Зварювальні з'єднання, технології та професійні навички застосовуються в безлічі галузей — від автомобілебудування та авіації до промислового виробництва та судноплавства. Від зварювальників вимагається володіння різнобічними знаннями про різні типи зварних швів та методи їх виконання, навіть у тих випадках, коли умови зварювання виявляються не такими сприятливими, як очікувалося.
Вміння виконувати різні види зварних швів і з'єднань — це невід'ємна частина арсеналу будь-якого досвідченого зварника, але що це за шви і чим вони відрізняються? У цій статті ми розглянемо та пояснимо це.
Що таке зварювання?
Перш ніж перейти до практичної частини, давайте розберемося з цим. Зварювання — це процес з'єднання двох шматків матеріалу (у даному випадку металу) за допомогою тепла. Зварний шов утворюється для з'єднання точок або країв, залежно від форми матеріалів. Як ви можете собі уявити, існує лише кілька різних способів з'єднання двох предметів за допомогою зварювання. Усі різноманітні комбінації кутів і технік об'єднані в п'ять таких термінів:
- Т-подібний з'єднувач
- Край з'єднання
- Кутове з'єднання
- Шов унахлест
- Встик
Давайте розглянемо кожну з них детальніше…
Т-подібний з'єднувач
Як ви можете собі уявити, Т-подібний з’єднувач має форму літери Т: дві металеві деталі зварюються так, щоб перетинатися під кутом 90°. Край з’єднується з плитою або деталлю, при цьому особливу увагу приділяють забезпеченню ефективного проникнення зварного шва в основну конструкцію.
Т-подібне з'єднання — це різновид кутового з'єднання (про це ми поговоримо пізніше), і для його виконання використовують кілька різних методів зварювання:
- Зварний шов
- Зварний шов
- Зварний шов із скошеним пазом
- Зварний шов
- Зварний шов типу J-Groove
- Зварний шов з проплавленням
- Зварний шов типу «фаска-уступ-паз»
Якщо товщина основного металу велика і після зварювання з обох боків він все одно не витримує навантаження, саме в цьому випадку застосовується зварний шов канавкового типу.
Т-подібні з'єднання не є ідеальними, оскільки, як відомо, вони схильні до ламелярного розриву. Це відбувається тоді, коли надмірний тиск на міцне й негнучке з'єднання призводить до його розтріскування. Щоб запобігти цьому, іноді можна використовувати стопор або поліпшити якість основного металу.
Край з'єднання
Це найпоширеніший вид зварювання листового металу, особливо у випадках, коли краї мають фланцеве (вигнуте) виконання. Це також популярний варіант зварювання для з'єднання металу з сусідніми деталями, наприклад, якщо у вас є дві чверті труби і ви хочете зварити їх поруч. Замість того, щоб зварювати простір між ними, ви зварюєте верхню поверхню краю, де стикаються дві сусідні деталі. Цей тип зварювання допомагає впоратися з навантаженнями, яким піддається метал, хоча, залежно від застосування металу, може бути доцільним додати присадочний метал для посилення.
До факторів стресу належать:
- На розтягнення
- Стиснення
- Згинання
- Кручення
- Зсув
Деякі з'єднання витримують навантаження краще за інші, і саме ці міркування допомагають зварнику прийняти рішення.
До методів зварювання, що застосовуються для виконання стикових з'єднань, належать:
- Зварний шов із квадратною канавкою
- Зварювання встик
- Зварний шов типу J-Groove
- Зварний шов із скошеним пазом
- Зварний шов з V-подібною канавкою
- Зварний шов з U-подібною канавкою
- Зварний шов на краю фланця
- Зварний шов на кутовому фланці
Кутове з'єднання
Як і з'єднання по краях, це один із найпопулярніших методів зварювання листового металу, який застосовується у випадках, коли дві деталі з'єднуються по зовнішніх краях, утворюючи кут. Краї стикаються під прямим кутом, утворюючи L-подібну форму, і зазвичай використовуються для зварювання коробок та рам.
Це не найміцніший вид зварного з'єднання, оскільки обидві металеві деталі значною мірою схильні до вигину та зміщення, особливо якщо метал досить тонкий або гнучкий. Один із способів зміцнити зварне з'єднання — переконатися, що з'єднання зварене з усіх боків, а не лише з одного. Також можна використовувати присадочний метал, але рекомендується застосовувати його лише в невеликій кількості та з меншою товщиною, ніж основний метал.
Для виконання кутового з'єднання можна використовувати такі способи зварювання:
- Точкова зварка
- Зварний шов з V-подібною канавкою
- Зварний шов
- Зварний шов з U-подібною канавкою
- Зварний шов із скошеним пазом
- Зварний шов із квадратною канавкою
- Зварювання встик
- Зварний шов типу «Flare-V-Groove»
- Зварний шов на кутовому фланці
- Крайовий шов
- Зварний шов типу J-Groove
Можливо, ви помітили, що трійниковий з’єднання та кутове з’єднання дуже схожі між собою, і це справді так. Відрізняються вони лише розташуванням зварного шва: у трійникових з’єднаннях зварний шов розташовується посередині, що дозволяє утворити два прямі кути.
Шов унахлест
З'єднання внахлест зазвичай застосовується для зварювання двох металевих деталей різної товщини. Дехто може зауважити, що цей тип з'єднання краще було б називати «з'єднанням з накладкою», оскільки назва походить від способу зварювання двох деталей, що накладаються одна на одну.
Коли два металеві елементи накладаються один на одного, утворюються дві ділянки, які потрібно зварити, щоб забезпечити додаткову міцність з’єднання. Рекомендується зварити обидва ці кути, щоб забезпечити найкращу якість зварного шва.
До методів зварювання стикових з'єднань належать:
- Зварний шов
- Зварний шов
- Точкова зварка
- Зварний шов типу J-Groove
- Зварний шов із скошеним пазом
- Зварний шов з розширенням, скосом і канавкою
Встик
Нашим п’ятим і останнім зварювальним з’єднанням є стикове з’єднання — мабуть, найпоширеніший, найдоступніший і найпростіший вид зварювання. Дві металеві деталі розміщують торцями або боками одна до одної і зварюють у місці стику країв. Ця ж сама схема застосовується як до плоского металу, так і до труб, за умови, що зварювані краї збігаються.
Дехто може називати стикове з'єднання «зваркою з квадратним пазом», і, крім плоских металевих деталей та труб, його можна використовувати для з'єднання фланців, клапанів, фітингів та, по суті, будь-яких паралельних металевих деталей.
Цей метод зварювання зазвичай вивчають у першу чергу новачки, і його можна застосовувати для:
- Зварні з'єднання встик із квадратною канавкою
- Зварні з'єднання встик із V-подібною канавкою
- Зварні з'єднання встик з U-подібною канавкою
- Зварні з'єднання J-Groove
- Зварні стики з розширеним V-подібним пазом
- Зварні з'єднання встик із скошеним пазом
- Зварні стикові з'єднання з розширювальним скосом і канавкою
Філе-з'єднання
Одне слово, яке вже кілька разів згадувалося в цій статті і дуже часто вживається у зварювальній галузі, — це «кутовий шов». Це просто збірний термін, що охоплює кутові, трійникові та накладні з’єднання і становить більшість усіх зварних швів. Кутові з’єднання вимагають мінімальної підготовки, краще підходять для зварювання труб і забезпечують зварнику нижчі витрати, ніж стикове зварювання. По суті, стикове з’єднання використовує наповнювач або надлишковий матеріал між краями, що зварюються, тоді як кутові з’єднання використовують наповнювач у кутах для створення додаткової міцності.
На наведеній нижче інфографіці ви можете ознайомитися з цими 5 зварювальними з’єднаннями та дізнатися, як вони виглядають:
Ось 5 основних типів зварних з'єднань, які повинен знати кожен новачок у цій галузі, проте професійні зварювальники мають бути обізнані з більш складними та спеціалізованими зварними з'єднаннями. Ці складні зварні з'єднання різняться залежно від галузі, в якій працює зварювальник: наприклад, в автомобільній промисловості зазвичай використовують алюміній, тоді як в авіакосмічній галузі для виготовлення високоміцних титанових з'єднань застосовують метод TIG.
Компанія Soldamatic пропонує можливість навчання не тільки початківців, а й професійних зварювальників завдяки широкому асортименту, що включає 15 сучасних багатосуглобових зварювальних пристосувань; їх можна переглянути в 3D-форматі тут.
Це навіть дає змогу перенести реальні зварювальні шви в середовище доповненої реальності, що дозволяє компаніям навчати своїх зварювальників роботі з конкретними зварювальними швами, матеріалами, положеннями…при цьому знижуючи витрати та ризики. Зв’яжіться з нами, якщо хочете дізнатися більше про систему Industrial Welding Multijoints.
