ГОСТ 8713-79 по сварным соединениям при сварке под флюсом

Сварка под флюсом — один из первых видов сварочных технологий. Понятие о ней было введено Николаем Славяновым в XIX век. Он же ввел основные термины. Практическое воплощение его идей осуществил Д. Дульчевский в XX веке. Он применил автоматизированный сварочный комплекс для флюсовой сварки. Метод постоянно совершенствовался и сохранил популярность и в наши дни. Параметры соединений регламентируются ГОСТ 8713-79 «Сварка под флюсом соединения сварные». Связанным документом является «Сварка под острыми и тупыми углами» ГОСТ 23518-79.

Тип соединения

Для сваривания заготовок используются автоматизированные и механизированные методы.

ГОСТ дает такое определение:

• МФ – на весу;
• МФШ – подварка;
• МФО – оставляемая подкладная пластина.

ГОСТ описывает такие виды автоматической сварки, как:

• АФО – подкладная пластина;
• АФФ — с флюсовой подушкой;
• АФК – подваривание корневой области;
• АФП – перемещаемая подложка из меди;
• АФМ – флюсо-медная подложка.

В документе ГОСТ 11534, регламентирующем флюсовую сварку под острыми и тупыми углами, дополнительно описываются следующие типы:

• П – обычная полуавтоматом;
• Пс – полуавтоматом на стальной подложке;
• Ппш – полуавтоматическая с подвариванием шва;
• Ас – автоматом на стальной подложке;
• Апш – автоматом с подвариванием шва.

Работа выполняется неплавящимся электродом.

Сварка под острыми и тупыми углами, согласно ГОСТ 11534, требует использовать такие типы швов, как:

• встык;
• внахлест;
• углом;
• тавровые.

Среди стыковых швов выделяются такие подвиды, как:

• односторонние и двухсторонние;
• замковые со скосом;
• криволинейный скос;
• скошенные симметричные;
• скошенные ломаные;
• строганые;
• скошенные ассиметричные;
• отбортованные.

Пример основной таблицы для стыкового шва типа С47.
Среди угловых швов выделяют:

• односторонние;
• двухсторонние;
• скос;
• отбортовка.

Швы внахлест и тавровые в этой классификации бывают односторонними и двухсторонними.

Другие ГОСТы

ГОСТ 28915-91 Сварка лазерная импульсная. Соединения сварные точечные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры ГОСТ 25997-83 Сварка металлов плавлением. Статистическая оценка качества по результатам неразрушающего контроля ГОСТ 19521-74 Сварка металлов. Классификация ГОСТ 23338-91 Сварка металлов. Методы определения содержания диффузионного водорода в наплавленном металле и металле шва ГОСТ 2601-74 Сварка металлов. Основные понятия. Термины и определения ГОСТ 2601-84 Сварка металлов. Термины и определения основных понятий ГОСТ 11969-79 Сварка плавлением. Основные положения и их обозначения ГОСТ ISO 12932-2017 Сварка. Гибридная лазерно-дуговая сварка сталей, никеля и никелевых сплавов. Уровни качества для дефектов ГОСТ 29297-92 Сварка, высокотемпературная и низкотемператупная пайка, пайкосварка металлов. Перечень и условные обозначения процессов ГОСТ Р 56155-2014 Сварка термопластов. Экструзионная сварка труб деталей трубопроводов и листов ГОСТ Р 54793-2011 Сварка термопластов. Сварка труб, узлов трубопроводов и листов из PVDF (ПВДФ) нагретым инструментом ГОСТ EN 13705-2015 Сварка термопластов. Оборудование для сварки нагретым газом и экструзионной сварки ГОСТ 30482-97 Сварка сталей электрошлаковая. Требования к технологическому процессу ГОСТ Р 57179-2016 Сварка рельсов термитная. Методика испытаний и контроля качества

Форма подготовки кромок

ГОСТ 8713-79, описывающий сварку в защитном газе и сварные соединения, требует высокой точности при разделке кромок заготовок. Требования по точности, предъявляемые к обычной ручной сварке ММА, либо аргонодуговой, заметно ниже. Автоматический сварочный аппарат настраивается под определенный режим сварки, включая силу тока, расстояние от заготовки до электрода и его траекторию.

В ходе исполнения заложенной программы автоматический аппарат не сможет учитывать неточности обработки либо установки заготовки, как это смог бы сделать квалифицированный и опытный сварщик.

Разделку кромок проводят на установках газовой, плазменной или лазерной резки. Используются также металлообрабатывающие станки (фрезерный, строгальный, долбежный). Реже при разделке применяются установки водяной резки.

Перед началом работ необходимо провести подготовку: очистить от механических загрязнений, шлака, ржавчины, масложировых пятен. Оставшиеся загрязнения, попав в зону действия дуги, приводят к образованию таких дефектов, как:

• поры и каверны;
• трещины;
• непровар;
• посторонние неметаллические включения.

Механическую зачистку проводят с помощью пескоструйной обработки либо ручными угловыми шлифмашинами. Используется также и химическое пассивирование для более качественного удаления окисной пленки. Кроме самих кромок, зачищается и околошовная область на 5-6 мм с каждой стороны от шва. Общее обезжиривание с помощью органических растворителей или неорганических активных веществ распространяется на ту же зону.

Заготовки требуется надежно закрепить на сборочном стенде с помощью струбцин или специальной оснастки. Используется также прихватывание в заранее определенных местах ручной электродной сваркой или в среде углекислого газа. Точечные прихватки делают из полос металла длиной 5-7 см. Их устанавливают не далее 40 см одну от другой, с краю они должны быть не далее 20 см от начала (конца) шва. Их обязательно следует очистить от брызг расплава и шлаков.

Для входа и выхода электрода без прожога в начале и конце шва устанавливают вводные и выводные подкладки, разделанные тем же профилем, что и основной шов.

Рабочие режимы выбирают исходя из металла заготовок, их толщины, вида разделки. К ним относятся:

• рабочий ток и напряжение;
• толщина и темп подачи сварочного материала;
• скорость и наклон движения электрода.

Стыковые швы свариваются с разделкой или без таковой. Соединение может провариваться с одной либо обеих сторон, а также за несколько проходов.

Пример основной таблицы ГОСТ для типа соединения С18.

Если есть возможность довести зазор между заготовками до 1 мм, то работу в положении «в лодочку» проводят без подкладки. Если же зазор больше — подкладывают металлическую или асбестовую пластину, либо подсыпают подушку из флюса. Применяется также предварительное подваривание корня шва с изнанки.

Сварка в положении «лодочка» рекомендована для угловых и тавровых швов. Она дает возможность равномерно проплавить кромки и увеличить площадь сечения шва. Для этого заготовки крепят в специальной поворотной оснастке, называемой кантователь. Он может поворачиваться вместе с заготовкой вокруг продольной оси, параллельной линии шва. ГОСТ предусматривает сборку двутавра сварного таким же способом.

Сварочные схемы.

Сваривание тавровых и нахлесточных швов ведут с углом наклона электрода в 15-30о к линии шва. К минусам такого метода относят ограничение предельного значения катета в 16 миллиметров. Для получения больших значений приходится прибегать к многопроходному провариванию.

ГОСТ 8713-79

5. При сварке кольцевых швов стыковых соединений допускается увеличение выпуклости g,
g
1 до 30 %.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

6. Сварные соединения Т7, Т8, Т4 следует выполнять в положении «в лодочку» по ГОСТ 11969-79.

Угловые швы без скоса кромок разрешается выполнять как в нижнем положении, так и в положении «в лодочку» по ГОСТ 11969-79.

7. Подварочный шов и подварку корня шва разрешается выполнять любым способом дуговой сварки.

8. Сварка стыковых соединений деталей неодинаковой толщины при разнице, не превышающей значений, указанных в табл. 53, должна производиться также, как деталей одинаковой толщины; конструктивные элементы подготовленных кромок и размеры сварного шва следует выбирать по большей толщине.

Таблица 53

мм

Для осуществления плавного перехода от одной детали к другой допускается наклонное расположение поверхности шва (черт. 1).

Черт. 1

При разнице толщины свариваемых деталей свыше значений, указанных в табл. 53, на детали, имеющей большую толщину s

1, должен быть сделан скос с одной или с двух сторон до толщины тонкой детали
s
, как указано на черт. 2, 3 и 4. При этом конструктивные элементы подготовленных кромок и размеры сварного шва следует выбирать по меньшей толщине.

Черт. 2

Черт. 3

Черт. 4

9. Размер и предельные отклонения катета углового шва К

,
К
1должны быть установлены при проектировании. При этом размер катета должен быть не более 3 мм для деталей толщиной до 3 мм включительно и 1,2 толщины более тонкой детали при сварке детален толщиной свыше 3 мм. Предельные отклонения размера катета угловых швов от номинального значения приведены в приложении 3.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

10. (Исключен, Изм. № 2).

11. Допускается выпуклость или вогнутость углового шва до 30 % его катета. При этом вогнутость не должна приводить к уменьшению значения катета К

п (черт. 5), установленного при проектировании.

Черт. 5

Примечание. Катетом К

п является катет наибольшего прямоугольного треугольника, вписанного во внешнюю часть углового шва. При симметричном шве за катет
К
п принимается любой из равных катетов, при несимметричном шве — меньший.

12. Минимальные значения катетов угловых швов приведены в рекомендуемом приложении 1.

13. При применении сварки под флюсом взамен ручной дуговой сварки катет углового шва расчетного соединения может быть уменьшен до значений, приведенных в рекомендуемом приложении 2.

14. Допускается смешение свариваемых кромок перед сваркой относительно друг друга не более:

0,5 мм — для деталей толщиной до 4 мм;

1,0 мм — для деталей толщиной 4-10 мм;

0,1 s мм, но не более 3 мм — для деталей толщиной более 10 мм.

15. Допускается в местах перекрытия сварных швов и в местах исправления дефектов увеличение размеров швов до 30% номинального значения.

16. При подготовке кромок с применением ручного инструмента, предельные отклонения утла скоса кромок могут быть увеличены до ±5°. При этом соответственно может быть изменена ширина шва, е

,
е
1
.
15, 16. (Введен дополнительно, Изм. № 2).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

мм

Примечание. Максимальное значение катетов не должно превышать 1,2 толщины более тонкого элемента.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

мм

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

(Введено дополнительно, Изм. № 2).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам. Академией наук УССР

РАЗРАБОТЧИКИ:

И. А. Серебряник

(руководитель темы)
; Л. М. Титкова; М. Н. Шабалкин, А. А. Казимиров
(руководитель темы);
В. П. Лозовский
2. ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам

3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.12.79 № 5047

4. ВЗАМЕН ГОСТ 8713-70

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ (июль 1993 г.) с Изменениями № 1, 2, 3, утвержденными в августе 1986 г., январе 1989 г., июле 1990 г. (ИУС 11-86, 4-89, 10-90)

Характер сварного шва

Односторонняя сварка стыков используется для менее ответственных соединений. Применяют ее и в тех случаях, когда не удается получить доступ к изнанке. Большой размер сварочной ванны, ее относительный перегрев, большой объем расплава зачастую приводят к расплескиванию расплава и его вытеканию через зазор. Для предотвращения нежелательного эффекта используют подкладочные пластины из стали или меди, а также подсыпку флюса. Наиболее распространены следующие методы выполнения односторонних швов:

• Флюсовая подушка. Под соединяемые кромки засыпают флюсовый порошок слоем 3-7 см. Прижим осуществляется за счет собственного веса или с помощью резинового баллона, наполненного сжатым воздухом. При небольших размерах соединения используется резиновый шланг. Слой флюсового порошка препятствует вытеканию расплавленной среды и предотвращает доступ воздуха к сварочной ванне.
• Медная подкладочная пластина. Медь имеет высокий коэффициент теплопроводности. Это свойство используется для отвода избыточного тепла из рабочей зоны. Таким образом не происходит пережог материала заготовок. Кроме того, пластина предохраняет расплав от вытекания через зазор. Напротив шва в пластине делается продольная выемка, ее засыпают флюсовым порошком. Благодаря такой выемке на изнаночной стороне соединения формируется сварочный валик. Медная пластина имеет ширину от 4 до 6 см, и толщину от 0,5 до 3 см.
• Медный ползун. Параллельно электроду с изнаночной стороны на шпильках движется массивный башмак с водяным охлаждением. Для снижения трения могут применяться ролики.
• Стальная подкладная пластина. Если позволяет конструкция, с тыльной стороны подкладывают контактную полосу шириной 2-5 см и толщиной полсантиметра из того же сплава, что и заготовки. Ее устанавливают с минимальным зазором и прихватывают через каждые 40 см конденсаторной сваркой. Пластина проваривается вместе с заготовками, входя в состав шовного материала. Таким образом не только предотвращается вытекание расплава, но и повышается прочность шва.
• Подварочный шов. Ручная подварка формирует корень шва, надежно фиксирует заготовки и предотвращает вытекание расплава.

Способы защиты от вытекания, виды подкладок.
Двустороння сварка стыков формирует более прочный и долговечный шов. Этот метод применяется в ходе сборки промышленных установок, станков, транспортных средств, строительных конструкций, ответственных и нагруженных изделий с высокой удельной прочностью. Проварка с двух сторон позволяет шву выдерживать как статические, так и динамические нагрузки наравне с основным материалом изделия.

При выполнении стыка в два прохода сначала заваривают шов с лицевой стороны, достигая глубины провара 60-70% от высоты. Перед этим заготовки тщательно подгоняют друг к другу, зазор не должен превышать 1 мм. Различные подкладочные средства при этом не применяют, сил поверхностного натяжения расплава достаточно, чтобы избежать вытекания. На следующем этапе проходят шов с изнаночной стороны, формируя его полный профиль.

Если по конструктивным или технологическим причинам обеспечить малый зазор не удается, используют те же методы для предотвращения протекания, что и при одностороннем способе:

• подкладочная пластина из меди;
• пластина из стали;
• слой флюсового порошка;
• подварка вручную.

Угловые, тавровые и нахлесточные швы заваривают, располагая заготовки в лодочку. При проварке с обратной стороны кантователь с закрепленными в нем заготовками поворачивают на необходимый угол.

Преимущества сварки флюсом

Появление технологического процесса проведения сварки с применением флюса можно сравнить с революцией в промышленной сфере.

Сначала такую технологию использовали для обработки низкоуглеродистой стали. Сегодня этот порошок применяется для сварки абсолютно любых, даже очень тугоплавких металлов, которые плохо свариваются.

Механизированное оборудование и различные полуавтоматические системы позволяют использовать флюс для различных операций:

• Образование вертикального шва. Наиболее прочной считается сварка листового металла толщиной 20—30 мм.
• Соединение труб. На автоматах изначально сваривали трубы небольшого диаметра. Сегодня, после усовершенствования технологии, стало возможным обрабатывать изделия большого диаметра.
• Получение кольцевого шва. Процесс сварки усложняется удержанием сварочной ванны, одновременно не допуская растекания металла. Эта сварка выполняется на станках, оборудованных ЧПУ (числовым программным управлением). Иногда проводится дополнительная ручная подварка.

Толщина свариваемых деталей

Это важный параметр, определяющий выбор той или иной технологии, способ и конкретную форму разделки кромок, число сторон шва и число проходов. Тонкие заготовки (до 1мм) сваривают, применяя прием разделки «отбортовка». Он позволяет избежать прожога, увеличить площадь соприкосновения заготовок и повысить прочность, долговечность и герметичность (при необходимости) соединения. Заготовки от 1 до 4 мм сваривают без разделки кромок.

Небольшая толщина позволяет добиться полного провара и высокого качества шва. Заготовки толще 4 мм подвергаются разделке кромок. Это необходимо для обеспечения доступа электрода к корню шва для достижения полного и качественного провара.

Для деталей толще 60 мм используют специальные профили разделок, разнородные криволинейные или ступенчатые, и проваривают шов за несколько проходов. Сварочные смеси ГОСТ регламентирует также в зависимости от толщины.

Наименьшее значение катетов при разной толщине заготовок

Стандарт устанавливает наименьшие значения в том случае, когда заготовки имеют разную толщину. Если разница меньше, то сваривание проводят как для деталей равной толщины.

Предельная разность толщин.

Если разница больше, то толстую деталь скашивают фаской до толщины тонкой. Возможно также выполнение шва с наклонной поверхностью, осуществляющей переход от заготовки к заготовке.