Типы разделки кромок под сварку

Разделка кромок под сварку: назначение и порядок выполнения

Надежность сварного шва зависит от глубины провара металла. При монтаже деталей толще 3 мм предусмотрено предварительное оформление краев – разделка под сварку. Когда кромки скошенные, формируется глубокая ванна расплава, образуется надежный диффузный слой. Процесс подготовки металла перед свариванием оговаривается в стандартах. Все они перечислены в одном из разделов статьи.

Назначение разделки кромок под сварку

Правильно сформированная ванна – залог прочного соединения сварных деталей, образуется глубокий однородный слой, после кристаллизации в диффузном слое не возникает внутренних напряжений.

Процессом разделки кромок под сварку подразумевают изменение геометрии стыка, его увеличивают с одной или двух сторон. Разделку выполняют с целью упрочнения соединения толстых деталей, проварить встык на всю глубину невозможно. Появляется доступ к центральной части шва, увеличивается размер ванны расплава.

При правильной подготовке деталей снижается риск брака, не образуются пустоты, раковины, несплошности в месте шва.

Подготовка заготовок под разделку

Торцевые поверхности зачищают, убирают:

загрязнения, снижающие качество соединений;
оксидную тугоплавкую пленку;
следы ржавчины;
пятна маслянистых жидкостей, они приводят к браку.

С металла снимают слой до 2 мм.

Зачистка бывает двух видов:

механическая заключается в обработке стальными щетками, наждачной бумагой, напильниками, абразивным инструментом (работы производят вручную или используя специальный инструмент);
химическая проводится для растворения загрязнений и оксидной пленки, применяют органические растворители, кислоты.

Второй этап подготовки металла – разделочные операции, обеспечивающие доступ ко всей области стыка.

Подготовка заготовок под разделку кромок обязательна!

Виды предварительных операций:

ручная правка, необходима для соединения плит, проводится молотком;
механическая заключается в прокатке на правильных вальцах, устраняются складки, коробления, неровности;
разметка проводится при ремонтных работах, криволинейных швах, когда нужно сверлить отверстия для крепежа;
термическая подготовка, некоторые металлы предварительно прогревают для увеличения пластичности, упорядочивания внутренней структуры металла, снятия остаточных напряжений.

Подготовка кромок бывает трех видов:

без разделки, поверхности хорошо зачищают, укладывают на определенном расстоянии;
с разделкой, снимают фаски с одной или двух сторон, с одной детали или обеих, или делают угловой скос граней;
с отбортовкой – сглаживают острые края.

Формы скосов кромок

Стоит рассмотреть различные виды оформления торцов, зависит от толщины заготовки, физических свойств металла, способа сварки.

V-образная

Самая популярная разделка, практикуется для всех видов сварки, пластин толще 3–5 мм. Заключается в симметричном скосе краев у одной и другой заготовки. Используются все существующие виды обработки.

X-образная

Такая разделка толстых пластин проводится при двухстороннем соединии. По сути – это два встречных V-образных соединения, металл проваривается на всю глубину. Образуется шов, способный работать под нагрузкой. Шов наплавляется слоями, валики образуются широкими. Рекомендованный угол скоса – 45 или 60° в зависимости от физических свойств заготовок. Для вязких нужен большой скос, текучие варят с наименьшим углом скоса.

Х- и К-образные скосы делают на заготовках толщиной от 12 до 40 мм. При ручной сварке стальных заготовок плавящимися электродами скашивают кромки свыше 5 мм, при односторонней или симметричной разделке совокупный угол должен быть не менее 60°, но не более 80°. Наклон влияет на прочность шва.

U-образная

Края разделывают с одной или двух сторон. Сделать углубление правильной формы новинкам бывает сложно, для этого требуется практика. Особенностью такой разделки заготовок толщиной от 20 до 60 мм считают экономию расходных материалов, быстрый провар. При U-образном оформлении скоса образуется ровный шовный валик, зона термического влияния меньше, чем при V-образной разделке.

K-образная

Этот способ оформления краев толстостенных деталей схож с Х-образной разделкой. К-образная предусматривает скос кромок только одной из заготовок, метод применяется при двухсторонней сварке. Нужно учитывать, что деталь со скошенными гранями прогревается сильнее.

Односторонняя применяется для стыковых и угловых швов (V или U), двухсторонняя при стыковой, когда заготовки проваривают снизу и сверху (K или X). Угол скоса кромок под сварку зависит от вида сварочного оборудования:

для газовой рекомендуемый угол наклона в пределах 45°;
электродуговой – 30-35°.

Притупление краев делается на высоту от 1 до 3 мм.

Способы обработки кромок

Обработку кромок под сварку проводят разными способами:

вручную, используют зубило, напильник или наждачку;
с использованием механизации: а) вращающиеся вокруг оси заготовки обтачивают на карусельном, расточном или токарном станке; б) для остальных деталей используют фрезерование, шлифовальный инструмент, строгальные станки, дробеструйное и пескоструйное оборудование; в) криволинейные края под сварку делают на специальных фрезеровальных станках или универсальных центрах;
термическим способами: а) газовым резаком (газовая завершается ручной доводкой); б) плазмотроном, (плазменная обрезка кромок самая точная).

Методы подготовки деталей зависят от толщины металла, типа соединения, регламентированы системой ГОСТ:

5264-80 – для ручной обычной сварки, 11534-75 – специально для острых углов;
14771-82 – электродуговой с использованием защитных газов;
8713-82 – полуавтоматической и автоматической с применением флюсов;
1533-75 – автоматической;
16098-80 – для сварки двухслойных заготовок;
16037-80 – частей трубопроводов и труб;
14806-80 – алюминия и алюминиевых сплавов в защитной среде.

Для электродуговой сварки применяется ручная, механическая, термическая обработка кромок. Лазерная требует тщательной очистки металла, края будущих швов после разделки дополнительно протравливают, затем промывают, просушивают.

Еще один важный нюанс: на скосах не должно быть острых краев, они могут стать причиной прожженных деталей или непроваренных швов. Острые края обязательно скругляют.

Разделка кромок под сварку труб

Вид подготовки краев зависит от расположения свариваемых деталей, типа сварного соединения. Трубы соединяют:

стыковкой с соблюдением соосности;
под определенным углом;
внахлест, если меняется диаметр трубопровода или приваривается фланец.

При монтаже трубы соединяют между собой и арматурными элементами – важными частями трубопроводов (врезают заглушки, отводы, фитинги, уголки, краны, приборы учета и др.).

В стандарте регламентирована механическая и химическая подготовка поверхности, подготовка краев толстостенных заготовок.

Отводы приваривают встык со скосом одной или двух кромок с наклоном 45° к оси трубы. Угловые швы варят без снятия фаски. Отводной штуцер присоединяют внахлест или угловым швом, предусмотрена односторонняя подготовка кромок. При сварке труб угол раскрытия 60 –70°, размер притупления 2–2,5 мм, величина зазора 2–3 мм.

Зная особенности подготовки кромок, можно получать надежные стыковые, угловые соединения, сваривать металл внахлест. При правильной подготовке деталей снижается риск брака, не образуются пустоты, раковины, несплошности в месте шва. Особенно важно правильно подготовить заготовки из сильно текучих и слишком вязких металлов.

Технология разделки (обработки) кромок под сварку — как и зачем выполняется, нюансы

«Разделка» или «обработка» кромок заключается в том, что с торцов заготовки снимают часть металла под углом и создают соответствующую их конфигурацию.

Молодым сварщикам придется хорошо усвоить, что такая работа – необходимый этап в подготовке сварки, а не пустая трата времени.

ГОСТами и другими руководящими документами предусмотрено формирование конкретно обусловленных форм линии соприкосновения деталей.

Четкое выполнение данных требований позволит получить прочное сварное соединение, ибо электрод дойдет до самого корня шва и получится глубокий провар.

Опытные мастера рекомендуют разделывать стыки при толщине листов выше 5 мм. Для более тонких материалов используют бесскосное соединение. Раскроем главные правила обработки кромок.

До разделки

Первое правило – эффективно, полномерно подготовить изделие к самой отделке. Прежде следует выпрямить стальной лист, устранить искривления. Выравнивание поверхности заготовки называют правкой металла.

Для этого используют пресс, или прокатывают материал в правильных вальцах. Сделать выправку, устранить местные неровности и деформации можно и ручным способом- молотком, но это слишком трудоемко.

Следующий этап – очищение от масел, оксидных пленок, окалины. Без тщательной зачистки загрязнения попадут в сварной шов и приведут к дефекту. Лучше всего это сделать с помощью уайт-спирита или другого растворителя.

Для удаления сильной грязи, ржавчины используют металлическую щетку, болгарку или абразивный круг. Листы из нержавейки должны блестеть.

После чистки свариваемые конструкции легонько прогревают с помощью специальных нагревательных приборов. Затем по чертежу делается разметка и вырезаются нужные заготовки с помощью режущих инструментов по металлу.

Второе правило намеченной работы по разделке — точно сделать сами скосы кромок, придать им соответствующую форму. Иначе не добиться качественного и прочного шва.

Скосы как буквы

В ходе обработки стыки, или по более точному определению профессиональных сварщиков, «скосы кромок» принимают очертания определенных букв. Для каждой заготовки требуются собственные их контуры. Чтобы стать отличным мастером, нужно научиться выполнять все формы скосов.

Осуществляется при односторонней сварке листов металла толщиной свыше 6 мм. Необходимо соблюсти требуемые размеры углов: 60 градусов при скосе с обеих сторон, 50 градусов при обработке с одной стороны.

Рекомендуется применение при сварке с обеих сторон, когда толщина материала свыше 30 мм. Идентична ей подготовка стыка, похожая на букву K.

U-образная форма скоса делается при толщине заготовки от 20 мм, подходит при выполнении РДС сварки. Сложная работа, требует специальной подготовки. Осуществляется с двух сторон. Зато мало наплавляется металла, экономно расходуется электрод.

Способы обработки кромок

Практикуются два основных способа разделки кромок перед сваркой:

Термический способ обработки представляет собой газовую резку скосов. Она применяется редко из-за проблем с газовыми баллонами. Механическая разделка производится на металлорежущих станках.

Опытные сварщики работают также шлифовальной машинкой, так называемой «болгаркой» и абразивными инструментами. Этот способ обтачивания кромок подразумевает и ручную работу с применением напильников, режущего зубила.

Вручную обычно устраняют все недоделки разделки после газовой или механической обработок, так сказать, « доводят до ума».

Необходимо помнить: ГОСТы допускают определенные смещения кромок при сварке. Все зависит от исходного материала, от того, какой прочности должен быть шов готового изделия и так далее.

Обо всех тонкостях разделки перед сваркой можно узнать в соответствующих правовых документах. Требуемых стандартов нужно придерживаться при подготовке кромок под сварку трубопроводов, где бесспорно необходима особая точность.

Какие выводы

Эта статья для молодых сварщиков! Она убеждает в необходимости разделки кромок под сварку, раскрывает виды их обработки, то есть знакомит с формами скосов кромок, учит основным правилам работы.

Надеемся, что полученные сведения помогут вам. Удачи!

Разделка кромок под сварку

Что такое разделка кромок? Для чего выполняется разделка кромок при сварке? Эти вопросы часто задают многие новички. Многие не понимают, зачем вообще тратить время на разделку кромок. Неужели качество шва будет заметно лучше? Наш ответ: да. Любое металлическое изделие требует предварительной подготовки перед сваркой. Разделка кромок — это подготовительный этап, включающий в себя придание кромкам определенной формы.

Нужно ли выполнять разделку кромок в любом случае? Мы не рекомендуем это делать. Разделка нужна для деталей, где толщина металла минимум 5 миллиметров и выше. Если толщина детали менее 5 миллиметров, что разделка кромок свариваемых изделий не принесет желаемого результата. Это лишь один из множества нюансов, которые стоит учитывать при разделке. О них мы и расскажем в этой статье.

Перед разделкой

Разделка под сварку выполняется для общего улучшения качества шва, поскольку металл хорошо проваривается и у сварщика есть прямой доступ к корню сварного соединения. Но есть один главный нюанс, который вы должны учесть, чтобы добиться хорошего качества работ. Это подготовка металла под разделку. Без подготовки вся ваша работа потеряет смысл. И речь идет не о простой очистке поверхности от грязи и масла. Речь идет о полноценной подготовке металла.

Если вы будете варить листовой металл, то первое, что нужно сделать — это пропустить его через вальцы. Вальцы — это два металлическим валика, между которыми пропускается листовой металл. Такой процесс также называется правкой металла. Правку можно выполнять и вручную с помощью молотов, но это не лучший способ добиться ровной поверхности. Ведь в результате вы должны избавиться от искривлений металла.

Дальше нужно металл как следует зачистить. Удалите всю грязь, пятна от масла и краски. Это можно сделать с помощью любого растворителя, мы в своей работе используем уайт спирит. Въевшуюся грязь и признаки коррозии можно удалить с помощью кордщетки, болгарки или абразивного круга. Если деталь сделана из нержавеющей стали, то ее нужно начистить до зеркального блеска.

Далее нужно детали немного прогреть. Делается это с помощью специальных электрических печей или газовых горелок. Если деталь еще только на чертежах, то сделайте на металле разметку и вырежьте детали с помощью роликовых ножниц по металлу. Также можно использовать методы плазменной и газовой резки.

Все, теперь деталь можно подвергать разделке. Только при соблюдении всех этих процедур вы можете добиться качественного результата при разделке кромок. Но это только начало, ведь дальше нужно правильно выполнить скосы кромок, чтобы снизить напряжение у шва и улучшить его качество. Далее мы расскажем о формах скосов и о том, как правильно выполнять разделку.

Формы скосов кромок

Существуют разные виды разделки кромок под сварку. Но корректнее называть их видами формы скосов кромок. Каждая форма имеет свои характерные особенности, поэтому форма подбирается индивидуально для каждой детали. Нельзя бездумно выбирать произвольную форму просто потому, что вы научились делать только ее. Обучитесь выполнять скосы всех форм, чтобы расширить свои возможности. Итак, существуют следующие формы скосов кромок.

V-образная форма

V-образный скос кромок под сварку — самый популярный тип скоса, поскольку делается проще всего и широко применяется в большом диапазоне толщин. Выполняется с двух или с одной стороны. Рекомендуемый угол скоса должен составлять около 60 градусов, если скосов два с обеих сторон. Если скос выполняется только для одной кромки под сварку, то рекомендуем угол в 50 градусов.

X-образная форма

X-образный скос — выполняется с двух сторон, применяется при разделке толстых металлов. Рекомендуемый угол скосов — 60 градусов.

U-образная форма

U-образный скос — самый сложно выполнимый для многих новичков за счет непростой формы. Выполняется с двух сторон, подходит для сварки толстых металлов от 20 миллиметров. Зачастую кромки разделывают таким образом, когда нужно выполнить РДС сварку. Это связано с тем, что при такой форме скосов металл меньше наплавляется и электроды расходуются медленнее.

Это основные формы скосов. Бывают и другие (например, К-образный скос), но они применяются в редких случаях.

Разделка кромок

Теперь поговорим непосредственно о разделке кромок. Существует несколько основных способов разделки. Это газовая резка, механическая резка и ручная резка. Газовая резка применяется редко, поскольку требует использования баллонов с газом, а это не всегда удобно. К тому же, после газовой резки вам в любом случае придется доработать скос механическим или ручным способом. Так что давайте остановимся на них поподробнее.

Механическая разделка кромок самая популярная. Ее можно выполнить в любых условиях и без особо опыта. Выполняется с помощью различных приспособлений. Например, ножниц по металлу с последующей ручной доработкой, расточного станка, фрезеровочного станка или болгарки. Болгарка (она же угловая шлифовальная машинка) — самый недорогой способ механической обработки кромок. Применяется повсеместно.

Что касается ручной разделки кромок, то этот метод используется нечасто. И скорее для доработки уже готовой кромки, которую разделали механическим методом. Для ручной разделки можно использовать напильник или метод рубки металла зубилом.

Обратите внимание, что существует допустимое смещение кромок при сварке. Допустимое смещение кромок — это тема для отдельной статьи, поскольку информации много. Так что мы не будем подробно расписывать здесь все нормы. Вы можете прочесть их в ГОСТах или любых других нормативных документах.

Просто держите в голове, что кромки не должны быть идеально симметричными и параллельными друг другу. Также учитывайте, что при разделке разных изделий могут быть свои нюансы. Например, разделка кромок под сварку трубопроводов требует особой точности.

Вместо заключения

Теперь вы знаете, с какой целью выполняют разделку и какие существуют типы разделки кромок под сварку. Да, в рамках одной небольшой статьи трудно раскрыть все особенности и нюансы, рассказать обо всех углах скосов и предостеречь от ошибок. Но это основная информация, которая поможет вам на начальном этапе. Опытные мастера могут поделиться своим опытом разделки кромок в комментариях ниже, чтобы начинающие сварщики могли узнать для себя что-то новое. Желаем удачи в работе!

Разделка кромок под сварку

Содержание:

Одним из этапов подготовки металлических деталей для их сваривания в неразъемное соединение является работа с их кромками. Придание им определенной формы называется разделкой. С какой целью выполняют разделку кромок свариваемых деталей? Это необходимо для повышения качества будущей сварной конструкции. Скос кромок обеспечивает хороший провар по всей ширине шва. Кроме того, это гарантирует доступ инструмента сварщика к корню сварного шва. Это главные причины, для чего выполняется разделка кромок при сварке.

Размеры скосов относятся к конструктивным значениям, регламентируемым нормативными документами. Они разделяются в зависимости от формы соединений и способа сварки. Так, например, ГОСТ 5264, в котором содержатся требования к ручной дуговой сварке, не распространяется на соединения трубопроводов, описания которых изложены в ГОСТе 16037. При автоматической сварке и с применением полуавтомата следует обратиться к ГОСТу 11533. Суть разделки кромок под сварку заключается в удалении части металла на торце под определенным углом, называемым скосом.

Нюансы разделки кромок

Разделка под сварку имеет свои особенности. При разделке увеличивается ширина сварного шва. Это приводит к дополнительному расходу материалов. При некоторых ситуациях разделка кромок отсутствует, и сварка производится без этого подготовительного этапа. Если свариваются тонкие детали, то прибегают к отбортовке.

Отбортовкой называется загиб кромок соединяемых деталей. Выполняют отбортовку ручным или машинным способом. Вручную она может выполняться на наковальне с применением молотка или кувалды. Механическая обработка также может проводиться строганием, фрезерованием, долблением, применением абразивов, что требует соответствующего оборудования, например, строгальных или фрезеровальных станков.

Устройство строгальных станков достаточно простое. Высокопрочный резец, проходя вдоль торца под установленным углом, снимает за каждый проход слой металла. Затем механизм станка изменяет его положение и операции повторяются. Фрезеровальные станки находят применение, когда поверхность деталей имеет криволинейную форму. Фаска образуется с помощью фрезы, совершающей перемещение вдоль линии шва.

Для больших конструкций и трубопроводов используют кромкоскалыватели, работающие методом долбления. Абразивную обработку применяют для заготовок маленького размера и для окончательной доводки после строгания и фрезерования. Снимать кромку можно с помощью газового резака. Для машинного способа используют зигмашину.

Фаски на кромках делают с одной стороны или с обеих. Односторонние скосы на прямых деталях способствуют легкости протекания процесса сварки. При двухсторонних фасках необходимо обеспечить сварщику доступ к обеим сторонам соединения.

Конструктивные параметры

Типы разделки кромок под сварку различаются в зависимости от выбранных конструктивных параметров:

Угол скоса. Обозначается буквой «β». Это острый угол между двумя плоскостями: торца и скошенной поверхностью. Находится в диапазоне от 10 до 30 градусов. Если скашивается только одна кромка, то угол составляет 45 градусов.
Угол разделки. Обозначается буквой «α». Под этим термином подразумевается угол между скошенными поверхностями. Когда угол скоса обеих деталей одинаков, то угол разделки равняется его двойному значению. Соответственно, находится в диапазоне от 20 до 60 градусов. Правильный выбор угла раскрытия обеспечивает проникновение электрода вглубь, достаточного для хорошей проварки корня шва.
Величина притупления. Обозначается буквой «С». Часть торца кромки, оставшаяся нескошенной, может иметь острую форму. Это может помешать процессу сварки и вызвать в этой тонкой части прожоги металла. Чтобы этого избежать прибегают к затуплению кромок. Размер притупления составляет порядка 2 мм.
Зазор. Обозначается буквой «b». Является расстоянием между кромками в зоне корня шва. Зазор оставляют для лучшего провара в этой области. Его значение обычно составляет около 1,5 мм. Эта величина может быть уменьшена или увеличена в зависимости от технологии процесса сварки.
Длина скоса. Обозначается буквой «L». Регулирует плавность перехода от минимального размера скошенной части до толщины детали. Правильно выбранное значение устранит дополнительные напряжения в этой области.
Высота и ширина обозначаются как «h» и «в» соответственно.
Катет шва. Обозначается буквой «К». Это наименьшее расстояние от плоскости одной детали до границы треугольного шва на другой.

Элементы геометрической подготовки формы кромок под сварку имеют свое обозначение, которое используется на чертежах, в технологической и конструкторской документации.

Виды разделок

Классификация предлагает различные виды разделки кромок под сварку. Они находят применение в зависимости от толщины элементов, применяемой технологии, типа шва. Каждый вид получил название по латинской букве, которую он напоминает. Три вида имеют прямолинейный скос, а один — криволинейный.