ЗАО "Сварочные технологии"

Основными видами сварных соединений, выполняемых дуговой сваркой, являются стыковые, тавровые, угловые, нахлесточные, прорезные, с отбортовкой кромок (рис. 55).

(рис. 55) Виды сварных соединений и швов, выполняемых дуговой сваркой: а, б - стыковые без скоса кромок, в - стыковые с V-образным скосом кромок, г - стыковые с Х-образным скосом кромок, а, е - стыковые с U-образным скосом кромок, ж - тавровое без скоса кромок, з - тавровое с двусторонним скосом кромок, и - угловое, к - нахлесточное с валиковыми (угловыми) швами, л - нахлесточное электрозаклепками (точками) м, н -  прорезные, о - с отбортовкой кромок

Стыковые и тавровые, а иногда и угловые соединения могут быть со скосом и без скоса кромок. Скос и форма кромок определяются толщиной, структурой, теплофизическими свойствами и реакцией на сварочный термический цикл свариваемого металла, методом сварки.

Например, для ручной и полуавтоматической сварки в углекислом газе в стыковом соединении низкоуглеродистой конструкционной стали кромки скашивают при толщине металла более 8 мм, для автоматической сварки под флюсом - при толщине металла более 20 мм, а в отдельных случаях - более 30 мм.

В соединениях со скосом кромок последние притупляют, чтобы предотвратить сквозное проплавление (прожоги) металла (причем для автоматической сварки под флюсом притупление кромок должно быть значительно большим, чем для ручной сварки). Зазор между свариваемыми кромками оставляют для увеличения глубины провара. Этот зазор, а также размер разделки кромок по длине соединения должны быть по возможности равномерными. Соединения выполняют с одно- и двусторонним скосами кромок.

Соединение с двусторонним скосом кромок имеет преимущество перед соединением с односторонним скосом: при одной и той же толщине свариваемых деталей объем наплавленного металла и расход электродной проволоки в первом случае будет значительно меньшим, чем во втором.

Кроме того, при правильной последовательности наложения отдельных слоев шва деформации, возникающие в соединениях с двусторонним скосом кромок, будут меньшими, чем в соединениях такой же толщины с односторонним скосом кромок.

Соединения внахлестку, в тавр, угловые и прорезные сваривают угловыми (валиковыми) швами, а также электрозаклепками. Катет угловых швов обычно равен толщине более тонкого листа. Швы бывают с усилением (выпуклые), без усиления послабленные (вогнутые). Вид формы шва выбирают в зависимости от условий эксплуатации изделия. В сварных конструкциях, работающих под действием вибрационных нагрузок, тавровые и нахлесточные соединения стремятся сварить вогнутыми швами, а при статических нагрузках - выпуклыми (с усилением).

По положению в пространстве различают швы нижние, горизонтальные, вертикальные, потолочные. Дуговой сваркой под флюсом обычно выполняют нижние швы.

По протяженности различают швы непрерывные (сплошные) и прерывистые. Прерывистыми швами, а также электрозаклепками сваривают соединения, от которых не требуется герметичности. Прерывистыми швами часто выполняют соединения тавровые и нахлесточные, а электрозаклепками - только нахлесточные. Длина свариваемых участков соединения и просветов между прерывистыми швами должна соответствовать чертежу.

Кромки под сварку подготовляют механической обработкой (резкой на пресс-ножницах или гильотинных ножницах, строганием на специальных кромкострогальных станках), а также газовой резкой. В настоящее время на заготовительных участках сварочных цехов применяют преимущественно газокислородную резку.

(рис. 56) Изображение швов сварных соединений: а - стыковых, 6 - точечных, в - угловых, г - стыковых с оборотной стороны шва

К сталям мартенситно-ферритного класса относятся 15X11МФ, 12Х12ВНМФ (ЭИ802), 14Х12В2МФ (ЭИ756), 18Х12ВМБФР (ЭИ993), 12X13. При быстром охлаждении с высоких температур эти стали претерпевают такие же изменения, как и стали мартенситного класса. Мартенситно-ферритные стали содержат в своем составе больше легированного феррита (δ-феррита), чем мартенситные.

К сталям ферритного класса относятся: 08X13, 12X17, 08Х17Т, 15X25, 15Х25Т, 08Х17М2Т. Сталь 12X17 иногда называют полуферритной. Она имеет ферритную микроструктуру с незначительным количеством продукта γ→α-превращения. Стали марок 08Х17Т, 15X25, 15Х25Т, 08Х17М2Т имеют чисто ферритную микроструктуру, т. е. состоят исключительно из δ-феррита.

К сталям ферритно-аустенитного класса относятся следующие марки: 08Х21Н5Т (ЭП53), 12Х21Н5Т (ЭИ811), 08Х21Н6М2Т (ЭП-54), 08Х28АН (ЭИ657), 12Х18Н2АГ5 (ЭП26) и др.

К аустенитным относятся стали следующих марок: 10Х14Г14НЗТ (ЭИ711), 08Х17Н4АГ9 (ЭИ878), 08Х17Н5Г9АБ (ЭП55 по ЧМТУ 136—59), 15Х17АГ14 (ЭП213), 08Х20Н5Г12АБ (ЧМТУ 266—60), 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Б, 10Х17Н13М2Т, 03Х13АГ19 и др.

Подготовка кромок и сборка соединений для сварки в углекислом газе аналогичны подготовке изделий для ручной сварки. При полуавтоматической сварке проволокой диаметром 1,2 мм и менее (тем более при сварке в вертикальном положении металла толщиной более 3 мм) требования к точности сборки соединений менее жесткие, чем при сварке под флюсом.

Стыковые соединения из металла толщиной до 6 мм, а в некоторых случаях и до 8 мм собирают без скоса кромок с зазором не более 1 мм. При толщине металла до 2 мм зазор не должен превышать 0,5 мм. При этом соединения из металла толщиной до 2 мм следует сваривать на медной подкладке или остающейся стальной подкладке. Если подкладки применить нельзя, сварки следует выполнять в вертикальном положении сверху вниз.

Металл толщиной 6-8 мм сваривается двусторонним швом.

В стыковом соединении при толщине металла от 8 до 12 мм делают односторонний скос кромок с общим углом раскрытия 60-70°. Величина притупления в соединении зависит от режима сварки: при использовании проволоки диаметром 2 мм притупление кромки составляет 4-5 мм, а при использовании проволоки диаметром менее 2 мм притупление делают равным 2-3 мм. Зазор в стыке не должен превышать 1,5 мм.

В стыковых соединениях из металла толщиной от 12 до 20 мм делают двусторонний (Х-образный) скос кромок с углом раскрытия 50-60°, притуплением 4-6 мм и величиной зазора от 0 до 2 мм. В соединениях из металла толщиной более 20 мм кромки имеют одностороннюю или двустороннюю рюмкообразную форму с притуплением 5-6 мм и зазором в стыке от 0 до 2 мм.

Перед сборкой и сваркой кромки соединения должны быть очищены от ржавчины, масла и грязи.

Основные правила подготовки изделий из цветных металлов к сварке рассмотрены в разделах, освещающих технологию сварки этих металлов.