ГОСТ 5264-80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры Часть 9

Общепринятые сокращения и аббревиатуры не относятся к числу популярных терминов. Это можно сказать и о ГОСТе – не самое любимое слово. Разве что среди читателей есть сварщик, который претендует получить статус профессионала. В таком случае даже при всей своей нелюбви к официозу он должен, как минимум, относиться к аббревиатуре ГОСТ уважительно.

Честно говоря, этого недостаточно. Нужно не просто уважать, но и хорошо разбираться в тонкостях государственных стандартов, которые имеют отношение к сварочной индустрии. С чем связано такое утверждение? С тем, что если приходиться сваривать металлы вне пределов своей дачи, а, скажем, на производстве, то почти гарантированно придется иметь дело с рабочими чертежами. И без знания специфической топологии прочитать их будет невозможно.

Без знания спецификации и условных обозначений понять эти документы будут не проще, чем письмена племен Майя. Ведь современные сварочные технологии включают множество различных методов, которые отличаются техническими нюансами и требованиями. Все они нашли свое отображение в государственном стандарте.

Обозначения на технологических чертежах на первый взгляд могут показаться устрашающими. Однако, если внимательно изучить три главные ГОСТы по сварочным технологиям, то все обозначения превратятся в понятный и важные источник информации. Правильное чтение и понимание чертежа значительно упрощают выполнение поставленной задачи.

Виды сварочных швов

Прежде всего нужно дать определение еще одной важной аббревиатуре – ЕСДК. Это – Единая Система Конструкторской Документации, в которую входит полный комплекс самых разных стандартов. Они регламентируют порядок выполнения технических чертежей, включая и документацию по сварочным работам.

В систему входят и интересующие нас стандарты:

• ГОСТ 2.312-72. Прописаны условные варианты отображения и обозначение сварочных швов на чертежах.
• ГОСТ 5264-80. Изложена исчерпывающая информация обо всех видах сварных соединений и швов, выполненных дуговой ручной сваркой.
• ГОСТ 14771-76. Детальная информация о сварке в инертной среде; типах швов и соединений, получаемых в таких условиях.

Прежде чем детально изучить примеры обозначения на чертежах, нужно проработать информацию об их видах. Лучше всего это сделать на практике. Пусть на чертеж будет выведено следующее изображение:

Нагромождение цифр и непонятных символов никак не добавляет оптимизма. Но на самом деле не все так печально. На самом деле в столь длинной строке зашита логическая цепочка, в которой совсем несложно разобраться. Сначала нужно выражение разбить на составляющие блоки:

Настало время рассмотреть все составные элементы, разбитые по квадратам:

1. вспомогательный символ, который информирует специалиста о виде стыка: замкнутая линия или монтажное соединение;
2. номер стандарта, соответственно которому здесь приводятся условные обозначения;
3. буквенное или номерное обозначение типа соединения со всеми конструктивными элементами;
4. метод выполнения сварочных работ соответственно стандарту;
5. тип конструктивного элемента и его размеры;
6. длина непрерывного участка;
7. символ, характеризующий тип соединения;
8. описание соединения при помощи вспомогательных знаков.

Далее рассмотрим каждый из элементов условного обозначения отдельно. в первом квадрате изображен овал, который символизирует круговое соединение. Его альтернативой является флажок, который информирует о монтажном типе соединения стыка. Односторонняя стрелка информирует о шовной линии. С ней связана специфическая особенность, которая выражается в наличии полки. Нередко на графических чертежах встречается такой знак:

Визуально он похож на символ корня квадратного из области математики. Видимая на рисунке полка является полем для размещения разных условных обозначений о характеристиках шовной линии.

Если информация расположена под так называемой «полкой», то это говорит о том, что сварной шов расположен с обратной стороны и является невидимым с лицевой части. Как определить, какая из сторон считается лицевой, а какая – изнаночной? При одностороннем соединении сделать это несложно. Лицевой будет считаться та сторона, с которой нужно работать. А вот при двухстороннем соединении с неодинаковыми кромками лицевой считается та сторона, на которой размещено основное сварочное соединение. При одинаковых кромках лицевой или изнаночной может быть любая из сторон.

Ниже представлена таблица с наиболее часто используемыми в чертежах символами и их значениями:

Выбор катета

Сама поверхность сварочного шва на угловых соединениях бывает:

1. Выпуклой — валик выступает наружу, иногда превышая длину самого катета. Внешне такой шов выглядит мощно, но увеличенное количество наплавленного металла ведет к образованию внутренних напряжений. Из-за этого изделие склонно к деформациям, особенно, если его стенки 2-3 мм.
2. Вогнутой — поверхность шва изогнута внутрь и расположена ниже высоты катета. Чтобы получить такую форму, требуется увеличить силу тока и быстрее вести электрод или горелку. На полуавтомате стоит повысить индуктивность, чтобы процесс отделения капли стал более плавным. Это увеличивает глубину проплавления и содействует вогнутой поверхности шва.
3. Ровной — между сторонами углового соединения почти ровная, косая плоскость поверхности шва. Такое получается реже, но все же возможно. Этот вариант более удобен для механической обработки стыков — мало счищать наплавленного металла и оснастка шлифовальной машины захватывает сразу всю поверхность.

Под катетом в каждом случае подразумевается длина (на горизонтальной части заготовки) и высота (на вертикальной части заготовки) стороны треугольника, начинающаяся от корня шва. По-другому, это расстояние от кромки (наружной границы) шва до поверхности другой детали.

Кажется, чем больше катет, тем лучше, но это не так. Большой катет сварного шва создает напряжения в соединении и ведет к выворачиванию конструкции. Увеличивается площадь нагрева детали. Изделие может сильно повести. Большой катет — это всегда перерасход материала (электродов, сварочной или присадочной проволоки), задержка по времени. Создание шва большой высоты требует длительного удержания дуги на одном месте, что ведет к выгоранию легирующих элементов и более скорой коррозии. Поэтому катет следует рассчитывать правильно для каждой конструкции.

Виды швов по ГОСТам (квадраты 2 и 3 примера)

Возможные способы соединения двух элементов вплотную рассматриваются в ГОСТах 14771-76 и 5264-80. Есть такие виды сварочных соединений:

• С – стыковой шов. Два соединяемые элемента находятся в одной плоскости и на одном и том же уровне. Они состыкуются между собой смежными торцами. Это один из наиболее востребованных вариантов соединения. Его особенность заключается в том, что механические характеристики сварного шва очень высоки, а внешний вид готовой конструкции эстетичен. Наряду с положительными сторонами есть и отрицательные. Такой вид соединения остается сложным в техническом плане. Качественно он может быть исполнен только опытными специалистами.
• Т – тавровый шов. Подразумевается соединение двух элементов, расположенных один относительно другого под углом 90 градусов, а место соединения имеет Т-образную конфигурацию. Это наиболее жесткий вариант соединения из всех рассматриваемых. Поэтому его не применяют в случаях, когда для готовой конструкции важна некоторая эластичность.
• Н – нахлесточный шов. Две заготовки располагаются параллельно, но не в одной плоскости. Они соприкасаются с некоторым перекрыванием плоскости. Достаточно прочный и надежный способ соединения, но по жесткости уступает тавровому варианту.
• У – угловой шов. Две заготовки торцами располагаются под углом 90 градусов. Плавятся торцы, в результате чего образуется достаточно прочное и жесткое соединение.
• О – особые типы. Так обозначаются все другие варианты сваривания заготовок, которые не описаны в стандарте.

Оба упомянутые в начале раздела ГОСТа имеют общие черты и перекликаются между собой. Для ручного дугового соединения по ГОСТу 5264-80:

• С1 – С40 стыковые;
• У1 – У10 угловые;
• Н1 – Н2 нахлесточные;
• Т1 – Т9 тавровые.

Выполнение сварочных работ в инертной среде по ГОСТу 14771-76:

• У1 – У10 угловые;
• С1 – С27 стыковые;
• Н1 – Н4 нахлесточные;
• Т1 – Т10 тавровые.

В приведенном примере есть рассмотренные только что цифры. Во втором квадрате размещена информация по использованному стандарту – 14771-76. В третьем квадрате изложен способ соединения – тавровый двусторонний без скоса кромок.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (рекомендуемое)

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Рекомендуемое

мм

Примечание. Минимальное значение катета не должно превышать 1,2 толщины более тонкого элемента.

Способы сварки (квадрат 4)

В требованиях по стандартизации описаны и способы сварки. Самыми распространенными из них являются:

• А – автоматическая. Проводится с использования флюса, но без прокладок и подушек;
• Аф – тоже автоматическая. Но в этом случае на подушке;
• ИН – выполняется в инертной среде с применением вольфрамового электрода без присадок;
• ИНп – такой же самый способ, как и предыдущий с той лишь разницей, что присадки применяются;
• ИП – соединение металлом проводится в инертной среде с использованием плавящегося электрода;
• УП – все то же самое, что и ИП, только вместо инертной среды применяется углекислая.

В данном случае в четвертом квадрате стоят символы УП. Это значит, что сваривание выполнялось в углекислой среде плавящимися электродами.

Последствия неправильного вычисления катета

Негативные последствия большого катета мы уже рассмотрели. Второй распространенной ошибкой является слишком маленький катет шва. Тогда на сторонах оказывается мало наплавленного металла, что уменьшает силу соединения. При изломе или вибрации конструкция может не выдержать нагрузки и шов треснет. Хотя малый катет экономит расходные материалы, он допустим только на неответственных соединениях (мангал, стол и пр.).

Еще одна ошибка сварщиков — несимметричный катет. Чаще всего бывает нижняя полка шва слишком широкая, а верхняя — чрезмерно короткая. Получается это при неправильной технике или выборе режима сварки, ведь расплавленный металл под действием силы тяжести стекает вниз. Шов выглядит широким, но лишь немного находит на вертикальную сторону, поэтому она держит слабо и не рассчитан на серьезные нагрузки.

Что представляют собой сварочные стыки, их разновидности

Сварочные процессы относятся к технологическим операциям, в результате проведения которых образуются монолитные соединения. Сварной шов представляет собой зону, в которой происходит плавка и застывание материалов скрепляемых деталей.

Особенности устройства сварочных креплений оказывают влияние на физико-механическое характеристики конструкции и расход материала электрода. При выполнении выпуклых швов практически во всех случаях необходима их дополнительная обработка в виде снятия неровности, которая производится механическим методом. Исходя из формы поверхности, различают сварочные швы и их дефекты.

Действующими стандартными определяется несколько видов стыков, для распознавания которых используются буквенные обозначения швов сварных соединений.

Читать также: Как пользоваться большим степлером для бумаги

Стыковой вид

Для маркировки швов применяется буква «С». С помощью такого метода производится сварка деталей, расположенных в одной плоскости, стыкованием смежных торцов. Эти типы относятся к наиболее прочным и долговечным, они нашли широкое применение при изготовлении конструкций из металла, относящихся к категории ответственных. Для выполнения крепления необходимо провести тщательную подготовку поверхности.

Торцевое крепление

И они обозначаются буквой «С». Формирование этих соединений производится по торцам заготовок. Торцевой стык часто применяется для сварки изделий из тонкого металла. При помощи такого крепления обеспечивается надежная фиксация деталей.

Нахлесточный вид

Стыки маркируются литерой «Н». При проведении сварочных работ с использованием таких приемов к качеству работы предъявляются менее строгие требования. Но прочностные характеристики и нагрузочная способность стыков гораздо хуже, чем у двух предыдущих вариантов. Для проведения крепления детали располагаются параллельно, со смещением относительно друг друга и частичным перекрытием.

Тавровое крепление

Для обозначения швов сварных соединений используется буква «Т». Стыковка при помощи таврового метода относится к категории наиболее долговечных и жестких, но она плохо переносит нагрузку на изгиб. Для проведения работ одна из деталей располагается в горизонтальной плоскости, а вторая – вертикально, и сваривается торцом.

Угловой вид

Стыки обозначаются литерой «У». Эти виды применяются реже остальных. Они надежны и долговечны. В зависимости от необходимости, детали располагаются относительно друг друга под разными углами.

Сварочные соединения всех типов могут выполняться односторонними, когда сварка производится только с одной стороны заготовки (обозначающимися «SS»), и двусторонними, маркирующимися «BS». В последнем случае детали свариваются с двух сторон.

Обработка кромок

При проведении сварочных работ необходимо выполнить раздел кромок. Правильная их подгонка позволяет добиться:

• минимального расхода материалов;
• оптимального времени для сварки, выполняемой за один проход;
• прочности стыка, не уступающего по своим характеристикам основному металлу.

Применяется множество вариантов, различающихся углами, величиной зазора и т. д. Форма разделки выбирается в зависимости от способа сварки и толщины металлической заготовки. Чтобы качественно провести крепление, следует между кромками оставить зазор размером 4 мм.

Разделка кромок может быть выполнена:

• Под прямым углом.

Такой вариант используется при проведении односторонней сварки металла толщиной не более 3 мм, двустороннего крепления металла, имеющего толщину не более 8 мм, и для стыковки стали толщиной 4…8 мм.

• В V-образной форме (односторонний скос). Толщина металла может быть 4…26 мм.
• В X-образной форме (двусторонний скос). Эта разделка применяется при креплении деталей толщиной 12…40 мм.
• Под углом 45 градусов. Такой вариант используется для металлов толщиной от 2 см.

Влияние скорости и режима сварки

Существует зависимость конфигурации поперечного сечения шва от параметров процесса:

1. С увеличением силы тока при неизменном напряжении возрастает температура, поэтому глубина провара становится большей. Но при избыточном ампераже возможно прожигание металла.
2. Рост напряжения при постоянной силе тока приводит к увеличению катета. При избытке возможен непровар.
3. При увеличении скорости движения электрода снижается температура нагрева металла. Уменьшаются ширина шва и глубина провара. При скорости свыше 50 м/ч недостаток температуры приводит к образованию дефектов, делающих шов непрочным.
4. Вязкость материала электрода влияет на форму усиления. Чем она выше, тем более выпуклой становится наплавка.

Рекомендуем к прочтению Сварка вертикальных и горизонтальных швов

Режим сварки подбирают по заготовке с наименьшей толщиной, чтобы не прожечь ее.

Правильная настройка аппарата для сварки

Режим работы определяется 3 параметрами:

• напряжением;
• силой тока;
• скоростью движения электрода.

Настройка аппарата состоит в подборе их оптимальных значений.

На это влияют следующие факторы:

1. Толщина заготовок.
2. Материал.
3. Вид шва.

Параметры подбирают опытным путем, действуя в такой последовательности:

1. Берут ненужный фрагмент из того же материала, что и заготовки, которые нужно приварить.
2. Зачищают его шлифмашинкой до металлического блеска.
3. Выставляют на аппарате напряжение в 15-20 В и сварочный ток в 100 А.
4. Зажигают дугу и путем постепенного регулирования параметров добиваются стабильного горения с хорошей глубиной провара.
5. Фиксируют оптимальные настройки письменно или посредством фотосъемки.
6. Плавно уменьшают силу тока, пока дуга не погаснет. Записывают ампераж, при котором это произошло.
7. Возвращают регулятор на 100 А, снова зажигают дугу и увеличивают силу тока до наибольшего значения. Его тоже фиксируют.
8. Снижают напряжение на 0,5 В и тем же способом определяют минимальную и максимальную силу тока. Несколько раз повторяют это действие, с каждым разом уменьшая вольтаж.
9. Возвращаются к оптимальным настройкам.
10. В том же порядке определяют верхний и нижний пределы силы тока, несколько раз повышая напряжение с шагом в 0,5 В.

Рекомендуем к прочтению Как на чертежах изображают сварные швы

Пункты 6-10 инструкции позволяют определить крайние точки диапазона, в пределах которого можно регулировать аппарат перед работой с другими заготовками.

При настройке полуавтомата скорость подачи присадочного прутка подбирают в зависимости от силы тока: чем больше ампераж, тем быстрее должен поступать материал.

Что влияет на катет сварного шва

На формирование катета шва угловых и тавровых соединения влияет ряд факторов:

1. Направленность горелки или электрода.
   Если варить угловые швы с удержанием электрода или горелки под углом 45º, то жидкий металл под действием силы тяжести стечет на нижнюю полку, занизив вертикальный катет. Опытные сварщики в таком случае изменяют угол на 20-30º, направляя конец электрода на вертикальную поверхность. Так получается изменить высоту катета, добиться равностороннего треугольника в сечении шва.
2. Положение изделия в пространстве.

   Получить равномерный шов на угловом соединении легче, разместив изделие «в лодочку». Тогда поверхность сварочной ванны получается ровной, металл никуда не стекает и одинаково покрывает обе соединяемые стороны.

3. Скорость ведения дуги.

   При быстром проведении шов получается узким, а катет нередко малым. Сварка с задержкой ведет к увеличению высоты шва и росту катета. Скорость сварки нужно подбирать на черновой заготовке, попробовав разные варианты, и только потом переходить на сварку ответственного изделия.

4. Сила тока.

   Малая сила тока содействует наложению присадочного металла сверху, без глубокого проплавления. Катет получается большой, но качество соединения при этом плохое. Слишком высокий сварочный ток ведет к глубокому проплавлению, но увеличивает текучесть металла, содействует подрезам на вертикальной стороне, что тоже является дефектом.

5. Индуктивность.

   Определяет скорость переноса капли расплавленного металла при полуавтоматической сварке. Правильные настройки помогают хорошо прогреть деталь, наложить аккуратный шов, снизить разбрызгивание.

6. Характеристики присадочного металла.

   Если стержень плавящегося электрода или проволока полуавтомата имеют высокотемпературные добавки, то сварочная ванна получается более густая, что ведет к росту катета. Низкотемпературные сплавы растекаются быстрее, снижая высоту катета шва.

Дополнительные технологии

Соединение сваркой может производиться с применением различных дополнительных технологий. К основным видам относятся следующие:

1. Подварочный. Предварительный шов. Предотвращает прожоги при осуществлении основного процесса.
2. Прихватка. Фиксирует детали, приготовленные для процесса сваривания.
3. Временный. Скрепляет заготовки на необходимое время, а затем удаляется.
4. Монтажный сварной шов. Применяется при монтаже всевозможных конструкций.

Дополнительные технологии облегчают проведение основного процесса и увеличивают положительные характеристики сварных швов.