Типы и виды сварных соединений – классификация

При помощи сварки производятся неразъемные соединения прочность, долговечностью и качество которых зависят от используемых исходников, грамотности участников процесса, выбранного сварочного метода и “природы” создаваемого шва. Разновидность сварных стыков влияет на результативность сварочного производства и определяется расположением комунитурующих элементов, для того чтобы выполнить некоторые варианты сварки понадобятся дополнительные ресурсы и время, иногда могут возникнуть трудности при размещении сварочного устройства, вот почему важно заранее ознакомится со схемой сварных швов.

Типы сварных соединений

Насчитывается пять видов сварных соединений, каждое из которых отличается уникальными характеристиками, слабыми и сильными сторонами, а еще актуальностью для определенных сценариев и проектов. 

Торцевой

Торцевые швы свариваются по примыкающим торцам поверхностей, это экономные соединения (требуется мало электродов), но намеренно ослаблены, поэтому их применение значительно ограничено: в основному они практикуются для сварки тонких элементов из металлического сплава.  

Стыковое

Стыковые соединения: структурно целостные, простые, рациональные, получаются за счет объединения двух фрагментов металлических заготовок находящихся на одной плоскости встык.  

Применяются при сваривании труб, для работы с металлом в виде листов и в создании каркасных сооружений, это зачастую жилстроительство,  нефтепровод и судостроение. Почему   данные типы швов пользуются популярностью? Они гладкие, прочные, требующие минимальной подготовки кромок, нуждающиеся в фаске и то только для лучшего доступа (проникновения) сварки. 

Угловое

Угловые швы – это метод объединение заготовок из металла воедино под угловым наклоном или перпендикулярно, данные соединения непосредственно наносятся на материал, выполняются быстро и бывают: вогнутые, плоские, выпуклые. Их полезно эксплуатировать в процессе изготовления машинных рам (оформление каркаса), опорных кронштейнов (оплот, фиксация компонентов) и предметов мебели (стулья, стеллажи). 

Тавровое

Тавровые соединения формируются примыканием торца одного листа под углом (зачастую 90°С) с поверхностью другого, в результате между элементами образуется буква Т, такие “сцепления” универсальные, прочные, действенные при сварке в любом положении: вертикальном, нижнем, потолочном, горизонтальном, практикуются в тяжелых эксплуатационных условиях: для строительства структурных каркасов, во время сборки автомобилей и оборудования промышленности.

Нахлесточное

Lap Joint (сварка внахлест) предлагает мобильность в дизайне, не нуждается в обширной зачистке и обработке деталей, является соединением где несколько полотен металла накладываются друг на друга, при этом сварочный шов делается в точке пересечения, идеально подходят для комбинации из листов разной толщины (толстые на тонкие или наоборот) и при укрепления контейнеров или поврежденных панелей автомобилей. 

Виды сварных швов

Знание классификации сварных швов позволяет подобрать оптимальный метод сваривания при котором получаются долговечные соединения отвечающие общим требованиям госстандарта. 

По отношению к нагрузке

Применительно к действующим нагрузкам бывают такие вариации:

• фланговые швы в которых оси сварного соединения параллельно размещены к вектору действующей силы;
• лобовые, направленные перпендикулярно относительно направления рабочего усилия;
• косые: действующее активное усилие находится под непрямым углом к линии сварки. 

Комбинированные крепления в соответствии к нагрузкам имеют на разноплановых участках разные направления. 

По положению

Пространственное положение заготовки играет важную роль в проекте: нижние, потолочные, горизонтальные и вертикальные швы требующие от исполнителя наличие технологических знаний. 

По характеру протяженности

По заданному критерию можно выполнить такие виды швов: прерывные требующие немного времени и материалов, непрерывные (сплошные) целиком заполняющие стыковую зону при необходимости полной герметичности изделия. 

По траектории движения электрона

Если брать в расчет проекцию пути источника тепла (от которого зависит внешняя эстетика стыка) к соединительным швам относятся такие конфигурации: ломаная линия, треугольник, петля, полумесяц, классические елки.  

По уровню выпуклости

Исходя из того насколько ребристым является место сварного соединения  выделяют: вогнутые, нормальные или выпуклые швы, данная особенность  напрямую зависит от исходника и выбранного режима сваривания (к примеру при дуге длиной не более 3 мм образуется узкое и фактурное соединение). 

По количеству проходов

Сварные швы независимо от вида выполняются за три, один или два проходов, их численность обусловлена толщиной материала и желаемой прочностью изготовляемого продукта. При каждом обычном проходе наплавляется один валик, но во время сварочных работ с толстыми листами на одной плоскости могут располагаться три – два направленных валика, формирующие один пласт. 

Что такое сварочная прихватка?

В сваривании прихватка – временный прием, позволяющий удерживать заготовки от придания им абсолютной прочности, в действительности это выглядит как завершающий этап сварки, вот только он не касается всей длины и размера сварного соединения, а составляет в общей сложности пару миллиметров. Основные цели мероприятия:

• обеспечения выравнивания компонентов, которые соединяются; 
• облегчение сварочного процесса путем недопущения сдвигов заготовительных изделий;
• исключение использования дополнительных крепежей и приспособлений в мелкосерийном промышленном производстве. 

Прихваточные стыки легко выдерживают внутреннее давление, обусловленное сжатием и расширением металлического сплава, при этом идеально сохраняя геометрию шва. Технические моменты, которые стоит придерживаться в процессе прихваточного сваривания:

• использование высоких температур и короткой дуги пламени;
• накладывание прихваточных швов должно происходить осторожно во избежания теплового деформирования чувствительных материй;
• размер соединения обязан идеально вписаться в завершающий сварочный стык. 

Для сваривальной прихватка прекрасно подходят такие материалы как сплав магния, титан, чугун, алюминий, латунь, нержавеющая сталь. 

Требования к сварным швам, возможные дефекты

Недочеты сварных креплениях допускать никак нельзя, ведь изготовленное изделие может перестать функционировать в самый неудобный момент, а это однозначно повлечет за собою серьезные проблемы. Несоответствие сварных швов контролируется государственными стандартами при помощи специальных магнитных приборов, ультразвукового метода, визуального осмотра и цветной дефектоскопии. В сварном соединении отклонения от нормы могут выглядеть так:

• шлаковые и неметаллические отложения, которые возникают  вследствии загрязнения и плохой очистки кромок, быстротечности процесса сварки или при малой силе тока;
• непровары и несплавление случаемые при недостаточном сплавлении стыков из за наличия ржавчины, следов окисления;
• прожоги: в швах образуются сквозные отверстия, их основная причина неправильная регулировка сварочного аппарата;
• трещины считаются самыми опасными дефектами способствующие разрушению изготовленной конструкции;
• поры являются небольшими полостями внутри, насыщенные зачастую водородом (газом не успевшим выделиться), пористость возникает через сварку большой дугой, недостаточную прокалку теплового источника (электрода), присутствие красок, жира и масла на металлической поверхности;
• полости – автономные формы образовавшеся вследствии некорректно организованной сварочной ванны;
• поперечная или продольная чешуйчатость: неровности, углубления, бугристость появляющиеся на валике в результате неправильного наклона теплового проводника или при высокой скорости кристаллизации основного материала;
• раковины и кратеры создаются, когда сварочная ванна стремительно остывает и полученные в итоге щели делают соединение очень слабым;
• подрезы – это канавки идущие вдоль шва, имеющие прерывистый или однородный протяженный характер, данная недоработка обусловлена нарушением технологического процесса (например слишком большой размер электрода);

Линейное смещение (перекос) случается в тех случаях, если выравнивание комок осуществлялось с ошибками или при несоблюдение правил сварочной процедуры. 

Что влияет на качество швов

От того насколько грамотно выполненные сварные стыки зависит надежность, прочность, безопасность, эффективность железобетонных конструкций, каркасных элементов и деталей ограждения. Ключевые аспекты влияющие на добротность сварных соединений условно разделяют на группы:

• эксплуатационно – конструктивные: геометрические характеристики (конструкция/структура) и форма крепления;
• технические: применение некачественных исходников или материалов с высокой степенью подверженности температурным воздействиям, нарушения технологического процесса, недочеты в работе оборудования, неправильный выбор режима сварки, неверно подобранный диаметр электрода, недостаточная квалификация исполнителя, присутствие ограничений к месту наложения стыка. 

Надежность сварных швов – комплексная черта, включающая множество параметров при помощи которых происходит экспертная оценка соединения, поэтому если обнаружены какие то изъяны производства независимо от причин их возникновения оплошность немедленно устраняют или полностью переделывают проект. 

Подытожим

Сварка – это процесс создания соединений, требующий навыков, точности и знаний, которые позволяют верно подобрать методику сваривания и способ обработки компонентов, помогающие избежать конечных нежелательных дефектов и весь процесс осуществить согласно нормативным стандартам. 

Как выглядит идеальный сварных стык? Отсутствие искажений, без отверстий и трещин в валике, металл соединения не имеет выпуклостей, присутствуют равномерные волны и одинаковые показатели высоты или ширины. Не забываем, что любой изъян сварки ухудшает свойства изделия и не может соответствовать проектным требованиям заказчика, поэтому чтобы проверить качество швов учитывают: статические и динамические нагрузки, температуру окружающей среды, свойства (хрупкий или пластичный) материала, критерии изготовления (в мастерской, на строительной площадки или при ограниченных и стесненных пространствах), эксплуатационный режим, потенциальные риски при возникновении аварийной ситуации.