Кромка в сварке это

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

Правила разделки кромок перед сваркой

Проплавление металла толщиной 5 мм и более довольно трудная задача при использовании ручной дуговой сварки. Получение качественного шва в этих условиях затруднительно даже для опытных сварщиков.

По этой причине ГОСТами и другими руководящими документами предписывается формировать соответствующим образом кромки заготовок. Разделка кромок под сварку делается при выполнении практически всех угловых и стыковых соединений.

Обязательная подготовка

Единственной задачей разделки кромок является желание получить качественный надежный шов. Разделку проводят так, чтобы электрод легко мог достать до нижних слоев и проварить изделие по всей толщине.

Подготовка кромок перед сваркой проводится в любом случае. Она может быть:

• без разделки;
• с отбортовкой;
• с разделкой.

Обязательный подготовительный этап заключается в очистке торцовой и прилегающей области от всевозможных механических и жировых загрязнений, оксидных пленок, ржавчины на расстояние не менее 20 мм в соответствии с ГОСТ.

Зачистка стыков под сварку может производиться вручную с использованием наждачки, щетки с металлической щетиной, напильника, шлифовальной машинки или с применением химических реагентов.

После того как детали собраны в узел, который предстоит варить, и зафиксированы, правильно обработать кромки уже не получится.

Подготовку стыков рекомендуется делать при толщине стенок свариваемых деталей 5 мм и более. Односторонняя отбортовка выполняется при сварке стыковых и угловых соединений.

Двухсторонняя отбортовка производится при стыковой сварке. В целом разделка заключается в придании кромкам определенной формы, в результате чего они становятся тоньше.

Скосы

/>Стыки с разделкой кромок бывают с односторонним скосом одной или двух кромок и с двусторонним скосом одного или двух стыков. Скосы могут быть прямолинейными или криволинейными, с притуплением или без него.

При односторонней сварке разделку стыков делают в виде буквы V или U. При сварке с обеих сторон реализуется K или X-образные разделки. Разделка для односторонней сварки более трудоемка, чем при сваривании с двух сторон.

Выбор скосов кромок под сварку определяется конструкцией свариваемых изделий, толщиной металла и диаметром электрода. Форму разделки определяет угол и форма скоса, а также высота притупления.

Притуплением называют нескошенную часть стыка. Оно нужно для правильного образования сварного шва и предотвращения прожога. Притупление бывает толщиной от 1 до 3 мм.

Иногда обходятся совсем без него. Тогда предусматриваются специальные мероприятия предотвращающие прожог сварного шва. Сваривание производят на подкладке, основе из флюса или используют замковое соединение.

При использовании ручной электродуговой сварки подготовку кромок у металла толщиной менее 5 мм не делают. Если изделие более толстое, то обычно используют одностороннюю симметричную разделку с углом в 60 °-80 °и притуплением 1-3 мм.

Для соединений в стык с К-, V-, и Х-образной обработкой кромки, совокупный угол скоса равен 45 °-55 °, а при сваривании с подкладкой – 10 °-12 °. Эти параметры влияют на свойства шва и прямо определяют его характеристики.

Методы резки

Разделка кромки заключается в том, что с торца детали снимают часть металлы под углом. Угол определяют между плоскостью торца и образовавшегося скоса.

Разделку можно провести механическим способом и термическим. Впоследствии, в зависимости от качества образованной поверхности, проводится механизированная или ручная доработка.

Механизированная доработка осуществляется на расточном оборудовании для тел вращения. Для прямолинейных поверхностей используются фрезерные станки или пневматические шлифовальные машины.

Если специального оборудования нет, то поверхность под сварку можно доработать вручную с помощью зубила и напильника.

Термические методы разделки кромок – это газовая (при помощи кислорода), плазменная и лазерная резка. При терморезке можно получить К-, V-, и Х-образные скосы кромок. К механическим методам относятся фрезеровка, строгание, резка абразивом и долбежными устройствами.

Особенности методов резки

При газовой кислородной резке легированных сталей свободный углерод образует карбиды, удалить которые очень трудно. Поэтому подготовку таких сплавов, как хромированная нержавейка, например, проводят другими способами. Газовую разделку кромок применяют в основном к углеродистым сталям.

Качество термической резки, проведенной вручную, почти всегда оставляет желать лучшего, поэтому требуется дополнительно обрабатывать срез абразивом. К тому же изменяется состав и свойства верхнего слоя, что приводит к деформации изделий.

Плазменная резка позволяет получить качественный срез практически любых металлов. В роли плазмообразующего газа применяют воздух. Переносные устройства терморезки оснащаются газовыми и плазменными горелками. При установке трех горелок можно делать скосы кромок К-образной формы.

При машинной термической резке, качество кромок получается высоким, и удовлетворяет требованиям ГОСТов. Лазерная разделка кромок используется, когда ее нечем заменить, стоит она очень дорого.

Механическая резка обеспечивает получение качественных скосов кромок. К достоинствам относится создание скосов сложной формы. Но есть и существенные недостатки, среди которых невысокая производительность и трудность формирования кромок на крупных заготовках.

При формировании двусторонних скосов механическим методом требуется кантовка заготовок. Резка стыков абразивами является вредным производством и требует много ручного труда. Элементы абразива вызывают трещины.

Оборудование для механической разделки

Основные механические способы подготовки стыков – это фрезеровка, строжка, долбежка и резка абразивом.

Кромкострогальные станки используются при разделке стыков прямолинейных заготовок и позволяют получать любые виды разделки кромок. Кромкофрезерное оборудование может работать с криволинейными заготовками.

Переносные устройства используют, чтобы подготавливать стыки трубопроводов. Кромкоскалывающее оборудование работает на высокой скорости, но кромки требуют дальнейшей доводки.

Для доводки стыков абразивом применяют шлифовальные машинки. Данная обработка используется после фрезеровки изделий из нержавейки и алюминия.

Все методы разделки кромок имеют свои полюсы и минусы, все зависит от конкретики, вида обрабатываемых заготовок, условий работы и требуемой точности обработки.

Для чего выполняется разделка кромок при сварке

В перечень подготовительных работ при сварке металлов входит обработка кромок, эту процедуру называют разделкой. Она связана с изменением размеров и формы стыков. Разделку целесообразно применять при сварке изделий, толщина которых превышает 5 мм. Об этом знает каждый сварщик, однако не каждый начинающий мастер понимает необходимость данной процедуры. Предварительная подготовка, связанная с обработкой кромок, направлена на решение двух основных задач:

1. обеспечение доступа к корню шва;
2. обеспечение проварки металла по всей толщине заготовки.

Несмотря на все положительные моменты, разделка обладает и некоторыми минусами.

• Во-первых, мастер должен знать технологию обработки, о которой будет сказано ниже.
• Во-вторых, операции с кромками неизбежно приводят к увеличению зоны шва, а это, в свою очередь, чревато повышенным расходом материалов.

Оптимальными считаются условия, когда подобной подготовки проводить не нужно. Все работы сводятся к изготовлению отбортовок. Но их применимость весьма ограничена, и в качестве ограничения выступает толщина металла. Зачастую работы по разделке сводятся к получению фасок. Они бывают односторонними или двусторонними. Односторонняя фаска выполняется при формировании одностороннего шва. Двусторонняя предусмотрена перед ведением работ на лицевой и изнаночной стороне.

Назначение

Несмотря на то, что разделка кромок считается одним из этапов подготовки к сварке, к этой работе сразу приступать нельзя. Ей предшествует зачистка, которая подразделяется на два вида.

1. Механическая зачистка обеспечивает удаление инородных элементов, загрязнений, окалины, ржавчины и окисла. Она выполняется разными абразивными инструментами. Чаще всего применяют шлифовальные машины, металлические щетки или наждачную бумагу. От степени загрязненности поверхности зависит выбор зернистости абразива.
2. Химическая зачистка предусматривает удаление химических соединений. Простыми словами она представляет собой обезжиривание поверхности. Существуют специальные органические растворители, но в некоторых случаях поверхность металла может протравливаться кислотами.

Без предварительной зачистки получить качественный шов будет практически невозможно. Инородные частицы попадут в расплавленный металл, и в процессе кристаллизации будут наблюдаться дефекты, снижающие показатели прочности шва. Следующим шагом будет разделка кромок. Она позволит получить доступ к сварочной зоне по всей толщине металла. Актуальной процедура считается при наложении шва в несколько проходов.

Листовой металл перед сваркой пропускают через специальные вальцы. Они представляют собой пару валиков, между которыми проходит лист. Данная процедура называется правкой. Ее можно выполнить и вручную, имея под рукой молот и правильную плиту, однако вальцы обеспечивают более качественный результат. В итоге все искривления металла должны исчезнуть.

При разметке переносятся основные размеры с чертежа на заготовку. Переносу подлежат как линейные, так и угловые размеры. В местах будущих сверлений выставляются метки. Для нанесения разметки предусмотрены заостренные чертилки и маркеры. При работе с чертежным инструментом следует всегда помнить о припуске. На производстве этап разметки отсутствует, так как изделия обрабатываются при помощи шаблонов.

Для повышения гибкости и пластичности металла проводят его термическую обработку. Предварительный подогрев осуществляется с помощью газовой горелки или специальной электрической печи.

Не стоит путать данный этап с нагреванием до высоких температур, например, при сварке цветных металлов, которое обеспечивает равномерное распределение тепла.

Наконец, последняя процедура перед разделкой – кройка. Она выполняется инструментами, которые приходится выбирать, исходя из толщины листа и физических свойств метала. Обычно применяют роликовые ножницы или газовые резаки.

Все кромки разделываются разным способом. На способ разделки влияют одновременно несколько факторов. Среди них толщина листа, тип формируемого шва, материал заготовки, способ сварки. Основные виды кромок были определены по их профилю. Каждый вид уникален в своем применении, поэтому сварщик должен определиться с предстоящей работой. Использовать только один вид разделки, как единственный освоенный или наименее затратный, нельзя, поэтому следует изучить теорию, касающуюся области применения того или иного способа разделки.

Скос двух кромок, выполненный под углом друг к другу при рассмотрении на срезе напоминает букву «V», поэтому называется V-образным.

V-образный скос

Данный метод разделки считается наиболее популярным.

• Во-первых, он обладает универсальностью, так как подходит для большинства заготовок.
• Во-вторых, его реализация не требует особых навыков.

Скос можно делать на одной заготовке, но чаще всего разделываются обе кромки. Суммарный угол между плоскостями должен составлять 60° градусов. При выполнении разделки только одной кромки рекомендованный угол равен 50° градусам.

При достаточно большой толщине металла выполняется X-образный скос.

X-образный скос

По своей сути, подобная разделка представляет собой два V-образных скоса, выполненных с наружной и внутренней стороны заготовки. К методу X-образной разделки прибегают при необходимости формирования двустороннего шва. Угол раскрытия плоскостей составляет 60° градусов. Обработанные поверхности лицевой и изнаночной стороны могут друг с другом не соприкасаться, однако расстояние между ними следует оставлять такое, чтобы обеспечивалось проплавление металла по всей толщине.

Еще один вид скоса имеет наиболее сложную форму. Она напоминает букву «U», поэтому скос называется U-образным.

U-образный скос

Для новичков подобная работа считается трудновыполнимой. Обработка кромок ведется на каждой заготовке. Эти предварительные работы позволяют качественно проварить металл, толщина которого превышает 20 мм. Чаще всего U-образные скосы выполняют перед выполнением работ в режиме ручной дуговой сварки. Существуют способы разделки кромок, которые нельзя назвать стандартными. Они определяются, исходя из начальных условий.

Методы

Наиболее востребованной считается теория о способах непосредственной разделки. Их можно поделить на несколько видов. Первый вид – газовая разделка. Необходимо подчеркнуть, что это далеко не самый популярный способ. Работа с газом всегда сопряжена со сложной настройкой оборудования. Если учесть, что газ хранится в отдельном баллоне, то компактной такую установку никак назвать нельзя. Минус подобной обработки заключается в том, что она требует последующих действий по подготовке поверхностей.

Наиболее доступной, а посему и наиболее популярной считается механическая разделка. Она не требует особых условий и доступна даже тем, у кого отсутствует опыт подобных работ. В качестве рабочего инструмента могут выступать различные приспособления. Разделка ведется ножницами по металлу, а финишная обработка завершается абразивными материалами. Задействуются шлифовальные машины или фрезеровочные станки. Границы применимости того или иного инструмента устанавливает форма заготовки и ее материал.

Ручная разделка кромок, в силу своей трудоемкости, применяется все реже. Ее приходится применять, как финальную стадию после проведения механической обработки. Инструментами здесь служат зубило, молоток и напильник.

Примеры

В различных отраслях приходится сталкиваться с необходимостью сварки труб. Подобные работы встречаются на производстве, в строительстве и в транспорте. В отдельную категорию выделены трубопроводы жилищно-коммунального назначения. На сегодняшний день востребованы самые разные типоразмеры труб. Широкий спектр и материалов, из которых они изготовлены.

Естественно, в таких условиях невозможно обобщить требования к разделке кромок. В некоторых случаях перечень подготовительных работ совсем не подразумевает разделку кромок под сварку. Но в большинстве случаев подобные мероприятия являются залогом качественного шва. Нормы подготовки стальных труб к сварке при различных условиях, включающих в себя сочетания свариваемых конструктивных элементов, прописаны в ГОСТ 16037-80.

Согласно вышеуказанному ГОСТу, можно выделить следующие виды соединений труб:

• внахлест;
• в стык;
• угловое.

Отклонения от норм стандарта недопустимы. Они являются гарантией высокого качества при использовании любого типа сварки. Следует отметить, что данным стандартом также определены все методы зачистки поверхностей.

Отводы выполняются при монтаже трубопровода в случае необходимости разделения магистрали или объединения отдельных рукавов в один. На подготовительном этапе выполняется скос кромки под углом 45° градусов. Исключение составляют только угловые соединения, так как фаска в данном случае не требуется. При соединении труб в стык необходимо, чтобы они были одной толщины.

Штуцером называется патрубок, диаметр которого несколько меньше диаметра основной трубы. Он вваривается в трубу, чтобы обеспечить отвод основного потока. Используются два способа соединения: угловой шов и сварка внахлест. В обоих случаях шов должен быть односторонним, а кромки не разделываются.

При сборке различных резервуаров выполнять разделку кромок обязательно. При толщине металла до 25 мм используется V-образная или X-образная разделка. Более толстые кромки подлежат U-образной разделке. Плоские детали соединяются в стык. При подобном соединении заготовки расположены в одной плоскости, а их кромки примыкают друг к другу. Для листов металла, толщиной до 3 мм, нет необходимости производить разделку кромок. Выполняется лишь отбортовка. При толщине от 2 до 15 мм необходимо применить одностороннюю разделку, а при большей толщине – двустороннюю. Скосы образуются на каждой кромке.

Если между кромками образуется угол, превышающий 30° градусов, то такое соединение называется угловым. Здесь также можно обойтись только отбортовкой при условии, что толщина металла не превышает 3 мм. При увеличении толщины до 20 мм необходим односторонний скос. Одна кромка разделывается под углом 45° градусов.

Более толстые заготовки придется разделывать с двух сторон. Двутавровая балка в профиле напоминает букву «Н». Она обладает высокой степенью устойчивости к изгибам, поэтому часто востребована в строительстве и машиностроении. Соединяют ее с другими конструкциями методом таврового шва. При этом односторонняя раздела выполняется на кромках, толщиной до 25 мм, а двусторонняя – до 60 мм.

На чертежах могут быть использованы обозначения для основных параметров разделки. Так, определен зазор, как минимальное расстояние между кромками. Притуплением называется часть кромки, на которой не делается скос. Угол скоса определяется между начальной и конечной плоскостью кромки. Для двусторонней разделки определен угол разделки, как угол между фасками.