Разделка кромок под сварку

Разделка кромок под сварку

Содержание:

  1. Нюансы разделки кромок
  2. Виды разделок
  3. Смещение деталей
  4. Кромки для труб
  5. Интересное видео

Одним из этапов подготовки металлических деталей для их сваривания в неразъемное соединение является работа с их кромками. Придание им определенной формы называется разделкой. С какой целью выполняют разделку кромок свариваемых деталей? Это необходимо для повышения качества будущей сварной конструкции. Скос кромок обеспечивает хороший провар по всей ширине шва. Кроме того, это гарантирует доступ инструмента сварщика к корню сварного шва. Это главные причины, для чего выполняется разделка кромок при сварке.

Размеры скосов относятся к конструктивным значениям, регламентируемым нормативными документами. Они разделяются в зависимости от формы соединений и способа сварки. Так, например, ГОСТ 5264, в котором содержатся требования к ручной дуговой сварке, не распространяется на соединения трубопроводов, описания которых изложены в ГОСТе 16037. При автоматической сварке и с применением полуавтомата следует обратиться к ГОСТу 11533. Суть разделки кромок под сварку заключается в удалении части металла на торце под определенным углом, называемым скосом.

Назначение разделки кромок под сварку

Разделка позволяет решить две основные задачи: провар по всей толщине листа и качественный провар корня шва. Скос, создаваемый при разделке, обеспечивает плавный переход от одной детали к другой, что снижает механические напряжения. Без правильно выполненного скоса электрод не сможет пройти к корню шва и осуществить полноценный провар. Отдельным вопросом стоит разделка при сваривании труб и сосудов, а также приваривание к трубам отводов и штуцеров.

Подготовка кромок под сварку

Процесс подготовки кромок под сварку можно условно разделить на два этапа: зачистку и разделку. Зачистка производится с целью удаления всех посторонних включений и мелких дефектов поверхности детали. Обработка кромок ведется до металлического блеска поверхности. Деталь зачищают с обоих сторон полосой до 20 мм. Далее проводят зачистку торцов и притуплений.

При небольших объемах работ зачистку производят ручными металлическими щетками, напильниками и шлифовальной бумагой. Места, загрязненные маслом и консервирующими составами, соскребаются скребками и протираются растворителями. При больших объемах работ применяют механические проволочные щетки или пескоструйные аппараты. С загрязнениями борются путем протравливания в растворах щелочей и кислот, с последующим промыванием чистой водой.

Разделка кромок

В зависимости от толщины свариваемого металла, разделка осуществляется либо с одной, либо с двух сторон. В любом варианте скосы выполняются без острой кромки, и на последних миллиметрах делают притупление, добиваясь плоской кромки. Разделка может производиться средствами механической обработки с применением следующих операций:

  • долбления;
  • строгания;
  • фрезерования.

Прямые стыки подготавливаются на строгальных станках. Поступательное движение резца позволяет снять лишний металл и получить необходимую форму. Несколько сложнее обрабатывать швы криволинейной формы. В таких случаях приходится применять фрезерные станки. Движением фрезы можно управлять вручную, но чаще используются специальные программы. Таким образом, обработка происходит быстрее и точнее. При сложной конфигурации шва ручное управление движением фрезы невозможно.

При подготовке изделий, которые невозможно установить на станок из-за больших размеров или особенностей формы, используют переносные кромкосниматели. Они устанавливаются непосредственно на заготовке и обрабатывают её. Как нетрудно догадаться, форма и качество поверхности фаски оставляют желать лучшего, и заготовка требует дополнительной обработки.

Абразивная обработка применяется как дополнительная после фрезерования и скалывания, а также при удалении с поверхности незначительных изъянов на мелких деталях.

При разделке кромок термическими методами применяют:

  • газовую резку (кислород);
  • плазменную резку;
  • лазерную резку.

Применение газовой резки к легированным сталям ограничено образованием на поверхности кромки трудноудалимых карбидов. Этот вид резки применяется, в основном, для подготовки изделий из углеродистых сталей. Намного качественнее работает плазменная резка. Высокая температура плазмы позволяет получить качественную кромку на заготовках из любых материалов. Лазерная резка пока встречается крайне редко, дает великолепные результаты, но стоит очень дорого, поэтому применяется только для разделки швов на самых ответственных изделиях.

Применяются следующие формы скосов кромок: V-образная, X-образная, U-образная и K-образная.

V-образная форма

Это самый популярный вид разделки. Популярность легко объясняется сравнительной простотой исполнения и возможностью применения на металлах различной толщины.

X-образная форма

Применяют при сварке толстостенных металлов.

U-образная форма

Этот сложный для выполнения скос применяется для сварки толстостенных металлов. Наиболее часто его применяют при ручной дуговой сварке, так как здесь получается существенная экономия электродов.

К – образный скос применяется крайне редко. Напоминает собой Х – образный скос, выполненный на одной половине заготовки.

Подготовка заготовок под разделку

Торцевые поверхности зачищают, убирают:

  • загрязнения, снижающие качество соединений;
  • оксидную тугоплавкую пленку;
  • следы ржавчины;
  • пятна маслянистых жидкостей, они приводят к браку.

С металла снимают слой до 2 мм.

Зачистка бывает двух видов:

  • механическая заключается в обработке стальными щетками, наждачной бумагой, напильниками, абразивным инструментом (работы производят вручную или используя специальный инструмент);
  • химическая проводится для растворения загрязнений и оксидной пленки, применяют органические растворители, кислоты.

Второй этап подготовки металла – разделочные операции, обеспечивающие доступ ко всей области стыка.

Подготовка заготовок под разделку кромок обязательна!

Виды предварительных операций:

  • ручная правка, необходима для соединения плит, проводится молотком;
  • механическая заключается в прокатке на правильных вальцах, устраняются складки, коробления, неровности;
  • разметка проводится при ремонтных работах, криволинейных швах, когда нужно сверлить отверстия для крепежа;
  • термическая подготовка, некоторые металлы предварительно прогревают для увеличения пластичности, упорядочивания внутренней структуры металла, снятия остаточных напряжений.

Подготовка кромок бывает трех видов:

  • без разделки, поверхности хорошо зачищают, укладывают на определенном расстоянии;
  • с разделкой, снимают фаски с одной или двух сторон, с одной детали или обеих, или делают угловой скос граней;
  • с отбортовкой – сглаживают острые края.

Предварительная подготовка для сварки металлической поверхности

В процессе предварительной подготовки свариваемых металлических элементов производятся следующие мероприятия:

  • правка, разметка материала;
  • резка металла;
  • подготовка к соединению кромок изделия;
  • гибка металла горячим, холодным способом.

Подготовка металла может производиться ручным, механическим способами:

  • ручная обработка осуществляется на специализированных правильных плитах, выполненных из чугуна, стали. При этом используется винтовой ручной пресс, правка выполняется ударами кувалды;
  • механическая правка выполняется на листоправильных вальцах;
  • правка угловой стали осуществляется на правильном прессе;
  • обработка швеллеров, двутавровых элементов производится на ручных, механических правильных вальцах;
  • разметка материала определяет будущую фигуру изделия;
  • резка механическая металлических листов может быть прямолинейной, криволинейной. Для этого предназначены специальные ножницы роликовые, оборудованные ножами дискового типа;
  • резка заготовок из углеродистых сталей осуществляется дуговой плазменной или газокислородной резками, механическим или ручным способом;
  • резка заготовок из легированных сталей производится дуговой плазменной или флюсовой газовой резкой.

Присутствие на поверхности свариваемых деталей любых загрязнений способствует формированию в швах пор и шлаковых отложений, которые значительно ухудшают качество, прочность соединения.

Вместо заключения

Теперь вы знаете, с какой целью выполняют разделку и какие существуют типы разделки кромок под сварку. Да, в рамках одной небольшой статьи трудно раскрыть все особенности и нюансы, рассказать обо всех углах скосов и предостеречь от ошибок. Но это основная информация, которая поможет вам на начальном этапе. Опытные мастера могут поделиться своим опытом разделки кромок в комментариях ниже, чтобы начинающие сварщики могли узнать для себя что-то новое. Желаем удачи в работе!

Читайте также  Параллельное и последовательное соединение формулы

Факторы, влияющие на выбор типа сварного соединения

При выборе типа сварного соединения учитывают:

  • условия нагружения сварной конструкции при эксплуатации (статические или динамические нагрузки постоянные,переменные и др.)
  • способ и условия изготовления сварной конструкции (ручная сварка, автоматическая в заводских или монтажных условиях)
  • удобства и возможности при сборке и сварке, достигаемую экономию основного металла, электродов и др.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Обработка кромок

Прочный сварной шов можно получить, если выполнить предварительную разделку кромок под сварку в зависимости от толщины металла. Благодаря этому процессу края материала приобретают определенную форму. Во время осуществления работ учитывается:

  • угол обработки;
  • зазор между 2-мя деталями;
  • притупление;
  • длина скоса.

Кромки раздеваются под углом, когда толщина листа превышает 3 мм. Если не выполнить скос, увеличивается вероятность непровара. Причем он может возникнуть по всему сечению. Металл также будет перегреваться и пережигаться, когда придется доставать его дальние слои.

При соединении деталей без кромок рекомендуется увеличить сварочный ток. Если же разделка выполнена, тогда процесс осуществляется послойно. Зазор необходим для полноценного провара в месте шва, а скос позволяет получить плавный переход между изделиями, когда детали отличаются толщиной.

Не рекомендуется делать острые кромки. Они влияют на неустойчивость конструкции после сварки. Из-за острых торцов возникают деформации и прожоги. Для уменьшения вероятности появления таких дефектов кромки притупляют. Когда создаются соединения внахлест и встык — осуществляется смещение. В результате сечения у кромок приобретают подходящую форму, соответствующую ГОСТ.

Подготовка торцов материала проводится на современных станках с помощью газокислородного пламени. Еще используется зубило, когда объем работы небольшой. Нержавеющая и цветная сталь обрабатывается при помощи плазменной резки.

Фаски под сварку

При соединении толстых трубных заготовок сформированный шов следует делать толще, чем сама деталь. Для формирования соединения с заданными геометрическими параметрами требуется выполнить разделку кромок, сняв фаску. После этого электроду будет обеспечен доступ для качественной проварки шва на всю глубину.

Основными параметрами фаски являются:

  • Зазор b. расстояние меду заготовками, до 2-3 мм.
  • Притупление C. Не скошенная часть кромки. ее оставляют, чтобы снизить вероятность прожога корня шва..
  • Угол скоса β. При двусторонней разделке острый угол принимает значения 15-30 о, при односторонней- до 45о.
  • Угол разделки α. Тупой угол равен двойному значению угла скоса, обеспечивает должный доступ к корню шва для сварочного оборудования.

Параметры фаски.

Если значение притупления невелико или его вовсе нет, то прожог предотвращают такими методами, как:

  • использование подкладок, препятствующих вытеканию расплавленного металла;
  • сварка на флюсовой подушке;
  • предварительное подваривание;
  • выполнение замка.

Технологам следует обращать особое внимание на корректный расчет и соблюдение оптимальных значений параметров разделки. Это позволяет снизить трудоемкость, экономно расходовать материалы и сохранять контроль над себестоимостью.

При подготовке стыковых соединений вид фаски зависит от толщины деталей:

  • 3-25мм: одностороння фаска;
  • 26-60мм: двухсторонняя;

Для угловых устанавливаются следующие границы:

  • 3-20мм: одностороння;
  • 21-50 мм: двухстороння.

Исходя из геометрической формы профиля поперечного сечения, выделяют такие типы разделки:

  • обычный скос, профиль представляет собой трапецию,
  • Х-образная, два скоса сделаны навстречу друг другу таким образом, что профиль поперечного сечения двусторонней разделки визуально напоминает очертания буквы Х;
  • U-образная, профиль поперечного сечения криволинейный и напоминает очертания буквы U.

ГОСТ на сварку труб рекомендует применять U-образную разделку при больших толщинах заготовок, с целью снизить площадь сечения шва и, следовательно, снизить расход материалов и повысить скорость работы.

Форму разделки выбирают, руководствуясь толщиной труб:

  • 3-25мм: Х-образная или V–образная;
  • 26-60мм- U–образная;
  • более 60 мм- специальные формы.

Они представляют собой:

  • уступы;
  • сложные криволинейные профили, призванные сохранить доступ электрода к корню шва и понизить площадь поперечного сечения.

Для разделки используются следующие способы:

  1. Газовый резак. Характеризуется низкой точностью и недостаточным качеством поверхности. Требует дополнительной обработки механическими способами.
  2. Мехобработка. Строгальная или фрезерная обработка дает достаточную чистоту и форму поверхности. Долбежная обработка также требует финишной мехобработки.

При разделке кромок труб большого диаметра используются специальные торцовочные аппараты. Во время ремонтных работ на магистралях отопления разделка часто выполняется вручную шлифмашинами.

Термообработка металла

Если в производстве используются металлы с повышенной чувствительностью температурному режиму, то подготовка и сборка деталей под сварку обязательно должна включать этап прогрева металла. Кроме того, это своеобразная закалка, которая сделает сырец более устойчивым к деформации. Производят прогрев металла, чаще всего, с использованием газовой горелки.

Прогрев метала можно производить и после сваривания. На этом этапе он поможет снять напряжение металла, если оно возникло из-за повышенного содержания водорода. Нагрев позволяет выпарить лишний газ.

Выбор необходимых подготовительно-сварочных работ во многом определяется типами производимых изделий, а также используемым материалом. Однако, какой бы метод обработки и соединения не был выбран, производить его нужно в точном соответствии с установленными нормативами. Только в таком случае можно говорить о качестве швов и изделия в целом.