Сварным соединением называют элемент сварной конструкции, состоящей из двух или нескольких деталей и сварного шва, соединяющего эти детали.

Образование сварного соединения сопровождается слож­ными физическими и химическими процессами.

К физическим относят процессы, которые, изменяя физические свойства вещества, не изменяют строение эле­ментарных частиц, из которых состоит данное вещество, и не приводят к изменению его химических свойств. При свар­ке — это нагрев металла, его плавление и кристаллизация, распространение теплоты, деформация изделия.

Химические процессы изменяют строение элементар­ных частиц, из которых состоит данное вещество, в резуль­тате чего получаются новые вещества с новыми химичес­кими и физическими свойствами. К основным химическим

сварочно-металлургическим процессам относятся химичес­кие реакции взаимодействия свариваемого металла с газа­ми, покрытиями и флюсами.

Физические и химические процессы при сварке сопря­жены между собой по времени и пространству, поэтому их можно объединить общим понятием — физико-химичес­кие процессы. Под действием физико-химических процес­сов возникает характерное строение сварного соединения.

Сварное соединение (рис.1) при сварке плавлением включает в себя: сварной шов — участок сварного соедине­ния, образовавшийся в результате кристаллизации свароч­ной ванны; зону сплавления — зону, где находятся частич­но сплавившиеся зерна металла на границе основного ме­талла и шва; зону термического влияния — участок основ­ного металла, не подвергшийся расплавлению, структура и свойства которого изменились в результате нагрева при сварке плавлением или резке; основной металл — металл подвергающихся сварке соединяемых частей, не изменив­ший своих свойств при сварке.

Рис. 1. Схема сварного соединения (а — при сварке плавлением; б — при сварке давлением): 1 — сварной шов; 2 — зона сплавле­ния; 3 — зона термического влияния; 4 — основной металл

Соединение, выполненное сваркой давлением в твер­дом состоянии, состоит из зоны соединения, где образова-

ЭЛ ЕКТР ОГ АЗОСВ А Р Щ И К

лись межатомные связи соединяемых частей, зоны термо­механического влияния и основного металла,

В формировании структуры и свойств сварного шва при сварке плавлением определяющая роль принадлежит теп­ловым процессам, при сварке давлением — пластической деформации.

Различают стыковые, нахлесточные, тавровые и угло­вые соединения (рис. 2). Стыковые соединения «С» (рис. 2,а) самые типичные, в которых торцы или кромки соединяе­мых деталей располагаются так, что поверхность одной де­тали является продолжением поверхности другой. Стыко­вые соединения без скоса свариваемых кромок применяют при соединении листов толщиной до 12 мм. Кромки листов срезают под прямым углом к плоскости листа и при сварке располагают с зазором 1—2 мм. Листы толщиной до 4 мм сваривают односторонним швом, более 4 мм и до 12 мм — двусторонним.

а 6

6

Рис. 2. Виды сварных соединений: а — стыковое; б — угловое; в — тавровое; г — нахлестанное

Стыковые соединения с V-образной разделкой кромок (рис, 3) применяют при сварке металла толщиной от 3 до 60 мм. В этом случае применяется многослойный шов (рис. 4). При этом разделка кромок может быть одно - и

двусторонней. Для толщин металла в пределах 15—100 мм применяют V-образную разделку с криволинейным ско­сом одной или обеих кромок. Стыковые соединения с X - и К-образными разделками кромок применяют при сварке металла толщиной 8—175 мм. При этом расход

электродного металла, а отсюда и электроэнергии — по­чти вдвое меньше, чем при V-образной разделке кромок. Кроме того, такая разделка обеспечивает меньшую дефор­мацию после сварки. При V - и Х-образных разделках кром­ки притупляют, чтобы предотвратить прожог металла при сварке.

Нахлесточные соединения (Н) применяют при изготов­лении различных строительных конструкций — колонн, мачт, ферм и др. Их выполняют наложением одного эле­мента соединения на другой. Величина перекрытия долж­на быть не менее удвоенной суммы толщин свариваемых кромок изделия. Свариваемые поверхности не обрабатыва­ют (не считая зачистки кромок). Листы заваривают с обеих сторон, чтобы не допустить проникновения влаги в зазор между свариваемыми листами.

Тавровые соединения (Т) — зто соединения, в которых торец одного элемента примыкает к поверхности другого элемента свариваемой конструкции под некоторым углом. Их применяют для металлов толщиной 2—120 мм. В зави­симости от назначения соединения и толщины металла свар­ка может быть осуществлена без скоса, с одно - и двусто­ронним скосом кромок элементов соединения. Для полу­чения прочного шва зазор между свариваемыми элемента­ми составляет 2—3 мм.

Угловые соединения (У) осуществляют при располо­жении свариваемых элементов под прямым или произволь­ным углом, и сварка выполняется по кромкам этих эле-; ментов с одной или с обеих сторон. Угловые соединения применяют при сварке различных коробчатых изделий, ре­зервуаров и емкостей из металла толщиной 1—100 мм. Сварные швы подразделяют по следующим признакам: • по положению относительно действующего уси­лия — на фланговые, лобовые и косые;

• по положению в пространстве (рис. 5) — на нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные;

• по внешней форме — на выпуклые, нормальные и вогнутые;

• по протяженности — на непрерывные, или сплошные, и прерывистые (рис. 6).

Рис. 6. Прерывистые швы: а — цепной; б — шахматный; / — длина провариваемого участка; t — шаг шва