Односторонняя сварка стыковых соединений без скоса кромок

Обновлено: 11.05.2024

РАЗРАБОТАНЫ Центральным нормативно-исследовательским бюро (ЦНИБ) и Нормативно-исследовательской станцией N 11 при тресте "Центроспецстрой" Министерства монтажных и специальных строительных работ СССР под методическим руководством и при участии Центрального бюро нормативов по труду в строительстве (ЦБНТС) при Всесоюзном научно-исследовательском и проектном институте труда в строительстве Госстроя СССР.

Технология производства работ, предусмотренная в выпуске, согласована с Всесоюзным научно-исследовательским институтом по монтажным и специальным строительным работам (ВНИИмонтажспецстрой СССР).

ИСПОЛНИТЕЛИ - В.Т.Вашлаев, Л.А.Дорофеева (НИС-11 при тресте "Центроспецстрой"), Л.П.Литвинова (ЦНИБ), А.А.Сыроваткин (ВНИИмонтажспецстрой СССР), А.А.Кузнецов (ЦБНТС).

УТВЕРЖДЕНЫ постановлением Государственного строительного комитета СССР, Государственного комитета СССР по труду и социальным вопросам и Секретариата Всесоюзного Центрального Совета Профессиональных Союзов от 5 декабря 1986 года N 43/512/29-50 для обязательного применения на строительных, монтажных и ремонтно-строительных работах.

Вводная часть

1. Настоящий выпуск содержит нормы на дуговую сварку (ручную, автоматическую и механизированную под флюсом, механизированную порошковой проволокой в углекислом газе, а также ручную и механизированную газовую резку), при изготовлении и монтаже конструкций зданий и промышленных сооружений.

3. Нормами выпуска предусмотрена сварка и резка стальных конструкций из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей на месте монтажа (кроме гл. 2 и 4). При выполнении работ на сборочной площадке (заготовительных цехах) к Н.вр. и Расц. применять коэффициент 0,9 (ВЧ-1).

4. Нормами выпуска учтена сварка соединений предварительно скрепленных при сборке болтами или прихваткой.

Прихватка, выполняемая при сборке и монтаже стальных конструкций, нормами на сварку не учтена и нормируется дополнительно.

Проварка ранее произведенных неудаляемых прихваток нормами учтена и дополнительной оплате не подлежит.

5. Нормами всех глав выпуска учтены и дополнительно не оплачиваются переходы рабочих в процессе работы на расстояние до 100 м при производстве работ на месте монтажа или на расстояние до 50 м при производстве работ на сборочной площадке, с переноской сварочных материалов, кабелей, шлангов, инструментов и мелких приспособлений, перемещение или кантовка в пределах рабочего места свариваемых конструкций и изделий в кондукторах и приспособлениях или без них при массе конструкций и изделий до 50 кг - вручную, при большей массе - краном.

6. Обслуживание сварщиком газогенератора (доставка карбида кальция и воды, заправка и т.п.) или сварочного агрегата с двигателем внутреннего сгорания (заправка, пуск, смазка, наблюдение за работой и т.п.) нормами не учтено и, как правило, должно производиться машинистом. При обслуживании сварочного агрегата или газогенератора самим сварщиком Н.вр. и Расц. следует умножать на 1,2 (ВЧ-2).

7. При выполнении работ в стесненных условиях или в неудобном положении к Н.вр. и Расц. выпуска могут применяться следующие коэффициенты: при работе в лотках, траншеях, на эстакадах, лесах, подмостях, с приставных лестниц, при работе лежа или в согнутом положении в случаях затруднительного доступа к свариваемому стыку - до 1,25 (ВЧ-3); при работе с навесных люлек и лестниц, а также конструкций и оборудования, когда основным средством, предохраняющим от падения с высоты, является монтажный предохранительный пояс - до 1,5 (ВЧ-4).

Наличие указанных условий производства работ и величина коэффициента должна устанавливаться в каждом отдельном случае актом, утвержденным начальником строительства, строительно-монтажной (ремонтно-строительной) организации или руководителем предприятия, осуществляющего строительство хозяйственным способом, по согласованию с комитетом профсоюза.

8. При нормировании сварочных и газорезательных работ, выполняемых на высоте, следует применять коэффициенты, аналогичные коэффициентам при нормировании монтажных работ, учитывающих высоту их выполнения.

9. При сварке стыковых соединений из стали неодинаковой толщины при разнице, не превышающей значений, указанных в табл.1, нормирование и оплату труда производить по большей толщине.

ЕНиР Сборник Е22. Сварочные работы. Выпуск 1. Конструкции зданий и промышленных сооружений.

Сварка стыкового соединения без скоса кромок в нижнем положении

Данный тип сварного соединения широко используется в промышленности для конструкций обычного назначения. При двухсторонней сварке металла, толщина которого не превышает 6 мм, данное соединение будет весьма прочным. Однако, как правило, такие соединения свариваются только с одной стороны. В этом случае прочность будет определяться глубиной проплавления, которая, в свою очередь, зависит от диаметра применяемых электродов, величины сварочного тока, величины зазора между деталями, а также от толщины свариваемых деталей. При односторонней сварке получение полного проплавления без зазора между свариваемыми кромками для металла толщиной свыше 5 мм весьма проблематично.

Сварка стыкового соединения без скоса кромок для обеспечения повышенного тепловложения, производится на обратной полярности. При сварке необходимо обеспечивать возвратно-поступательные перемещения электрода вдоль оси шва. Это будет приводить к предварительному подогреву металла перед сварным швом, сведет к минимуму риск получения прожога и обеспечит вытеснение расплавленного шлака на поверхность сварочной ванны, что исключит вероятность образования неметаллических шлаковых включений в металле сварного шва.

В процессе сварки особенно важно поддержание постоянства скорости и равномерности перемещения электрода вдоль оси шва, а также величины зазора между электродом и изделием (длины дуги). При слишком высокой скорости перемещения электрода шов получается узкий, образуются подрезы. При слишком малой скорости сварки сварочная ванна разогревается до температуры, при которой возможен прожог.

Слишком длинная дуга приводит к ухудшению внешнего вида шва, к ухудшению проплавления, к избыточному разбрызгиванию и низким показателям механических свойств металла сварного шва.

Сварка в нижнем положении таврового соединения (сварка в "лодочку") однопроходным угловым швом

При образовании углового шва во избежание непровара свариваемые поверхности наклоняют к горизонтальной плоскости под углом 45° - сварка "в лодочку" (рис. 11а), а при наклоне под углом 30 или 60° - в несимметричную "одочку" (рис. 116). Сварка производится на повышенных значениях сварочного тока, как на прямой, так и на обратной полярности тока. Сварка на обратной полярности производится короткой дугой, при этом возможно появление подрезов. Положение электрода при сварке должно соответствовать изображенному на рис. 11в

Рис. 11. Положение электрода при сварке "в лодочку": a - сварка в симметричную "лодочку"; б - сварка в несимметричную ; в - пространственное положение электрода

При начале процесса сварки электрод должен быть выведен на кромку свариваемой пластины. После подогрева кромки пластины растянутой дугой начинается наложение сварного шва требуемой ширины и глубины проплавления. При этом производятся небольшие возвратно-поступательные перемещения электродом в направлении оси сварного шва. Это обеспечивает предварительный подогрев корневой части сварного шва и предотвращает подтекание расплавленного шлака перед головной частью сварочной ванны.

Электрод должен направляться непосредственно в корень сварного шва, нельзя допускать, чтобы сварочная дуга вышла на поверхность пластины за пределами области формирования сварного шва. Не допускается наплавка слишком большого количества металла за один проход.

Сварка в нижнем положении таврового соединения (сварка в "лодочку") многопроходным угловым швом.

Поскольку тавровое соединение в нижнем положении образует кромки, подобно стыковому соединению со скосом кромок, сварка может выполняться с использованием техники сварки с поперечными колебаниями электрода, при этом ширина шва не должна превышать (1,5-5)dэ. Если слой сварного шва превышает допустимую ширину шва, то наплавка каждого слоя производится необходимым количеством валиков.

При сварке данного соединения первый проход выполняется электродом толщиной 4-6 мм без поперечных колебаний. Последующие проходы выполняются электродами меньшего диаметра. При сварке этих проходов необходимо применять поперечные колебания электрода, при этом амплитуда колебаний электрода не должна превышать допустимой ширины шва.

При сварке на обратной полярности поддерживается несколько меньшая длина дуги, чем на прямой полярности. При этом необходимо тщательно контролировать процесс сварки, с тем, чтобы избежать появления возможных подрезов. Для этого можно применять задержки электрода в крайних точках амплитуды поперечных колебаний электрода при одновременном тщательном контроле ширины сварного шва и амплитуды поперечных колебаний электрода.

Перед наплавкой каждого слоя или валика необходимо тщательно очищать от шлака поверхность сварного шва, в противном случае неизбежно появление шлаковых включений. В начале и при возобновлении сварки необходимо тщательно заваривать кратеры сварных валиков.

Сварка металлов

Стыковой шов

Соединения без скоса

Односторонние стыковые швы без скоса кромок выполняют покрытыми электродами диаметром, равным толщине свариваемых листов, если она не превышает 4 мм. Ток подбирают в зависимости от диаметра электрода, вида и толщины покрытия (табл. 6). Листы без скоса кромок толщиной от 2 до 8 мм сваривают двусторонним швом. Положение и поперечные движения электрода при сварке приведены на рис. 29.

Соединение со скосом

Стыковые соединения со скосом двух кромок в зависимости от толщины металла выполняют однослойными, многослойными или многопроходными швами.

Рис. 29. Положение (я) и движения электрода (б) при выполнении стыковых швов со скосом кромок

Однослойный шов

Металл толщиной от 1 до 6 мм без скоса кромок сваривается однослойным (однопроходным) швом.

Однослойные швы со скосом двух кромок выполняют поперечными колебательными движениями электрода в виде треугольников без задержки в корне шва (листы толщиной 1-4 мм) и с задержкой в корне шва (толщиной 4 - 6 мм).

Листы толщиной 12 мм и более соединяются встык с двумя несимметричными скосами двух кромок многослойным или многопроходным швом.

Таблица 6. Ориентировочные режимы сварки стыковых соединений без скоса кромок

Толщина металла, мм

Диаметр электрода, мм

Среднее значение тока, А

нижнее положение шва

вертикальное и потолочное положение шва

Примечание. Максимальные значения тока должны уточняться по данным паспорта электродов.

Многослойный шов

Многослойный шов выполняется быстрее многопроходного. Выбор многослойного или многопроходного шва зависит от химического состава и толщины свариваемой стали и от установленной технологии на сварку.

Каждый слой многослойного шва имеет увеличенное в несколько раз сечение по сравнению с сечением каждого валика при многопроходной сварке. Режимы дуговой сварки покрытыми электродами нижних стыковых многослойных швов даны в табл. 7.

Таблица 7. Ориентировочные режимы сварки стальных листов со скосом двух кромок встык

Число слоев, кроме подварочного и декоративного

Диаметр электрода, мм, при наплавке

Среднее значение тока, А (нижнее положение шва)

Многопроходный шов

Многопроходной шов выполняется тонкими и узкими валиками, без поперечных колебательных движений электрода. Сварку рекомендуется выполнять электродами, предназначенными для опирания. В этом случае применяют электроды диаметром от 1,6 до 3 мм (редко 4 мм). Весь многопроходной шов может выполняться электродами одного и того же диаметра.

Иногда для обеспечения провара по всей толщине металла сварка ведется на медной подкладке толщиной 4-6 мм. В этом случае сварочный ток можно повысить на 20 - 30%. Если конструкция и назначение сварного изделия допускают сквозное проплавление, сварка может вестись на остающейся стальной подкладке.

В особо ответственных конструкциях перед подваркой шва его (с обратной стороны) предварительно зачищают резаком для поверхностной резки или резцом для удаления возможных дефектов (непровара, трещин, газовых и шлаковых включений).

Угол раскрытия шва

Оптимальный угол раскрытия шва определяется следующими соображениями. Большой угол разделки (80° - 90°) обеспечивает большие удобства сварщику, уменьшает опасность непровара корня шва, но увеличивает объем наплавленною металла, следовательно, уменьшает производительность и увеличивает деформации изделия. Для нормального процесса ручной дуговой сварки принят угол разделки (50 ± 4)° (сварное соединение типа С17).

Зазор между стыкуемыми элементами и притупление кромок составляет от 1,5 до 4,0 мм в зависимости от толщины листов, режима сварки и характера свариваемой конструкции.

Провар корня шва

Наиболее трудным при сварке является получение полного (надежного) провара корня шва. Здесь чаше всего бывают дефекты, например непровар, газовые и шлаковые включения. Поэтому (если это возможно) следует подваривать корень шва с обратной стороны.

Стыковое сварное соединение

Стыковое сварное соединение – простое, но при этом надежное. Две детали сваривают таким образом, что торцевые поверхности примыкают друг к другу, находясь в одной плоскости. Как правило, используется в конструкциях, подвергаемых переменному напряжению.

Технология широко применяется. С ее помощью, например, соединяют не только трубы встык, но и собирают сложные изделия в машиностроительной отрасли. Подробнее о стыковом сварном соединении читайте в нашем материале.

Применение стыкового сварного соединения

Стыковое сварное соединение становится оптимальным решением в ситуациях, когда необходимо добиться аккуратного внешнего вида изделия без выступающих кромок, а утолщение металла является недопустимым. Данный вид швов активно используется в авиакосмической, автомобильной промышленности для обеспечения неразъемного соединения деталей. При этом последние находятся в одной плоскости и примыкают друг к другу торцами.

Достоинства стыковых соединений сварных швов:

меньший расход электродов;
надежность изделий, возможность с легкостью контролировать процесс;
относительно простая техника сварки в сравнении с методом формирования углового шва;
обеспечение ровной и плоской поверхности;
возможность скреплять заготовки, имеющие разную толщину;
доступность соединения металлических элементов большой толщины односторонним швом.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Минусы данного подхода:

не достигается дополнительной жесткости, которую обеспечивает, например, нахлесточный метод;
есть вероятность серьезной деформации поверхности после обработки, что чаще всего происходит в результате сварки тонкого металла.

Все способы создания стыкового сварного соединения имеют определенные характеристики и свойства, от которых зависит сфера их использования.

Встык сваривают элементы трубопроводов, обечайку емкостей, например, баллонов, цистерн, а также листовые конструкции, швеллеры, уголки и фасонные профили других видов.

Одностороннее стыковое соединение, не предполагающее предварительного скоса кромок, чаще всего применяется для скрепления листов металла толщиной в пределах 4 мм.

Соединение без скосов кромок может быть и двусторонним – к данному варианту прибегают при сварке изделий толщиной до 8 мм. Стоит подчеркнуть: в этом случае между кромками металла оставляют зазор шириной в 1-2 мм вне зависимости от того, как расположены швы.

При работе с заготовками толщиной 4–25 мм опытные сварщики используют скосы кромок в сочетании с односторонним соединением. Сами скосы кромок делают V-образной или U-образной формы, причем вторая встречается реже. В любом случае кромки важно немного притупить, прежде чем приступать к формированию стыкового сварного соединения.

Для заготовок толщиной более 12 мм, которые планируется скреплять двусторонним соединением, рекомендуются X-образные кромки. Дело в том, что за счет использования такой формы удается почти вдвое сократить объем металла для заполнения разделки. А это отражается на стоимости и производительности сварочных работ.

Нужно понимать, что при выборе типа стыкового соединения, формы кромок, места расположения швов отталкиваются от характеристик металла, будущей конструкции и необходимого результата.

Виды стыковых сварных соединений

Стыковые сварные соединения отличаются от других видов в первую очередь расположением заготовок в пространстве. В данном случае элементы будущего изделия размещаются на одной плоскости и сварка ведется по расположенным смежно друг с другом торцам.

Принято выделять насколько видов стыковых сварных соединений в соответствии с формой свариваемых кромок:

прямые – при этом скрепляемые кромки лишены скосов;
V-образные – кромки имеет соответствующую названию форму скосов;
Х-образные – со скосом кромок в виде буквы «Х»;
Криволинейные – скосы кромок в соединении образуют латинскую букву «U».

Также выбор определенной разновидности скосов кромок должен соответствовать виду стыкового соединения. По расположению шва принято выделять такие соединения:

односторонние – шов находится лишь с одной стороны соединяемых заготовок;
двусторонние – формируется пара швов: один находится сверху, а второй снизу изделия.

Стыковые сварные соединения используются в процессе монтажа наиболее ответственных конструкций, поскольку превосходят другие способы сварки по механическим показателям. Также нужно учитывать, что выбор данного типа швов обусловлен необходимостью дополнительной подготовки кромок.

Еще одной особенностью, за которую специалисты ценят стыковое соединение, является высокая производительность работ в сочетании с экономичностью. Это объясняется тем, что формирование таких швов требует меньшего расхода металла и времени.

Разделка кромок под стыковое сварное соединение

Разделка для проведения сварочных работ обладает своими особенностями. В первую очередь, данный процесс влечет за собой расширение сварного шва, что в дальнейшем требует дополнительного расхода материалов. Иногда мастера отказываются от подготовительного этапа и сваривают заготовки без разделки кромок.

Когда планируется стыковое сварное соединение тонких деталей, используют отбортовку или загиб кромок соединяемых элементов. Ее выполняют ручным или машинным способом. В первом случае прибегают к использованию наковальни и молотка либо кувалды. Также возможно осуществление отбортовки при помощи строгания, фрезерования, долбления либо могут применяться абразивы. В этих случаях не обойтись без оборудования, такого как строгальные или фрезеровальные станки.

Строгальные станки довольно просты по своему устройству: резец высокой прочности под определенным углом проходит вдоль торца и за каждый проход снимает слой металла. Далее положение режущего элемента меняется, операция проводится вновь. Если поверхность детали отличается криволинейной формой, на помощь приходят фрезеровальные станки – фаска формируется фрезой, которая перемещается по линии шва.

Когда работа ведется с крупными конструкциями и трубопроводами, в ход идут кромкоскалыватели – в основе их принципа действия лежит метод долбления. Абразивная обработка, наоборот, используется для небольших заготовок, а также для финальной доводки после этапа строгания или фрезерования. Также кромка может удаляться посредством газового резака или зигмашины.

Фаски могут находиться на кромках с одной стороны или сразу с двух. За счет односторонних скосов на прямых деталях значительно упрощается работа сварщика. Тогда как для соединения элементов с двухсторонними фасками мастеру требуется доступ к обеим сторонам шва.

Технология выполнения стыкового сварного соединения

Любую сварку предваряет этап технологической подготовки: заготовки размечают, режут, с их поверхности удаляют грязь, следы коррозии, изделия сушат, если на них присутствует влага.

Элементы будущей конструкции располагают на ровной поверхности с зазором 2-3 мм друг от друга. Мастер зажигает электрод ударом либо, чиркнув, как спичку, после чего делает две прихватки. Данный прием позволяет избежать деформации изделия в процессе работы.

Электрод можно перемещать на себя, от себя, справа налево и в обратном направлении. Принцип движения электрода подбирается в соответствии с толщиной металла и необходимым положением электрода в пространстве. В результате должно обеспечиваться лучшее сваривание заготовок. Стоит отметить, что обычно электрод держат под углом 45°.

Когда стыковое сварное соединение готово, необходимо удалить шлак и зачистить поверхность. От возможных прожогов защищают подкладки – они обеспечивают более уверенную работу, позволяют увеличить ток и отказаться от проварки обратной стороны шва.

Сварка в нижнем положении.

В первую очередь сварщик зачищает заготовки. Если работы ведутся с тонким металлом, в разделке кромок нет необходимости. Между элементами оставляют зазор в пределах 1-3 мм и переходят к сборке будущей конструкции, делают прихватки и зачищают их. Сама сварка должна вестись с обратной стороны прихваток.

Максимальная толщина валика составляет 9 мм, высота – 1,5 мм. Сварка ведется слева направо, при этом мастер выполняет кольцевые колебательные движения против часовой стрелки. По аналогичному принципу работа идет и на другой стороне, правда, там допускается увеличение тока. Когда стыковое сварное соединение завершено, необходимо зачистить поверхности.

Во время формирования шва электродом совершают 2-3 движения. Его опускают по мере плавления, чтобы добиться непрерывного горения сварочной дуги. Перемещение электрода идет с одинаковой скоростью, при этом сам расходник должен быть наклонен под углом 15–30° относительно вертикали. В другой плоскости его располагают перпендикулярно поверхности шва.

Бывает, что нужно более широкое стыковое сварное соединение, тогда прибегают к разного рода колебательным движениям.

Ультразвуковой контроль сварных соединений

В основе данного метода контроля лежит использование излучения ультразвуковых волн акустического типа. Они проходят через однородную среду и при этом не меняют свою прямолинейную траекторию.

Высокочастотные колебания (более 20 кГц) способны проникать в металл, не влияя на его структуру. Далее они отражаются от пустот, царапин, неровностей, разного рода включений. Акустическая волна проникает внутрь стыкового сварного соединения и, при наличии дефекта, отклоняется от своего нормального направления, что отслеживается на экране соответствующего прибора.

Сигнал на монитор поступает за счет использования усилителя. В результате формируется схема, по которой оператор определяет наличие дефектов и особенностей получившегося соединения. Установить размер дефектного образования удается при помощи оценки амплитуды отраженного импульса, а расстояние до него фиксируется по времени, затраченному на распространение волны.

Ультразвуковой контроль стыковых сварных соединений трубопроводов и иных конструкций осуществляется в соответствии с установленным стандартом. При этом необходимо выполнить такие этапы работы:

Удалить со стыковых соединений следы коррозии, лакокрасочные покрытия минимум на 50–70 мм с обеих сторон шва. Обработать поверхность стыка и прилежащего металла машинным, турбинным, трансформаторным маслом, глицерином либо солидолом, чтобы обеспечить наиболее точные результаты проверки на наличие дефектов стыковых сварных соединений.
Настроить прибор с учетом необходимых в данном случае параметров. Если толщина стыковых сварных соединений не превышает 2 см, используют стандартные настройки, тогда как к АРД-диаграммам прибегают, если работы проводились с более толстым металлом. Качество проверяют при помощи DGS или AVG-диаграмм.
Перемещать излучатель по линии сварочного шва зигзагообразными движениями, поворачивая на 10–15° вокруг оси.
Передвигать искатель по металлу до появления устойчивого, предельно четкого сигнала. Далее развернуть прибор и приступить к поиску сигнала максимальной амплитуды.

Нередко колебания отражения волн оцениваются как дефекты, поэтому любые сомнения должны стать поводом для дополнительной проверки. Обнаруженное повреждение необходимо зафиксировать, обозначив точное место нахождения.

Стыковые сварные соединения проверяют при помощи ультразвука в соответствии с нормами ГОСТа. Когда УКЗ не позволяет точно определить характер дефекта, прибегают к гамма-дефектоскопии или рентгенодефектоскопии как к более точным способам контроля качества.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Читайте также: