Учебник 2

6.1. Сварные соединения

Сварка – это неразъемное соединение деталей, когда их нагревают в зоне сварки до расплавления металла или его перехода в пластическое состояние, при этом добавляют присадочный материал, которым заполняется зазор между соединяемыми деталями.

Сварка считается самым современным способом создания неразъемных соединений в машиностроении и постепенно вытесняет другие способы. Сваркой можно соединять медные, бронзовые, латунные детали, детали из алюминиевых сплавов, а также из термопластических пластмасс типа полистирола, винипласта и др. К достоинствам этого способа относятся универсальность и простота оборудования, высокое качество соединения, дешевизна, высокая производительность. Сварка мелких деталей легко поддается автоматизации. Она успешно конкурирует с отливками и поковками, а литые корпуса и станины часто заменяются сварными.

6.1.1. Классы, виды и способы сварки

Классификация сварки металлов по основным физическим,

техническим и технологическим признакам дается в ГОСТ 19521–74. Различают три класса сварки: термический,

термомеханический, механический. Класс сварки определяется формой энергии, которая используется для образования сварного соединения. В термический класс входят дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, световая, индукционная, газовая, термитная сварка и литейные виды сварки (табл. 6.1); в термомеханический – контактная, диффузионная, газопрессовая, термокомпрессионная, дугопрессовая, шлакопрессовая, термитно-прессовая сварка.

Механический класс в данном пособии рассматриваться не будет.

Таблица 6.1

Буквенно-цифровые обозначения шва по стандартам на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений

			Наименование способа	Условное
	Виды сварки	ГОСТ		обозначение
			сварки
				шва
	Ручная	ГОСТ 5264–80	–	–

Автоматическая и	ГОСТ 8713–79	Автоматическая сварка:
полуавтоматическая		без применения подкладок,	А
сварка под слоем		подушек и подварочного
флюса		шва	Аф
		на флюсовой подушке	Ам
		на флюсомедной подкладке	Ас
		на стальной подкладке	Апш
		с предварительным
		наложением подварочного	Апк
		шва
		с предварительной
		подваркой корня шва	П
		Полуавтоматическая сварка:
		без применения подкладок,	Пс
		подушек и ручной подварки	Ппш
		на стальной подкладке
		с предварительным	Ппк
		наложением подварочного
		шва
		с предварительной
		подваркой корня шва
Ручная	ГОСТ 11534–	―	–
электродуговая	75
сварка (соединения
под острыми и
тупыми углами)
Автоматическая и	ГОСТ 11533–	Автоматическая сварка:
полуавтоматическая	75	без применения подкладок,	А
сварка под слоем		подушек и ручной подварки
флюса (соединения		с ручной подваркой с одной	Ар
под острыми и
		стороны
тупыми углами)
		Полуавтоматическая сварка:
		без применения подкладок,	П
		подушек и ручной подварки
		с ручной подваркой	Пр
Контактная	ГОСТ 15878–	Точечная	Кт
электросварка	79	Роликовая	Кр
		Рельефная	Кв
		Стыковая	Кс
		Стыковая оплавлением	Ксо
		Стыковая сопротивлением	Ксс

			Окончание табл. 6.1
			Наименование способа	Условное
	Виды сварки	ГОСТ		обозначение
			сварки
				шва
	Электрошлаковая	ГОСТ 15164–78	Проволочным электродом	ШЭ
	сварка		Плавящимся мундштуком	ШМ
			Электродом большого	ШП
			сечения, соответствующим
			форме поперечного сечения
			сварочного пространства
	Сварка	ГОСТ 14776–79	Под флюсом:	ЭФЗ
	электрозаклепками		в углекислом газе	ЭУЗ
			в аргоне плавящимся	ЭПлЗ
			электродом
			в аргоне неплавящимся	ЭНнЗ
			электродом
	Электродуговая	ГОСТ 14771–76	Сварка в инертных газах:
	сварка в защитных		неплавящимся	ИН
	(инертных) газах		вольфрамовым электродом
			без присадочного
			материала	Инп
			неплавящимся
			вольфрамовым электродом
			с присадочным материалом	УП
			Сварка в углекислом газе
			плавящимся электродом	ИП
			Сварка в инертных газах и их
			смесях с активными газами
			плавящимся электродом

6.1.2.Виды сварных соединений и типы сварных швов

Взависимости от расположения свариваемых деталей различают следующие виды сварных соединений (рис. 6.1):

– С – стыковое соединение двух деталей, расположенных в одной плоскости (рис. 6.1, а);

–У – угловое соединение двух деталей, расположенных под прямым углом и

сваренных в месте примыкания их краев (рис. 6.1, б);

а б – Н – нахлесточное соединение, в котором свариваемые детали расположены параллельно и перекрывают друг друга (рис. 6.1, в);

вг

Рис. 6.1

– Т – тавровое соединение, в котором к боковой поверхности одной детали примыкает под углом и приварена торцом другая деталь

(рис. 6.1, г).

Тип сварного шва определяется формой поперечного сечения подготовленных кромок свариваемых деталей (табл. 6.2): стыковых (рис. 6.2), угловых (рис. 6.3), тавровых и нахлесточных (рис. 6.4).

			Таблица 6.2
	Размеры сварных соединений
Тип соединения	Толщина S, мм		Ширина b, мм
У1	От 1 до 2		До 0,5
	Свыше 2		≥ 1
С2 и С6	От 1 до 1,5		≥ 0,5
			1−+0,51,0
	Свыше 1,5 ≥ 3
	3 ≥ 4		³ 2 −+0,51,0
С7	От 2 до 4		2 ± 1
	Свыше 4		2 −+1,01,5
С11	От 3 до 8		3 ± 1
	Свыше 8 ≥ 11		4 ± 1
	14 ≥ 60		5 ± 1
У1	От 1 до 2		До 0,5
	Свыше 2		≥ 1
У4	От 1 до 1,5		До 0,5
	Свыше 1,5 ≥ 3		≥ 1
	3 ≥ 6		≥ 2
У5	От 2 до 3		≥ 1
	Свыше 3		≥ 20
Т1 и Т3	От 2 до 3		≥ 1
	Свыше 3 ≥ 15		≥ 2
	≥ 15		≥ 3
Н1 и Н3	От 2 до 5		≥ 1 (3...20)
	Свыше 5 ≥ 10		≥ 1,5 (8...40)
	10 ≥ 29		≥ 2 (12...100)
	≥ 29		≥ 2 (30...240)

Различают следующие формы кромок: без скоса, со скосом одной или двух кромок; с криволинейным скосом одной или двух кромок; с отбортовкой одной или двух кромок.

Форма подготовки сварных кромок зависит от толщины свариваемых деталей. У тонких листов толщиной до 3 мм делают отбортовку (С1, С3, С28, У1, У2) или сваривают кромки без скоса

(С2, С6, С7, У4, У5, Т1). Листы толщиной более 4 мм могут иметь скос одной кромки (С8, У6, У10). Криволинейные скосы выполняют у листов толщиной более 15 мм.

Рис. 6.2

Рис. 6.3

Рис. 6.4

Сварку стыковых соединений деталей неодинаковой толщины при разнице, не превышающей указанных в табл. 6.3 значений, проводят так же, как и деталей одинаковой толщины.

				Таблица 6.3
Соответствие толщин деталей при сварке
Толщина более тонкой детали, мм	1,0...4,0	4...20	20...30	> 30
Разность толщин деталей, мм	1	2	3	4

Конструктивные элементы подготовки кромок и размеры сварного шва выбирают по большей толщине. При разности в толщине свариваемых деталей выше указанных в табл. 6.3 значений на более толстой детали делают скос под углом (15 ± 2)º до толщины тонкой детали.

l / t

d / t

t

t

d

l

а

б

lZt

t

dZt

d

t

l

в

г

Рис. 6.5

Сварные швы могут выполняться односторонними и двухсторонними. Они бывают сплошными, прерывистыми и точечными (рис. 6.5). Прерывистые швы состоят из одинаковых по длине заваренных участков с равными промежутками между ними. Различают цепной

(рис. 6.5, а) и шахматный (рис. 6.5, в) прерывистый шов Точечный

шов – разновидность прерывистого шва – применяется для сварки

тонких листов (рис. 6.5, б, г).

6.1.3. Условные изображения швов сварных соединений

На чертежах шов сварного соединения независимо от способа сварки условно изображают следующим образом: видимый – сплошной основной линией (рис. 6.6, а, г), невидимый – штриховой линией (рис. 6.6, в).

а		б		в		г

Рис. 6.6

Видимую одиночную сварную точку, независимо от способа сварки, условно изображают знаком +, который выполняют сплошными основными линиями (рис. 6.6, б). Невидимые одиночные точки не изображают.

На чертежах при необходимости изображают сечения следующих сварных швов (рис. 6.7):

–однопроходного (рис. 6.7, а);

–многопроходного (рис. 6.7, б);

–нестандартного (рис. 6.7, в).

На сборочных чертежах изделий индивидуального и вспомогательного производства показывают данные о подготовке кромок под сварку (рис. 6.7, г).

а	б