Технология сварки труб с разделкой кромок

Перед тем, как выполнять любую сварку деталей, необходимо правильно обработать их и придать краям нужную форму. Эту процедуру обычно называют «разделка». В данной статье мы постараемся рассказать все о разделке труб под сварку и не только.

Зачастую разделка выполняется на заготовках толщины больше средней. Для чего это нужно:

• Чтобы мастеру было удобно добраться своими инструментами к зоне выполнения шва;
• Выполнить высококачественную сварку по всей толщи свариваемых деталей.

Когда выполняется операция по разделке кромок труб под сварку, автоматически увеличивается область шва, а, следовательно, и количество расходуемого сырья. Самый малый расход материалов получается, когда разделка не осуществляется совсем. Сваривают детали без подготовки. Если толщина заготовки малая, то выполняется отбортовка.

Зачистка торцов труб перед подготовкой

Прежде чем начать подготовку труб, обязательно необходимо выполнить зачистку торцов. Обычно выполняется в 2 стадии:

• Механическая зачистка – первый этап, с помощью которого удаляется грязь, коррозия и всевозможные загрязнения. Такой вид зачистки проводится с помощью проволочных щеток-насадок или абразивных кругов, имеющих различные формы и зернистость. Маленькие элементы можно зачищать вручную, а вот для больших уже применяются угловые шлифовальные машины, или другими словами «болгарка».
• Химическая зачистка – второй этап, который используется, чтобы обезжирить зону шва и удалить из нее оставшиеся загрязнения, не поддавшиеся механической очистке. Для нее применяются растворители.

Если не выполнять очистку деталей перед сварочными работами, то вся грязь, оставшаяся в области шва, значительно сократят срок эксплуатации деталей: прочность и время эксплуатации будут под вопросом.

По завершению очистки металла, переходят непосредственно к разделке труб под сварку. Ее выполняют для освобождения места под инструмент для дальнейших работ, то есть увеличивается геометрия стыковки с одной или даже с двух сторон.

Такая процедура важна, когда стены конструкции, с которыми работаем мастер, толстые, где необходимо проваривать по несколько раз.

Основная задача разделки кромки труб под сварку – обеспечить полное и глубокое сваривание по длине шва.

Верное и тщательное приготовление заготовки – залог качества, ведь тем самым уменьшается риск дефектов, не создаются пустоты и не нарушается однородность материала в зоне шва.

Как подготовить изделие перед разделкой кромки под сварку

Подготовительные работы можно разделить на несколько видов:

1. Ручная> – такой способ правки используется для присоединения плит с использованием молотка.
2. Механическая – данный вид подготовки используется для устранения складок, неровностей и коробления (искажения формы) при помощи прокатки на правильных вальцах.
3. Разметка – применяется при ремонте, для исправления криволинейных швов, когда необходимо просверлить отверстия.
4. Термическая – используется для повышения эластичности и урегулирования внутреннего строения металла, для чего металлические изделия заблаговременно подогревают.

Также важно подготовить саму кромку. Подготовка различается:

• С разделкой: снимается фаска одной стороны, если нужно, то и с другой, зачастую с обоих изделий. Или же делают угловое скашивание.
• Разделка отсутствует: для этого необходимо хорошо зачистить поверхность и уложить на нужной дистанции.
• Отбортовка: сглаживаются заостренные бока.

Когда весь комплекс работ по подготовке проведен, переходят, непосредственно, к самой разделке кромки труб перед сваркой. Можно выделить одностороннюю разделку труб под сварку и двухстороннюю (так как скосы более сложной формы необходимо заваривать как с лицевой, так и изнаночной стороны детали).

Формы разделки кромок под ручную дуговую сварку

Рассмотрим различные виды скосов краев заготовок. Каждая форма используется при работе с конкретными деталями и при индивидуальных показаниях к сварочному соединению и различаются толщью, свойствами металла и методом сварки.

V-образная

Достаточно распространенный вид разделки кромки трубы под сварку — это прямолинейный скос с одной стороны. Такая разделка используется в работе с металлом в форме листов толщиной от 3 до 26 мм и подразумевает симметричный скос кромки либо у 1й, либо у 2х деталей. Угол разделки кромки под сварку:

• Односторонний – 50 градусов;
• двухсторонний – 60.

U-образная

Разделка не для новичков – это достаточно сложная форма. Края заготовки подлежат разделке либо с одной, либо с 2х сторон. Данный криволинейный скос используется при сваривании металла толщиной 20 – 60 мм и считается экономным в расходуемых материалах, а именно электродов. Также бонусом выступает быстрый провар шва. В результате образовывается идеальный валик.

X-образная

Прямолинейный скос 2-ух кромок с двух сторон, похож на V-образную разделку, но только шов проваривается по всей глубине. Получившийся шов может работать под большими нагрузками. Заготовка должна быть в толщь 12 — 60 миллиметров, а угол разделки кромки под сварку — 60 градусов (в некоторых случаях – 45).

K-образная

Двусторонний скос 2х краев, который практически повторяет X-образный, но процедуру проводят лишь с одной заготовкой.

Итак, подытожим:

• Односторонняя разделка кромки используется для угловых и стыковых швов (V или U-образная);
• Двухсторонняя используется для стыковых швов, когда изделие проваривается по всей поверхности (X или K-образная).

Угол разделки кромки под сварку подбирается в зависимости от сварочного инструмента:

• Электродуговой сварки – в пределах 30 – 35 градусов;
• Для оборудования с газовой сваркой рекомендуется использовать угол наклона 45 градусов.

Важно, чтобы скосы не кончались острыми краями, т.к. может возникнуть риск непроваров в некоторых отдельных местах. А на концах кромки (ориентировочно 2-3 мм) необходимо формировать притупление.

Способы обработки кромок под сварку

Существует несколько способов как обработать кромку детали:

• Ручной – для этого используют такие инструменты, как зубило, наждачная бумага или напильник;
• Механический – различаются по типу используемого оборудования: 1) при помощи токарного или расточного станка деталь обтачивают на оси, которая вращается; 2) другие заготовки обрабатывают на фрезерных, шлифовальных, строгальных и других машинах; 3) фрезерные или универсальные станки используются для обработки криволинейных краев.
• Термический – 1) при помощи газового резака, которая переходит в ручную сварку; 2) плазмотроном – одна из самых точный обработок.

Разделка кромок под сварку гост

Подготовка элементов к сварочным работам может различаться и зависеть от типа соединения и толщины металла, упорядоченных системой ГОСТ.

Разделка кромок труб под сварку – ГОСТ 16037-80, а также подходит для соединений из такого материала, как сталь. Стоит учитывать специфику соединяемых элементов и видом соединений:

• Свойства конструкций труб;
• Размеры, т.е. толщина и диаметр трубы;
• Соединение.

Все условия, прописанные в межгосударственном стандарте для разделки труб под сварку 16037-80 обязательно нужно соблюдать для выполнения качественной сварки.

Важно правильно очистить и обезжирить поверхность кромок труб, которые будут подвергаться сварке.

Перед электродуговой сваркой с использованием газов, кромка детали обрабатывается вручную, термическим или механическим способом. Для лазерной необходимо тщательно очищать металл, протравляя края дальнейших швов, промыв и осушив их.

Острые края на скосах заготовки должны быть скруглены, иначе это может привести к прожжению или плохой проварке шва.

Разделка труб под сварку: этапы

Ранее уже говорилось, что разделка труб под сварку должна регулироваться ГОСТ, и мы уже определили, что тип соединения труб может быть:

• стыковым;
• под углом;
• внахлест, если диаметр трубы/трубопровода изменяется или к нему приваривается фланец.

Перед выполнением сварочных процедур проводятся подготовительные мероприятия, для труб это механическая зачистка, которая удаляет загрязнения, далее химобработка и, непосредственно, сама разделка труб под сварку.

Разделка кромки выполняется путем механической обработки. Для монтажа труб используют предназначенное для этого оборудование. Допускается использование угловых шлифовальных машин.

Разделка кромок труб под сварку выполняется только в случае, если толщина труба будет более 4 мм. Скашивание выполняется под углом 45 градусов 1-ой или двух кромок.

Стыки на трубах можно разделить на поворотные и неповоротные. Но в рекомендациях ГОСТ указано применение именно поворотных стыков, так как их сварка более удобна в нижней позиции, а разделка происходит по всей длине стыка.

Прежде, чем приступить к дуговой сварке под флюсом, нужно прихватить торцы труб:

• 4 прихватки для труб диаметром менее 300мм;
• каждые 200-300мм прихватка, если диаметр свыше 300мм.

В случае, когда толщь стенки трубопровода больше 12 мм включительно, то проварка должна осуществляться в 3 этапа. На первом формируется валик с возвышением от 1,5 до 3 миллиметров, который распределяется на протяжении всего стыка.

По ГОСТ для труб регламентирована U-образная разделка кромки – это, если толщина заготовки большая. А все делается для того, чтобы уменьшить площадь сечения шва, тем самым, снизив объемы расходников и увеличивая скорость выполнения работы. Какой скос использовать, если толщина трубы составляет:

• Х или V–образная — 3-25 миллиметров;
• U–образная — 26-60 миллиметров;
• другие специальные формы — более 60 миллиметров.

Разделка труб пол сварку подразумевает следующие способы:

1. Газовый резак. Имеет низкую точностью и не совсем качественное покрытие. Нуждается во вспомогательной мехобработке.
2. Механический способ обработки труб. Благодаря строгальным или фрезерным станкам получается в результате чистая поверхность.

Торцовочные машины предназначены для разделки кромок труб под сварку значительного диаметра. В то время, когда на магистралях отопления полным ходом идет ремонт, разделку выполняют шлифовальными машинами.

При разделке кромок труб большого диаметра используются специальные торцовочные аппараты. Во время ремонтных работ на магистралях отопления разделка часто выполняется вручную шлифмашинами.

Распространенные ошибки при разделке труб под сварку

Зачастую ошибки возникают во время самой подготовке к разделке. Поэтому, чтобы работа была выполнена на высшем уровне и сварочный шов был идеальным, не допускайте следующих ошибок:

• Не оставляйте скос края с острым углом – это скорее всего приведет к тому, что шов плохо будет проникать внутрь соединения.
• Плохая чистка изделия от загрязнения и масел или неверно подобранный метод очистки – в результате шов будет пористым.
• Несоблюдение регламентов ГОСТа (неправильно подобранный угол скоса, размеры зазоров) – пусть работа и будет быстрее, но качество получившегося шва будет плачевным.

Специализированное оборудование

Не только универсальное оборудование, но и узко специализированное подойдет для разделки кромки труб под сварку применяется. Подобрать можно исключительно от объемов работ.

Если говорить об универсальных машиных, то можно выделить угловые шлифовальные станки, слесарные инструменты и напильники.

Компания Promotech представляет огромный выбор узко направленных машин для снятия фаски: кромкорезы и фаскосниматели серии BM и серии PRO, которые отлично подойдут для выполнения большого объема схожих швов.

Заключение

Важным регламентирующим документом по разделке труб под сварку является ГОСТ, которому не только важно, но и необходимо придерживаться. В нем заключены все правила, методы и углы сварки, типы соединений, формы разделки и другие параметры под каждый случай.

Так как трубопровод служит нам не один год, он должен быть выполнен качественно, чтобы выдержать давление жидкостей. Выполняйте все указания ГОСТ 16037-80, правильно проводите очистку и подготовку деталей – это сэкономит как деньги, так и время, и в результате Вы повысите производительность последующих операций.

Как разделывать металлические кромки под сварку

Прочность сварного соединения зависит от особенностей образования ванны расплава и глубины провара металла на стыке деталей. Чтобы обеспечить однородность слоя, на краях толстостенных заготовок формируют скос, который обеспечивает доступ ко всей глубине шва. Данная операция называется разделкой кромок под сварку.

Разделка кромок – это изменение геометрии стыка деталей. На одном или обоих торцах выполняется по 1-2 фаски, что увеличивает ширину зазора и длину соединяемых поверхностей. Эта операция необходима лишь для деталей толщиной более 3 мм, поскольку с увеличением этого параметра изменяется конфигурация сварочной ванны и глубина провара.

Для сварки деталей толщиной более 3 мм необходимо выполнить разделку кромок.

Разделка металлических кромок позволяет достичь следующих результатов:

• дает сварщику доступ к центральной (корневой) части шва;
• увеличивает объем сварочной ванны, уменьшает перепад температур по толщине детали в процессе работы;
• обеспечивает однородность диффузионного слоя и меньшие внутренние напряжения в кристаллизованном металле после застывания;
• снижает риск образования участков непровара, раковин, пустот и других дефектов соединения.

Нарушение технологии разделки, неправильное положение электрода относительно кромок или ошибки в выборе типа скоса приводят к неравномерной форме сварного шва, прожогам, непроварам и другим дефектам.

Подготовка заготовок под разделку

Процедура состоит из таких этапов:

1. Расчет конфигурации и угла фаски. Угол разделки кромок определяется типом соединения, назначением детали и толщиной металла.
2. Зачистка торцевых поверхностей. Эта операция выполняется для снятия ржавчины, оксидного слоя, окалины и других твердых загрязнений. Плохая очистка заготовок приводит к возникновению пор, непроваров, шлаковых включений и наплывов. Слой оксидов можно удалять как механическим, так и химическим способом. В большинстве случаев для обработки используют стальные щетки, шлифовальные станки, наждачную бумагу или напильник. При механической зачистке снимают до 2 мм металла.
3. Удаление загрязнений. Следующим этапом подготовки является тщательная очистка торцов от масла и других веществ, которые могут привести к необратимым дефектам шва. Для обезжиривания поверхностей применяют органические растворители. Для очистки кромок от оксидной пленки – сильные кислоты.
4. Разделочные операции. Последний этап обеспечивает доступ ко всей поверхности стыка и корректирует форму кромок.

На производстве используют такие типы технологических операций:

• правка молотком вручную: применяется для подготовки металлических плит;
• механическая отделка: выполняется правильными валиками, которые устраняют коробления, неровности и другие дефекты поверхности;
• разметка детали: проводится, если сварка необходима в ходе ремонтных работ или шов имеет сложную криволинейную форму;
• термообработка: применяется для снятия термических напряжений, диффузионного выравнивания состава и повышения пластичности металла.

Чтобы избежать образования трещин и высоких остаточных напряжений, используют метод предварительного подогрева деталей.

Обозначения на чертежах

На чертеже детали изображают конструктивные элементы, тип и сторону сварочного шва. Разделку и подготовку кромок проводят в соответствии с ГОСТом, который описывает указанное соединение.

Рекомендуем к прочтению  Как получить аттестат НАКСНа чертеже обязательно должен быть указан ГОСТ сварочного шва.

В описании швов на документе обязательно ставят номер технологического стандарта.

Нетипичные соединения описывают в таблице сварных швов, указывая необходимую конфигурацию разделки.

Угол при разделке кромок

Рекомендуемый параметр зависит от формы и назначения свариваемого элемента. Тип фаски определяется толщиной деталей. Если этот размер менее 3 мм, то для подготовки кромок достаточно зачистки или отбортовки.

Отбортовка предполагает загиб свариваемых кромок для более прочного соединения тонких металлических листов.

Для трубопроводов

Требования к подготовке кромок при сварке трубопроводов различаются в зависимости от размеров элементов, материалов, условий эксплуатации и других параметров. ГОСТ 16037-80 предусматривает несколько допустимых типов соединения:

• встык;
• внахлест;
• под углом.

При сварке отвода встык необходимо выполнить скос одной или обеих кромок под углом 45°. Важным условием прочности шва является равная толщина граничащих деталей. Если отводящий фитинг присоединяется под углом, то допускается сварка без предварительной разделки.

Штуцеры, которые присоединяются к трубе основного диаметра для присоединения шлангов или отвода потока, ввариваются под углом или внахлест. В обоих случаях соединение выполняют с одной стороны и без разделки.

Подготовка торцов производится механическим или газотермическим методом.

Особенности соединения других элементов трубопровода определяются только типом соединения и толщиной металла.

Для резервуаров и сосудов

К сварке сосудов и резервуаров предъявляются повышенные требования. Их содержимое может находиться под высоким давлением, иметь критическую температуру, быть химически или радиоактивным. Полученный шов должен быть сплошным, не иметь участков непровара и газовых пор, эффективно противостоять механической нагрузке и коррозии.

В большинстве случаев резервуары проваривают с двух сторон. Это обеспечивает равномерную толщину и качество соединения. Технологический стандарт сварки сосудов предусматривает следующие правила разделки кромок:

• для стенок до 3 мм – без скоса;
• при толщине детали от 3 до 25 мм – Х- либо V-образная разделка;
• для стенок от 26 до 60 мм – U-образная обработка торцов;
• при толщине резервуара более 60 мм – специальные комбинированные методы разделки.

При стыковом соединении

В этом случае свариваемые заготовки находятся в одной плоскости, а торцевые поверхности разделяет небольшой зазор.

При правильном выборе метода сварки и разделки в месте перехода образуется прочная диффузионная зона, которая хорошо выдерживает механические нагрузки.

Сварка встык с разделкой торцов применяется для ответственных и точных конструкций. Если толщина заготовок составляет менее 3 мм, перед формированием соединения достаточно сделать отбортовку. Если длина стыка составляет от 3 до 25 мм, то необходимо выполнить односторонний скос. Детали толщиной от 26 до 60 мм варят после двухсторонней разделки торцов.

Для угловых соединений

Торцы угловых соединений могут обрабатываться без фаски, с разделкой или отбортовкой кромок. Чтобы отнести шов к этой категории, угол между свариваемыми сторонами должен составлять более 30°.

Для швов данного типа применяются более строгие границы размеров, чем для стыковых соединений:

• до 1 мм – необходима только механическая шлифовка и зачистка краев;
• от 1 до 3 мм – проводится отбортовка;
• от 3 до 20 мм – скашивается 1 из соединяемых кромок (тип фаски выбирается в зависимости от конфигурации детали);
• от 21 до 50 мм – рекомендуется выполнить 2-сторонний скос обоих торцов.

Рекомендуем к прочтению  Разница между сваркой переменным и постоянным током

Для двутавровой балки

Двутавровая балка – это стандартный профиль, который применяется в строительстве и машиностроении. Его сечение напоминает букву Н, развернутую на 90°. В конструкциях он выполняет несущую функцию.

В зависимости от толщины профиля применяют следующие виды разделки кромок под сварку:

• до 4 мм – без скоса;
• от 4 до 25 мм – изменение геометрии 1 торцевой поверхности;
• от 26 до 60 мм – формирование двухсторонней фаски.

При других размерах детали применяют специальные типы разделки, однако прокат большей толщины редко применяется в производстве.

Таблица для деталей разной толщины

Выбор отделки торцов и характера соединения в зависимости от толщины и стыка деталей

Тип сварного шва	Толщина элементов, мм	Характер соединения	Рекомендуемая форма кромок
Стыковой	1-41-6	Односторонний	С отбортовкой (тонкие детали)Без скоса
3-60	V-образная
3-8	Двухсторонний	Без разделки
8-100	К-образная
15-100	U-образная (криволинейная)
8-120	Х-образная
Под углом	2-30	Двухсторонний	Возможна обработка без разделки
3-60	Со срезом 1 кромки, для соединений более 20 мм – 2 кромок
Нахлесточный	2-60	Двухсторонний	Выполняется без резки торцов
Тавровый (под прямым углом к поверхности)	До 40	Двухсторонний	Для деталей, испытывающих малую механическую нагрузку, возможна сварка без скоса краев
8-100	К-образная

Формы скосов

Способ оформления торцевых поверхностей зависит не только от толщины деталей, но и от нагрузки на сварочный шов. Конфигурация кромок определяет размер зоны термического действия, форму шовного валика, интенсивность прогрева и другие параметры, которые влияют на прочность соединения.

V-образная

Такой скос является самым распространенным способом оформления торцов деталей. Его применяют при сварке металлических листов толщиной от 3 до 60 мм. Для ответственных конструкций границы размеров составляют 3-26 мм.

Угол зависит от количества обработанных кромок. Его разделка односторонняя, то фаску выполняют под 50°, если двухсторонняя – под 60°.

V-образный скос – самый распространенный способ оформления торцов деталей.

K-образная

Разделку применяют для толстостенных деталей, которые соединяют встык или под прямым углом. При данном типе оформления скосы выполняются только на одной из кромок, но с обеих сторон.

K-образный скос выполняется только на одной из кромок с обеих сторон.

В процессе сварки разделанная деталь прогревается сильнее, чем необработанная.

Угол фаски выбирают в зависимости от сварочного аппарата:

• при ручном газопламенном оборудовании – 40-45°;
• при электродуговом – 30-35°.

Свободные края притупляют на высоту 1-3 мм. Недостаточная подготовка грани может привести к прожогу шва, а чрезмерная – к непровару.

U-образная

Криволинейная (U-образная) разделка позволяет сэкономить электроды, обеспечить равномерное проваривание и ускорить процесс. Зона термического влияния при этом способе оформления торцов меньше, чем при V-образной разделке, поэтому соединение получается более прочным.

Криволинейные фаски выполняют на заготовках толщиной 20-60 мм. В зависимости от размеров и назначения детали разделку выполняют с одной или обеих сторон.

U-образный скос экономит электроды и ускоряет рабочий процесс.

X-образная

Эту разделку проводят при двухстороннем соединении и большой толщине заготовок. В вертикальной плоскости она представляет собой V-образные скосы, выполненные с каждой стороны деталей. Благодаря большому объему сварочной ванны и доступу к корневой части шва готовое соединение способно работать под большими нагрузками.

X-образную разделку шва проводят при двухстороннем соединении и большой толщине заготовок.

Шовные валики при Х-образной форме кромок получаются более широкими, чем при U-образной. Швы наплавляются послойно.

Рекомендованный угол разделки составляет 45 или 60°. Чем более вязким остается металл при высокотемпературном воздействии, тем больший параметр скоса выбирают при подготовке кромок.

Условные знаки швов с разделкой кромок.

Заваривание трещин в металле без предварительной подготовки краев приводит к распространению дефекта даже при незначительных механических нагрузках. Обработку поверхностей разрушения (изломов) необходимо проводить по всей глубине и протяженности.

Подготовку треснувших деталей проводят в такой последовательности:

1. Измерение границ повреждения. Определение концов трещины позволяет правильно выбрать точки сверления и предотвратить дальнейшее распространение дефекта. Если границы трещины сложно определить визуально, то можно нагреть поврежденную зону газовой горелкой до +100…+150°С.
2. Нанесение разметки. Обнаруженные концы нужно обозначить с помощью кернера. Лунки, оставленные инструментом, являются ориентирами при установке сверла.
3. Сверление. Концы дефекта обрабатывают сверлом диаметром 6-12 мм. Если толщина треснувших заготовок составляет более 100 мм, то диаметр инструмента увеличивается до 20-25 мм. Центр отверстия должен совпадать с концом дефекта или отступать от него на 3-5 мм. Для обеспечения полного провара трещины отверстия на концах обрабатывают зенкером на 35-50% толщины заготовки. Если сверление невозможно по технологическим причинам, то отверстия в детали можно выполнить газокислородным резаком.
4. Разделка краев. Обработку кромок производят механическим или термическим методом. В зависимости от толщины заготовки выбирают V- или Х-образную форму края. Разделывать металл необходимо не менее чем на 3 мм глубже залегания трещины. Сквозные дефекты обрабатывают с обеих сторон, поскольку двухсторонний шов позволяет сэкономить расходные материалы и повысить прочность детали.

При заварке трещин длиной более 300 мм, а также заходящих на отверстия и заклепки, применяют специальные методы подготовки поверхностей.

Методы обработки кромок под разделку

Для оформления краев деталей под сварку используют ручные, механические и термические методы. Ручная разделка производится напильником, молотком, зубилом, наждачной бумагой и другими слесарными инструментами.

Выбор оборудования для механической обработки зависит от типа заготовки:

• для тел вращения – токарный, карусельный станок;
• для прямолинейных деталей – шлифовальные и фрезеровочные станки;
• для криволинейных стыков – универсальные центры механической обработки, фрезеровочные станки.

Термическая разделка кромок выполняется с помощью газокислородного, лазерного или плазменного резака. После газовой обработки торцов требуется ручная доводка края.

Оборудование для механической разделки кромок

При подготовке кромок под сварку применяют следующее оборудование:

• угловые шлифовальные машины (УШМ);
• столы и вальцы для механической правки металла;
• роликовые ножницы;
• гибочные установки (для отбортовки);
• токарный, карусельный, фрезеровочный и расточный станки;
• фаскосниматели;
• кромкорезы.

Для зачистки торцевых поверхностей применяют дробеструйные и пескоструйные установки.

Оборудование для разделки кромок.

Контроль качества готовой поверхности

Предъявляются следующие требования:

• на свариваемых торцах отсутствует пыль, ржавчина и окислы, следы лакокрасочного покрытия, масла;
• поверхность имеет ровную форму, без кривизны;
• отсутствуют перепады скоса, острые углы на кромках (выступы и углы закругляются при механической обработке);
• зазор между краями составляет 0,4 мм, а наклон фаски соответствует рекомендациям в зависимости от толщины заготовки.

Проверка состояния поверхности проводится визуальным методом. Для контроля геометрических параметров разделки используют штангенциркуль, угломер и универсальный шаблон сварщика (УШС-3).

Разделка кромок под сварку

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. Высота и ширина обозначаются как «h» и «в» соответственно.
7. 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.

V-образная

Является наиболее часто применяемой. Это объясняется простотой выполнения и возможностью использования для различных толщин свариваемых деталей. Диапазон толщин — от 3 до 26 мм.

Представляет собой разделку обеих кромок с одной стороны. Угол разделки — 60 градусов. Применяется для стыковых, угловых и тавровых соединений.

X-образная

Используется также достаточно часто. Скосы выполняют с обеих сторон. Способ применяется для соединения деталей, имеющих толщину от 12 до 60 мм. Угол разделки такой же, как в предыдущем варианте. С каждой стороны осуществляется несколько проходов. При таком способе значительно снижается расход электродов при сварке. Остаточные деформации при нагреве являются незначительными.

U-образная

Единственный вид криволинейного скоса. Иногда называется «рюмочным». Разделка кромок для сварки таким способом является наиболее трудной. Применение оправдано, когда необходимо получит высокое качество шва.

Обе кромки скашиваются одинаково с одной стороны. Подходящая толщина деталей — от 20 до 60 мм. При сварке кромок таким способом происходит уменьшенный расход электродов.

Вручную выполнять трудно, поэтому применяются кромкорезы.

К-образная

Наиболее редко применяемый способ. Скос кромок под сварку в соединении делается только для одной детали. Одна из кромок односторонняя, а вторая имеет сразу два скоса. Если возникли затруднения, какая подходит разделка кромок под сварку таблица поможет сделать правильный выбор.

Из нее видно, что форма кромок зависит от типа соединения, характера шва и толщины свариваемых деталей.

Смещение деталей

Кромки не обязаны отличаться симметричностью и быть параллельными между собой. Однако, смещение кромок сварных стыковых соединений имеет ограничение. Все допуски указаны в нормативных документах. Величина допускаемого смещения зависит от толщины соединяемых деталей.

Свои нюансы имеет сварка трубопроводов и других различных труб. Это потребует повышенной точности.

Допустимое смещение кромок при сварке труб будет гораздо меньшем, чем у деталей, имеющих плоскую форму.

Способом предупреждения появления значительного смещения является надежная фиксация соединяемых элементов. Оправдавшим себя методом фиксации является выполнение прихваток — коротких поперечных швов.

Кромки для труб

К соединениям из труб, в частности к трубопроводам, предъявляются повышенные требования. Они являются наиболее трудными при сварке, требуют прочности, надежности и долговечности. Разделка кромок под сварку трубопроводов из стали определена требованиями ГОСТа 16037.

Большое значение придается перпендикулярности оси трубы к ее торцевой поверхности.

Чтобы выдержать это требование, перед началом разделки кромок следует совершить обрезку торцов и проконтролировать получение требуемого прямого угла. Угол раскрытия должен составлять 60-70 градусов.

Величина притупления кромок составляет 2-2,5 мм. Кромки под сварку труб могут обрабатываться различными способами: с помощью механической обработки, газовой резкой и другими.

При сборке соединения необходимо отслеживать, чтобы совпадали оси и поверхности стыков. Жесткое требование предъявляется к величине зазора. Его значение находится в диапазоне 2-3 мм. Чтобы не произошло перекоса соединения, зазор должен быть одинаковым по всей окружности.

Интересное видео

Разделка кромок под сварку

Разделка кромок выполняется при сваривании металлических конструкций толщиной от 5 мм. Это следует воспринимать не как пожелание, а как необходимое условие потому, что такой порядок предусмотрен ГОСТом.

Только такой подход к свариванию может обеспечить качественный шов и надежность сваренной конструкции.

1 / 1

Разделка кромок выполняется при сваривании металлических конструкций толщиной от 5 мм. Это следует воспринимать не как пожелание, а как необходимое условие потому, что такой порядок предусмотрен ГОСТом.

Только такой подход к свариванию может обеспечить качественный шов и надежность сваренной конструкции. Квалифицированные сварщики обязаны владеть этими знаниями и применять их на практике. ГОСТы существуют для каждого вида сварки.

В ГОСТе 5264-80 на ручную дуговую сварку описаны формы кромок для всех типов соединений:

• для стыкового — 15 видов;
• для углового — 5 видов;
• для таврового — 4 вида;
• для нахлесточного — без скоса.

Назначение разделки кромок под сварку

Разделка позволяет решить две основные задачи: провар по всей толщине листа и качественный провар корня шва.

Скос, создаваемый при разделке, обеспечивает плавный переход от одной детали к другой, что снижает механические напряжения. Без правильно выполненного скоса электрод не сможет пройти к корню шва и осуществить полноценный провар.

Отдельным вопросом стоит разделка при сваривании труб и сосудов, а также приваривание к трубам отводов и штуцеров.

Подготовка кромок под сварку

Процесс подготовки кромок под сварку можно условно разделить на два этапа: зачистку и разделку. Зачистка производится с целью удаления всех посторонних включений и мелких дефектов поверхности детали. Обработка кромок ведется до металлического блеска поверхности. Деталь зачищают с обоих сторон полосой до 20 мм. Далее проводят зачистку торцов и притуплений.

При небольших объемах работ зачистку производят ручными металлическими щетками, напильниками и шлифовальной бумагой.

Места, загрязненные маслом и консервирующими составами, соскребаются скребками и протираются растворителями. При больших объемах работ применяют механические проволочные щетки или пескоструйные аппараты.

С загрязнениями борются путем протравливания в растворах щелочей и кислот, с последующим промыванием чистой водой.

Разделка кромок

В зависимости от толщины свариваемого металла, разделка осуществляется либо с одной, либо с двух сторон. В любом варианте скосы выполняются без острой кромки, и на последних миллиметрах делают притупление, добиваясь плоской кромки. Разделка может производиться средствами механической обработки с применением следующих операций:

• долбления;
• строгания;
• фрезерования.

Прямые стыки подготавливаются на строгальных станках. Поступательное движение резца позволяет снять лишний металл и получить необходимую форму. Несколько сложнее обрабатывать швы криволинейной формы.

В таких случаях приходится применять фрезерные станки. Движением фрезы можно управлять вручную, но чаще используются специальные программы. Таким образом, обработка происходит быстрее и точнее.

При сложной конфигурации шва ручное управление движением фрезы невозможно.

При подготовке изделий, которые невозможно установить на станок из-за больших размеров или особенностей формы, используют переносные кромкосниматели. Они устанавливаются непосредственно на заготовке и обрабатывают её. Как нетрудно догадаться, форма и качество поверхности фаски оставляют желать лучшего, и заготовка требует дополнительной обработки.

Абразивная обработка применяется как дополнительная после фрезерования и скалывания, а также при удалении с поверхности незначительных изъянов на мелких деталях.

При разделке кромок термическими методами применяют:

• газовую резку (кислород);
• плазменную резку;
• лазерную резку.

Применение газовой резки к легированным сталям ограничено образованием на поверхности кромки трудноудалимых карбидов. Этот вид резки применяется, в основном, для подготовки изделий из углеродистых сталей. Намного качественнее работает плазменная резка.

Высокая температура плазмы позволяет получить качественную кромку на заготовках из любых материалов.

Лазерная резка пока встречается крайне редко, дает великолепные результаты, но стоит очень дорого, поэтому применяется только для разделки швов на самых ответственных изделиях.

Применяются следующие формы скосов кромок: V-образная, X-образная, U-образная и K-образная.

V-образная форма

Это самый популярный вид разделки. Популярность легко объясняется сравнительной простотой исполнения и возможностью применения на металлах различной толщины.

X-образная форма

Применяют при сварке толстостенных металлов.

U-образная форма

Этот сложный для выполнения скос применяется для сварки толстостенных металлов. Наиболее часто его применяют при ручной дуговой сварке, так как здесь получается существенная экономия электродов.

К – образный скос применяется крайне редко. Напоминает собой Х – образный скос, выполненный на одной половине заготовки.

Разделка кромок под сварку труб

Разделку производят только для толстостенных труб. Трубы имеющие стенки толщиной до 5 мм. свариваются без разделки. В таком случае ограничиваются только зачисткой проволочными щетками. При больших объемах производства могут применяться шлифовальные машинки или пескоструйные аппараты.

При подготовке толстостенных труб делают скос под углом 15 – 350. Проверяют перпендикулярность и угол скоса специальными шаблонами и угольником. Кроме того, обязательной проверке подлежит соосность труб, которая производится различными средствами измерения. После чего наступает время центрирования стыков.

Важно, чтобы расстояния между швами на трубе были не менее 200 мм. Сварку начинают с 3 – 4 прихваток по всему диаметру трубы. При этом стараются выдержать зазор между стыками труб. Величина зазора определяется видом сварки:

• 0,5 – 2 мм для газовой сварки;
• 1,5 – 3 мм при сваривании ручной электросваркой труб со стенкой до 8 мм.;
• 2,5 – 3,5 мм при сваривании ручной электросваркой труб со стенкой более 8 мм.

В процессе подготовки к сварке необходимо уделить внимание проверке готовности фасок. Концы труб должны быть зачищены на 20 мм. с двух сторон и очищены от грязи, масла и консервирующих смесей.