В металлообработке сварное соединение — это соединение или кромка одной или нескольких частей металла или пластика. Эти соединения образуются из двух или более заготовок, сваренных по определенной геометрии. Согласно определению Американского общества сварщиков, существует пять типов сварных соединений: стыковые, угловые, краевые, нахлесточные и Т-образные. Эти типы имеют различные конфигурации для конкретного процесса сварки и могут быть отрегулированы по мере необходимости.
Стыковые соединения — это конструкции, в которых два куска металла располагаются параллельно и свариваются между собой. Этот тип соединения требует минимальной подготовки и подходит для листового металла, который можно сваривать за один проход. Общие проблемы со стыковыми соединениями включают застрявший сварочный шлак, чрезмерную пористость или трещины, которые могут ослабить сварной шов. Целью создания прочных сварных швов является использование наименьшего количества сварочного материала. Это привело к широкому использованию стыковых соединений в автоматизированных сварочных процессах, поскольку их относительно простая подготовка облегчает автоматизацию.
Существует множество типов стыковых соединений, в том числе односторонние стыковые соединения, двухсторонние сварные стыковые соединения, а также открытые или закрытые стыковые соединения. Одностороннее стыковое соединение сваривается только с одной стороны, а двухстороннее стыковое соединение сваривается с обеих сторон и может иметь несколько разную глубину сварного шва. Закрытое соединение — это когда два куска металла соприкасаются друг с другом во время процесса сварки, а открытое соединение — это когда перед сваркой существует небольшой зазор.
Квадратные соединения представляют собой методы плоской и параллельной стыковой сварки. Подготовка этого типа соединения относительно проста, недорога и обеспечивает удовлетворительную прочность, но ограничена толщиной соединения. Закрытые квадратные соединения представляют собой квадратные соединения без зазоров и часто используются для газовой или дуговой сварки. Для более толстых соединений края каждого соединения должны быть подготовлены с определенной геометрией, чтобы обеспечить возможность сварки и обеспечить надежность и прочность сварного шва.
Односторонняя V-образная сварка аналогична косому соединению, но имеет фаски с обеих сторон.
Сварка с одинарной и двойной V часто используется для сварки толстых металлов. Соединения с двойной V чаще используются, когда сварку можно выполнять с обеих сторон. По сравнению с одинарными V-образными соединениями, двойные V-образные соединения требуют меньше наполнителя и более устойчивы к силам деформации.
Односторонняя J-образная стыковая сварка — это когда на одной детали металла формируется J-образная канавка для приема присадочного материала, а другая деталь остается плоской. Хотя J-образные соединения подготовить сложнее, одно J-образное соединение обеспечивает более прочный сварной шов на металлах толщиной от полдюйма до трех четвертей дюйма и требует меньше присадочного материала.
Края сварочной поверхности одного U-образного стыкового шва выглядят J-образными, но объединяются, образуя U-образную форму. Двойные U-образные швы имеют U-образную форму над и под подготовленным швом. Поскольку подготовка и сварка U-образных соединений обходятся дороже, их обычно используют на очень толстых подложках.
Т-образное сварное соединение представляет собой сварку двух стержней или пластин вместе под углом 90 градусов с образованием Т-образной формы. Этот тип сварки может выполняться контактной стыковой сваркой или экструзионной сваркой и обычно не требует использования присадочного металла в процессе сварки.
Листовой металл часто требует окантовки кромок для создания сварных швов кромок или угловых фланцев. Эти сварные швы обычно не требуют присадочного металла, поскольку сам фланец расплавится и обеспечит необходимый присадочный материал. Например, трубы и трубки обычно изготавливаются путем свертывания металлических листов или пластин и сварки их вместе.
Выбор сварного соединения зависит от толщины материала и используемого процесса сварки.
В сварочной практике поверхность сварки необходимо подготовить заранее, чтобы обеспечить прочность сварного шва. Подготовка большинства сварных соединений относительно проста, но стыковые соединения все же требуют определенной подготовки. Наиболее распространенные методы подготовки включают кислородно-ацетиленовую резку, механическую обработку, рубку, шлифовку и воздушно-угольную резку. Каждая технология имеет свои особые преимущества при использовании.
Знаете ли вы, что выбор сварных соединений варьируется в зависимости от толщины металла и метода сварки?