже в тех случаях, когда условия сварки не так благоприятны, как хотелось бы.
Умение работать с различными типами сварных швов и соединений — неотъемлемая часть арсенала любого хорошего сварщика, но что это за швы и чем они отличаются друг от друга? В этой статье мы рассмотрим и объясним все это.
Что такое сварка?
Прежде чем приступить к рассмотрению, давайте сначала разберемся с этим. Сварка — это процесс соединения двух кусков материала (в данном случае металла) с помощью тепла. В зависимости от формы материалов сварной шов образуется в местах соединения точек или кромок. Как можно себе представить, существует лишь несколько способов соединения двух предметов с помощью сварки. Всевозможные комбинации углов и техник объединены в следующие пять терминов:
- Т-образный соединитель
- Стык кромок
- Угловое соединение
- Шов внахлест
- стыковое соединение
Давайте рассмотрим каждый из этих пунктов подробнее…
Т-образный соединитель
Как можно представить, тройник имеет форму буквы Т: две металлические детали свариваются так, что их стык образует угол 90°. Край соединяется с листом или деталью, при этом уделяется особое внимание тому, чтобы обеспечить глубокое проваривание сварного шва.
Т-образный стык — это один из видов угловых соединений (об этом мы поговорим позже), и для его выполнения используется несколько различных методов сварки:
- Сварной шов
- Приварка
- Сварной шов с фаской
- Сварной паз
- Сварной шов с J-образной канавкой
- Сварной шов с проплавлением
- Сварной шов с фаской и пазом
Если толщина основного металла достаточна, но после сварки с обеих сторон он по-прежнему не выдерживает нагрузки, в этом случае применяется сварка с пазовым швом.
Т-образные соединения не являются идеальными, поскольку, как известно, они подвержены ламеллярному разрыву. Это происходит, когда слишком сильное давление на прочное и негибкое соединение приводит к его растрескиванию. Чтобы предотвратить это, иногда можно использовать стопор или улучшить качество основного металла.
Стык кромок
Это наиболее распространённый вид сварки листового металла, особенно в случаях, когда края имеют закруглённую форму (имеют закруглённые кромки). Это также популярный вариант сварки для соединения металла с соседними деталями, например, если у вас есть две четвертинки трубы, которые вы хотите сварить бок о бок. Вместо того, чтобы сваривать пространство между ними, вы свариваете поверхность верхнего края, где соприкасаются две соседние детали. Этот тип сварки помогает справиться с нагрузками, которым будет подвергаться металл, хотя в зависимости от области применения металла может потребоваться добавление присадочного металла для усиления.
К числу таких стрессовых факторов относятся:
- Растяжение
- Сжатие
- Гибка
- Кручение
- Сдвиг
Некоторые соединения лучше выдерживают нагрузки, чем другие, и именно эти соображения помогают сварщику принять решение.
К методам сварки, применяемым для соединения кромок, относятся:
- Сварной шов с квадратной канавкой
- Сварка встык
- Сварной шов с J-образной канавкой
- Сварной шов с фаской
- Сварной шов с V-образной канавкой
- Сварной шов с U-образной канавкой
- Сварной шов «край-фланец»
- Сварной шов «уголок-фланец»
Угловое соединение
Подобно стыковому соединению, это один из самых популярных методов сварки листового металла, который применяется в тех случаях, когда две детали соединяются по внешним краям, образуя угол. Края соединяются под прямым углом, образуя L-образную форму, и обычно используются при сварке коробок и рам.
Это не самый прочный вид сварки, поскольку обе металлические детали подвержены изгибу и смещению, особенно если металл достаточно тонкий или гибкий. Один из способов укрепить сварной шов — обеспечить сварку соединения со всех сторон, а не ограничиваться односторонней сваркой. Также можно использовать присадочный металл, однако рекомендуется наносить его в небольшом количестве и с меньшей толщиной, чем у основного металла.
Для выполнения углового соединения можно использовать следующие способы сварки:
- Точечная сварка
- Сварной шов с V-образной канавкой
- Сварной шов
- Сварной шов с U-образной канавкой
- Сварной шов с фаской
- Сварной шов с квадратной канавкой
- Сварка встык
- Сварной шов с V-образной канавкой
- Сварной шов «уголок-фланец»
- Сварной шов по краю
- Сварной шов с J-образной канавкой
Возможно, вы заметили, что тройниковый и угловой соединения очень похожи, и это действительно так. Их отличает расположение сварного шва: в тройниковых соединениях он находится посередине, что позволяет создать два прямых угла.
Шов внахлест
Соединение внахлест обычно используется при сварке двух металлических деталей разной толщины. Некоторые могут сказать, что этот тип соединения было бы правильнее называть «накладным соединением», поскольку его название происходит от способа сварки двух перекрывающих друг друга металлических деталей.
Когда два металлических элемента накладываются друг на друга, образуются две свариваемые зоны, что обеспечивает дополнительную прочность соединения. Рекомендуется сваривать оба этих угла, чтобы обеспечить максимальную прочность сварного шва.
К методам сварки стыковых соединений относятся:
- Приварка
- Сварной паз
- Точечная сварка
- Сварной шов с J-образной канавкой
- Сварной шов с фаской
- Сварной шов с раструбом, скосом и пазом
стыковое соединение
Нашим пятым и последним видом сварного соединения является стыковое соединение — пожалуй, самый распространённый, доступный и простой вид сварки. Две металлические детали укладываются встык или бок о бок и свариваются в месте соприкосновения кромок. Этот же принцип применим как к плоским металлическим изделиям, так и к трубам, при условии, что свариваемые кромки совпадают.
Некоторые могут называть стыковое соединение «сваркой в квадратную канавку», и помимо плоских металлических листов и труб его можно использовать для соединения фланцев, клапанов, фитингов и практически любых параллельных металлических деталей.
Это тот вид сварки, с которого начинают большинство новичков, и его можно использовать для:
- Сварные соединения встык с квадратной канавкой
- Сварные соединения встык с V-образной канавкой
- Сварные соединения встык с U-образной канавкой
- Сварные соединения J-Groove
- Сварные соединения встык с V-образной канавкой
- Сварные соединения встык с фаской
- Сварные соединения встык с фаской и пазом
Филевые соединения
Одно слово, которое уже несколько раз встречалось в этой статье и широко используется в сварочной отрасли, — это «угловой шов». Это просто собирательный термин, который включает в себя угловые, тройниковые и нахлесточные соединения и охватывает большинство всех сварных швов. Угловые соединения требуют минимальной подготовки, лучше подходят для сварки труб и обходятся сварщику дешевле, чем стыковая сварка. По сути, при стыковом соединении между свариваемыми краями используется присадочный материал или избыточный материал, тогда как при угловом соединении присадочный материал используется в углах для обеспечения дополнительной прочности.
На приведенной ниже инфографике вы можете ознакомиться с этими 5 видами сварных соединений и увидеть, как они выглядят:
Вот 5 основных типов сварных соединений, которые должен знать каждый новичок в этой профессии, однако профессиональным сварщикам необходимо владеть более сложными и специфическими видами сварных соединений. Эти Advanced соединений варьируются в зависимости от отрасли, в которой работает сварщик: например, в автомобилестроении чаще всего используется алюминий, тогда как в аэрокосмической промышленности для изготовления высокопрочных титановых соединений применяется метод TIG.
Soldamatic возможность обучения не только начинающих, но и профессиональных сварщиков, благодаря обширному каталогу, включающему 15 Advanced соединений; их можно посмотреть в 3D здесь.
Это решение даже позволяет переносить реальные сварные соединения в среду дополненной реальности, что дает компаниям возможность обучать своих сварщиков работе с конкретными типами соединений, материалами, положениями и т. д., одновременно сокращая затраты и риски. Свяжитесь с нами, если хотите узнать больше о решении Industrial Welding Multijoints.
