Способы сварки стыкового соединения

Стыковая сварка

Подавляющее количество различных металлических конструкций получается при применении технологии сварки. За длительный период применения подобной технологии было разработано несколько ее разновидностей, некоторые характеризуются высокой эффективностью, другие подходят для работы с труднообрабатываемыми материалами. Среди всех технологий отметим стыковую сварку. Она характеризуется большим количеством особенностей, о которых поговорим подробнее.

Технология стыковой электросварки металлов

Следует учитывать, что стыковая сварка является частным случаем контактной. Именно поэтому обе технологии предусматривают применение практически одной и той же аппаратуры. Применяемый сварочный аппарат характеризуется следующими особенностями:

1. Генерация электрического тока проводится за счет установки трансформатора повышенной мощности.
2. Передача электрического тока проводится за счет неподвижного электрода.
3. Конструкция также имеет подвижный электрод, за счет которого проводится подача энергии.
4. Для передвижения основного элемента может проводится установка различного привода.
5. Есть и система управления технологическим процессом.

Особенности конструкции определены тем, как именно проводится стыковая сварка. Стоит учитывать, что схема стыковой сварки характеризуется следующими особенностями:

1. Нет необходимости генерировать большой ток. Это связано с тем, что используемый расходный материал обеспечивает поддержание стабильной дуги.
2. Метод предусматривает лишь локальный нагрев поверхности. За счет этого существенно повышается эффективность процесса и снижаются затраты на количестве затрачиваемого тока.

Схема контактной стыковой сварки

В целом можно сказать, что технология характеризуется довольно большим количеством особенностей, которые должны учитываться. Силовой сварочный трансформатор генерирует напряжение от 2 до 10 вольт.

Процесс осуществления ручной сварки

Сегодня выполняется сварка при применении рассматриваемой технологии для получения качественных изделий. К особенностям процесса можно отнести следующие моменты:

1. Перед началом проведения работы заготовки размещаются в специальных креплениях. В качестве подобных элементов выступают электроды.
2. Применяемые зажимы максимально повторяют форму будущего изделия. За счет этого можно получить качественное изделие.
3. В качестве электродов применяются специальные расходные материалы, которые характеризуются хорошей устойчивостью к механическому воздействию.
4. За счет специального привода обе заготовки подводятся друг к другу. Передаваемое усилие может быть достаточно большим, за счет чего повышается качество соединения.

После прочного зажатия соединяемых заготовок трансформатор включается. Через электроды ток подается на обрабатываемую часть заготовки. Высокий показатель тока обеспечивает локальный нагрев металла.

Ручная гидравлическая машина для стыковой сварки

Приведенная выше информация указывает на то, что стыковая контактная сварка может проводится при применении специального оборудования. За счет их особенностей можно автоматизировать процесс и повысить качество получаемых изделий.

Преимущества

У рассматриваемой технологии есть довольно большое количество преимуществ, что определило ее распространение. Примером назовем нижеприведенную информацию:

1. Нет необходимости в проведении тщательной подготовки обрабатываемых кромок.
2. При обычной сварке в некоторых случаях приходится выполнять термическую подготовку поверхности. Это связано с тем, что локальное воздействие высокой температуры позволяет достигнуть наилучшего результата.
3. Получаемое соединение характеризуется вповышенной надежностью и прочностью. Как показывает практика, если при проведении работы соблюдались все рекомендации, то соединение может прослужить в течение длительного периода.
4. Рассматриваемый метод характеризуется простотой и легкостью в исполнении. Именно поэтому мастер не должен обладать особыми навыками.
5. Оказываемое тепловое и механическое воздействие обеспечивает получение однородного металла. Именно поэтому можно получить металл с высокой прочностью.
6. В определенных условиях можно автоматизировать процесс.
7. Высокое значение производительности.

Сварка труб для ливневой канализации

Довольно большое количество преимуществ контактной сварки определяет ее распространение. Однако, нужно учитывать и некоторые недостатки технологии, о которых далее поговорим подробнее.

Недостатки

Есть и несколько существенных недостатков, которые нужно учитывать при рассмотрении процедуры контактной сварки. Они следующие:

1. Довольно большие электрические затраты. Это связано с тем, что нужно подавать ток с высоким напряжением для плавления материала.
2. Предъявляются высокие требования к размерам соединяемых элементов.
3. Применяемое оборудование характеризуется большой стоимостью. Поэтому в домашних условиях провести рассматриваемую работу практически не возможно.

Подобные недостатки определяют то, что технология получила широкое распространение.

Методы стыковой сварки

Стоит учитывать, что выделяют несколько различных методов стыковой сварки. Наибольшее распространение получили:

1. Сварка оплавлением.
2. Метод сопротивления.

Все технологии характеризуются своими определенными особенностями, которые нужно учитывать.

Стыковая сварка методом сопротивления

Распространенная стыковая сварка сопротивлением характеризуется довольно большим количеством особенностей. Они следующие:

1. Заготовки исключительно прижимают специальными губками к электродами. За счет этого обеспечивается быстрое прохождение тока через обрабатываемые материалы.
2. Применение специальных губок позволяет исключить вероятность проскальзывания деталей между используемыми электродами, через которые подается напряжение на обрабатываемые поверхности.
3. Следующий шаг заключается в подаче электрического тока. За счет этого происходит нагрев металла в обрабатываемой зоне.
4. После этого прикладывается осадок, за счет которого уменьшается наплав. Следующий шаг заключается в подаче сильного тока для максимального нагрева поверхности.

При электрическом сопротивлении можно провести обработку деталей с небольшим сечением. Максимальный показатель толщины поперечного сечения составляет 40 миллиметров. При этом формируется прочное соединение в стыке без расплавления металла.

Стыковая сварка методом оплавления

Рассматриваемая технология также получила широкое распространение. Для нагрева торцов деталей применяется специальное оборудование, которое позволяет получить качественный шов. Среди особенностей контактной сварки можно отметить следующие моменты:

1. Соединяемые элементы подводятся на небольшой скорости друг к другу.
2. На протяжении всего процесса напряжение остается неизменным.
3. За счет равномерной подачи соединяемых элементом происходит выравнивание всех микронеровностей.
4. Происходит оплавление поверхности для обеспечения максимальной площади контакта.
5. Нет необходимости в проведении тщательной подготовки поверхности.

Сварка методом оплавления

Воздействие высокой температуры приводит к появлению качественного соединения, которое характеризуется прочностью и надежностью.

Стыковая сварка пластиковых труб

Рассматриваемая технология применяется для соединения пластиковых труб. Среди особенностей стыковой сварки отметим следующие моменты:

1. Стоит учитывать, что пластик не пропускает ток. Именно поэтому приходится использовать специальное оборудование с контактным нагревателем.
2. Оба соединяемых элемента должно прилегать плотно друг к другу. Именно поэтому диаметр труб должен идеально подходит друг к другу.
3. Для того чтобы равномерно нагреть поверхность применяется специальная насадка, которая повторяет форму трубы.
4. На момент воздействия тепла насадку немного сжимают. При воздействии давления образуется качественное соединение.

Сварка полиэтиленовых труб

После того как поверхность была оплавлена требуется некоторое время для ее остывания. В продаже встречается просто огромное количество различных специальных инструментов для получения качественного соединения труб из ПВХ.

Свойства шва

Распространение технологии можно прежде всего связать с высоким качеством получаемого шва. Он характеризуется следующими свойствами:

1. Повышенные декоративные качества. При обычной сварке может образовываться широкий вал, который приходится дополнительно обрабатывать для получения ровной поверхности.
2. Надежность и прочность соединения. Шов может выдерживать самое различное воздействие, в том числе и переменную нагрузку.
3. В зоне расположения шва металл не теряет свои свойства, так как происходит локальный нагрев металла.

Как правило, качество получаемого шва проверяется визуально. На высокопроизводительной линии для этого может применяться специальное оборудование.

Устройства для осуществления процесса

Оборудование для контактной сварки может применяться для полной автоматизации проводимого процесса. В большинстве случаев достаточно лишь правильно разместить заготовки и нажать на одну клавишу. К другим особенностям аппаратов стыковой сварки можно отнести следующие моменты:

1. Хорошая производительность.
2. Возможность автоматизации процесса.
3. Высокая стоимость оборудования.
4. При проведении работы исключается вероятность допущения ошибки.

Аппарат для стыковой сварки

В продаже можно встретить оборудование самых различных производителей. Рекомендуется уделять внимание продукции лишь известных компаний.

Виды сварочной проволоки

При проведении стыковой сварки следует правильно выбрать наиболее подходящую проволоку. Она может применяться для получения качественного изделия. Специалисты должны различать разновидности проволоки и уметь подбирать наиболее подходящую. Сегодня в продаже встречается следующая проволока:

1. Медная получила большое распространение при соединении низкоуглеродистых сталей.
2. Из нержавеющей стали подходит для работы с хромированными и другими легированными сталями
3. Алюминиевая чаще всего выбирается при работе с сулиминами или дюралюминием.

Медная сварочная проволока

Кроме этого, уделяется довольно много внимания выбору поперечного сечения. Он подбирается в зависимости от того, какая будет площадь контакта соединяемых элементов.

Области применения стыковой сварки

Распространение подобного метода можно связать с различными их достоинствами. Стыковая сварка используется:

1. В строительстве при изготовлении монолитных конструкций. Они должны быть рассчитаны на воздействие большой нагрузки.
2. В металлургии метод используется для соединения листового и проволочного проката. Стыковая сварка позволяет получить сплошную поверхность высокого качества.
3. В железнодорожной сфере проводится создание рельс без стыков. Они позволяют технике развивать довольно высокую скорость. Для соединения отдельных секций уходит относительно небольшое количество времени.
4. В автомобильной сфере технология стыковой сварки применяется для получения корпусных изделий. Особенности применяемого оборудования позволяют получать изделия сложной формы.
5. При создании режущей части из легированной стали также применяется контактная сварка. Именно поэтому при работе режущая кромка не цепляется за обрабатываемую поверхность. Прочность соединения довольно высокая, поэтому инструмент выдерживает оказываемую нагрузку.
6. Соединение стальных и пластиковых труб также проводится при применении рассматриваемого способа. За счет применения специального инструмента можно получить равномерный шов высокого качества.

Трубопроводы для подачи газа и нефтепродуктов также создаются при контактной сварке. Технология позволяет соединять трубы диаметром до 1420 мм. Высокая производительность позволяет сделать герметичное соединение в течение 5 минут.

В заключение отметим, что контактная сварка в большинстве случаев может заменить распространенную технологию, связанную с подачей тока высокого напряжения на обрабатываемую деталь. При этом не происходит расплавка металла и изменения основных эксплуатационных качеств.

Источник

Стыковое сварное соединение

Какая сварка называется стыковой? Ответ на этот вопрос заложен в самом словосочетании стык, шов и сварка. Стыковое сварное соединение – это наиболее распространенный способ сварки двух металлических деталей, элементов или конструкций, которые примыкают друг к другу торцевыми поверхностями. Сварочный шов может быть как односторонним, так и двусторонним, на остающейся подкладке и без нее, с замковым швом и т. д. Вариантов сварки встык много и каждый из них используется в том или ином производственном процессе.

Торцы деталей необходимо специально подготовить для выполнения качественных сварочных работ. Вид обработки кромок зависит от толщины металла, применяемого оборудования, особенностей технологического процесса и других факторов. Выполняются стыковые сварные соединения по ГОСТ 5264-80, который и регламентирует все особенности технологии. Этот документ предусматривает 32 типа таких соединений, обозначающихся буквой C с цифровым кодом. Например, C2 – это односторонний стыковочный шов без какого-либо скоса поверхностей кромок.

Начало сварки стыкового шва

Область применения

Этот вид сварных соединений используется повсеместно. Прокладка различных металлических трубопроводов невозможна без сварки отдельных труб встык. Кузовные части автомобилей, любой прокат, различные сложные изделия в машиностроительной отрасли объединяются в одно целое по этой технологии.

Преимущества и недостатки

Стыковые соединения сварных швов имеют следующий ряд преимуществ перед другими методами сборки металлических элементов в одну конструкцию.

1. Эта технология сварки не критична к толщине свариваемых деталей. Толщина может колебаться от долей до сотен миллиметров. Данный критерий не зависит от способа сварки и определяется только возможностью соединения материала встык.
2. На стыковой сварочный шов расходуется меньшее количество присадочных материалов и энергетических ресурсов, следовательно уменьшается стоимость соединения.
3. В отличие от других видов соединения деталей сварка практически не увеличивает общий вес конструкции, шов получается ровным и герметичным, а также контроль качества соединительного сварного шва упрощается.

Но наряду с достоинствами, сварка встык имеет ряд недостатков. Она требует очень точной подгонки свариваемых деталей. Кромки обеих соединяемых элементов должны иметь равномерный зазор между собой по всей длине стыкового соединения. Многократно увеличивается сложность подгонки и сварки длинных стыков, размером в несколько метров. Но это ни в коем случае не умаляет всех преимуществ стыковых сварных соединений.

Особенности стыковой сварки

Главной особенностью сварки встык является то, что хотя бы одна из поверхностей обеих соединяемых деталей лежит в одной общей плоскости. То есть, даже если толщина свариваемых элементов различается, одна из общих поверхностей не должна иметь ступеньки в месте сварочного шва. В противном случае это будет уже не стыковое соединение, а тавровое. Другие нюансы сварки в стык определяются способом подготовки торцевых кромок и характеристиками сварочного шва. Например, стыковое сварное соединение C21 выполняется со скосом обеих кромок двусторонним сварочным швом.

Для усиления соединения встык могут быть использованы специальные несъемные прокладки, приваренные к соединяемым деталям на всем протяжении сварочного шва. При разных толщинах свариваемых элементов может быть использовано замковое соединение, которое также позволяет усилить шов. Все особенности сварки в стык определяются ГОСТом и другими нормативными документами. Ниже будут представлены нюансы каждого из стыкового сварочного соединения в соответствии с общей классификацией.

Типы и параметры соединений встык

Как уже было сказано выше, ГОСТ предусматривает 32 типа стыковых сварочных соединений. Виды сварных стыковых соединений представлены в нижеприведенной таблице, где дано описание каждого из них с маркировкой, диапазоном толщины соединяемых деталей, характеристикой сварного шва и формой сечения.

Таблица с видами стыковой сварки

Сварной шов С17 является наиболее часто используемым вариантом соединения металлических элементов путем сварки встык.»

Обозначение на чертеже

Для обозначения сварных швов встык в технической документации используются специальные символы и надписи. По ГОСТу на них указывают выносные стрелки с надписями сверху и снизу. На ниже приведенном рисунке представлен пример такого обозначения.

Обозначение стыковой сварки на чертеже

• знак указывает на то, что подгонку и стыковку свариваемых деталей необходимо выполнять на месте монтажа;
• ГОСТ 5264-80 обозначает, что соединение следует производить электродуговой сваркой;
• С13 – эта маркировка говорит о том, что перед нами стык с криволинейным скосом по одной кромке и односторонним швом;
• знак показывает, что произведено снятие термического напряжения с обеих сторон;
• знаки Rz20 и до Rz80 определяют чистоту шлифовки лицевой и обратной стороны стыкового сварочного шва.

Расчет стыковых сварных соединений

Перед сварочными работы следует выполнить некоторые математические расчеты. Это необходимо для получения качественной сварки, способной выдержать те нагрузки, которые определены условиями эксплуатации соединенных элементов. Сварка в стык рассчитывается по следующей формуле:

N – максимальная нагрузка на шов;

t – минимальная толщина деталей;

lw – длина сварочного шва максимальная;

Rwy – сопротивление по пределу прочности;

γс – табличный коэффициент.

Эта формула позволяет произвести расчет сварного стыкового соединения на центральное сжатие и процесс растяжения.

Контроль стыковых сварных соединений

От качества шва зависит прочность и долговечность стыковой сварки. Любой дефект может вызвать его постепенное или мгновенное разрушение. Существующие способы дефектоскопии сварочных швов позволяют на 100% исключить такие негативные последствия. Ниже приведен перечень основных методов контроля качества сварных швов, которые используются в настоящее время:

• визуальный осмотр позволяет определить видимые дефекты: трещины и раковины;
• рентгенография способна выявить внутренние дефекты: шлаковые включения и т. д.;
• магнитографический способ позволяет найти микротрещины, поры и другие дефекты;
• ультразвуковое исследование – это эффективный метод контроля качества швов.

Конечно, это далеко не полный перечень способов контроля качества сварки встык. В зависимости от результатов, которые необходимо получить, может быть использована цветная дефектоскопия, химический способ, вакуумный метод и многие другие.

Заключение

Следует отметить, что тип соединения встык, форму торцевых кромок, расположение сварочных швов подбирают исходя из физических и химических характеристик свариваемого металла, конструктивных особенностей соединяемых элементов и результата, который желательно получить в ходе выполнения работ.

Источник