Разбираемся в чертежах сварочных швов по госту. Сварка точечная конденсаторная Дефекты сварки и контроль качества

Конденсаторная стыковая сварка имеет ту особенность, что для нагрева используется мощный и кратковременный разряд конденсатора. Она применяется в двух вариантах: с возбуждением дугового разряда и без него.

Рис. Схема.конденсаторной (ударной) стыковой сварки: 1 - конденсатор; 2 и 3 — неподвижный и подвижный электроды; 4 - пружина; 5 -защелка.

Вариант с возбуждением дугового разряда

1. В первом случае (рис.) контактные плиты соединены непосредственно с конденсатором, заряженным до напряжения в несколько тысяч вольт.
2. Пружинный механизм осадки осуществляет сближение и сдавливание демм²талей с большой скоростью и усилием.
3. В тот момент, когда зазор между торцами становится менее 1-1,5 мм, вспыхивает мощный дуговой разряд, мгновенно оплавляющий всю поверхность стыка.
4. Продолжающееся движение детали заканчивается осадкой и сваркой.
5. Весь процесс нагрева и осадки длится всего лишь около 0,001 сек. За это время теплота практически не успевает распространиться в глубь тела деталей, и нагрев ограничивается поверхностным слоем глубиной в 0,1-0,2 мм.

Характерные особенности

• Удельное давление при такой сварке в 3-5 раз больше, чем при обычной. Вследствие кратковременности нагрева влияние разницы в тепло генерирования и теплопередаче тела деталей не успевает себя проявить. Поэтому такие факторы, как тепло- и электропроводность деталей, их форма, сечение и установочная длина, для тепловых процессов имеют малое значение.
• Не является препятствием и разница в температуре плавления, так как поверхности торцов под воздействием очень высокой температуры дуги одновремм²менно и независимо друг от друга достигают своей температуры плавления.

Благодаря этим особенностям, конденсаторная сварка нашла применение для соединения деталей совершенно различных сечений, при сочетаниях разнородных металмм²лов. Практическое отсутствие зоны термического плавлемм²ния позволяет производить сварку закаленных сталей без заметного изменения свойств металла в зоне сварки.

В отдельных случаях представляет интерес очень малая величина припуска на сварку и практическое отсутствие грата. Этот вид сварки можно использовать при коммм²пактных сечениях деталей, не превышающих 300 мм2, так как при больших сечениях наблюдается неравномермм²ность нагрева торца.

Конденсаторная сварка без дугового разряда

Способ заключается в том, что детали сначала плотно сдавливаются и затем уже дается импульс тока от конденсатора. Машины в этом случае имеют трансформатор, я разряд конмм²денсатора осуществляется на первичную обмотку транмм²сформатора.

Много стыковая сварка.

Для повышения производительности в массовом производстве одновременно производится сварка двух или нескольких стыков. Примеры много стыковой сварки приведены на рис. Питание каждой разно полярной пары губок часто осуществляется от отдельного трансформатора.

Сварка по методу А. М. Игнатьева.

Иногда этот метод называют, поверхностная и продольно-стыковая сварка, является разновидностью стыковой сварки сопротивлением.

Отличие заключается в том, что нагрев осуществляется пропусканием тока не через поверхность стыка, а вдоль свариваемых деталей. Контактное сопротивление в стыке отсутствует, состояние контактной поверхности, сварочное давление на процесс нагрева не влияют.

Многостыковая сварка: а - двухстыковая сварка труб с наконечниками; б - четырехстыковая сварка рамы.

Процесс осуществляется следующим образом:

1. детали 4 устанавливаются на плиту машины и зажимаются пуансоном 6.
2. К концам нижней детали от трансформатора 1 с помощью гибких шин 2 и электродов 3 подводится ток.
3. Для предотвращения нежелательного охлаждения деталей и шунтирования тока в тело пуансо¬на и плиты применяются изоляционные прокладки 5:
4. Ток, проходящий через детали, нагревает их до необходимой температуры; в результате действия нагрева и давления детали свариваются по всей поверхности их сопряжения.

Определяющим условием качественной сварки является равномерность нагрева по всей поверхности сопряжения деталей и надлежащая защита от окисления.

Чтобы к концу сварки температура смогла выровняться, время нагрева принимается относительно большим (несколько минут); соответственно сила тока имощность небольшие: значительно меньше, чем при обычной стыковой сварке деталей того же сечения.

Для предотвращения окисления необходима точная обработка поверхности стыка и тщательная зачистка от всех загрязнении и окислов. Иногда в этих целях стык предварительно покрывают тонким слоем буры или приобретают к защите путем подачи в зону сварки нейтральных защитных газов.

Сварка по методу А. М. Игнатьева обычно применяется для изготовления сварного инструмента.

Рис. Схема сварки по методу А- М. Игнатьева:
I - трансформатор; 2 - токоподводящие гибкие шины; 3 - электроды; 4 - теплоизолирующие прокладки; 5 - свариваемые детали; 6 - пуансон.

Точечная сварка является разновидностью контактной сварки. При этом способе, нагрев металла до температуры его плавления осуществляется теплом, которое образуется при прохождении большого электрического тока от одной детали к другой через место их контакта. Одновременно с пропусканием тока и некоторое время спустя после него производится сжатие деталей, в результате чего происходит взаимное проникновение и сплавление нагретых участков металла.

Особенностями контактной точечной сварки являются: малое время сварки (от 0,1 до нескольких секунд), большой сварочный ток (более 1000А), малое напряжение в сварочной цепи (1-10В, обычно 2-3В), значительное усилие сжимающее место сварки (от нескольких десятков до сотен кг), небольшая зона расплавления.

Точечную сварку чаще всего применяют для соединения листовых заготовок внахлестку, реже - для сварки стержневых материалов. Диапазон толщин, свариваемых ею, составляет от нескольких микрометров до 2-3 см, однако чаще всего толщина свариваемого металла варьируется от десятых долей до 5-6 мм.

Кроме точечной, существуют и другие виды контактной сварки (стыковая, шовная и пр.), однако точечная сварка является наиболее распространенной. Она применятся в автомобилестроении, строительстве, радиоэлектронике, авиастроении и многих других отраслях. При строительстве современных лайнеров, в частности, производится несколько миллионов сварных точек.

Заслуженная популярность

Большая востребованность точечной сварки обусловлена целым рядом достоинств, которыми она обладает. В их числе: отсутствие необходимости в сварочных материалах (электродах, присадочных материалах, флюсах и пр.), незначительные остаточные деформации, простота и удобство работы со сварочными аппаратами, аккуратность соединения (практическое отсутствие сварного шва), экологичность, экономичность, подверженность легкой механизации и автоматизации, высокая производительность. Автоматы точечной сварки способны выполнять до нескольких сотен сварочных циклов (сварных точек) в минуту.

К недостаткам можно отнести отсутствие герметичности шва и концентрацию напряжений в точке сварки. Причем последние могут быть значительно уменьшены или вообще устранены особыми технологическими приемами.

Последовательность процессов при контактной точечной сварке

Весь процесс точечной сварки можно условно разделить на 3 этапа.

• Сжатие деталей, вызывающее пластическую деформацию микронеровностей в цепочке электрод-деталь-деталь-электрод.
• Включение импульса электрического тока, приводящего к нагреву металла, его расплавлению в зоне соединения и образованию жидкого ядра. По мере прохождения тока ядро увеличивается по высоте и диаметру до максимальных размеров. Происходит образование связей в жидкой фазе металла. При этом продолжается пластическая осадка контактной зоны до окончательного размера. Сжатие деталей обеспечивает образование уплотняющего пояса вокруг расплавленного ядра, который препятствует выплеску металла из зоны сварки.
• Выключение тока, охлаждение и кристаллизация металла, заканчивающаяся образованием литого ядра. При охлаждении объем металла уменьшается, и возникают остаточные напряжения. Последние являются нежелательным явлением, с которым борются различными способами. Усилие, сжимающее электроды, снимается с некоторой задержкой после отключения тока. Это обеспечивает необходимые условия для лучшей кристаллизации металла. В некоторых случаях в заключительной стадии контактной точечной сварки рекомендуется даже увеличивать усилие прижима. Оно обеспечивает проковывание металла, устраняющее неоднородности шва и снимающее напряжения.

При следующем цикле все повторяется снова.

Основные параметры контактной точечной сварки

К основным параметрам контактной точечной сварки относятся: сила сварочного тока (I СВ), длительность его импульса (t СВ), усилие сжатия электродов (F СВ), размеры и форма рабочих поверхностей электродов (R - при сферической, d Э - при плоской форме). Для лучшей наглядности процесса эти параметры представляются в виде циклограммы, отражающей их изменение во времени.

Различают жесткий и мягкий режимы сварки. Первый характеризуется большим током, малой продолжительностью токового импульса (0,08-0,5 секунд в зависимости от толщины металла) и большой силой сжатия электродов. Его применяют для сварки медных и алюминиевых сплавов, обладающих большой теплопроводностью, а также высоколегированных сталей для сохранения их коррозионной стойкости.

При мягком режиме производится более плавный нагрев заготовок относительно небольшим током. Продолжительность сварочного импульса составляет от десятых долей до нескольких секунд. Мягкие режимы показаны для сталей, склонных к закалке. В основном именно мягкие режимы используются для контактной точечной сварки в домашних условиях, поскольку мощность аппаратов в этом случае может быть ниже, чем при жесткой сварке.

Размеры и форма электродов . С помощью электродов осуществляется непосредственный контакт сварочного аппарата с деталями, подвергаемыми сварке. Они не только подводят ток в зону сварки, но и передают сжимающее усилие и отводят тепло. Форма, размеры и материал электродов являются важнейшими параметрами аппаратов для точечной сварки.

В зависимости от их формы электроды подразделяются на прямые и фигурные. Наиболее распространены первые, они применяются для сварки деталей, допускающих свободный доступ электродов в свариваемую зону. Их размеры стандартизованы ГОСТом 14111-90, который устанавливает такие диаметры электродных стержней: 10, 13, 16, 20, 25, 32 и 40 мм.

По форме рабочей поверхности существуют электроды с плоскими и сферическими наконечниками, характеризуемыми соответственно значениями диаметра (d) и радиуса (R). От величины d и R зависит площадь контакта электрода с деталью, влияющая на плотность тока, давление и величину ядра. Электроды со сферической поверхностью имеют большую стойкость (способны сделать больше точек до переточки) и менее чувствительны к перекосам при установке, чем электроды с плоской поверхностью. Поэтому со сферической поверхностью рекомендуется изготовлять электроды, используемые в клещах, а также фигурные электроды, работающие с большими прогибами. При сварке легких сплавов (например, алюминия, магния) применяют только электроды со сферической поверхностью. Использование для этой цели электродов с плоской поверхностью приводит к чрезмерным вмятинам и подрезам на поверхности точек и повышенным зазорам между деталями после сварки. Размеры рабочей поверхности электродов выбирают в зависимости от толщины свариваемых металлов. Следует отметить, что электроды со сферической поверхностью могут быть использованы практически во всех случаях точечной сварки, электроды же с плоской поверхностью очень часто неприменимы.

* - в новом ГОСТе вместо диаметра 12 мм, введено 10 и 13 мм.

Посадочные части электродов (места соединяемые с электродержателем) должны обеспечивать надежную передачу электрического импульса и усилие прижима. Часто они выполняются в виде конуса, хотя существуют и другие виды соединений - по цилиндрической поверхности или резьбе.

Очень важное значение имеет материал электродов, определяющий их электрическое сопротивление, теплопроводность, термостойкость и механическую прочность при высоких температурах. В процессе работы электроды нагреваются до больших температур. Термоциклический режим работы, совместно с механической переменной нагрузкой, вызывает повышенный износ рабочих частей электродов, результатом чего становится ухудшение качества соединений. Чтобы электроды были в состоянии противостоять тяжелым условиям работы, их делают из специальных медных сплавов, обладающих жаропрочностью и высокой электро- и теплопроводностью. Чистая медь также способна работать в качестве электродов, однако она обладает низкой стойкостью и требует частых переточек рабочей части.

Сила сварочного тока . Сила сварочного тока (I СВ) - один из основных параметров точечной сварки. От нее зависит не только количество тепла, выделяющегося в зоне сварки, но и градиент его увеличения по времени, т.е. скорость нагрева. Напрямую зависят от I СВ и размеры сварного ядра (d, h и h 1), увеличивающиеся пропорционально увеличению I СВ.

Необходимо отметить, что ток, который протекает через зону сварки (I СВ), и ток, протекающий во вторичном контуре сварочной машины (I 2), различаются между собой - и тем больше, чем меньше расстояние между сварными точками. Причиной этого является ток шунтирования (I ш), протекающий вне зоны сварки - в том числе и через ранее выполненные точки. Таким образом, ток в сварочной цепи аппарата должен быть больше сварочного тока на величину тока шунтирования:

I 2 = I СВ + I ш

Для определения силы сварочного тока можно пользоваться разными формулами, которые содержат различные эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем. В случаях, когда точное определение сварочного тока не требуется (что и бывает чаще всего), его значение принимают по таблицам, составленным для разных режимов сварки и различных материалов.

Увеличение времени сварки позволяет сваривать токами намного меньшими, чем приведенные в таблице для промышленных аппаратов.

Время сварки . Под временем сварки (t СВ) понимают продолжительность импульса тока при выполнении одной сварной точки. Вместе с силой тока, оно определяет количество теплоты, которое выделяется в зоне соединения при прохождении через нее электрического тока.

При увеличении t СВ повышается проплавление деталей и растут размеры ядра расплавленного металла (d, h и h 1). Одновременно с этим увеличивается и теплоотвод из зоны плавления, разогреваются детали и электроды, происходит рассеивание тепла в атмосферу. При достижении определенного времени может наступить состояние равновесия, при котором вся подводимая энергия отводится из зоны сварки, не увеличивая проплавление деталей и размер ядра. Поэтому увеличение t СВ целесообразно только до определенного момента.

При точном расчете продолжительности сварочного импульса должны учитываться многие факторы - толщина деталей и размер сварной точки, температура плавления свариваемого металла, его предел текучести, коэффициент аккумуляции тепла и пр. Есть сложные формулы с эмпирическими зависимостями, по которым при необходимости осуществляют расчет.

На практике чаще всего время сварки принимают по таблицам, корректируя при необходимости принятые значения в ту или иную сторону в зависимости от полученных результатов.

Усилие сжатия . Усилие сжатия (F СВ) оказывает влияние на многие процессы контактной точечной сварки: на пластические деформации, происходящие в соединении, на выделение и перераспределение тепла, на охлаждение металла и его кристаллизацию в ядре. С увеличением F СВ увеличивается деформация металла в зоне сварки, уменьшается плотность тока, снижается и стабилизируется электрическое сопротивление на участке электрод-детали-электрод. При условии сохранения размеров ядра неизменными, прочность сварных точек с ростом усилия сжатия возрастает.

При сварке на жестких режимах применяют более высокие значения F СВ, чем при мягкой сварке. Это связано с тем, что при увеличении жесткости возрастает мощность источников тока и проплавление деталей, что может приводить к образованию выплесков расплавленного металла. Большое усилие сжатия как раз и призвано воспрепятствовать этому.

Как уже отмечалось, для проковки сварной точки с целью снятия напряжений и повышения плотности ядра, технология контактной точечной сварки в некоторых случаях предусматривает кратковременное увеличение силы сжатия после отключения электрического импульса. Циклограмма в этом случае выглядит следующим образом.

При изготовлении простейших аппаратов контактной сварки для домашнего пользования нет большого резона заниматься точными расчетами параметров. Ориентировочные значения диаметра электродов, сварочного тока, времени сварки и усилия сжатия можно взять из таблиц, имеющихся во многих источниках. Нужно только понимать, что данные в таблицах являются несколько завышенными (или заниженными, если иметь в виду время сварки) по сравнению с теми, которые подойдут для домашних аппаратов, где обычно используются мягкие режимы.

Подготовка деталей к сварке

Поверхность деталей в зоне контакта деталей между собой и в месте контакта с электродами зачищают от окислов и других загрязнений. При плохой зачистке возрастают потери мощности, ухудшается качество соединений и увеличивается износ электродов. В технологии контактной точечной сварки, для зачистки поверхности используют пескоструйную обработку, наждачные круги и металлические щетки, а также травление в специальных растворах.

Высокие требования предъявляются к качеству поверхности деталей из алюминиевых и магниевых сплавов. Целью подготовки поверхности под сварку является удаление без повреждения металла относительно толстой пленки окислов с высоким и неравномерным электрическим сопротивлением.

Оборудование для точечной сварки

Различия между существующими видами аппаратов для точечной сварки определяются в основном родом сварочного тока и формой его импульса, которые производятся их силовыми электрическими контурами. По этим параметрам оборудование контактной точечной сварки подразделяется на следующие виды:

• машины для сварки переменным током;
• аппараты низкочастотной точечной сварки;
• машины конденсаторного типа;
• машины сварки постоянным током.

Каждый из этих типов машин имеет свои преимущества и недостатки в технологическом, техническом и экономическом аспектах. Наибольшее распространение получили машины для сварки переменным током.

Машины контактной точечной сварки переменного тока . Принципиальная схема машин для точечной сварки переменным током представлена на рисунке ниже.

Напряжение, при котором осуществляется сварка, формируется из напряжения сети (220/380В) с помощью сварочного трансформатора (ТС). Тиристорный модуль (КТ) обеспечивает подключение первичной обмотки трансформатора к питающему напряжению на необходимое время для формирования сварочного импульса. С помощью модуля можно не только управлять продолжительностью времени сварки, но и осуществлять регулирование формы подаваемого импульса за счет изменения угла открытия тиристоров.

Если первичную обмотку выполнить не из одной, а нескольких обмоток, то, подключая их в различном сочетании друг с другом, можно менять коэффициент трансформации, получая различные значения выходного напряжения и сварочного тока на вторичной обмотке.

Кроме силового трансформатора и тиристорного модуля, машины контактной точечной сварки переменного тока имеют набор управляющего оборудования - источник питания для системы управления (понижающий трансформатор), реле, логические контроллеры, панели управления и пр.

Конденсаторная сварка . Сущность конденсаторной сварки заключается в том, что сначала электрическая энергия относительно медленно накапливается в конденсаторе при его зарядке, а затем очень быстро расходуется, генерируя токовый импульс большой величины. Это позволяет производить сварку, потребляя из сети меньшую мощность по сравнению с обычными аппаратами для точечной сварки.

Кроме этого основного преимущества, конденсаторная сварка имеет и другие. При ней происходит постоянное контролируемое расходование энергии (той, которая накопилась в конденсаторе) на одно сварное соединение, что обеспечивает стабильность результата.

Сварка происходит за очень короткое время (сотые и даже тысячные доли секунды). Это дает концентрированное выделение тепла и минимизирует зону термического влияния. Последнее достоинство позволяет использовать её для сварки металлов с высокой электро- и теплопроводностью (медных и алюминиевых сплавов, серебра и др.), а также материалов с резко различающимися теплофизическими свойствами.

Жесткая конденсаторная микросварка используется в радиоэлектронной промышленности.

Количество энергии, накопленное в конденсаторах, можно рассчитать по формуле:

W = C U 2 /2

где С - емкость конденсатора, Ф; W - энергия, Вт; U - зарядное напряжение, В. Изменяя величину сопротивления в зарядной цепи, регулируют время зарядки, зарядный ток и потребляемую из сети мощность.

Дефекты контактной точечной сварки

При качественном исполнении, точечная сварка обладает высокой прочностью и способна обеспечить эксплуатацию изделия в течение длительного срока службы. При разрушениях конструкций, соединенных многоточечной многорядной точечной сваркой, разрушение происходит, как правило, по основному металлу, а не по сварным точкам.

Качество сварки зависит от приобретенного опыта, который сводится в основном к выдерживанию необходимой продолжительности токового импульса на основании визуального наблюдения (по цвету) за сварной точкой.

Правильно выполненная сварная точка расположена по центру стыка, имеет оптимальный размер литого ядра, не содержит пор и включений, не имеет наружных и внутренних выплесков и трещин, не создает больших концентраций напряжения. При приложении усилия на разрыв, разрушение конструкции происходит не по литому ядру, а по основному металлу.

Дефекты точечной сварки подразделяются на три типа:

• отклонения размеров литой зоны от оптимальных, смещение ядра относительно стыка деталей или положения электродов;
• нарушение сплошности металла в зоне соединения;
• изменение свойств (механических, антикоррозионных и др.) металла сварной точки или прилегающих к ней областей.

Наиболее опасным дефектом считается отсутствие литой зоны (непровар в виде "склейки"), при котором изделие может выдерживать нагрузку при невысокой статической нагрузке, но разрушается при действии переменной нагрузки и колебаниях температуры.

Прочность соединения оказывается сниженной и при больших вмятинах от электродов, разрывах и трещинах кромки нахлестки, выплеске металла. В результате выхода литой зоны на поверхность, снижаются антикоррозионные свойства изделий (если они были).

Непровар полный или частичный, недостаточные размеры литого ядра . Возможные причины: мал сварочный ток, слишком велико усилие сжатия, изношена рабочая поверхность электродов. Недостаточность сварочного тока может вызываться не только его малым значением во вторичном контуре машины, но и касанием электрода вертикальных стенок профиля или слишком близким расстоянием между сварными точками, приводящим к большому шунтирующему току.

Дефект обнаруживается внешним осмотром, приподниманием кромки деталей пробойником, ультразвуковыми и радиационными приборами для контроля качества сварки.

Наружные трещины . Причины: слишком большой сварочный ток, недостаточная сила сжатия, отсутствие усилия проковки, загрязненная поверхность деталей и/или электродов, приводящая к увеличению контактного сопротивления деталей и нарушению температурного режима сварки.

Дефект можно обнаружить невооруженным глазом или с помощью лупы. Эффективна капиллярная диагностика.

Разрывы у кромок нахлестки . Причина этого дефекта обычно одна - сварная точка расположена слишком близко от края детали (недостаточна нахлестка).

Обнаруживается внешним осмотром - через лупу или невооруженным глазом.

Глубокие вмятины от электрода . Возможные причины: слишком малый размер (диаметр или радиус) рабочей части электрода, чрезмерно большое ковочное усилие, неправильно установленные электроды, слишком большие размеры литой зоны. Последнее может являться следствием превышения сварочного тока или длительности импульса.

Внутренний выплеск (выход расплавленного металла в зазор между деталями) . Причины: превышены допустимые значения тока или длительности сварочного импульса - образовалась слишком большая зона расплавленного металла. Мало усилие сжатия - не создался надежный уплотняющий пояс вокруг ядра или образовалась воздушная раковина в ядре, вызвавшая вытекание расплавленного металла в зазор. Неправильно (несоосно или с перекосом) установлены электроды.

Определяется методами ультразвукового или рентгенографического контроля или внешним осмотром (из-за выплеска может образоваться зазор между деталями).

Наружный выплеск (выход металла на поверхность детали) . Возможные причины: включение токового импульса при несжатых электродах, слишком большое значение сварочного тока или продолжительности импульса, недостаточное усилие сжатия, перекос электродов относительно деталей, загрязнение поверхности металла. Две последние причины приводят к неравномерной плотности тока и расплавлению поверхности детали.

Определяется внешним осмотром.

Внутренние трещины и раковины . Причины: слишком велики ток или продолжительность импульса. Загрязнена поверхность электродов или деталей. Мала сила сжатия. Отсутствует, опаздывает или недостаточно ковочное усилие.

Усадочные раковины могут возникать во время охлаждения и кристаллизации металла. Чтобы воспрепятствовать их возникновению, необходимо повышать силу сжатия и применять проковывающее сжатие в момент охлаждения ядра. Дефекты обнаруживаются методами рентгенографического или ультразвукового контроля.

Смещение литого ядра или его неправильная форма . Возможные причины: неправильно установлены электроды, не очищена поверхность деталей.

Дефекты обнаруживаются методами рентгенографического или ультразвукового контроля.

Прожог . Причины: наличие зазора в собранных деталях, загрязнение поверхности деталей или электродов, отсутствие или малое усилие сжатия электродов во время токового импульса. Во избежание прожогов ток должен подаваться только после приложения полного усилия сжатия. Определяется внешним осмотром.

Исправление дефектов . Способ исправления дефектов зависит от их характера. Самым простым является повторная точечная или иная сварка. Дефектное место рекомендуется вырезать или высверлить.

При невозможности сварки (из-за нежелательности или недопустимости нагрева детали), вместо дефектной сварной точки можно поставить заклепку, высверлив место сварки. Применяются и другие способы исправления - зачистка поверхности в случае наружных выплесков, термическая обработка для снятия напряжений, правка и проковка при деформации всего изделия.

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.

– ваше любимое слово, вам вряд ли кто-нибудь поверит. Но если вы занимаетесь сваркой и претендуете на статус профессионала высокого класса, вам придется это слово если не полюбить, то относиться со всем уважением.

Его нужно не просто уважать, а хорошо разбираться в положенных государственных стандартах, касающихся типологии сварочных способов. Почему? Потому что, если вы работаете с чем-то серьезнее, чем старый тазик на даче, вы обязательно столкнетесь с рабочими чертежами, где будут в огромных количествах значки, буквы и аббревиатуры.

Все верно, без технических спецификаций и стандартных обозначений – никуда. Современные сварочные технологии – это широкий набор самых разных методов со своими требованиями и техническими нюансами. Все они укладываются в несколько стандартов, по которым мы сейчас пройдемся и рассмотрим самым внимательным образом.

Обозначения сварки на чертежах по ГОСТу на первый взгляд выглядят устрашающе. Но если разобраться и запастись оригинальными версиями трех главных ГОСТов по видам и обозначениям , обозначения станут понятными и информативными, а ваша работа точной и профессиональной.

Виды сварных соединений.

Сначала ЕСКД – это Единая Система Конструкторской Документации, если проще – комплекс всевозможных стандартов, согласно которым должны выполняться все современные технические чертежи, в том числе документация по сварочным работам.

В составе этой системы есть несколько стандартов, которые нас интересуют:

1. ГОСТ 2.312-72 под названием «Условные изображения и обозначения швов сварных соединений».
2. ГОСТ 5264-80 «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные», в котором исчерпывающе описаны все возможные виды и обозначения сварных швов.
3. ГОСТ 14771-76 “Швы сварных соединений, сварка в защитных газах”.

Чтобы разобраться с условными обозначениями сварочных способов в инженерных чертежах, нужно разобраться и с их видами. Предлагаем взглянуть на пример обозначения на чертеже:

Выглядит громоздко и устрашающе. Но мы не будем нервничать и не спеша во всем разберемся. В это длинной аббревиатуре есть четкая логика, начнем двигаться по этапам. Разобьем этого монстра на девять составных частей:

Теперь эти же составные элементы по квадратам:

• Квадрат 1 – вспомогательные знаки для обозначения: замкнутая линия или монтажное соединение.
• Квадрат 2 – стандарт, по которому приведены условные обозначения.
• Квадрат 3 – обозначение буквой и цифрой типа соединения с его конструктивными элементами.
• Квадрат 4 – способ сварки согласно стандарту.
• Квадрат 5 – тип и размеры конструктивных элементов по стандарту.
• Квадрат 6 – характеристика в виде длины непрерывного участка.
• Квадрат 7 – характеристика соединения, вспомогательный знак.
• Квадрат 8 – вспомогательный знак для описания соединения или его элементов.

А теперь разберём в деталях каждый элемент нашей длинной аббревиатуры.

В квадрате №1 находится кружок – одна из дополнительных характеристик, символ кругового соединения. Альтернативным символом является флажок, обозначающий монтажный вариант вместо кругового.

Специальная односторонняя стрелка показывает шовную линию. С этой стрелкой связана еще одна специфическая особенность сварочных чертежей. У этой стрелки с односторонним оперением есть симпатичная особенность под названием «полка». Полка играет роль настоящей полки – все условные обозначения могут располагаться на полке, если указано видимое соединение.

Или под полкой, если это шов невидимый и расположен с обратной стороны, т.е. с изнанки. Что считать лицевой стороной, а что изнанкой? Лицевая сторона одностороннего соединения – всегда та, с которой производится работа, это просто. А вот в двустороннем варианте с несимметричными кромками лицевой стороной будет та, где идет сварка основного соединения. А если кромки симметричные лицевой и изнанкой могут любые стороны.

А вот самые популярные вспомогательные знаки, используемые в чертежах со сваркой:

Разбираем квадраты №2 и 3, виды швов по ГОСТам

Вариантами соединений вплотную занимаются два стандарта: уже знакомый нам ГОСТ 14771-76 и знаменитый ГОСТ 5264-80 о .

Чем знаменит второй стандарт: он был написан много лет назад – в 1981 году, и это было сделано так грамотно, что этот документ отлично работает до сих пор.

Пример чертежа сварных швов по ГОСТ.

Виды сварочных соединений следующие:

С – стыковой шов. Свариваемые металлические поверхности соединяются смежными торцами, находятся на одной поверхности или в одной плоскости. Это один из самых распространенных вариантов, так как механические параметры стыковых конструкций очень высокие. Вместе с тем этот способ достаточно сложный с технической точки зрения, он по силам опытным мастерам.

Т – тавровый шов. Поверхность одной металлической заготовки соединяется с торцом другой заготовки. Это самая жесткая конструкция из всех возможных, но за счет этого тавровый способ не любит и не предназначен для нагрузок с изгибаниями.

Н – нахлесточный шов. Свариваемые поверхности параллельно смещены и немного перекрывают друг друга. Способ довольно прочный. Но нагрузки переносит меньше, чем стыковые варианты.

У – угловой шов. Плавление идет по торцам заготовок, поверхности деталей держат под углом друг к другу.

О – особые типы. Если способа нет в ГОСТе, в чертеже обозначается особый тип сварки.

Оба стандарта в рамках ЕКСД хорошо перекликаются друг с другом и справедливо делят ответственность по видам:

Варианты изображения сварных швов на чертежах.

Соединения ручного дугового способа по ГОСТу 5264-80:

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

Соединения сварки в защитных газах по ГОСТу 14771-76:

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

В нашей аббревиатуре во втором квадрате указан ГОСТ 14771-76, а в третьем Т3 – тавровый способ без скоса кромок двусторонний, который как раз указан в этом стандарте.

Квадрат №4, способы сварки

Как обозначаются различные виды швов.

Также в стандартах присутствуют обозначения способов сварки, вот примеры самых распространенных из них:

• A – автоматическая под флюсом без подушек и подкладок;
• Aф – автоматическая под флюсом на подушке;
• ИH – в инертном газе вольфрамовым электродом без присадки;
• ИHп – способ в инертном газе с вольфрамовым электродом, но уже с присадкой;
• ИП – способ в инертном газе с плавящимся электродом;
• УП – то же самое, но в углекислом газе.

У нас в квадрате №4 указано обозначение сварки УП – это способ в углекислом газе с плавящимся электродом.

Квадрат №5, размеры шва

Это обязательные размеры шва. Удобнее всего обозначить длину катета, так как речь идет о тавровом варианте с перпендикулярным объединением под прямым углом. Катет определяют в зависимости от предела текучести.

Надо заметить, что, если на чертеже указано соединение стандартных размеров, длина катета не указывается. В нашем чертежном обозначении катет равен 6-ти мм.

Классификация сварных швов.

Дополнительно соединения бывают:

• SS односторонними, для которых дуга или передвигаются с одной стороны.
• BS двусторонними, источник плавления передвигается с обеих сторон.

В дело вступает третий участник нашей чертежно-сварочной тусовки – ГОСТ 2.312-72, как раз посвященный изображениям и обозначениям.

Согласно этому стандарту швы подразделяются на:

• Видимые, которые изображаются сплошной линией.
• Невидимые, обозначаемые на чертежах пунктирной линией.

Теперь вернемся к нашему первоначальному шву. Нам по силам перевести это условное обозначение сварки в простой и понятный для человеческого уха текст:

Двусторонний тавровый шов методом ручной дуговой сварки в защитном углекислом газе с кромками без скосов, прерывистый с шахматным расположением, катет шва 6 мм, длина провариваемого участка 50 мм, шаг 100 мм, выпуклости шва снять после сварки.

государственный стандарт

СОЮЗА ССР

КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И РАЗМЕРЫ

ГОСТ 15878-79

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

УДК 621.791.76.052:006,354 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

КОНТАКТНАЯ СВАРКА. СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ

Конструктивные элементы и размеры

Resistance welding. Welded joints.

Design elements and dimensions

ГОСТ 15873-70

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28 мая 1979 г. № 1926 срок действия установлен

1. Настоящий стандарт устанавливает конструктивные элементы и размеры расчетных сварных соединений из сталей, сплавов на железоникелевой и никелевой основах, титановых, алюминиевых, магниевых л медных сплавов, выполняемых контактной точечной, рельефной и шовной сваркой.

Стандарт не распространяется на сварные соединения, выполняемые контактной сваркой без расплавления металла.

2. В стандарте приняты следующие обозначения способов контактной сварки:

/С т - точечная;

Кр -рельефная;

К ш - шовная.

Для конструктивных элементов сварных соединений приняты следующие обозначения:

s и 51-толщина детали;

d - расчетный диаметр литого ядра точки или ширина литой зоны шва;

h и hi - величина проплавления;

g и g\ - глубина вмятины;

t - расстояние между центрами соседних точек в ряду;

с- расстояние между осями соседних рядов точек при цепном расположении;

С\ - расстояние между осями соседних рядов точек при шахматном расположении;

Издание официальное Перепечатка воспрещена

с 01.07. 1980 г. до 01.07. 1985 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

(§) Издательство стандартов, 1979

I - длина литой зоны шва;

f ~ величина перекрытия литых зон шва;

1\ - длина неперекрытой части лигой зоны шва;

В - величина нахлестки;

и - расстояние от центра точки или оси шва до края нахлестки;

п - число рядов точек.

3. Конструктивные элементы сварных соединений, их размеры должны соответствовать указанным на черт. 1, 2, 3 и в табл. 1, 3, 5 для соединений группы Айв табл. 2, 4, 6^ для соединений группы Б.

Группа соединения должна быть установлена при проектировании в зависимости от требований к сварной конструкции и особен-ноет ей технологического процесса сварки.

4. Величина нахлестки В для многорядных швов при цепном расположении точек В~2и + с (п-1); при шахматном расположении точек В = 2и + С\ (п-1).

5. В зависимости от вида нахлестки сварного соединения величину нахлестки В следует определять в соответствии с черт. 4.

6. Расстояние от центра точки или оси шва до края нахлестки и должно быть не менее половины минимальной величины нахлестки.

7. Допускается сварка деталей неодинаковой толщины; при этом размеры конструктивных элементов следует выбирать по детали меньшей толщины.

В случае - >2 минимальные величины нахлестки В у расстоя-

ние между центрами соседних точек в ряду t и расстояние между осями соседних рядов точек с следует увеличить в 1,2-1,3 раза.

8. При сварке трех и более деталей расчетный диаметр литого ядра точки d следует устанавливать раздельно для каждой пары сопрягаемых деталей. Допускается сквозное проплавление средних деталей.

9. Величина проплавления h y hi должна быть для магниевых сплавов от 20 до 70%, титановых---от 20 до 95% и остальных металлов и сплавов - от 20 до 80% толщины деталей.

10. При шовной контактной сварке величина перекрытия литых зон герметичного шва / должна быть не менее 25% длины литой зоны шва L

При шовной контактной сварке деталей толщиной менее 0,6 мм допускается уменьшение величины перекрытия литых зон шва до значений, гарантирующих герметичность сварного шва.

11. Глубина вмятины g y gi не должна быть более 20% толщины

детали. При сварке деталей с отношением - >2, в случае при-менения одного из электродов с увеличенной плоской рабочей по-

верхностью, а также при сварке в труднодоступных местах допускается увеличение глубины вмятины до 30% толщины детали.

Конструктивные элементы сварных соединений,

выполненных контактной точечной сваркой

а-неллакированные металлы; б - плакированные металлы; в -детали неравной толщины; 2 - разноименные металлы

Конструктивные элементы сварных соединений, выполненных контактной рельефной сваркой

Ппспе сдарки

Конструктивные элементы сварных соединений, выполненных контактной шовной сваркой

			Однорядный ш<	эв В, не менее	не м ен ее
	Св. 0,3 до 0,4
	Св. 0,4 до 0,6
	Св. 0,6 до 0,7
	Св. 0,7 до 0,8
	Св. 0,8 до 1,0
	Св. 1,0 до 1,3
	Св. 1,3 до 1,6
	Св. 1,6 до 1,8
	Св. 1,8 до 2,2
	Св. 2,2 до 2,7
	Св. 2,7 до 3,2
	Св 3,2 до 3,7
	Св. 3,7 до 4,2
	Св. 4,2 до 4,7
	Св. 4,7 до 5,2
	Св. 5,2 до 5,7
	Св. 5,7 до 6,0

	соединения			Однорядный шов В, не менее
				Стали, сплавы на железоникелевой и никелевой основах, титановые сплавы	Алюминиевые, магниевые и медные сплавы
		Св. 0.3 до 0,4
		Св. 0,4 до 0,5
		Св. 0,5 до 0,6
		Св. 0,6 до 0,8
		Св. 0,8 до 1,0
		Св. 1.0 до 1,3
		Св 1,3 до 1,6
		Св. 1,6 до 1,8
		Св. 1,8 до 2,2
		Св. 2,2 до 2,7
		Св. 2,7 до 3,2

Примечание. Допускается уменьшение размеров t и с, при этом размер d должен соответствовать указанным в таблице.

	Гр уппа соединения		d, не менее	Однорядный шов В, не менее
		Св, 0,3 до 0,4
		Св. 0,4 до 0,6
		Св, 0,6 до 0,7
		Св, 0,7 до 0,8
		Св 0,8 до 1,0
		Св. 1,0 до 1,3
		Св. 1,3 до 1,6
		Св. 1,6 до 1,8
		Св. 1,8 до 2,2
		Св. 2,2 до 2,7

Продолжение табл. 3

	соединения		d, не менее	Однорядный шов В, не менее
		Св. 2,7 до 3,2
		Св. 3,2 до 3,7
		Св. 3,7 до 4,2
		Св 4,2 до 4,7
		Св. 4,7 до 5,2
		Св. 5,2 до 5,7
		Св. 5,7 до 6,0

Таблица 4

Г руппа соединения		Однорядный шов В, d, не менее Н е ыен ее
	Св. 0,3 до 0,4
	Св 0,4 до 0.5
	Св. 0,5 до 0,6
	Св. 0,6 до 0,8
	Св. 0,8 до 1,0
	Св. 1,0 до 1,3
	Св. 1,3 до 1,6
	Св. 1,6 до 1,8
	Св. ] ,8 до 2,2
	Св. 2,2 до 2,7
	Св. 2,7 до 3,2
	Св. 3,2 до 3,7
	Св. 3,7 до 4,2
	Св. 4,2 до 4,7
	Св. 4,7 до 5,2
	Св. 5,2 до 5,7
	Св. 5,7 до 6,0

				Однорядный шов В, не менее
Способ сварки			d, не менее	Стали, сплавы на железоникелевой и никелевой основах, титановые сплавы	Алюминиевые, магниевые и медные сплавы
		Св. 0,3 до 0,4
		Св. 0,4 до 0,6
		Св 0,6 до 0,8
		Св 0,8 до 1,0
		Со 1,0 до 1,3
		("в 1,3 до 1,6
		г:в 1,6 до 1,8
		Св. 1,8 до 2,2
		Св. 2,2 до 2,7
		Св. 2,7 до 3,2
		Св. 3,2 до 3,7
		Св. 3,7 до 4,0
					Таблица 6
				Однорядный шов В, не менее
Способ сварки	Группа соединения		d, не менее	Стали, сплавы на железоникелевой и никелевой основах, титановые сплавы	Алюминиевые, магниевые и медные сплавы
		Св. 0,3 до 0,4
		Св. 0,4 до 0,5
		Св. 0,5 до 0,6
		Св 0,6 до 0,8
		Св. 0,8 до 1,0

Продолжение табл. 6

Способ сварки	Группа соединения		d, не менее	Однорядный шов В, не менее
				Стали, сплавы на железоникелевой и никелевой основах, титановые сплавы	Алюминиевые, магниевые и медные сплавы
		Св. 1,0 до 1,3
		Св. 1,3 до 1,6
		Св. 1,6 до 1,8
		Св. 1,8 до 2,2
		Св, 2,2 до 2,7
		Св. 2,7 до 3,2

Виды нахлестки сварных соединений, выполняемых контактной точечной рельефной и шовной сваркой

Редактор И. В. Виноградская Технический редактор В. Ю. Смирнова Корректор Е. И. Евтеева

Сдано в набор 21.06.79 Подп. в печ. 10.08.79 0,75 п. л. 0,57 уч. -изд. л. Тир. 30000 Цена 3 коп.

Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов. Москва, Д-557, Новопресненский пер., 3. Калужская типография стандартов, ул. Московская, 256. Зак. 1727

Техническая документация - это своеобразная книга для конструкторов, проектировщиков, инженеров, мастеров и рабочих. Составляется (пишется) по определенным правилам и требованиям. Это требуется для правильного понимания изложенной информации. Одна из областей технического текста - обозначение сварных швов на чертежах.

Сварочный процесс - технологическая операция образования монолитного соединения. Зона, где происходило расплавление и застывание материала стыкуемых деталей, называется сварным швом.

Виды

Сварной стык подразделяется:

• Стыковой. Соединение образовано по торцевым поверхностям деталей. Осуществляется с обработкой кромок и без оного. Маркировка «С».

• Нахлесточный. Плоскости деталей параллельны друг другу и частично заходят одна на другую. Маркировка «Н».

Шов выполняется:

• Односторонний. Наплавление осуществляется с одной из сторон соединения (стыка).

• Двусторонний. Обработка происходит с двух сторон.

Необходимость обозначения сварки

Любая конструкция состоит из отдельных деталей (узлов), соединенных между собой тем или иным способом. Один из них - сварка. Стык обладает своими характеристиками, влияющими на работоспособность изделия в целом.

Обозначение сварки на чертеже - это пояснение способа стыковки, формы шва и его геометрические параметры, способ выполнения и другая дополнительная информация. Грамотный инженер почерпнет дополнительные сведения:

• о прочности - соединение сплошное или прерывистое; кроме этого, в зоне шва образуются термические напряжения;
• о размерах и форме наплавленного металла;
• герметичности стыка;
• время выполнения соединения - до монтажа или в его процессе, и другое.

Расшифровка технической аббревиатуры

Изучение обозначения сварного шва на чертеже можно выполнить двумя способами:

• начать с азов - чтения специальной литературы, в том числе ГОСТов (аналог - изучение букв по Азбуке);
• пойти от обратного, то есть начать с рассмотрения примеров как обозначается сварка на чертежах, с постепенным углублением своих знаний.

Примеры

Маркировка сварочного стыка регламентируется ЕСКД. В нее входит:

• ГОСТ 2.312-72.
• ГОСТ 5264-80.
• ГОСТ 14771-76.

По ГОСТ, сварной стык обозначается в технической документации выносной стрелкой:

Расположение надписи сверху стрелки, ниже ее или с обеих сторон показывает на расположение соединения:

• с лицевой части детали;
• с обратной (невидимый стык);
• двусторонняя обработка.

Надпись и стрелка обозначают обратную (закрытую) или лицевую часть, соответственно.

Пример 2.

• Выполнен с одной стороны, с загибом края, разомкнутый контур, по нормативам ГОСТ 5264-80, электродуговая сварка.

Пример 3.

• - соединение произведено по сплошной линии в виде кольца;
• ГОСТ 17771-76 - сварка в облаке газов;
• Т3 - тавровый стык с обработкой каждой из сторон; разделка кромок отсутствует;
• УП - газообразная окись углерода, расплавляемый электрод;
• 6 - величина катета сварочного стыка 6мм;
• Периодическое исполнение с проваренным сплошным участком 50мм в шахматном порядке (Z), шаг 100мм.

Маркировочные знаки условно чертят над (под) полочкой выносной стрелки:

Применяемые вспомогательные знаки

Обозначение сварки (выдержки из нормативной документации) по отличающимся способам операций (ручной электродуговой, аргоновой) сведены в таблицу:

Способы выполнения сварочного шва отражены в ГОСТ:

• А - стыковка посредством автоматики с флюсом при отсутствии подкладки, подушки, без предварительного шва;
• Аф - сварка на автомате с использованием флюса и подущки на его основе;
• ИН - стыковка осуществляется посредством тугоплавкого электрода из вольфрамового сплава в облаке газов без добавления дополнительного материала;
• ИНп - стыковка производится электродом из вольфрама в облаке инертных газов с добавлением добавочного материала;
• ИП - применение расплавляющегося электрода в облаке газов;
• УП - соединение в среде окиси углерода посредством расплавляющегося электрода.

В целом, расшифровывать и читать обозначение сварных швов в документации почти тоже самое, что учиться читать по Азбуке или Букварю. Требуется запомнить регламентирующие документы (ГОСТ) и грамотно расшифровывать обозначения, приведенные на чертежах.