Подготовка кромок под сварку

Подготовка кромок металла под сварку делается с целью обеспечения полного провара металла по всей его толщине и получения: доброкачественного сварного соединения.

Различные виды подготовки кромок металла при сварке стыковых швов показаны на фиг. 49. Скос кромок делается для металла толщиной свыше 5 мм. Угол скоса 70—90° выбирают из расчета возможности свободного доступа к вершине шва и ее проварки.

Скос кромок можно производить различными способами. Самым грубым и малопроизводительным из них является срубание кромок ручным или пневматическим зубилом. При этом способе края кромок получаются неровные. Наиболее ровные и чистые кромки получаются при изготовлении их на специальных кромкострогальных или фрезерных станках. Применение кислородной резки, ручной или механизированной, для скоса кромок является самым экономичным. Шлаки и окалина, остающиеся после кислородной резки, должны быть удалены с помощью зубила и стальной щетки.

Следует уделять большое внимание чистоте кромок, так как загрязненная поверхность кромок металла приводит к плохому провару и образованию в сварном шве неметаллических включений. Поэтому перед сваркой кромки, а также соседние с каждой кромкой участки на ширину 20—30 мм должны очищаться до металлического блеска от окалины, ржавчины, масла, краски и других загрязнений. Очистка от окалины, краски и масла может осуществляться непосредственно пламенем сварочной горелки. При этом окалина отстает от металла, а масло и краска сгорают. После нагрева пламенем поверхность зачищается стальной щеткой.

При сборке деталей под сварку нужно следить за тем, чтобы кромки правильно располагались одна относительно другой, чтобы выдерживались установленные зазоры, не было перекосов и т. д.

Для того чтобы в процессе сварки установленные зазоры и положение деталей не изменялись, перед сваркой делают предварительную прихватку деталей, т. е. свариваемые детали соединяют друг с другом в нескольких местах короткими швами. Длину прихваток и расстояние между ними выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и длины шва. При сварке тонкого металла и коротких швах длина прихваток может быть не более 5 мм. При сварке толстого металла и значительных длинах швов длина прихватки может быть 20—30 мм при расстоянии между ними 300—500 мм. Прихватку следует производить на тех же режимах сварки, что и сварку самого шва, тщательно проваривая участок прихватки. В случае сварки деталей значительной толщины прихватка может заполнять разделку примерно на 2/3 ее глубины.

Порядок постановки прихваток имеет важное значение, особенно при сварке длинных швов.

Виды подготовки кромок под сварку:

а —с отбортовкой кромок; б, и, к — без скоса кромок; в —со скосом одной кромки; г — со скосом двух кромок; д — с двухсторонним скосом двух кромок;е—с криво-линейным скосом кромок; ж — с использованием остающейся или съемной подкладки; з —с замковым расположением деталей; л — дополнительным скосом дляустранения влияния разной толщины

– для автоматической сварки под флюсом α = 30° ± 5° и 10° ± 2° при пря-молинейном и криволинейном скосах кромок в случае стыковых и угловых со-единений, тавровые соединения требуют большего угла, который равен соот-ветственно 50° ± 5° и 20 ± 2;

– для сварки в среде защитных газов α = 40° ± 2° и 20° ± 2° при прямолиней-ном скосе одной и двух кромок — в случае криволинейного скоса α = 12° ± 2°.

Детали при стыковом соединении должны иметь, как правило, одинако-вую толщину. Допустимая разность толщины при сварке составляет не более 1, 2, 3 и 4 мм при толщине деталей соответственно до 4, 20, 30 и более мм. Если разность толщины больше, то на детали с большей толщиной делают скос под углом 15° с одной или двух сторон (Рис. 5, л).

При угловом соединении допускается не делать скос кромок а формиро-вание шва производить за счет смещения деталей на величину h (Рис. 5, и, к). Смещение может быть менее 0,5 s или более 0,5 s при толщине деталей до 6 и 30 мм соответственно.

Выбор типа соединения и способа подготовки кромок зависит от условий его работы, толщины соединяемых деталей, конфигурации изделия и условий сварки. Так, наиболее дешевые соединения без подготовки кромок, но их сквозное проплавление ограничено толщиной детали. Скосы двух кромок, осо-

бенно криволинейные, наиболее трудоёмки, но позволяют сократить массу наплавляемого металла и время сварки.

Зазоры между соединяемыми деталями обычно невелики, в противном случае возможны вытекание расплавленного металла и прожог кромок. Это об-стоятельство особенно может проявиться при автоматической сварке.

Для защиты обратной стороны шва от вытекания металла могут быть ис-пользованы ниже перечисленные приёмы:

– Замок,т.е.перекрытие одной детали другой(Рис.5, з).Перекрытие де-талей b₂ составляет 3... 20 мм, а зазор в замке z = 0 ^+0,5. Способ эффективный, но

дорогой.

– Остающаяся стальная подкладка (Рис.5, ж),толщина которой t₁ до-

стигает 0,5 толщины детали, но не менее 3 мм, ширина b₁ = 10... 30 мм, а зазор между подкладкой и деталями z не должен быть более 0,5... 1 мм. Этот способ применяют, в частности, при сварке шаровых резервуаров, сосудов малого диаметра. Такие подкладки соответствуют соединениям С10, С 19 (см. Табл. 1).

– Съёмная технологическая подкладка из меди для стали,из графита длямеди и т. п., которая не приваривается и её удаляют после сварки (С9, С18).

– Предварительная ручная, подварка корня шва (С12,С13,С21, С23,У5,

У10, Т2) является трудоёмкой, её применяют, когда свариваемое изделие не-возможно кантовать или точно собрать перед сваркой.

– Заделка зазора асбестовой набивкой или флюсовой подушкой.

Сварные соединения можно выполнять автоматической, полуавтоматиче-ской или ручной сваркой. Способ сварки выбирают в зависимости от геометри-ческих размеров изделий, свойств материалов, формы сварного шва и серийно-сти производства.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка обладает большой произ-водительностью, обеспечивает высокое качество и надёжность соединения, не требует высокой квалификации сварщика, даёт наибольший эффект в серийном и массовом производстве, а также при соединении толстостенныx деталей. Не-достатком этих способов является ограничение по конфигурации и положению шва. Наиболее распространенные автоматы способны сваривать прямо-линейныe горизонтальные швы или соединять цилиндрические детали типа тел вращения.

Форма сварных швов после сварки видна в табл. 3. Так ширина зоны рас-плавленного металла несколько больше, чем исходный зазор между кромками. По высоте сварной шов больше толщины детали, т. е. имеет место так называе-мое усиление шва. Конструктивные элементы швов также регламентированы перечисленными ранее стандартами.

Усиление шва при необходимости снимают строганием, точением или шлифовальными кругами до требуемой шероховатости поверхности.