Для чего выполняется разделка кромок при сварке ответ

Для чего выполняется разделка кромок при сварке

В перечень подготовительных работ при сварке металлов входит обработка кромок, эту процедуру называют разделкой. Она связана с изменением размеров и формы стыков. Разделку целесообразно применять при сварке изделий, толщина которых превышает 5 мм. Об этом знает каждый сварщик, однако не каждый начинающий мастер понимает необходимость данной процедуры. Предварительная подготовка, связанная с обработкой кромок, направлена на решение двух основных задач:

Несмотря на все положительные моменты, разделка обладает и некоторыми минусами.

Оптимальными считаются условия, когда подобной подготовки проводить не нужно. Все работы сводятся к изготовлению отбортовок. Но их применимость весьма ограничена, и в качестве ограничения выступает толщина металла. Зачастую работы по разделке сводятся к получению фасок. Они бывают односторонними или двусторонними. Односторонняя фаска выполняется при формировании одностороннего шва. Двусторонняя предусмотрена перед ведением работ на лицевой и изнаночной стороне.

Назначение

Несмотря на то, что разделка кромок считается одним из этапов подготовки к сварке, к этой работе сразу приступать нельзя. Ей предшествует зачистка, которая подразделяется на два вида.

Без предварительной зачистки получить качественный шов будет практически невозможно. Инородные частицы попадут в расплавленный металл, и в процессе кристаллизации будут наблюдаться дефекты, снижающие показатели прочности шва. Следующим шагом будет разделка кромок. Она позволит получить доступ к сварочной зоне по всей толщине металла. Актуальной процедура считается при наложении шва в несколько проходов.

Листовой металл перед сваркой пропускают через специальные вальцы. Они представляют собой пару валиков, между которыми проходит лист. Данная процедура называется правкой. Ее можно выполнить и вручную, имея под рукой молот и правильную плиту, однако вальцы обеспечивают более качественный результат. В итоге все искривления металла должны исчезнуть.

При разметке переносятся основные размеры с чертежа на заготовку. Переносу подлежат как линейные, так и угловые размеры. В местах будущих сверлений выставляются метки. Для нанесения разметки предусмотрены заостренные чертилки и маркеры. При работе с чертежным инструментом следует всегда помнить о припуске. На производстве этап разметки отсутствует, так как изделия обрабатываются при помощи шаблонов.

Для повышения гибкости и пластичности металла проводят его термическую обработку. Предварительный подогрев осуществляется с помощью газовой горелки или специальной электрической печи.

Не стоит путать данный этап с нагреванием до высоких температур, например, при сварке цветных металлов, которое обеспечивает равномерное распределение тепла.

Наконец, последняя процедура перед разделкой – кройка. Она выполняется инструментами, которые приходится выбирать, исходя из толщины листа и физических свойств метала. Обычно применяют роликовые ножницы или газовые резаки.

Все кромки разделываются разным способом. На способ разделки влияют одновременно несколько факторов. Среди них толщина листа, тип формируемого шва, материал заготовки, способ сварки. Основные виды кромок были определены по их профилю. Каждый вид уникален в своем применении, поэтому сварщик должен определиться с предстоящей работой. Использовать только один вид разделки, как единственный освоенный или наименее затратный, нельзя, поэтому следует изучить теорию, касающуюся области применения того или иного способа разделки.

Скос двух кромок, выполненный под углом друг к другу при рассмотрении на срезе напоминает букву «V», поэтому называется V-образным.

V-образный скос

Данный метод разделки считается наиболее популярным.

Скос можно делать на одной заготовке, но чаще всего разделываются обе кромки. Суммарный угол между плоскостями должен составлять 60° градусов. При выполнении разделки только одной кромки рекомендованный угол равен 50° градусам.

При достаточно большой толщине металла выполняется X-образный скос.

X-образный скос

По своей сути, подобная разделка представляет собой два V-образных скоса, выполненных с наружной и внутренней стороны заготовки. К методу X-образной разделки прибегают при необходимости формирования двустороннего шва. Угол раскрытия плоскостей составляет 60° градусов. Обработанные поверхности лицевой и изнаночной стороны могут друг с другом не соприкасаться, однако расстояние между ними следует оставлять такое, чтобы обеспечивалось проплавление металла по всей толщине.

Еще один вид скоса имеет наиболее сложную форму. Она напоминает букву «U», поэтому скос называется U-образным.

U-образный скос

Для новичков подобная работа считается трудновыполнимой. Обработка кромок ведется на каждой заготовке. Эти предварительные работы позволяют качественно проварить металл, толщина которого превышает 20 мм. Чаще всего U-образные скосы выполняют перед выполнением работ в режиме ручной дуговой сварки. Существуют способы разделки кромок, которые нельзя назвать стандартными. Они определяются, исходя из начальных условий.

Методы

Наиболее востребованной считается теория о способах непосредственной разделки. Их можно поделить на несколько видов. Первый вид – газовая разделка. Необходимо подчеркнуть, что это далеко не самый популярный способ. Работа с газом всегда сопряжена со сложной настройкой оборудования. Если учесть, что газ хранится в отдельном баллоне, то компактной такую установку никак назвать нельзя. Минус подобной обработки заключается в том, что она требует последующих действий по подготовке поверхностей.

Наиболее доступной, а посему и наиболее популярной считается механическая разделка. Она не требует особых условий и доступна даже тем, у кого отсутствует опыт подобных работ. В качестве рабочего инструмента могут выступать различные приспособления. Разделка ведется ножницами по металлу, а финишная обработка завершается абразивными материалами. Задействуются шлифовальные машины или фрезеровочные станки. Границы применимости того или иного инструмента устанавливает форма заготовки и ее материал.

Ручная разделка кромок, в силу своей трудоемкости, применяется все реже. Ее приходится применять, как финальную стадию после проведения механической обработки. Инструментами здесь служат зубило, молоток и напильник.

Примеры

В различных отраслях приходится сталкиваться с необходимостью сварки труб. Подобные работы встречаются на производстве, в строительстве и в транспорте. В отдельную категорию выделены трубопроводы жилищно-коммунального назначения. На сегодняшний день востребованы самые разные типоразмеры труб. Широкий спектр и материалов, из которых они изготовлены.

Естественно, в таких условиях невозможно обобщить требования к разделке кромок. В некоторых случаях перечень подготовительных работ совсем не подразумевает разделку кромок под сварку. Но в большинстве случаев подобные мероприятия являются залогом качественного шва. Нормы подготовки стальных труб к сварке при различных условиях, включающих в себя сочетания свариваемых конструктивных элементов, прописаны в ГОСТ 16037-80.

Согласно вышеуказанному ГОСТу, можно выделить следующие виды соединений труб:

Отклонения от норм стандарта недопустимы. Они являются гарантией высокого качества при использовании любого типа сварки. Следует отметить, что данным стандартом также определены все методы зачистки поверхностей.

Отводы выполняются при монтаже трубопровода в случае необходимости разделения магистрали или объединения отдельных рукавов в один. На подготовительном этапе выполняется скос кромки под углом 45° градусов. Исключение составляют только угловые соединения, так как фаска в данном случае не требуется. При соединении труб в стык необходимо, чтобы они были одной толщины.

Штуцером называется патрубок, диаметр которого несколько меньше диаметра основной трубы. Он вваривается в трубу, чтобы обеспечить отвод основного потока. Используются два способа соединения: угловой шов и сварка внахлест. В обоих случаях шов должен быть односторонним, а кромки не разделываются.

При сборке различных резервуаров выполнять разделку кромок обязательно. При толщине металла до 25 мм используется V-образная или X-образная разделка. Более толстые кромки подлежат U-образной разделке. Плоские детали соединяются в стык. При подобном соединении заготовки расположены в одной плоскости, а их кромки примыкают друг к другу. Для листов металла, толщиной до 3 мм, нет необходимости производить разделку кромок. Выполняется лишь отбортовка. При толщине от 2 до 15 мм необходимо применить одностороннюю разделку, а при большей толщине – двустороннюю. Скосы образуются на каждой кромке.

Если между кромками образуется угол, превышающий 30° градусов, то такое соединение называется угловым. Здесь также можно обойтись только отбортовкой при условии, что толщина металла не превышает 3 мм. При увеличении толщины до 20 мм необходим односторонний скос. Одна кромка разделывается под углом 45° градусов.

Более толстые заготовки придется разделывать с двух сторон. Двутавровая балка в профиле напоминает букву «Н». Она обладает высокой степенью устойчивости к изгибам, поэтому часто востребована в строительстве и машиностроении. Соединяют ее с другими конструкциями методом таврового шва. При этом односторонняя раздела выполняется на кромках, толщиной до 25 мм, а двусторонняя – до 60 мм.

На чертежах могут быть использованы обозначения для основных параметров разделки. Так, определен зазор, как минимальное расстояние между кромками. Притуплением называется часть кромки, на которой не делается скос. Угол скоса определяется между начальной и конечной плоскостью кромки. Для двусторонней разделки определен угол разделки, как угол между фасками.

Источник

Статья. Разделка металлических кромок под сварку.

При больших толщинах свариваемого металла трудно получить полный провар из-за того, что сварочная дуга не достает до корня шва. Доступ электрода на всю глубину соединения в этом случае достигается изменением формы свариваемых торцов заготовок, для чего перед сваркой делается разделка кромок. Их геометрия регламентирована стандартами и обеспечивает полное проплавление металла и минимальные остаточные напряжения в сварном соединении.

Подготовка заготовок под разделку

Необходимым условием получения качественного сварного соединения является тщательная подготовка металла листов, труб, профильного проката под разделку кромок. Предварительно производится входной контроль материалов, в процессе которого определяется необходимый объём подготовительных работ, который обычно включает следующие операции:

Стандартные размеры конструктивных элементов кромок предусматривают стыковую сварку изделий равной толщины, в то время как размеры имеющегося проката могут отличаться. Так допускаемая разность толщин листового проката составляет 1-4 мм для толщин тонкой детали 1-30 мм. При большей разности в толщинах свариваемых изделий на более толстой заготовке выполняется плавный скос для того, чтобы размеры обеих деталей в стыке совпадали. Приведение в соответствие наружных диаметров труб производится, как и для листового проката: снимают обточкой с конца большего диаметра фаску резцом под углом 13-17 градусов к оси трубы.

Финишной операцией подготовки является разметка или наметка и вырезание заготовки по чертежу. При разметке размеры детали переносят с чертежа на металлопрокат, для чего линию будущего реза обозначают кернением. При наметке применяют специальные шаблоны из фанеры или тонколистового металла и чертилки. Вырезку заготовки производят на ножницах или газовыми резаками. Если для изготовления заготовок применяется ручная газовая резка, то неровности на кромках листового проката устраняют на кромкострогальных станках, а торцы труб подвергают токарной обработке.

Обозначения на чертежах

Согласно нормативной документации геометрию подготовленных к сварке кромок, обозначают на чертежах латинскими символами:

Формы кромок

Разделка кромок позволяет сварить металл любой толщины. При разделке с торцов свариваемых деталей удаляют часть металла по специальной геометрической форме:

Для всех вышеперечисленных способов разделки кромок важно обеспечить, наряду с углом скоса, требуемые значения притупления с и зазора между кромками b. Размеры последних зависят от толщины металла свариваемых изделий, способа сварки (ручная дуговая, механизированная в среде углекислого газа и т.д.), режима сварки. При выборе зазора для качественной сварки наиболее важно не столько само значение зазора, как его постоянство по периметру сварного соединения.

Методы обработки кромок под разделку

Различают два способа разделки металлических кромок:

К механическому способу формирования сварочных металлических кромок относятся: фрезерование, строгание, шлифование, долбление, токарная обработка.

Достоинством механической разделки является высокое качество кромок, в том числе сложной формы и с требуемой шероховатостью для любых металлов. Недостатки: низкая производительность и сложность обработки крупногабаритных деталей.

Термический способ отличается более высокой производительностью и мобильностью при обработке крупных заготовок. Арсенал метода включает кислородную, плазменно-дуговую и воздушно-дуговую резку. Недостатки метода состоят в необходимости финишной зачистки поверхности реза механическим способом, ограниченность применения по типу металла (не применяют, например, при разделке нержавеющих сталей).

Оборудование для механической разделки кромок

По признакам мобильности применяемое оборудование разделяется на:

Наиболее распространенные станки для обработки сварочных кромок:

К передвижному оборудованию относятся кромкофрезерные машины, которые по принципу действия сходны с соответствующими станками, отличаясь от них необходимостью ручного перемещения машины относительно обрабатываемой заготовки. Их преимуществом является возможность обработки длинных деталей.

Переносное оборудование для разделки кромок представлено следующим ручным инструментом:

Разделка трещин в металле

Определяют положение концов трещины, которые фиксируют сверлением отверстий. Производят выборку металла в дефектной детали на глубину трещины. Кромкам выборки в металле в поперечном сечении придают чашеобразную форму разделки. При сквозной трещине в нижней части выборки оставляют слой металла толщиной 2,0-2,5 мм, выполняющего роль подкладки для шва заварки трещины. Этот слой для надёжности проверяют засверливанием сквозными отверстиями диаметром 2-2,5 мм вдоль трещины. Выборку предпочтительнее выполнять вырубкой, резанием или шлифованием. Допускается применение кислородной или воздушно-плазменной строжки с последующей механической обработкой поверхности выборки.

Контроль качества готовой поверхности

Подготовленные под сварку кромки должны быть зачищены в зависимости от типа сварного соединения на ширину 20-70 мм, после чего они проходят визуальный контроль, в процессе которого проверяется:

Измерительный контроль кромок под сварку проводится для оценки соответствия формы и размеров кромок нормативной документации и включает проверку:

Источник

Как разделывать металлические кромки под сварку

Прочность сварного соединения зависит от особенностей образования ванны расплава и глубины провара металла на стыке деталей. Чтобы обеспечить однородность слоя, на краях толстостенных заготовок формируют скос, который обеспечивает доступ ко всей глубине шва. Данная операция называется разделкой кромок под сварку.

Для чего проводится разделка металлических кромок

Разделка кромок – это изменение геометрии стыка деталей. На одном или обоих торцах выполняется по 1-2 фаски, что увеличивает ширину зазора и длину соединяемых поверхностей. Эта операция необходима лишь для деталей толщиной более 3 мм, поскольку с увеличением этого параметра изменяется конфигурация сварочной ванны и глубина провара.

Для сварки деталей толщиной более 3 мм необходимо выполнить разделку кромок.

Разделка металлических кромок позволяет достичь следующих результатов:

Подготовка заготовок под разделку

Процедура состоит из таких этапов:

На производстве используют такие типы технологических операций:

Чтобы избежать образования трещин и высоких остаточных напряжений, используют метод предварительного подогрева деталей.

Обозначения на чертежах

На чертеже детали изображают конструктивные элементы, тип и сторону сварочного шва. Разделку и подготовку кромок проводят в соответствии с ГОСТом, который описывает указанное соединение.

В описании швов на документе обязательно ставят номер технологического стандарта.

Нетипичные соединения описывают в таблице сварных швов, указывая необходимую конфигурацию разделки.

Угол при разделке кромок

Рекомендуемый параметр зависит от формы и назначения свариваемого элемента. Тип фаски определяется толщиной деталей. Если этот размер менее 3 мм, то для подготовки кромок достаточно зачистки или отбортовки.

Отбортовка предполагает загиб свариваемых кромок для более прочного соединения тонких металлических листов.

Для трубопроводов

Требования к подготовке кромок при сварке трубопроводов различаются в зависимости от размеров элементов, материалов, условий эксплуатации и других параметров. ГОСТ 16037-80 предусматривает несколько допустимых типов соединения:

При сварке отвода встык необходимо выполнить скос одной или обеих кромок под углом 45°. Важным условием прочности шва является равная толщина граничащих деталей. Если отводящий фитинг присоединяется под углом, то допускается сварка без предварительной разделки.

Штуцеры, которые присоединяются к трубе основного диаметра для присоединения шлангов или отвода потока, ввариваются под углом или внахлест. В обоих случаях соединение выполняют с одной стороны и без разделки.

Подготовка торцов производится механическим или газотермическим методом.

Особенности соединения других элементов трубопровода определяются только типом соединения и толщиной металла.

Для резервуаров и сосудов

К сварке сосудов и резервуаров предъявляются повышенные требования. Их содержимое может находиться под высоким давлением, иметь критическую температуру, быть химически или радиоактивным. Полученный шов должен быть сплошным, не иметь участков непровара и газовых пор, эффективно противостоять механической нагрузке и коррозии.

В большинстве случаев резервуары проваривают с двух сторон. Это обеспечивает равномерную толщину и качество соединения. Технологический стандарт сварки сосудов предусматривает следующие правила разделки кромок:

При стыковом соединении

В этом случае свариваемые заготовки находятся в одной плоскости, а торцевые поверхности разделяет небольшой зазор.

При правильном выборе метода сварки и разделки в месте перехода образуется прочная диффузионная зона, которая хорошо выдерживает механические нагрузки.

Сварка встык с разделкой торцов применяется для ответственных и точных конструкций. Если толщина заготовок составляет менее 3 мм, перед формированием соединения достаточно сделать отбортовку. Если длина стыка составляет от 3 до 25 мм, то необходимо выполнить односторонний скос. Детали толщиной от 26 до 60 мм варят после двухсторонней разделки торцов.

Для угловых соединений

Торцы угловых соединений могут обрабатываться без фаски, с разделкой или отбортовкой кромок. Чтобы отнести шов к этой категории, угол между свариваемыми сторонами должен составлять более 30°.

Для швов данного типа применяются более строгие границы размеров, чем для стыковых соединений:

Для двутавровой балки

Двутавровая балка – это стандартный профиль, который применяется в строительстве и машиностроении. Его сечение напоминает букву Н, развернутую на 90°. В конструкциях он выполняет несущую функцию.

В зависимости от толщины профиля применяют следующие виды разделки кромок под сварку:

При других размерах детали применяют специальные типы разделки, однако прокат большей толщины редко применяется в производстве.

Таблица для деталей разной толщины

Выбор отделки торцов и характера соединения в зависимости от толщины и стыка деталей

Формы скосов

Способ оформления торцевых поверхностей зависит не только от толщины деталей, но и от нагрузки на сварочный шов. Конфигурация кромок определяет размер зоны термического действия, форму шовного валика, интенсивность прогрева и другие параметры, которые влияют на прочность соединения.

V-образная

Такой скос является самым распространенным способом оформления торцов деталей. Его применяют при сварке металлических листов толщиной от 3 до 60 мм. Для ответственных конструкций границы размеров составляют 3-26 мм.

Угол зависит от количества обработанных кромок. Его разделка односторонняя, то фаску выполняют под 50°, если двухсторонняя – под 60°.

K-образная

Разделку применяют для толстостенных деталей, которые соединяют встык или под прямым углом. При данном типе оформления скосы выполняются только на одной из кромок, но с обеих сторон.

В процессе сварки разделанная деталь прогревается сильнее, чем необработанная.

Угол фаски выбирают в зависимости от сварочного аппарата:

Свободные края притупляют на высоту 1-3 мм. Недостаточная подготовка грани может привести к прожогу шва, а чрезмерная – к непровару.

U-образная

Криволинейная (U-образная) разделка позволяет сэкономить электроды, обеспечить равномерное проваривание и ускорить процесс. Зона термического влияния при этом способе оформления торцов меньше, чем при V-образной разделке, поэтому соединение получается более прочным.

Криволинейные фаски выполняют на заготовках толщиной 20-60 мм. В зависимости от размеров и назначения детали разделку выполняют с одной или обеих сторон.

X-образная

Эту разделку проводят при двухстороннем соединении и большой толщине заготовок. В вертикальной плоскости она представляет собой V-образные скосы, выполненные с каждой стороны деталей. Благодаря большому объему сварочной ванны и доступу к корневой части шва готовое соединение способно работать под большими нагрузками.

Шовные валики при Х-образной форме кромок получаются более широкими, чем при U-образной. Швы наплавляются послойно.

Рекомендованный угол разделки составляет 45 или 60°. Чем более вязким остается металл при высокотемпературном воздействии, тем больший параметр скоса выбирают при подготовке кромок.

Разделка трещин в металле

Заваривание трещин в металле без предварительной подготовки краев приводит к распространению дефекта даже при незначительных механических нагрузках. Обработку поверхностей разрушения (изломов) необходимо проводить по всей глубине и протяженности.

Подготовку треснувших деталей проводят в такой последовательности:

При заварке трещин длиной более 300 мм, а также заходящих на отверстия и заклепки, применяют специальные методы подготовки поверхностей.

Методы обработки кромок под разделку

Для оформления краев деталей под сварку используют ручные, механические и термические методы. Ручная разделка производится напильником, молотком, зубилом, наждачной бумагой и другими слесарными инструментами.

Выбор оборудования для механической обработки зависит от типа заготовки:

Термическая разделка кромок выполняется с помощью газокислородного, лазерного или плазменного резака. После газовой обработки торцов требуется ручная доводка края.

Оборудование для механической разделки кромок

При подготовке кромок под сварку применяют следующее оборудование:

Для зачистки торцевых поверхностей применяют дробеструйные и пескоструйные установки.

Контроль качества готовой поверхности

Предъявляются следующие требования:

Проверка состояния поверхности проводится визуальным методом. Для контроля геометрических параметров разделки используют штангенциркуль, угломер и универсальный шаблон сварщика (УШС-3).

Источник