какое требование предъявляется при сварке к формированию первого слоя корневого шва

Разделка и подготовка металла перед сварочными работами

Особенности подготовительного этапа перед сваркой

Металл находится в постоянном взаимодействии с воздухом, что приводит к его окислению, образованию ржавчины. На листах железа образуются загрязнения, кроме того, сам край листа может быть недостаточно ровным. Все эти нюансы влияют на образование дефектов при сварных работах. Поэтому особое внимание нужно уделять правильной подготовке сырья.

Подготовительно-сварочные работы подразумевают правку, зачистку, наметку, разметку, резку, подогрев, холодную или горячую гибку и обработку кромок. Каждая из перечисленных процедур способствует улучшению соединения и условий свариваемости. При этом в отдельно взятом случае может понадобиться разный набор процедур, но все они в целом относятся к этапу подготовки металла и регулируются согласно ГОСТ 5264-80.

Оборудование и материалы

Для осуществления работ обязательно необходим сварочный аппарат. Существует несколько разновидностей:

Электроды для производства работ должны соответствовать виду свариваемых материалов. Применяемость их можно определить по информации, обычно наносимой на упаковку.

При осуществлении тиг-сварки, например, под аргоном, потребуется специальный держатель с возможностью подачи газа в зону шва. Конечно же, не обойтись в этом случае и без газобалонного оборудования.

Для подготовки материала к сварке, нужна угловая шлифмашина или станок с наждаком. При работах в сварочном цеху обычно используют сварочный стол и струбцины для фиксации заготовок, если возникнет такая необходимость.

Правка и резка металлического полотна

Первый этап подготовки металла – это правка. Производить ее можно двумя способами:

После того, как завершен этап правки, можно приступать к разметке и наметке. Эти действия нужны для того, чтобы определить контуры среза и форму изготовляемой детали. Для нанесения разметки используют мел или металлические абразивы.

Процесс резки в зависимости от поставленных целей может быть выполнен как в автоматическом, так и в ручном режиме с применением различных средств:

Рекомендуем! Как сварить пластиковые трубы в домашних условиях

Зачистка деталей

Особое внимание при подготовке металла необходимо уделять этапу зачистки. Зачистка производиться по краю металлического листа. Приступают к ней после того, как изделию придали необходимую форму. Зачистка производится как на основном, так и на присадочном материале. Рабочую поверхность необходимо обезжирить, удалить с нее лишнюю влагу и всевозможные неметаллические предметы, окалины, отчистить от ржавчины и прочих загрязнений. При этом особенное внимание нужно уделить зачистке кромок свариваемых деталей, по которым будет свариваться изделие. Обрабатывать кромки нужно с обеих сторон на расстояние 20 см от края детали. Тщательно прорабатываются торцы, скосы и притупления.

ВАЖНО! «Подготовку кромок нужно производить до сварных работ. Если детали собраны в узел, разработка кромок не принесет пользы».

Существуют следующие типы зачистки:

Производить зачистку необходимо с особой тщательностью, так как любое мелкое загрязнение может привести к образованию пор и трещин, появлению напряжения в металле, а качество соединений потеряет надежность.

Основные требования

Все процедуры подготовки должны соответствовать техническим условиям, которые определяются технологией. Слесарные операции при подготовке металла к сварке должны проводиться с учетом техники безопасности, так как для резки может использоваться болгарка и прочее опасное оборудование. Работа должна выполняться только исправленными инструментами. Все процедуры должны четко соответствовать техническому заданию, в особенности, что касается размеров, так как неправильный угол загиба или слишком большой снятый слой с заготовки может привести к тому, что ее уже нельзя будет использовать.

Проработка кромок перед сварными работами

Подготовительно-сварочные работы не обходятся без грамотной разделки кромок под сварку. Чтобы шов получился максимально надежным и аккуратным, после зачистки кромке детали необходимо придать правильную геометрическую форму. Разделка кромок под сварку подразумевает следующие виды обработки:

ВАЖНО! «Разделку кромок под углом делают только если для сварки используют листы толщиной больше 3 мм. Если толщина листа составляет более 20 мм, необходимо использовать разделку кромок с двух сторон».

Существуют разные способы подготовки кромок под сварку. К примеру, с применением фрезерных, продольнострогательных и кромкострогательных станков или с использованием газокислородного пламени. Небольшие по объему работы можно произвести пневматическим зубилом. Получить скос кромок под сварку можно с помощью токарного станка (помогает подготовить кромку с торца трубы). Если необходимо обработать цветные металлы или нержавеющую сталь используют плазменную резку.

Рекомендуем! Возможные причины залипания сварочных электродов

Если нет возможности произвести описанные выше работы с кромками, то при изготовлении шва нужно увеличить силу сварочного тока. Сварка при этом производится послойно с маленьким сечением. Это позволит получить более качественную структуру, минимизировать деформацию и напряжение в металле.

ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА ПОД СВАРКУ И ТРЕБОВАНИЯ К СБОРКЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕД СВАРКОЙ

ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА ПОД СВАРКУ

И ТРЕБОВАНИЯ К СБОРКЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Подготовка поверхности металла под сварку. Подготовка деталей под сварку заключается в правке, разметке, наметке, резке, подготовке кромок под сварку, холодной или горячей гибке.

Правку металла выполняют на станках или вручную. Листовой и полосовый металл правят на различных листо-правйльных вальцах. Ручную правку металла, как правило, выполняют на чугунных или стальных правильных плитах ударами кувалды или ручным винтовым прессом. Угловую сталь правят на правильных вальцах (прессах). Двутавры и швеллеры правят на приводных или ручных правильных прессах.

Разметка — это такая операция, которая определяет конфи­гурацию будущей детали.

Механическую резку применяют для прямолинейного реза листов, иногда и для криволинейного реза листов при использовании для этой цели роликовых ножниц с дисковыми ножами. Углеродистые стали разрезаются кислородной и плазменно-дуговой резкой. По механизации эти способы могут быть ручными и механизированными. Для резки легированных сталей, цветных металлов может применяться кислородно-флюсовая или пламенно-дуговая резка.

Форма подготовки кромок металла под сварку зависит от толщины листов. Основной металл и присадочный материал перед сваркой должны быть тщательно очищены от ржавчины, масла, окалины, влаги и различного рода неметаллических загрязнений. Наличие указанных загрязнений приводит к обра­зованию в сварных швах пор, трещин, шлаковых, включений, что ведет к снижению прочности и плотности сварного соединения.

Требования к сборке металлических деталей перед сваркой. Применяемые сборочно-сварочные приспособления должны обеспечивать доступность к местам установки деталей, рукоят­кам фиксирующих и зажимных устройств, а также местам прихваток и 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 этого, 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.

Сборку сварных конструкций, как правило, осуществляют либо по разметке, либо при помощи 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 ори длине одной прихватки 50 — 80 мм;

для обеспечения нормального и качественного формирования шва нужно в начале и в конце изделия прихватывать планки.

Приемы удержания металла при наложении корневого слоя шва.

При выполнении корневого слоя шва основной трудностью является удержание расплавленного металла в сварочной ванне. Для предупреждения вытекания расплавленного металла из сварочной ванны применяют стальные, медные, керамические или асбестовые подкладки, устанавливаемые под корень шва; различного рода вставки между стыкуемыми кромками; обходятся без сквозного проплавления с последующей подруб­кой и подваркой корня шва с противоположной стороны; флюсовые, флюсо-медные и газовые подушки, устанавливаемые под корень шва; при стыковой сварке — соединения «в замок»; специальные электроды, сварка которыми производится сверху вниз; импульсную дугу.

Подкладки позволяют увеличивать величину сварочного тока, способствуя сквозному проплавлению свариваемых кро­мок и обеспечивая при этом 100%-ный провар свариваемых деталей, а также задерживают и не позволяют расплавленному металлу вытекать из сварочной ванны и предупреждают образование прожогов. Для предупреждения вытекания рас­плавленного металла из сварочной ванны подкладки должны плотно прилегать к свариваемым кромкам.

Установление различного рода вставок между стыкуемыми кромками способствует удержанию металла в сварочной ванне и 100 %-ному проплавлению свариваемых кромок в корне шва.

Иногда по заранее продуманной технологии не делают сквозного проплавления свариваемых кромок, а затем с обрат­ной стороны делают канавку пневмозубилом или шлифмашинкой и накладывают подварочный шов, обеспечивая при этом 100%-ный провар свариваемых кромок в корне шва.

Расплавленный металл сварочной ванны в корне шва удержи­вают применением различных подушек. Флюсовые и флюсо-медные подушки применяют при сварке под флюсом. Газовую подушку используют при ручной дуговой сварке, ручной и авто­матической аргонодуговой сварке с использованием в качестве поддувочного газа аргона, азота или углекислого газа. Сущность газовой подушки состоит в том, что под расплавлен­ный металл сварочной ванны подается один из выше упомянутых газов с избыточным давлением 0,5 —2кПа.

Соединение «в замок» за счет металла одной из стыкуемых кромок позволяет избежать прожогов в корне шва.

Выполнение сварных швов в вертикальном положении сверху вниз специальными электродами, в составе покрытий которых имеются компоненты, увеличивающие в процессе сварки силу поверхностного натяжения металла, исключает прожоги в корне шва.

Гибка металла

Гибка – это еще один важный этап подготовительных работ. Суть процесса в том, что подготовленные металлические сырцы пропускают через листогибочные агрегаты. Если гибка производится после того, как кромки были обработаны, можно прибегнуть к холодной гибке. При этом способе деталь сгибается под воздействием специального пресса. Однако у холодной гибки есть некоторые ограничения:

Для того, чтобы согнуть лист большой толщины прибегают к горячему методу гибки, так как при нагреве материал становится более мягким и податливым, а для его сгибания нужно меньше усилий.

ВАЖНО! «Если изделие предполагает наличие крупных отверстий, то их лучше делать уже после процедуры гибки»

Виды сварки

Сваркой называют процесс соединения изделий из двух материалов (чаще металлов), при котором, под воздействием высокой температуры, детали сплавляются между собой по шву. Часто для создания шва вводят еще дополнительный материал, как например, металл электрода или присадочной проволоки.

Основных, часто применяемых видов сварки, немного:

Существует еще много специфических видов, таких как сварка взрывом, трением, холодная сварка. Здесь же будут рассмотрены разновидности электрической дуговой сварки, как наиболее распространенного вида.

Сборка изделия

Когда все описанные выше этапы выполнены, можно преступать к сборке изделия. Для того, чтобы сборочно-сварочные работы были произведены правильно нужно учесть ряд моментов:

Рекомендуем! Как сварить ПВХ ткань своими руками

Термообработка металла

Если в производстве используются металлы с повышенной чувствительностью температурному режиму, то подготовка и сборка деталей под сварку обязательно должна включать этап прогрева металла. Кроме того, это своеобразная закалка, которая сделает сырец более устойчивым к деформации. Производят прогрев металла, чаще всего, с использованием газовой горелки.

Прогрев метала можно производить и после сваривания. На этом этапе он поможет снять напряжение металла, если оно возникло из-за повышенного содержания водорода. Нагрев позволяет выпарить лишний газ.

Выбор необходимых подготовительно-сварочных работ во многом определяется типами производимых изделий, а также используемым материалом. Однако, какой бы метод обработки и соединения не был выбран, производить его нужно в точном соответствии с установленными нормативами. Только в таком случае можно говорить о качестве швов и изделия в целом.

Выбор электрода и значения сварочного тока

При соединении деталей необходимо правильно выбирать значение сварочного тока. Оно зависит от марки и толщины свариваемого материала, марки и диаметра электрода. Значения тока соответствующие определенной толщине металла и диаметру электрода, приведены в таблице.

Правильный выбор электрода и назначение величины тока – залог успешной работы. Если пробовать варить толстым электродом не соответствующей марки, листы тонкого металла 1,5-2,0 мм, большой ток, необходимый для поддержания дуги, прожжет заготовки насквозь. В этом случае нужны стержни тоньше, а ток необходимо выставлять тщательно. Для начинающих, чтобы на первых порах не испортить металл, целесообразно производить ответственные работы аппаратом-инвертором или сварочным полуавтоматом.

При необходимости соединения толстых деталей, наоборот, малый ток не обеспечит нужного разогрева и плавления кромок металла. Соединение в этом случае будет хрупким, если вообще получится.

Если металл очень толстый, то даже максимального диаметра электрода и большого тока может не хватить, чтобы проварить стык на всю глубину. Потребуется либо сварка с двух сторон, либо несколько проходов с наложением швов один за другим. При этом после предыдущего шва нужно сбивать шлак, образующийся при остывании металла.

Источник

Конструктивные элементы подготовки кромок и размеры швов

Форму разделки кромок и их сборку под сварку характеризуют четыре основных конструктивных элемента: зазор b, притупление с, угол скоса кромки beta и угол разделки кромок alfa, равный beta или 2 beta

Виды подготовки кромок по сварку

Существующие способы дуговой сварки без разделки кромок позволяют сваривать металл ограниченной толщины при односторонней сварке ручной — до 4 мм,механизированной под флюсом — до 18 мм). Поэтому при сварке металла большой толщины необходимо разделывать кромки. Угол скоса кромки обеспечивает определенную величину угла разделки кромок, что необходимо для доступа дуги вглубь соединения и полного проплавления кромок на всю их толщину.

Стандартный угол разделки кромок в зависимости от способа варки и типа соединения изменяется в пределах от 60 ± 5 до 20 ± 5 градусов. Тип разделки и величина угла разделки кромок определяют количество необходимого дополнительного металла для заполнения разделки, а значит, производительность сварки. Так, например, Х-образная разделка кромок по сравнению с V-образной позволяет уменьшить объем наплавленного металла в 1,6- 1,7 раза. Уменьшается время на обработку кромок. Правда, в этом случае возникает необходимость вести сварку с одной стороны шва в неудобном потолочном положении или кантовать свариваемое изделия.

Стандарты на конструктивные элементы сварных соединений по способам сварки

Для всех типов швов важны полный провар кромок соединяемых элементов и внешняя форма шва как с лицевой стороны (так называемое усиление шва), так и с обратной стороны, т. е. форма так называемого обратного валика. В стыковых,особенно односторонних швах трудно проваривать кромки притупления на всю их толщину без специальных приемов, предупреждающих прожог и обеспечивающих хорошее формирование обратного валика.

Важное значение также имеет образование плавного перехода металла лицевого и обратного валиков к основному металлу, так как это обеспечивает высокую прочность соединения при динамических нагрузках. В угловых швах также бывает трудно проварить корень шва на всю его толщину, особенно при сварке наклонным электродом. Для этих швов рекомендуется вогнутая форма поперечного сечения шва с плавным переходом к основному металлу, что снижает концентрацию напряжений в месте перехода и повышает прочность соединения при динамических нагрузках.

Подготовка кромок технологических трубопроводов (НГДО4,12, ОХНВП16, МО2, ГДО)

Отклонение от перпендикулярности торца трубы относительно образующей:
05мм. для Dу до 65мм.; 1,0мм. для Dу св.65мм. до 125мм.; 1,5мм для Dу свыше 125мм. до 500мм.; 2,0 мм для Dу свыше 500мм.(п. 7.1.18. ПБ 03-585-03)

Кромки труб (элементов) и прилегающие к ним участки по внутренней и наружной поверхностям шириной не менее 20 мм. должны быть очищены от ржавчины и загрязнений до металлического блеска и обезжирены (п. 7.1.19. ПБ 03-585-03)

Газовую, воздушно-дуговую или плазменную резку труб из закаливающихся теплоустойчивых сталей необходимо производить с предварительным подогревом 200-250 С и медленным охлаждением. После резки кромки должны быть проконтролированы капиллярной или порошковой дефектоскопией. Обнаруженные трещины удаляются механической зачисткой по всей кромке. (п.п. 7.1.16., 7.1.17 ПБ 03-585-03)

После термической резки кромки труб из закаливающихся сталей должны быть зачищены на глубину не менее 3 мм., а из углеродистых и аустенитных сталей на глубину не менее 0,5 мм. от наибольшей впадины реза (п.п. 18.20,18.21 РД 38.13.004)

Подготовка кромок трубопроводов котельного оборудования (КО1,2)

Концы труб из углеродистых и низколегированных сталей разрешается обрабатывать кислородной, плазменно-дуговой или воздушно-дуговой резкой с последующей зачисткой кромок режущим или абразивным инструментом до удаления следов огневой резки.Подготовленные к сборке кромки должны быть без вырывов, заусенцев, резких переходов и острых углов.

Кромки и прилегающие к ним участки поверхностей деталей должны быть зачищены до металлического блеска и обезжирены на ширину: по наружной поверхности не менее чем на 20 мм. от кромки разделки, –по внутренней не менее 10 мм. При установке штуцера поверхность со стороны наложения шва должна быть зачищена на ширину 15-20 мм. от отверстия, а поверхность очка на всю глубину. (п. 6.2.4. РД 153-34.1-003)

Кислородную резку труб из хромо молибденовых и хромо ванадиевых сталей с толщиной стенки более 12 мм. при температуре воздуха ниже 0 С необходимо производить с предварительным подогревом 200 С и медленным охлаждением. (п. 6.1.5. РД 153-34.1-003)

При термической резке высоколегированных сталей (мартенситного мартенситно-ферритного и аустенитного классов)должен быть предусмотрен припуск не менее 1 мм. на последующую механическую обработку (п. 6.1.4. РД 153-34.1-003)

Подготовка кромок строительных конструкций

Непосредственно перед сваркой кромки и прилегающие к ним участки на ширину 20 мм. при ручной или механизированной дуговой сварке и не менее 50 мм. для автоматической, а также места примыкания начальных и выводных планок должны быть тщательно очищены от окалины грязи, краски, масла, ржавчины,влаги, снега и льда. (п. 5.6. РД 3415.132, п.1.4.2 ОСТ 36-58, п. 6.5 ОСТ 36-60)

Огневую резку кромок деталей из стали С345 и более прочных при температуре окружающего воздуха ниже минус 15 С нужно проводить с предварительным подогревом металла в зоне реза до 100 С. (п. 5.5. РД 3415.132)

После термической (кислородной, воздушно-дуговой, плазменной) резки поверхности реза должны быть механически обработаны:

При обработке абразивным инструментом следы зачистки должны быть направлены вдоль кромок (п. 5.3. РД 34 15.132).

Подготовка кромок трубопроводов газового оборудования (ГО 1,2)

Типы конструктивные элементы и размеры сварных соединений должны соответствовать ГОСТ 16037 (п.7.49. СП 42-102)

Подготовка кромок под стандартную разделку выполняется механической обработкой или газовой резкой с последующей зачисткой шлиф машинкой (п. 7.51. СП 42-102)

Кромки труб (элементов) и прилегающие к ним участки по внутренней и наружной поверхностям шириной не менее 10 мм. должны быть очищены до металлического блеска (п. 7.52. СП 42-102)

Подготовка кромок магистральных и промысловых газопроводов (СТО Газпром 2-2.2-136)

Геометрические параметры торцов труб, СДТ, ЗРА должны соответствовать ТР-1 – ТР-23 Таблица А8

Свариваемые кромки и прилегающие к ним внутренние и наружные поверхности свариваемых элементов должны быть зачищены механическим способом шлиф машинкой на ширину не менее 15 мм.
(п 10.2.13)

Допускается производить резку труб, в т.ч. для выполнения
специальных сварных соединений (захлестов и др.), с применением оборудования механизированной орбитальной газовой или воздушно-плазменной резки с последующей механической обработкой торцов труб станком подготовки кромок или шлиф машинками до требуемой разделки при этом, металл должен быть сошлифован на глубину от 0,5 до 1,0 мм, а внутреннее усиление заводского шва должно быть сошлифовано «заподлицо» с внутренней поверхностью трубы (п.10.2.7)

Подготовка кромок сосудов, работающих под давлением (ГОСТ Р 52630-2007) (КО 3, ОХНВП 1,2)

Форма подготовки кромок должна соответствовать требованиям технической документации или проекта.

Кромки подготовленных под сварку элементов сосудов должны быть зачищены на ширину не менее 20 мм, Кромки не должны иметь следов ржавчины, окалины, масла и прочих загрязнений. Кромки должны проходить визуальный осмотр для выявления пороков металла. Не допускаются расслоения, закаты, трещины, а для двухслойной стали — также и отслоения коррозионно-стойкого слоя.

При толщине листового проката более 36 мм зону, прилегающую к кромкам, дополнительно следует контролировать ультразвуковым методом на ширине не менее 50 мм для выявления трещин, расслоений и т.д.

Технологические особенности подготовки под сварку и сварки стыковых, угловых, тавровых и нахлесточных соединений одно- и двухсторонних, со скосами и без скоса кромок, на весу и на подкладках.

При стыковом шве в верхнем диапазоне толщины листа должна быть проведена подготовка корня шва с обратной стороны. Это рекомендуется и для предотвращения возникновения дефектов и при всех случаях сваривания подварочных слоев и при двустороннем свариванииX-образных и двойных Y-образных швов в верхнем диапазоне толщины листа. УV-образных швов и швов HV фаза корня может быть несколько ломаной, высота притупления Y-образного шва зависит от используемой силы тока. U- образные швы и двусторонние U-образные швы по экономическим соображениям используются прежде всего при сваривании листов большой толщины, так как из-за небольшого угла раскрытия заполняемый объем шва меньше, чем при V-образных, Y- образных,X-образных и двойных Y-образных швах. У угловых швов зазор между кромками должен быть как можно меньшим, чтобы в него не мог попасть шлак. Это касается в первую очередь Т-образных соединений, соединений внахлестку и угловых швов.

Разделка сварных кромок у нелегированных и низколегированных сталей производится, как правило, газовыми автогенными резаками. Высоколегированные стали и металлы, подвергаемые ручной сварке, могут разрезаться плазменной струей. Удаление возникающей при термической резке оксидной пленки требуется, как правило, только в исключительных случаях. При наличии особенных требований в отношении соблюдения небольших допусков рекомендуется механическая доработка кромок. В особенности это относится к кольцевым швам. Современные технологии резки электронным или лазерным лучом чаще используются в механизированном производстве и являются скорее исключением при ручной сварке стержневым электродом.

Факторы, влияющие на выбор типа сварного соединения

При выборе типа сварного соединения учитывают:

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник