Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Катет шва при сварке: определение и способы расчета

Катет шва при сварке: определение и способы расчета

В строительной отрасли при сварке массивных металлических сооружений в стыках возникают серьезные нагрузки, что при несоблюдении технологии несет риски обрушения конструкции. Это актуально в корабельной отрасли и машиностроении (при устройстве крупногабаритных автоматов), при возведении массивных строений. Качественное соединение должно быть изначально просчитано, чтобы избежать возможных будущих деформаций. Самый простой способ проверить правильность сварной линии — узнать катет шва.

Катетом сварного шва называют катет условного треугольника, который вписывается в поперечное сечение. Единой цифры, которая бы стала показателем надежного и качественного шва при определении его катета, нет. Чем больший размер равнобедренного треугольника можно вписать вместо шва, тем большие нагрузки он сможет выдержать. Часто эта характеристика зависит от вида металла и предела напряжения, которому он сможет противостоять. Увеличение катета дает противоположный эффект — деталь деформируется и не сможет работать в нужном режиме.

катет шва

Что такое катет сварочного шва

Поперечное сечение углового шовного валика собой представляет равнобедренный прямоугольный треугольник. Гипотенуза идет вдоль поверхности шовного материала, а катеты — от краев сварочного соединения к вершине угла.

Зависимость прочности от величины катета не считается линейной. При чрезмерно маленьком значении крепость окажется недостаточной благодаря небольшой площади сечения, при очень большой длине излишний объем наплавки способно вызывать деформации заготовки из металла. Более того, очень высокая величина приводит к очень высокому расходу сварочных материалов и электрической энергии. Более того, растет удельная стоимость работ по сварке.

В ходе конструкторско-технологической подготовки производства подбирают идеальное значение данного параметра. Если соединяются детали разной толщины, катет шва подбирают по очень тонкой детали.

Катет сварочного шва как и чем померить

Размеры сварочного шва

В результате проведения работ по сварке следует проверить, насколько размеры настоящего соединения соответствуют проектным. Для этого можно использовать специализированные наборы шаблонов — катетометры.

Форма шва

После проведения сварочных работ чаще всего образуется всего два вида шва.

Первый вид — это обычный сварочный шов, который выглядит как валик с выпуклой поверхностью. Однако здесь важно отметить, что этот вид шва, по словам специалистов, не является оптимальным. У такого утверждения существует две причины. Во-первых, внутри такого шва будет сильно увеличиваться напряжение на конструкцию, а во-вторых, расход материалов на создание такого шва сильно увеличивается.

Читайте так же:
Как определяется твердость по методу бринелля

толщина катета сварного шва

Второй вид шва считается идеальным. Выглядит он как валик с вогнутой поверхностью, однако добиться такого исполнения при сваривании двух конструкций очень и очень сложно. Для того чтобы добиться такого типа шва, важно правильно настроить параметры сварочного аппарата, а также поддерживать одинаковую скорость расхода электрода. Для того чтобы выполнить оба условия, нужен специалист, обладающий большим количеством опыта в таких работах. Стоит добавить, что этот тип сварочного шва не используется при сборке металлических конструкций.

Качество сварных соединений

В конструкциях из металла очень большое внимание уделяется качеству сварных соединений. Главное при подобных проверках — соответствие параметров сварных соединений требованиям проекта, СНиП 3.03.01 – 87, ГОСТ 10922, ГОСТ 5264 и другой нормативной документации.

Качество выполнения строительно-монтажных работ во многом зависит от степени ответственности и добросовестности непосредственных участников процесса строительного производства. Стремясь к извлечению максимальной прибыли и идя по пути минимизации всех возможных затрат, подрядчики зачастую отдают предпочтение труду низкоквалифицированных сварщиков. Кроме того, в целях экономии средств, для выполнения тех или иных видов строительных работ используется устаревшее и изношенное оборудование.

Данная ситуация, не может не оказывать существенного негативного влияния на качество сварочных работ, что обуславливает значительное число выявляемых дефектов.

Рассмотрим основные виды сварочных дефектов:

На фотографии отчетливо видна цепочка пор, а катет шва справа постепенно пропадает

Поры могут выходить или не выходить на поверхность сварного шва, они располагаются цепочкой или группами. Поры являются недопустимым дефектом для сварных швов изделий, по сравнению с трещинами поры не так опасны, однако их присутствие нежелательно.

Трещинами называются микроскопические, имеющие характер надреза, несплошности, зарождающиеся в интервале температур кристаллизации металла. Трещины могут развиваться при остывании металла в твердом состоянии. По отношению к оси шва трещины делятся на продольные и поперечные. Продольные трещины могут располагаться по оси шва в месте стыка. Трещины являются одним из основных видов брака при сварке. Наличие трещин в сварном соединении не допускается, так как они могут послужить причиной разрушения изделия.

  • Несанкционированные изменения конструкции узлов – применение дополнительных накладок, наращивание закладных или монтажных связей с применением в том числе стыковых швов, замена уголков на связи выполненные из пластин, соединенных угловыми швами(плохо работающими на излом), наращивание несущих балок несанкционированными стыковыми соединениями и т.д.
Читайте так же:
Как сделать настоящий меч

В стыковой шов конструкции вварена арматура, что приводит к увеличению зазоров между свариваемыми деталями.

Увеличенные зазоры между свариваемыми деталями. Основная причина – неправильная сборка узла, сверхнормативное смещение закладных в плоскости и из плоскости. Дефект приводит не только к уменьшению фактического катета шва, но и к изменению в худшую сторону условий работы шва, т.е. к появлению дополнительно к срезывающим изгибающих напряжений.

Дефекты формирования шва, их происхождение связано с нарушением режима сварки, неправильной подготовкой под сварку, неисправностью сварочной аппаратуры и другими причинами общего характера. Из-за неправильного выбора режима сварки, отклонений параметров режима от заданных, неправильной подготовки изделия под сварку, неисправности аппаратуры в сварном соединении могут возникнуть дефекты — непровары, подрезы, наплывы и прожоги.

Подрезы основного металла – влияют не только на прочность, но и на долговечность соединения (ослабление сечения + концентратор напряжений). Основные причины дефекта:

неправильное положение электрода;

большой ток при сварке(с вертикальных поверхностей, как правило, металл стекает, оставляя подрез);

оставление выводного кратера незаплавленным;

неправильное направление сварки.

Уменьшенный катет шва.

Основные причины — спешка при выполнении сварного шва, неправильное положение электрода(металл наплавляется на одну кромку свариваемых деталей, что приводит к значительной разнице между катетами одного и того же шва, при этом замеры производятся по наименьшему катету) , большой ток при сварке(металл стекает с вертикальной поверхности на горизонтальную, что ведет к значительной разнице между катетами), увеличенный зазор между свариваемыми кромками. При этом, имея уже заготовленные монтажные связи фиксированной длины, невозможно обеспечить требуемую длину шва. Огорчает то, что часто проектировщики в чертежах показывают сварные швы по контуру прилегания детали, не оговаривая минимальную длину шва для обеспечения требуемой прочности соединения.

Отсутствие вертикального сварного шва.

По способам обнаружения дефекты делятся на внешние и внутренние. Выше были рассмотрены внешние дефекты, расположенные на поверхности сварного соединения и обнаруживаемые невооруженным глазом. Наличие зазоров, неравномерность сварочных швов, присутствие ржавчины, неплотность швов и другие дефекты свидетельствуют о некачественной работе. Проверяют сварные соединения с помощью лупы с шестикратным увеличением, а также сравнивают их текущие размеры с допустимыми нормами.

Читайте так же:
Валик для покраски обоев водоэмульсионной краской

Внутренними называются дефекты, не выходящие на поверхность сварного соединения и наблюдаемые с помощью специальной аппаратуры, например ультразвуковой.

Ультразвуковые приборы позволяют оперативно и точно проводить ультразвуковой контроль вдоль линии сварного шва без поперечного сканирования, в том числе на дальние расстояния, что существенно сокращает время на подготовку околошовной поверхности сварных соединений.

Проверять сварку можно вакуумным способом, который состоит в намыливании шва и наложении на него вакуумной рамки. Потом воздух при атмосферном давлении проходит через дефекты шва, если таковые имеются и появляются пузыри.

Проницаемость швов в сварке можно проверить путем их окрашивания фенолфталеином. Если есть дефекты, то на шве образуются красно-фиолетовые или черные пятна. Идеальные сварочные швы внешне должны быть мелкочешуйчатыми, по всей длине плотными, на них не должно быть скоплений и цепочек пор, наплывов, прожогов, сужений и перерывов.

Трещины на сварочных соединениях можно выявить путем шлифовки их наждачной крупнозернистой бумагой. Если дефекты будут обнаружены, в обязательном порядке они должны быть устранены, иначе металлоконструкция не допускается для дальнейшей эксплуатации.

Мы проводим профессиональную экспертизу сварочных работ.

Лаборатория Экспертиз рада предложить вам свои услуги в обнаружении дефектов в сварочных швах. У нас работают квалифицированные сотрудники, которые с помощью современного оборудования максимально быстро дадут заключение о качестве сварочной работы, а также опишут все технические характеристики исследуемого образца металлоконструкции. Все механические испытания и химические экспертизы в нашей строительной лаборатории проводятся на законных основаниях с четким соответствием ГОСТу и установленным нормам. Результаты проверок всегда достоверны и точны на 100%. Команда опытных специалистов работает в сфере строительных экспертиз не первый год, поэтому ошибки и неточности в процессе проверки полностью исключены. Стоимость наших услуг разумна и доступна для каждого потенциального клиента.

Соединение с лобовыми швами

1 - 0072

Неравномерность распределения напряжений приводит к сни­жению качества соединения. Поэтому независимо от вида работы (сжатие, растяжение, срез) расчет лобовых швов условно ведут на срез по минимальной площади сечения шва. При соединении внах­лестку с лобовыми швами длину нахлестки следует назначать не менее пяти толщин более тонкого элемента (см. рисунок ниже). Это позво­ляет уменьшить влияние дополнительного изгибающего момента.

Читайте так же:
Как наточить кассеты для бритья

Нормальный угловой шов в разрезе имеет форму прямоуголь­ного равнобедренного треугольника с криволинейной гипотенузой (рисунок ниеже).

Обычный наплыв выпуклого шва составляет 0,1 размера его ка­тета kf. В конструкциях, непосредственно воспринимающих динамические нагрузки, с целью снижения концентрации напряжений в угловых лобовых швах применяют пологие швы с отношением ка­тетов 1:1,5 (рисунок ниже) или вогнутые швы (рисунок ниже).

Усиление угловых швов

Здесь усиление сварных соединений будет осуществляться путем увеличения длины или толщины сварных наплавов. Первый вариант применяется чаще, так как лучше увеличивать площадь и распределять напряжение по ней, а не концентрировать его.

Длина и толщина созданных сварных швов, а также толщина самого усиливающего слоя рассчитывается математически. Так, определить их можно по разности между расчетным усилием в сварном соединении и несущей способностью этого наплава. Здесь важно учесть, что на расчетное усилие всегда будет действовать его смещение относительно центра тяжести сечения элемента.

Все формулы, обозначения к ним и таблицы с подходящими значениями есть в ГОСТах, потому в большинстве случаев можно рассчитать все с максимальной точностью. А точность расчетов позволит сделать точнее усиление сварных швов.

Иногда усиление сварных угловых соединений происходит с введением дополнительных деталей, но это не обязательно. Такой метод будет оправдан только в том случае, если есть место для наложения новых слоев. В основном же используется стандартное сварочное оборудование с верно подобранными по диаметру электродами.

Если увеличивать соединения путем увеличения их длины, то здесь нагрузка на сварные крепления не должна превышать расчетного сопротивления. Так прочность наплавов увеличится пропорционально увеличению длины и толщины соединения.

Этот способ подойдет для любых угловых швов, кроме поперечных.

Также для того, чтобы сделать сварную область длиннее, можно применять фасонки, что привариваются к основным элементам с помощью стыковых сварных соединений.

Важно быть внимательными с формированием обратной стороны шва, так как если подача тепла будет неравномерной, появятся непровары, которые негативно скажутся на характеристиках детали.

Но основной дефект, появляющийся в таких ситуациях, называется «превышение выпуклости», то есть избыток наплавленного металла на лицевой стороне материалов. Это превышение выпуклости возникает чаще всего из-за несоблюдения техники самой варки и большой скорости подачи присадочной проволоки. Он исправляется зашлифовкой или прокаткой роликами.

Читайте так же:
Esr метр rlc метр

Превышение усиления сварного шва

Сделать сварной шов безупречным — задача невозможная, но стремиться к этому можно всегда. Поэтому нужно не просто обладать хорошими навыками работы со сваркой, но и понимать небольшие, но важные нюансы сварочного процесса. Как раз таким будет способность сделать качественное усиление уже сделанного соединения.

Преимущества и недостатки метода

У ВИК, как и у прочих методов дефектоскопии сварных соединений, есть свои преимущества и недостатки.

Главное преимущество – относительная простота. Однако, чтобы провести контроль, нужно иметь определенные знания и специальный набор инструментов. С помощью данного способа можно определить до 50% информации о качестве соединения, часто этого достаточно. На проверку уходит немного времени, и легко можно провести повторный осмотр, если есть сомнения в результатах.

ВИК выгоден в финансовом плане. Нет необходимости использовать дополнительное дорогостоящее оборудование. Не нужно беспокоиться о хранении и перемещении тяжелых приборов для исследования. Достаточно обратиться к соответствующему специалисту, и он быстро проверит качество шва.

Проводить дефектоскопию можно над любыми изделиями – размер и форма шва не играют роли, а соединение может располагаться в любом месте. С помощью ВИК можно быстро проверить качество соединений без демонтажа трубопроводов.

Есть и ряд минусов. Например, человеческий фактор. Если доверить проверку сварщику или специалисту с недостаточной квалификацией, нельзя исключить ошибок. Кроме того, с помощью визуального контроля локализуют только относительно крупные дефекты на видимых частях деталей.

Учтите, что контролеры, занимающиеся проверкой, должны знать весь перечень нормативных актов и документов, чтобы исследование было объективным. Поручить ВИК сварщику, который не знаком с ГОСТами, не лучший вариант.

При очевидных недостатках ВИК, из-за простоты он широко применяется на разных предприятиях. Эффективности метода достаточно для контроля как на производственном этапе, так и при выпуске изделий.

В арсенале аккредитованной строительной лаборатории IRONCON – все необходимые инструменты и опытные эксперты по проведению ВИК. Благодаря проведенным испытаниям, сварные швы проходят сертификацию, исключаются угрозы разрушения, возникновения дефектов в будущем. Соединения, прошедшие визуально-измерительную проверку, считаются полностью безопасными. Чтобы вызвать специалиста лаборатории, обратитесь к нам по контактам, представленным на сайте.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector