Что такое валики в сварке
Что такое валики в сварке
Опубликовал: Антон Чураков
В сварочной практике, в нормативной и технической документации имеются некоторые разногласия в требованиях к выполнению облицовочных и заполняющих слоев. В данной публикации рассмотрим и проведем небольшой анализ требований к ширине валиков.
В технической литературе и нормативных документах встречается несколько значений терминов: узкий, ниточный, стрингерный, уширенный, широкий шов, проход, валик. Определения этих швов, как и поперечные размеры, разнятся от источника к источнику. Для примера можете ознакомиться приведенными ниже выдержками из различных источников.
п. 3.2.21. При эллиптической форме обработки дефектного участка (рис.1.3) независимо от прочности металла выполняется первый наплавочный слой, заполняющие слои, контурный слой, облицовочный слой. Сварка осуществляется электродами диаметром 2,5-3,25 мм узкими валиками («стрингерные швы») шириной 8-12 мм.
Stringer bead — Узкий валик.
Валик непрерывного сварного шва без заметного колебания в поперечном сечении. В отличие от волнистого шва.
п. 7.14.9. В случаях указанных в пп. 7.14.7 и 7.14.8 ремонт сварных соединений (наплавку валиков) проводить по технологиям сварки как для разнотолщинных соединений одного диаметра с выполнением ниточных (стрингерных) швов для обеспечения плавного перехода от сварного соединения к основному металлу.
п. 3.12. Ниточный валик: Одиночный сварной шов, выполняемый без поперечных колебаний и накладываемый на основную трубу или на торец муфты при заварке коррозионных и механических повреждений, а также установке приварных ремонтных конструкций (муфт, усиливающих накладок и патрубков).
п. 7.1.5. Сварка стыков труб в узкую разделку с углом скоса кромок 7° (тип Тр-3а по табл. 6.2) во избежание зашлаковки и несплавлений в корневой части шва должна выполняться следующим образом:
корневой слой накладывается ниточным швом без колебательных поперечных движений электрода; диаметр электрода – не более 3 мм;
п. 13.2. Сварка стыков труб из аустенитных сталей должна производиться с минимальным тепловложением. С этой целью следует:
В нормативной и технической документации требования к ширине облицовочных и заполняющих валиков сварного соединения даны в очень малом объеме. Таблица ниже взята из Рекомендаций по применению РД 03-615–03.
Выдержки из документов, рекомендующих сварку облицовочного и заполняющего слоя в несколько валиков:
ОСТ 36-57-81 Трубопроводы стальные технологические из углеродистых и легированных сталей на давление Ру до 9,81 МПа (100 кгс/см2). Ручная аргонодуговая сварка. Типовой технологический процесс. П. 2.4.22 Таблица 4.
Примечания. Заштрихованы валики сварных швов, выполненных аргонодуговым способом.
Цифры обозначают последовательность наложения валиков в слоях сварного шва
РД 558-97 Руководящий документ по технологии сварки труб при производстве ремонтно-восстановительных работ на газопроводах. Таблица 2.10
Проанализировав информацию из различных источников, я условно выделил три разновидности валиков, применительно к РД сварке:
1) Ниточный / узкий валик – валик, накладываемый без поперечных колебаний электрода или сварочного инструмента.
Чаще всего применяется для заварки корневого слоя, сварки аустенитных сталей, сваривают тонкие заготовки, выполняют наплавочные работы и производят подварку подрезов.
2) Уширенный валик – валик шириной до 14 мм (в среднем не более 3-х диаметров электрода).
Чаще всего применяется для сварки угловых швов, горизонтальных швов, толстостенных конструкций, сварки аустенитных сталей.
3) Широкий валик – валик шириной 14-35 мм.
Чаще всего применяется для заполняющих слоев в нижнем и вертикальном положениях (техника сварки слоями повышенной толщины по РТМ-1с).
Необходимо указать, что для других способов сварки и марок сталей размеры этих валиков будут существенно различаться.
В заключение хотелось бы отметить, почему сварка узкими валиками более предпочтительна.
Сварка уширенными и в обоснованных случаях узкими валиками (многослойными многопроходными швами) способствует следующему:
— облегчается обеспечение более плавного перехода к основному металлу [СТО Газпром 2-2.4-083-2006]
* Тудвасев в своей книге указывает, что ширину валика брать по диаметру электрода с покрытием. Ниточный валик по ширине равен 1-2 диаметрам электрода с покрытием, среднее значение ширины валика – 1,5-3 диаметра электрода с покрытием.
Такие швы, сваренные узкими валиками, отличаются надлежащим качеством и хорошим внешним видом шва. Это показывает высокую квалификацию сварщика.
При использовании данного материала ссылка на ресурс ЯСВАРЩИК обязательна.
Комментарии
Вы не можете оставлять комментарии
Обратный валик сварного шва
Обратный валик при сварке – валик корневого шва, сформированный с противоположной стороны ведения сваривания. Для его формирования следует выполнять постоянные поступательные движения электрода, с применением короткой дуги, горящей с обратной стороны (на картинке). При этом следует устанавливать минимальные или средние величины тока.
Электродный металл растекается в виде зонтика. Таким образом производится сварка труб с обратным валиком для стыковых и угловых соединений. При этом соединение изделий в основном осуществляется в потолочном положении. В формировании обратного валика “участвуют” сила тяжести расплавленного металла, воздействие дуги, сила поверхностного натяжения расплавленного металла с обеих сторон.
Наплавка валиков на пластины
Сварной валик может быть наплавлен на пластину следующими способами: электрод перемещается слева направо или справа налево. Первый метод является наиболее удобным для исполнителя. Кроме этого, выделяют два направления движения электрода: на себя и от себя. Работы следует проводить по тщательно зачищенной поверхности.
При наплавке валика на пластину следует придерживаться общих правил сварки. Наплавка на пластины чаще всего осуществляется в нижнем положении. Поэтому исполнителю следует принимать во внимание рекомендации, касающиеся работ в данном положении.
Сварка облицовочных валиков
Облицовочный валик – последний шов при многослойной технологии соединения. Перед свариванием следует произвести разделку кромок, которые не должны иметь острых углов. Данный слой варится узкими валиками в два прохода: сначала заваривают разделительный слой, а затем основной (облицовочный). Исполнитель выполняет поперечные колебания электрода.
При этом сила тока должна быть на 10-20А ниже, чем при работе с предыдущими валиками. Также можно применять электрод меньшего диаметра. Верхний валик укладывается на более высокой скорости, чтобы он получился плоским, имел плавные очертания, без подрезов. Валик сварного шва выполняется с целью улучшения внешних характеристик соединения.
Важные факты о строение валика
На рис. валик изображен в поперечном разрезе, где можно найти три основных размера, характеризующих валик:
на рис хорошо видна структура шва
В нормальных случаях сварки ширина валика колеблется в пределах от 6 до 15 мм, высота от З до 8 мм и глубина расплавления от 2 до 5 мм.
Если мы разрежем пластину металла с валиком поперек оси валика и поверхность разреза отшлифуем, то на полученном шлифе увидим, что металл валика резко отделяется от основного металла пластины.
Металл, образующий валик, носит название наплавленный металл и обладает свойствами литого металла, т. е. такого, который получился в результате затвердевания жидкого расплавленного металла без последующей проковки, прокатки и тому подобной обработки.
примеры сварных швов
Химический состав
Наплавленный металл представляете собой сплав основного и электродного металла, образуя нечто среднее между ними.
Одновременно химический состав наплавленного металла значительно изменяется вследствие действия высоки кой температуры и окружающего воздуха.
Обычная углеродистая сталь, как известно, представляет собой сплав, содержащий, кроме железа, небольшие количества:
Даже небольшое изменение в содержании указанных элементов значительно изменяет свойства стали—ее твердость, вязкость, способность к закалке и т. д.
В наплавленном металле количество углерода, марганца и кремния резко уменьшается отчасти вследствие испарения под действием высокой температуры и главным образом от выжигания этих элементов кислородом воздуха, имеющим доступ к ванне. Количество серы и фосфора (вредных для стали примесей) в процессе сварки не изменяется.
Наплавленный металл поглощает из воздуха значительное количество кислорода и азота, которых почти нет в основном и электродном металле. Наличие кислорода и азота делает наплавленный металл хрупким и тем самым уменьшает его прочность.
Строение метала.
Процесс сварки ухудшает не только химический состав, но и строение металла, его структуру. При простом рассмотрении металл представляется сплошным и однородным, но достаточно посмотреть хорошо зачищенную поверхность металла под микроскопом, чтобы убедиться в том, что на самом деле металл состоит из отдельных, сросшихся между собой зернышек-кристаллов и имеет такое же строение, как, например, гранит или кусок сахара, отдельные кристаллики которых видны простым, глазом. Отдельные кристаллики металла настолько мелки, что невидимы простым глазом и становятся заметными лишь при больших увеличениях под микроскопом. Структура металла, т. е. величина, форма и расположение этих кристалликов, оказывает сильнейшее влияние на твердость, крепость и другие свойства металла. Изменяя структуру металла закалкой, отжигом, проковкой и т. д., мы можем значительно изменить его свойства, не изменяя химического состава. При затвердевании жидкого металла образуются отдельные кристаллы, так же как кристаллы льда при замерзании воды, причем вначале образуются кристаллы более чистого металла, а затем (между ними) кристаллы, содержащие большое количество вредных примесей.
Что такое расчет катета сварного шва
Критерии качества шва при [сварке металлических деталей] разнообразны — на прочность и долговечность соединения влияет сразу несколько параметров. Сваривание угловых конструкций (угловое соединение) требует правильного размера узла соприкосновения и наплыва металла — расчета катета сварного шва по формуле. Каковы требования и критерии, мы расскажем в этой статье.
Качественные параметры сварных работ
Чтобы выполнить качественное сварное соединение, необходимо знать его параметры. Одним из таких параметров является катет. Именно соблюдение его размера позволяет выдерживать будущему изделию статические и динамические воздействия. Катет сварочного шва – это расстояние, идущее по плоскости одной детали до угла примыкания с другой. Но чтобы знать этот размер, его надо правильно рассчитать.
Катет и другие характеристики сварного шва
Типы сварных соединений
Участок стыковки двух элементов, полученный в процессе кристаллизации металла после расплавки, называется сварным швом (линией). Выбирают вид сварочной стыковки в зависимости от конфигурации готовой конструкции. В конечном варианте изделие должно иметь нужную форму, хорошую работоспособность и не поддаваться разрушениям.
Сварные швы бывают двух типов:
Типы сварных швов
Угловой выполняется в случаях, когда необходимо получить тавровую, крестовую или непосредственно угловую форму. В сечении такие стыки выполняются с односторонней или двухсторонней разделкой кромок (здесь играют роль габариты конструкции). По виду продольного сечения стыковочные линии бывают непрерывными или прерывистыми (в зависимости от толщины металла).
Стыковой – это самый распространенный вариант сложения двух изделий торцами, внахлест или со скосом кромок. Чаще такие элементы свариваются по горизонтали, а линия сваривания отличается сплошностью стыка. Соединение встык проводят без разделки кромок, но с разделкой торцов деталей. При этом края могут быть как прямыми, так и криволинейными. Металлические листы, соединяемые без разделки кромок, имеют толщину более 8 мм. При меньшем размере детали укладывают с нахлестом 2 мм.
Техника наплавки валиков
Дуговая наплавка валиков может осуществляться в различных пространственных положениях: нижнее, горизонтальное, вертикальное и потолочное. В зависимости от этого существуют отличительные правила сварки, которые мы рассмотрим далее.
Однако, нужно выделить и общие рекомендации:
У новичков после первых практических опытов возникает вопрос: почему сварочный валик высокий? Высота валика сварного шва зависит от силы тока, а также от скорости перемещения электрода. Быстрое движение электрода и малая величина тока обеспечивают получение узких и высоких валиков. Такие валики быстрее застывают, но они обладают одним существенным недостатком – наличие пор. Также сварщик может столкнуться с непроваренными участками.
Еще один важный параметр – углубление или западание между валиками сварного шва представляет собой продольную впадину между двумя расположенными рядом валиками. Данный параметр следует измерять в том случае, если высота валиков разнится. Измерение осуществляется относительно валика, имеющего меньшую высоту; выполняется визуально или с помощью штангенциркуля. [ads-pc-3][ads-mob-3]
Наплавка валиков в нижнем положении
Наплавка валиков в нижнем пространственном положении выполняется с помощью совмещения трех перемещений электрода одновременно:
Наплавка валиков в нижнем положении шва выполняется тем способом, который в большей степени подходит для решения поставленных задач.
Видео
Обратный валик сварного шва
Обратный валик при сварке – валик корневого шва, сформированный с противоположной стороны ведения сваривания. Для его формирования следует выполнять постоянные поступательные движения электрода, с применением короткой дуги, горящей с обратной стороны (на картинке). При этом следует устанавливать минимальные или средние величины тока.
Электродный металл растекается в виде зонтика. Таким образом производится сварка труб с обратным валиком для стыковых и угловых соединений. При этом соединение изделий в основном осуществляется в потолочном положении. В формировании обратного валика “участвуют” сила тяжести расплавленного металла, воздействие дуги, сила поверхностного натяжения расплавленного металла с обеих сторон.
Наплавка валиков на пластины
Сварной валик может быть наплавлен на пластину следующими способами: электрод перемещается слева направо или справа налево. Первый метод является наиболее удобным для исполнителя. Кроме этого, выделяют два направления движения электрода: на себя и от себя. Работы следует проводить по тщательно зачищенной поверхности.
При наплавке валика на пластину следует придерживаться общих правил сварки. Наплавка на пластины чаще всего осуществляется в нижнем положении. Поэтому исполнителю следует принимать во внимание рекомендации, касающиеся работ в данном положении.
Сварка облицовочных валиков
Облицовочный валик – последний шов при многослойной технологии соединения. Перед свариванием следует произвести разделку кромок, которые не должны иметь острых углов. Данный слой варится узкими валиками в два прохода: сначала заваривают разделительный слой, а затем основной (облицовочный). Исполнитель выполняет поперечные колебания электрода.
При этом сила тока должна быть на 10-20А ниже, чем при работе с предыдущими валиками. Также можно применять электрод меньшего диаметра. Верхний валик укладывается на более высокой скорости, чтобы он получился плоским, имел плавные очертания, без подрезов. Валик сварного шва выполняется с целью улучшения внешних характеристик соединения.
Сварка ниточного валика
Ниточный валик формируется путем подачи электрода в направлении его оси и прямолинейном перемещении прутка вдоль шва, без колебательных движений. Таким образом исполнитель получает узкое сварное соединение. Электрод нужно наклонять к поверхности изделия. Изменяя угол наклона сварщик может регулировать глубину проплавления металла.
Сварка валика в подобных случаях обеспечивают его ширину, величина которой колеблется в диапазоне 0,8-1,5 диаметра стержня. Необходимость получения ниточного валика возникает при работе с тонким металлом, а также при заварке корня шва и подварке подрезов.
Геометрические характеристики
Параметры сварки рассматриваются исходя из вида сварных швов – угловой или стыковочный. К основным геометрическим характеристикам относятся:
Геометрические характеристики сварных швов
Катет шва при сварке – одна из главных характеристик стыка. При соединении металлов одной толщины катет задается по величине кромок. Если заготовки имеют разные размеры, то величину катета выбирают по толщине меньшей, поскольку большая величина способна вызвать деформацию изделия.
К геометрическим параметрам, необходимым для расчета прочности сварного стыка, можно отнести также толщину металла и величину зазора между соединяемыми деталями.
Зачем нужен расчет катета
Зачем нужно делать расчеты катетов углового сварного соединения, если можно просто сделать наплавку побольше? На какие нюансы влияет величина этого значения?
Слишком широкие швы увеличивают затраты расходных материалов, что недопустимо, особенно при массовом производстве.
Катет — одна из основ прочного и качественного соединения деталей под углом. Но как рассчитать оптимальное значение, какими способами можно это сделать?
Размер катета углового шва
Надежность сварного стыка зависит от его толщины и длины. Эти размерные величины должны быть достаточными, чтобы выдерживать заданные нагрузки. Согласно расчетной нагрузке выбирают катет углового шва.
Экспериментальным путем были разработаны специальные приспособления, определяющие характеристики будущего углового соединения. Наиболее распространенным прибором является сварочный шаблон. При его создании прибегли к известным законам геометрии, согласно которым произвели расчет катета сварного шва.
Схема определения катета сварного шва
Применяя шаблон на практике, придерживаются таких условий:
Слишком большой катет брать нерационально. Это, возможно, и приведет к усиленной прочности, но скажется негативно на других факторах:
Таблица минимальных катетов углового шва
Наружный контроль качества сварного соединения выполняется двумя способами – разрушающим и неразрушающим. При неразрушающем контроле применяют сварочный шаблон, с помощью него визуально определяют наличие дефектов. А для обнаружения внутренних дефектов используют метод внутреннего контроля, который проводят при помощи ультразвуковых и рентгеновских приборов.
Зависимость качества сварки от параметров настройки аппарата
[Дуговая сварка] выполняется с определенными значениями тока и напряжения, что в итоге влияет на глубину провара и качество сплавления металла двух деталей в границах сварочной ванны. Основные приемы, которыми пользуются опытные сварщики для формирования качественного шва:
глубина провара растет при нарастании силы тока при неизменном напряжении — растет температура и глубина прогрева металла;
ширина шва и катета нарастает при росте напряжения и неизменной силе тока, однако при нарушении баланса возможен непровар стыка;
при росте скорости хода электрода снижается глубина проваривания и уменьшается ширина, а при превышении нормативного значения 50 м/ч возможно появление ряда [дефектов сварного шва], связанных с недостаточным прогревом металла;
выпуклая и вогнутая поверхность по катету сварного шва имеют разные прочностные характеристики, при этом первая получается при использовании вязких электродов.
При расчетах принимается во внимание толщина двух заготовок, но максимальные параметры тока и напряжения берутся по тонкой детали во избежание прожога. Максимальная и минимальная длина сварочного шва рассчитывается по приведенной в ГОСТ таблице.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Техника сварки алюминия в домашних условиях инвертором
Что влияет на качество швов
Качество свариваемых стыков зависит, в первую очередь, от электродов, используемых для проведения работ. К качеству электродов предъявляются стандартные промышленные требования:
Устройство сварочного электрода
Помимо заводских требований, есть и дополнительные условия к сварке соединений заданной формы. Для выпуклых линий необходимы электроды, образующие при плавке густую и вязкую консистенцию. Если же при оплавлении стержень дает слишком жидкий расплав, то сформируется вогнутая линия. Выпуклые стыки считаются усиленными, а вогнутые – ослабленными. Часто применяют плоские линии сварки – это универсальный тип соединения элементов.
Кроме правильно выбранных электродов, на качество сварки оказывает влияние режим работы, который можно корректировать:
Влияние режима сварки на форму шва
При выполнении сварочных работ необходимо помнить, что завышение скорости движения электрода на величину более 50 м/час чревато снижением качества работ, поскольку металл от скоростного воздействия прогревается недостаточно, отчего страдает плавка и нарушается кристаллизация.
Видео по теме: Сварка — катет 12 мм
Публикации по теме
Как обозначаются сварные швы на чертежах согласно ГОСТу
Особенности выполнения полуавтоматической сварки в среде углекислого газа
Область применения и преимущества TIG сварки
Что такое катет сварочного шва
Если рассмотреть сварочный шов в разрезе при угловой сварке, то это в идеале должен быть равнобедренный треугольник. Так вот его катет, а это расстояние от конца шва одной детали до плоскости другой. По сути, катет шва и есть катет треугольника, поэтому данный показатель так и назван.
Итак, от значения катета углового соединения зависят прочностные характеристики стыка. Но в этом плане нельзя говорить о том, что чем больше катет, тем прочнее соединение. Потому что большое количество наплавленного металла может привести к сварочным деформациям. Плюс, это всегда большой расход электродов, газа, флюса и присадки, и как следствие повышение себестоимости проводимых сварочных работ.
Поэтому необходимо учитывать геометрию стыка с таким учетом, чтобы в него поместился катет с большими параметрами продольного сечения. Если производится сваривание двух заготовок разной толщины, то катет определяется по детали с меньшей толщиною. Обычно данный параметр сварочного шва определяется и измеряется специальными шаблонами. Сегодня все чаще сварщики пользуются универсальными измерительными инструментами УШС-2. Их называют катеомерами сварщика.
Это несколько тонких пластин, на концах которых есть выемки, определяющие разные размеры катетов. Соединяются пластины кольцом или шарниром. Прикладывая поочередно каждый шаблон к сварочному шву, находится тот, который точно будет прилегать к образовавшемуся валику.
По форме шов должен быть без выпуклостей и вогнутостей. Но так получается редко.
Что касается размеров катета углового соединения, то, как уже было сказано выше, все зависит от толщины свариваемых деталей. К примеру, если их толщина находится в пределах 4-5 мм, то катет не должен превышать 4 мм. Если толщина больше данного показателя, то и катет не должен быть 5 мм – и это минимальный показатель.
Необходимо отметить, что вогнутость и выпуклость сварного валика во многом зависит от того, каким электродом проводился сварочный процесс. Здесь имеется ввиду химический состав стержня. К примеру, если сварка проводилась электродом, расплавленный металл которого становился вязким и густым, то получается в конечном итоге выпуклая поверхность валика. Если расплавленный металл был жидковатым и растекающимся, то получается вогнутая поверхность.
Что касается режима и скорости проведения сварочного процесса.