Какие существуют? Виды сварочных швов различаются с учетом положения, длины, степени выпуклости, количества проходов, отношения к нагрузке. Выбор подходящего зависит от материалов и целей сварки.
На что обратить внимание? Есть различные технологии сварки, для каждой подходит свой тип шва. На их качество влияют определенные факторы: оборудование, подготовка деталей, умения сварщика.
В этой статье:
- Особенности сварочных швов
- Типы сварных соединений
- Виды сварочных швов по положению в пространстве
- Виды сварочных швов по степени выпуклости
- Виды сварочных швов по протяженности
- Виды сварочных швов по количеству проходов
- Виды сварочных швов по отношению к действующей нагрузке
- Требования к сварным швам
- Что влияет на качество сварного соединения
- Часто задаваемые вопросы о видах сварочных швов
Особенности сварочных швов
Сварочный шов – термин, принятый для обозначения места, где примыкают друг к другу кромки двух соединяемых деталей. При дуговой сварке электрическая дуга, представляющая собой мощный устойчивый разряд, плавит металл заготовок и электрода, образуя сварочную ванну, в которой происходит их смешивание. По мере остывания расплав кристаллизуется, и формируется сварное соединение. Принятая классификация швов основывается на типе и конфигурации последних. Факторы, влияющие на данные показатели, – химический состав материала, его толщина, используемое оборудование, форма свариваемых элементов и ряд других.
При послойном рассмотрении различных сварочных швов появляется возможность обнаружить в его структуре области, которые отделяют друг от друга четкие границы.
Особенности сварочных швов
Слой наплавления металла
Он формируется с началом плавления стержня электрода и материала кромок свариваемых элементов, визуально однороден. Сварочный шов в области наплавления отличается высокой твердостью и состоит из очень мелких частиц металла, спаянных в единое целое. При нарушении технологии сварки в этом слое появляются дефекты, причиной возникновения которых могут быть кислород, шлаковые включения, кусочки флюса и т. д.
Область сплавления металлов
Причиной ее формирования становится взаимная термическая диффузия основного и присадочного металла. При активном взаимопроникновении материала соединяемых заготовок формируется область, составляющая как минимум половину от общего объема шва, имеющая неоднородную структуру и содержащая некоторые количества компонентов железа, хрома, нитрида углерода, нитритов и т. д.
Слой термического воздействия
Структура шва здесь напоминает металл, прошедший поверхностную закалку. Твердость так называемого белого слоя, примыкающего к области сплавления, значительно выше. К его формированию приводит нагревание до температур, недостаточных для плавления, но вызывающих сверхскоростное закаливание. Этот эффект особенно ярко выражен при сварке в среде инертных газов.
Области преобразования
К белому слою примыкает область, в которой происходят структурные преобразования металла соединяемых заготовок. Физические характеристики материала здесь могут быть различными: они главным образом зависят от химического состава стального сплава, из которого изготовлены свариваемые детали.
Переходной слой
В этой области происходит переход от основного материала соединяемых заготовок к металлу сварочного шва. В структуру материала здесь входят троостит, перлит, аустенит и ряд других компонентов, образование которых происходит под воздействием изменений температурного режима.
Итак, анализ структуры сварочных швов показывает их неоднородность. От характеристик и соотношения объемов описанных выше областей зависят основные эксплуатационные качества данных соединений.
Типы сварных соединений
В зависимости от характера выполняемых работ, назначения готовой конструкции или изделия и ряда других факторов могут использоваться различные виды сварочных швов и соединений. Рассмотрим их разновидности:
Стыковые
Стыковка свариваемых заготовок, расположенных в одной плоскости с незначительным зазором, применяется в сварке наиболее широко. Перед подобными работами необходимо выравнять края деталей, а также прилегающую к ним зону и очистить их от ржавчины, масляной пленки и других загрязнений. Кромки предварительно разделываются. Вид разделки подбирается, исходя из толщины соединяемых элементов. Это может быть V-, Х-, К-образная форма или криволинейный скос. Стык обваривается по двум сторонам.
Этот вид сварных соединений отличается:
- относительно небольшим расходом металла;
- высокой скоростью обработки;
- простотой выполнения;
- надежностью;
- долговечностью.
Главный их недостаток заключается в необходимости подвергать соединяемые кромки предварительной обработке.
Типы сварных соединений
Нахлесточные
Ответственные соединения элементов металлоконструкций усиливают, сваривая внахлест. Обычно такой способ применяется при работе с металлом, толщина которого составляет от 8 до 12 мм. Для минимизации риска возникновения коррозии, а также, чтобы предотвратить разрушение металлоконструкции, швы накладываются по всем доступным сторонам.
Такие сварные соединения отличаются:
- простотой выполнения;
- большой скоростью формирования;
- отсутствием необходимости подготавливать кромки деталей;
- отсутствием риска прожогов металла;
- высокой прочностью;
- влагонепроницаемостью.
Основной недостаток нахлесточных соединений состоит в большом расходе основного и присадочного металла.
Угловые
Такие соединения, применяемые при сварке заготовок, расположенных под наклоном друг к другу, относительно сложны. Кромки соединяемых деталей стачивают для формирования качественного шва и соблюдения требуемого угла. При сварке необходимо следить за положением заготовок. Работа выполняется равномерными движениями. Если есть такая возможность, следует проварить обе стороны: наружную и внутреннюю.
В случаях, когда необходимо сварить между собой элементы разной толщины, более толстый необходимо поместить над тонким, чтобы не допустить прожогов металла. При формировании сварочного шва изнутри на аппарате выставляют малый ток. В противном случае существует риск деформации материала с внешней стороны.
Главные минусы состоят в:
- сложности процесса;
- необходимости формирования скосов на кромках деталей;
- важности соблюдения геометрии внутреннего и внешнего углов.
Тавровые
Особенность этого вида сварочных соединений в том, что торец одной из заготовок упирается в плоскость другой, образуя пару внутренних углов. Основная область применения – изготовление опорных элементов металлоконструкций. Перед началом сварочных работ кромка детали, которая располагается под прямым углом, требует торцевания или разделки в форме двустороннего скоса. Сварные швы должны формироваться с глубоким корневым проплавлением металла.
Этот вид сварочных соединений отличается высокой жесткостью изготавливаемых опорных элементов.
Основные недостатки тавровых соединений заключаются в том, что:
- соединяемые кромки нуждаются в сложной предварительной подготовке;
- свариваемые детали необходимо удерживать в правильном положении.
Тавровые
Торцевые
Этот вариант применяется при сварке заготовок, плотно прижатых одна к другой или расходящихся под небольшим углом (до 30 градусов). Прожечь металл при торцевом соединении практически невозможно. Детали не деформируются, и в них не образуются зоны внутреннего напряжения при охлаждении.
Преимущества состоят в:
- простоте выполнения;
- незначительном риске прожога;
- надежности соединения.
Основные недостатки заключаются в:
- большом расходе металла и электродов;
- высокой вероятности развития коррозии при некачественной сварке.
Виды сварочных швов по положению в пространстве
Различают четыре вида сварочных швов и соединений по их ориентации в пространстве:
Нижние
В них шов располагается внизу по отношению к сварщику. Такое положение сварочной ванны не дает вытекать расплавленному металлу, а также способствует тому, что пузырьки газа и шлаковые включения свободно покидают ее, поднимаясь кверху. Формируют такие соединения, совершая электродом или пламенем горелки поперечные движения с небольшой амплитудой.
Горизонтальные
Формируются для соединения находящихся одна над другой деталей. Ведутся слева направо или наоборот. Для того чтобы расплавленный металл не стекал вниз, край нижней заготовки выдвигают вперед на 1 миллиметр, формируя небольшой уступ, который не будет заметен на готовой конструкции.
Важно правильно выбрать скорость, с которой электрод будет перемещаться вдоль стыка – если вести его медленно, это приведет к появлению потеков, и при слишком быстрой сварке можно столкнуться с непроварами.
Виды сварочных швов по положению в пространстве
Вертикальные
Такие швы формируются снизу вверх или наоборот. Чаще прибегают к первому способу, который позволяет удерживать расплавленный металл в сварочной ванне. При этом используют малый ток и прерывистую дугу.
Потолочные
С расположением стыка деталей над головой сварщика. Удерживаться в специальной ванне расплаву позволяют силы поверхностного натяжения.
Виды сварочных швов по степени выпуклости
Рассмотрим основные виды сварочных швов по форме поперечного сечения. Они бывают:
- Выпуклыми – такими усиленными швами соединяют элементы ответственных металлоконструкций. Большой валик формируется обильным наплавлением присадочного металла или в несколько проходов.
- Плоскими – такую форму принято называть нормальной. Валик таких швов практически не выступает над поверхностью заготовок.
- Вогнутыми – основное применение они находят при соединении тонколистовых заготовок.
Виды сварочных швов по протяженности
Если речь идет о прерывистых швах, в расчет берется общая длина всех отрезков. Основные виды:
- цепные (одно- или двухсторонние) с равномерным расположением по двум сторонам стыка;
- шахматные двусторонние;
- точечные (контактная сварка).
Виды сварочных швов по протяженности
По длине сварочные швы бывают:
- короткими (до 250 мм);
- средними (от 250 до 1000 мм);
- длинными (более 1 метра).
Виды сварочных швов по количеству проходов
Вне зависимости от разновидности сварного соединения его можно формировать одним, двумя и более проходами. На выбор техники сварки обычно влияет толщина заготовок и требования, предъявляемые к готовой конструкции. Если речь идет о толстых деталях с разделанными кромками, это могут быть два или три слоя, образующие один валик. Сварочные швы бывают однопроходными и многопроходными (многослойными).
Виды сварочных швов по отношению к действующей нагрузке
Сварочный шов может иметь различное расположение относительно направления, в котором к нему прилагается нагрузка, и быть:
- фланговым;
- лобовым;
- косым;
- комбинированным.
Требования к сварным швам
Виды сварочных швов и перечень требований к ним регламентируют нормы соответствующих ГОСТ, однако каждое такое соединение должно быть:
- прочным;
- надежным;
- долговечным;
- устойчивым к коррозии и агрессивным средам.
Требования к сварным швам
Для получения качественных сварочных швов соединяемые кромки следует тщательно подготавливать к сварке.
Какими должны быть швы в каждом конкретном случае можно понять, ознакомившись с соответствующими нормативными документами и тематической справочной литературой.
Что влияет на качество сварного соединения
Независимо от видов сварки и сварочных швов для получения качественного соединения необходимо не только соблюдать технологию, но и правильно подготавливать кромки заготовок. Порядок подготовки таков:
- зачищается зона шириной не менее 2 см от краев деталей;
- если металл толще 3 мм, с кромки снимается фаска;
- выставляется требуемый зазор между кромками.
Часто задаваемые вопросы о видах сварочных швов
Что такое шаг сварочного шва?
Шаг – термин для обозначения расстояния между двумя соседними проваренными отрезками. Прерывистыми швами пользуются, если соединение не должно быть герметичным и не подвергается большим нагрузкам.
Что называют подрезом сварочного шва?
Так называют дефекты в виде канавки, проходящей параллельно шву, появление которой является следствием избыточной длины дуги в сочетании с маленьким напряжением или иной ошибки при сварке.
Что такое сварочные прихватки и какую функцию они выполняют?
Прихватками называют точечные швы, которыми соединяемые заготовки фиксируются в нужном положении. Нередко они бывают временными, и их удаляют перед окончательной проваркой стыков.
Что называют подрезом сварочного шва?
Какие виды сварочных швов лучше подходят для использования в конкретных случаях? Ответить на этот вопрос не слишком сложно, если владеть информацией, которая вкратце изложена выше. Специалист, желающий быть в курсе новых сварочных технологий, должен регулярно мониторить тематические новости в СМИ и интернете.
