Подготовка металлических деталей к сварке состоит из нескольких этапов. Особенности каждого этапа

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.

Требования к подготовке трубопроводов под сварку

Подготовка деталей к сварке

6.1. Все поступающие на монтажную площадку блоки, трубы и детали должны быть до начала сборки проведены мастером или другим ответственным лицом на наличие клейм и маркировки.

6.2. При дожде, ветре и снегопаде все работы следует выполнять при условии надлежащей защиты рабочих мест.

6.3. Сборку стыков труб, а также труб к штуцерам коллекторов и барабанов следует производить в последовательности, обеспечивающей свободный доступ к стыкам для сварки и контроля качества швов, а в случае необходимости – для исправления дефектов.

6.4. Запрещается подвергать каким-либо нагрузкам собранные узлы трубопроводов и труб поверхностей нагрева котлов во избежание образования трещин в швах.

6.5. При подготовке стыковых соединений труб под сварку необходимо проверить их соответствие чертежам, требованиям нормативно-технической документации. Обратить внимание на перпендикулярность плоскости реза к оси трубы (рис. 2). Отклонение плоскости реза от угольника «L» не должно превышать значений, указанных в табл. 4.

Следует также проверить:

соответствие формы, размеров и качества подготовки кромок (в том числе расточки под подкладное кольцо или под заданный внутренний диаметр, а также разделки для угловых и тавровых соединений) предъявляемым требованиям (обработку фасок под сварку и размеры кромок следует проверять специальными шаблонами);

качество зачистки наружной и внутренней поверхностей концов труб (патрубков, штуцеров), а также их поверхностей в местах угловых и тавровых соединений;

правильность выполнения переходов от одного сечения к другому (на концах труб, патрубков и штуцеров, подлежащих сварке с элементами других типоразмеров);

соответствие минимальной фактической толщины стенки подготовленных под сварку концов труб (патрубков, деталей, штуцеров) установленных допуском (после расточки под подкладное кольцо или под заданный внутренний диаметр или зачистки наружной и внутренней поверхностей после калибровки).

Таблица 4

Рис. 2. Проверка перпендикулярности торцов труб

6.6. При обработке концов труб длина цилиндрической расточки L под подкладное кольцо (рис. 3) должна быть не менее 20 мм при толщине стенки трубы до 25 мм включительно и не менее 50 мм – при большей толщине. Переход от проточенного участка к необработанной поверхности трубы должен быть плавным с углом выхода резца не более 15 º. Расточку можно не проводить, если внутренние диаметры стыкуемых труб отличаются не более, чем на 2 мм.

6.7. Обработку концов (обрезку труб и снятие фасок) необходимо производить механическим способом с помощью специальных труборезных станков. Шероховатость поверхности кромок труб должна соответствовать данным, приведенным на рис. 3. Разрешается обрабатывать концы труб газовой резкой, но с последующей зачисткой кромок режущим или абразивным инструментом до удаления следов огневой резки.

6.8. Кислородную резку труб из хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей со стенкой толщиной более 12 мм при температуре окружающего воздуха ниже 0 ºС нужно производить с предварительным до 200 ºС подогревом и медленным охлаждением под слоем асбеста.

Рис. 3.Шероховатость поверхностей кромок

6.9. Если у стыкуемых труб разность внутренних диаметров превышает допустимую (п.6.18), то для обеспечения перехода в месте стыка может быть применен один из следующих способов:

а) раздача (вхолостую или с нагревом) конца трубы с меньшим внутренним диаметром путем его калибровки (рис. 4а).

Область применения способа и допустимое значение раздачи приведены в табл. 5. После раздачи необходимо проверить, не произошло ли утонение стенки трубы больше допустимого размера;

б) механическая обработка (расточка) на внутренней поверхности конца трубы с меньшим диаметром в соответствии с рис. 4б (для стыка без подкладного кольца) или рис. 4в (для стыка с остающимся подкладным кольцом), при условии, что толщина стенки трубы после расточки будет не менее расчетной. Этот способ можно применять для труб из любой стали. Угол выхода резца должен быть не более 15º.

Таблица 5

* Раздачу с нагревом следует производить при температуре 900-1000 ºС концов труб из низколегированных теплоустойчивых сталей, при 700-900 ºС – из низколегированных конструкционных и углеродистых сталей.

** Рассчитывают по формуле А = (Д2 – Д1) 100 / Д1, где Д1 и Д2 – внутренний диаметр трубы соответственно до и после раздачи.

6.10. При стыковке труб с разными наружными диаметрами размер h (рис. 5) должен быть не более 30% толщины более тонкой трубы, но не более 5 мм. Если разность наружных диаметров превышает указанное, конец трубы с большим наружным диаметром должен быть обработан механическим способом (см. рис. 5).

Рис. 4.Способы обработки концов труб при стыковке элементов, имеющих разные внутренние диаметры

Рис. 5. Обработка концов труб при стыковке элементов, имеющих разные наружные диаметры

6.11. Вмятины на концах труб можно исправлять с помощью разжимных устройств при условии, что глубина вмятин не превышает 3,5% диаметра трубы, а толщина стенки составляет не более 20 мм. Вмятины на трубах можно исправлять вхолостую или нагревом.

Концы труб с вмятинами глубиной более 3,5%, а также с забоинами глубиной более 5 мм следует обрезать или исправлять путем наплавки.

6.12. Подгибку труб в монтажных условиях разрешается производить на трубах из низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей на угол не более 15 ºС, а из хромомолибденовых сталей – не более 10 ºС.

Трубы из теплоустойчивых сталей независимо от толщины стенки при подгибке следует подогревать в месте подгибки до температуры 710-740 ºС. Трубы из низкоуглеродистых и низколегированных сталей можно подгибать в холодном состоянии при толщине стенки до 20 мм; при большей толщине – с подогревом до 650-680 ºС. После подгибки нагретый участок необходимо обернуть асбестом для медленного охлаждения металла. Место подгибки должно находиться вне подгиба трубы и при диаметре более 100 мм отстоять от него на расстоянии не менее 200 мм. Температуру подогрева контролируют с помощью термокарандашей, термокрасок или термопар, прибора ТТЦ-1 («Ватра»). Термообработка места подгибки не требуется.

6.13. Кромки литых деталей трубопроводов необходимо подготавливать только в заводских условиях.

Сборка стыков труб

6.14. Для закрепления стыков труб в фиксированном под сварку положении следует применять центровочные приспособления и ставить прихватки.

В качестве центрирующих приспособлений могут быть использованы центраторы трубосварочные моделей ЦТ-60, ЦТ-114, ЦТ-426, изготавливаемые Полтавским , (рекомендуемое приложение 7, рис. 1-3). Трубы диаметром до 50 мм можно собирать с помощью клещей (приложение 7, рис. 4), а трубы диаметром 133-377 мм – с помощью приспособления хомутового типа (приложение 7, рис. 5). Сборку труб диаметром более 100 мм можно производить с помощью стяжных уголков или компенсационных планок (приложение 7, рис. 6).

6.15. В случае сборки стыка труб из хромомолибденовых сталей с помощью уголков или компенсационных планок, приварку этих элементов к трубам следует производить электродами типа Э46А или Э50А с предварительным подогревом места приварки. Уголки и планки могут быть удалены (механическим путем или газовой резкой) только после наложения не менее двух-трех первых слоев шва. Места приварки этих деталей к трубам должны быть зачищены и тщательно просмотрены на предмет обнаружения и удаления поверхностных трещин.

Уголки и компенсационные планки рекомендуется изготавливать из углеродистой стали 20, Ст2, Ст3.

6.16. Конструктивные размеры сварных соединений по ГОСТ 16037 приведены в рекомендуемом приложении 8.

6.17. Непосредственно перед сборкой кромки, внутренняя и наружная поверхности труб на участке не менее 20 + 20 мм от торцов должны быть зачищены до металлического блеска и обезжирены. Перед установкой штуцера (трубы) в коллектор или барабан должны быть зачищены поверхности вокруг отверстия на 15-20 мм со стороны наложения сварного шва и поверхность очка – на всю глубину.

6.18. Смещение внутренних поверхностей свариваемых труб (и фасонных деталей) при сварке стыков с односторонней разделкой кромок без подкладного кольца должно быть не больше значений, указанных в табл. 6.

При диаметре труб более 200 мм смещение внутренних кромок должно быть не выше: при толщине тубы S до 4 мм – 0,2S, при большей толщине 0,15S, но не более 2 мм.

Таблица 6

6.19. Для стыков труб, собираемых и свариваемых на остающемся подкладном кольце, разность внутренних диаметром элементов в месте стыка не должна превышать 2 мм с тем, чтобы в собранном стыке зазор между кольцом и внутренней поверхностью элемента был не более 1 мм.

6.20. Смещение с наружной стороны поверхности свариваемых труб и элементов оборудования с одинаковой толщиной стенки не должно превышать значений, указанных в табл. 7.

Таблица 7

* Могут быть допущены только в случаях, указанных в рабочих чертежах. В стыковых сварных соединениях, выполненных электродуговой сваркой с двух сторон, указанное смещение кромок не должно быть превышено ни с наружной, ни с внутренней сторон шва.

6.21. Прямолинейность труб в месте стыка (отсутствие переломов) и смещение кромок проверяют линейкой длиной 400 мм, прикладываемой в трех-четырех местах по окружности стыка (рис. 6).

Максимально допустимый просвет «а» между концом линейки и поверхностью трубы в собранном (но не заваренном) стыке не должен превышать 1,5 мм на расстоянии 200 мм от стыка. В заваренном стыке он должен быть не более 3 мм.

Рис. 6. Проверка правильности сборки стыкового соединения

6.22. Расположение поперечных сварных швов на трубах (рис. 7) должно отвечать следующим требованиям:

Расстояние между осями соседних поперечных швов l1, при S, мм

Расстояние от начала гиба (закругления) до оси поперечного шва l2, от наружной поверхности элемента (барабана, камеры, транзитной трубы) до оси поперечного шва l3 или до начала гиба l4 при Дн, мм:

Рис. 7.Расположение поперечных сварных швов

6.23. При сборке труб и других элементов, имеющих продольные или спиральные швы, последующие должны быть смещены один относительно другого.

Смещение (для труб Ø > 100 мм) должно быть не менее трехкратной толщины стенки свариваемых труб (элементов), но не менее 100 мм.

Приварка подкладного кольца

6.24. При сборке стыков трубопроводов с подкладными кольцами не должно быть перекоса подкладного кольца. Прихватку и приварку подкладного кольца выполняет сварщик, который в дальнейшем будет сваривать этот стык, или сварщик, имеющий удостоверение на право сварки подобных стыков. Последовательность сборки стыка с подкладным кольцом должна быть следующей:

подкладное кольцо следует установить в одну из труб с зазором между кольцом и внутренней поверхностью трубы не более 1 мм;

произвести прихватку кольца с наружной стороны в двух местах и последующую приварку его к трубе ниточным швом с катетом не более 4 мм (рис. 8а). Прихватку и приварку кольца к трубе низколегированной стали следует выполнять с предварительным подогревом конца трубы и подкладного кольца в соответствии с данными табл. 9;

ниточный шов зачистить от шлака и брызг;

вторую стыкуемую трубу надвинуть на выступающую часть подкладного кольца (зазор между концом ниточного шва и второй трубой должен быть равен 4-5 мм), проверить правильность сборки стыка;

подкладное кольцо приварить ниточным швом ко второй трубе (рис. 8б);

предварительно подогреть стык в соответствии с требованиями табл. 9.

Корневой слой следует сваривать электродами диаметром 2,5-3 мм.

В процессе сборки трубы с приваренным кольцом не должны перемещаться и подвергаться ударам по кромкам и кольцу.

Рис. 8.Приварка подкладного кольца а – к первой трубе; б – ко второй трубе

6.25. Подкладные кольца для стыков труб из низкоуглеродистых и низколегированных сталей следует изготавливать из стали 20 или другой низкоуглеродистой стали спокойной или полуспокойной выплавки с содержанием углерода не более 0,24%; для стыков труб из низколегированных теплоустойчивых сталей можно применять подкладные кольца из стали 12Х1МФ. Размеры подкладного кольца: ширина – 20-25 мм, толщина – 3-4 мм. Если кольцо изготавливают из полосовой стали, то стыковой шов кольца следует зачистить заподлицо.

Предыдущая3Следующая

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между…

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам…

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор…

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? — задался я вопросом…

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

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.

Автоматические инструменты для резки труб и одновременного снятия фаски

Выбирая способы резки труб под сварку, стоит сразу исключить варианты с дисковыми пилами, шлифовальными кругами и ручными ножовками. У этих методов низкая производительность при высокой стоимости расходных материалов. Качество кромки остается неудовлетворительным: с заусенцами, повышенной шероховатостью и возможными деформациями из-за фиксирующих тисков.

Фаскосъемные машины

Высокотехнологичной альтернативой вышеперечисленным инструментам будут электрические или пневматические фаскосъемные машины.

Фаскосниматель Мангуст-200-Электро

Фаскосниматель Мангуст-Миди-Электро

Фаскосниматель Мангуст-325-Электро

Труборезы

Еще сильнее оптимизировать процесс резки помогут электрические труборезы. Они оснащены двумя резцами и совмещают в себе два инструмента: один резец режет трубу, другой одновременно с этим снимает фаску под необходимым углом.

Труборезы ПТМ

Труборезы KOMAX

Труборезы Констар

Стандартные модели поставляются с тремя фасочными резцами, которые снимают кромку под углом 30, 37.5 или 45 градусов. Все труборезы поставляются с двумя видами приводов на выбор: пневматическим и электрическим.

Труборезы можно с минимальной перенастройкой применять для труб диаметром от 15 мм и более. Подобная гибкость помогает обходиться на стройплощадке всего одним инструментом вместо нескольких специализированных, и быстро переключаться на обработку труб разного диаметра.

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.

Условные обозначения на чертеже

Как на чертежах обозначается сварка, так и в обязательном порядке должны быть показаны и дополнительные вспомогательные отметки (знаки).

С их помощью профессионалы, составляющие схемы сварки могут:

Указать с помощью знаков, что необходимо осуществить плавный переход к основной поверхности

Реализовать это можно исправив неровности с помощью ручной или механической обработки; Выделить тот момент, что при сваривании элементов линия обязательно должна остаться не замкнутой Показать, что необходимо выполнить шов таким образом, чтобы он был цепным; Акцентировать внимание на том что контур стыковочного шва должен быть замкнут Показать, что соединительный стык нужно делать в шахматном порядке

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.

Зачистка металла для сварки

Очистка поверхностей свариваемых деталей проводится с целью удаления загрязнения, окалины, ржавчины, шлака и заусенец во избежание возможных дефектов.

Проводить очищение можно вручную и при помощи механического воздействия. Зачистка проводится: с помощью газовых горелок, проволочными щётками, растворами щелочей и кислот, абразивным способом.

При необходимости сделать поверхность металла шероховатой применяется гидроабразивная обработка.

На крупных технических предприятиях очистка производится проточной последовательной обработкой. Вначале металл обрабатывают раствором соляной кислоты, затем промывают проточной водой и нейтрализуют раствором кальцинированной соды.