Технология сварки тавровых соединений

Тавровое сварное соединение

Сварочные стыки в виде буквы «Т», именуемые «тавровые соединения», присутствуют во всех нагружаемых конструкциях. Они представляют собой угловые швы с перпендикулярным расположением заготовок. При небольшой площади соединение должно удерживать расчетную нагрузку. К тавровым соединениям, работающим на кручение, излом, отношение особое — швы проверяют на внутренние дефекты. Избежать их помогает соблюдение технологии. Вид шва указывается на чертеже.

Область применения

Монтаж трубопроводов, создание каркасных конструкций, перекрытий, ограждений предполагает расположение деталей под прямым углом. Перпендикулярно сваркой обычно крепят укрепляющие элементы: балки, швеллеры, профильный прокат. Детали под углом 90° соединяют тавровой сваркой. Начинающие сварщики в бытовых условиях таких стыков стараются избегать из-за сложности фиксации деталей в заданном положении.

На производстве и в строительстве тавровые соединения применяют часто. Все виды соединений регламентированы ГОСТами для различных типов сварки. Они бывают односторонние и двухсторонние, с разделкой кромок и без нее. Все зависит от предполагаемой нагрузки, сплава, толщины свариваемых деталей.

Преимущества и недостатки

В отличие от других способов сварки, тавровые соединения обладают следующими достоинствами:

они формируют надежное соединение в труднодоступных местах;
для них не нужно использовать укрепляющие накладки;
применяются для сварки заготовок различной толщины;
выдерживают большую нагрузку.

для соблюдения перпендикулярности детали нужно скреплять перед сваркой;
односторонние швы ненадежны;
при сварке тонкостенных деталей велика вероятность термодеформации;
высок риск внутренних дефектов (непроваров, несплошностей, кратеров).

Техника и особенности сварки таврового соединения

Выполняя угловые соединения, контролируют размер шовного катета, внешний вид валика – его делают максимально плоским. Чтобы проварить тавровое соединение равномерно, не делают резких движений держателем. Дуга при сварке не должна обрываться в процессе формирования валика. Подготовительный этап предусматривает:

зачистку металла в рабочей зоне;
укладку заготовок под нужным углом с сохранением необходимого размера зазора;
фиксацию элементов зажимами или прихватками.

Сварка труб

При РДС заглушек, фланцев, запорной арматуры в трубопроводы руководствуются требованиями ГОСТ 16037-80. Он применяется также при врезке патрубков меньшего диаметра. На толстостенных заготовках производится предварительная разделка швов. Затем делают прихватки в 4-х местах, они располагаются попарно симметрично по окружности, делят ее на 4 части. Затем делается угловой шов.

Когда производится врезка, торец патрубка подгоняют под трубу так, чтобы он плотно прилегал к поверхности без образования больших зазоров. Трубы небольшого диаметра «доводят» болгаркой. При раскрое больших заготовок под сварку используют трафареты развертки или стандартные шаблоны.

Когда есть вращательные столы, применяют технологию сварки в поворотном положении. Шов формируется быстрее, получается ровным. Проваривать неповоротные швы сложнее, валик формируется по кривым линиям. В этом случае сварку проводят в несколько приемов, участками. Второй начинают на получившемся валике, внахлест, чтобы тавровое соединение получилось герметичным. В зависимости от толщины стенки, варят трубу в одни проход или несколько. Подобные тавровые соединения обязательно проверяют методами неразрушающего контроля.

Профильные прямоугольные или квадратные трубы, используемые в металлоконструкциях, сваривают аналогично. Перед работой поправляют срезы, чтобы обеспечить плотность прилегания свариваемых деталей. Сварка делается после прихваток даже при использовании зажимных приспособлений.

В вертикальном положении

Позиция неудобна тем, что металлы с низкой вязкостью нужно проваривать быстро, чтобы расплав не вытекал. Число проходок определяется толщиной заготовок, глубиной разделки кромок. Для глубоких швов делают криволинейные или прямые скосы. Разжигают дугу перпендикулярно свариваемой поверхности, поддерживают короткой. Электрод ведут по биссектрисе, под углом 45°, шов формируют возвратно-колебательными движениями вдоль стыка. При движении вверх дугу растягивают, не допуская обрыва.

В вертикальном положении валик формируется из верхней точки. Устанавливают сварочный ток обратной полярности большой силы, чтобы хорошо проплавлялась корневая часть таврового соединения.

Когда при сварке возникает риск перегрева металла (возникают пятна побежалости или металл меняет цвет), держатель отводят. В идеале ванна расплава должна формировать необходимый профиль валика без подрезов. Нужно следить, чтобы давления дуги хватало для прогрева металла, расплав поддерживался в установленных границах валика.

В нижнем положении

Для сварки тавровых соединений в нижнем положении применяют:

ток прямой полярности большого ампеража для образования глубокой ванны расплава;
ток обратной полярности, формируется короткая дуга, направляемая в корень шва, повышен риск образования подрезов.

Равномерное перемещение электрода – важное условие качественного таврового сварного соединения при однопроходной или многопроходной сварке (накладываются узкие валики без поперечных движений электродом). С каждого слоя до следующей проходки шлак сбивается.

Вверх наплавку двигают быстро, растягивая дугу. Капли металла накладывают только во время обратного движения электрода. Его в процессе работы располагают по биссектрисе прямого угла с наклоном в сторону движения. Если параметры рабочего тока выбраны правильно, при равномерном движении держателя образуется катет нужной ширины.

В потолочном положении

Варить стык нужно на невысоком токе обратной полярности, короткой дуге, направленной в корень таврового шва. При возвратно-поступательных движениях дуга не должна прерываться. Одновременно плавят обе боковых кромки. Перегрев ванны недопустим, формируется выпуклый шов.

Многопроходная сварка делается без поперечных пасов рукой. Поверхность каждого валика должна быть максимально выровненной. Для этого поддерживают стабильно невысокую тепловую мощность дуги. Контролировать ванну расплава мешают искры, при выборе электродов предпочтение отдают обмазке, снижающей разбрызгивание горячего металла.

Полезные советы

Свариваемые поверхности необходимо хорошо просушить, чтобы качество таврового сварного соединения было приемлемым. Важно правильно перемещать электрод, чтобы не допускать пережога и непровара.

Работа начинается с прихваток. После этого лучше убедиться, что детали расположены под прямым углом, нет «завала» заготовки в одну из сторон. Во время точечной прихватки можно подрегулировать ток, откорректировать до рабочих значений, тогда будет проще делать проходку.

Сваривая тонкую и толстую пластину, электрод наклоняют к толстой заготовке под углом до 60°. Расплавленный металл будет «сползать» на тонкую деталь, не создавая внутренних напряжений в металле. Когда прямой угол, электрод необходимо вести по стыку снизу вверх, «поднимать» расплав из ванны, смешивая с наплавочным металлом. При сварке «в лодочку» угол наклона электрода составляет 45°. Только в таком положении тавровое соединение будет правильного сечения.

При укладке деталей встык с помощью фиксаторов нужно предусмотреть зазор для образования ванны расплава, глубокого проплавления соединяемых заготовок. Если шов будет формироваться только за счет наплавочного металла, соединение будет непрочным.

Читать еще: Технология электрической сварки плавлением

Важно!

При глубокой разделке толстостенных деталей тавровые соединения делают в несколько проходок.

Для удобства сборки сварные детали располагают на стапеле или сварочном столе. Для работы применяют различные приспособления: зажимы, магнитные фиксаторы, шаблоны, кондукторы. При сборке важно оценить сложность сварной конструкции, ее возможную подвижность. Избежать прожогов помогают съемные или дополнительные прокладки толщиной до 4 мм из неплавящихся материалов. Работа с накладками будет уверенной, скорость проходки можно увеличить на 20–30%.

Способ сварки «в лодочку» вертикальным электродом при выполнении угловых швов предпочтительнее. Создаются условия для провара корня таврового соединения по всей длине. Зазор между деталями не должен превышать 10% толщины заготовки.

Многое зависит от правильности розжига дуги – в 3-4 мм от вершины угла. Поднимают ее на высоту катета, задерживают для проплавки углов.

Обозначение на чертеже

По стандартам для всех видов сварки на чертежах тавровое соединение обозначается буквой Т, далее идет классификационный номер шва, предполагающий тип его создания. Для наглядности все условные обозначения сведены в таблице.

Правильная сварка тавровых соединений

Если невнимательно отнестись к сварочному процессу и неграмотно подготовить свариваемые элементы, их прочность будет недолговечной, и в какой-то момент конструкция разрушится. Особого подхода и профессионализма требует сварка тавровых соединений, так как существуют правила исполнения и методы получения подобных соединений.

В процессе сварки соединяются:

При этом используется ручная электродуговая сварка с различным уровнем мощности. Если же подача электрического тока отсутствует, применяется газопламенная ручная, но для ее выполнения нужно транспортировать тяжелое и объемное оборудование.

Типы соединений элементов с помощью сварочных аппаратов

Нередко виды сварных конструкций требуют предварительной обработки поверхностей, которые будут соединяться. Даже в большинстве технологических процессов заложены всевозможные пазы и освобождения, позволяющие обеспечивать надежность сварного шва. Детали необходимо правильно фиксировать и располагать в пространстве, чтобы быстро и качественно сварить между собой.

Подготовка свариваемых поверхностей может происходить при помощи электрического инструмента – шлифовальных кругов, отрезных кругов. Если нужно обеспечить определенный угол, как раз отрезным кругом можно выполнить подобную работу.

Шлифовальные процедуры позволяют получить гладкие и ровные поверхности на соединяемых элементах.

Обработка может коснуться одной детали, а другая сохраниться в первоначальном виде, и тогда несколько экономится металл. Существует и односторонняя и двусторонняя сварка, и поэтому нужно подбирать виды обработки поверхностей. Сварщики обычно работают с угловыми, тавровыми или сваривают встык.

Разделка швов для достижения качества

Наиболее распространенным вариантом разделки является обработка торцов, когда выполняется скос под определенным углом, и полученное пространство заполняется расплавленным металлом во время сваривания.

Металлические могут иметь толщину от 4 до 25 миллиметров, и для них используется торцевой скос определенной формы. Если же деталь имеет толщину от 12 миллиметров, тогда может потребоваться предварительная двусторонняя разделка.

При использовании разделки уменьшается расход сварных материалов, поэтому данный способ полезен не только для надежности, но и для увеличения экономических показателей.

И сварка тавровых соединений требует дополнительной разделки швов, поэтому нужно предусмотреть предварительную обработку деталей.

Кромка одного элемента должна перпендикулярно прилегать к плоскости другой детали, так что объединение нужно выполнять с обеспечением максимальной прочности и с соблюдением перпендикулярности.

Если толщина металлических элементов меньше или равна 10 миллиметров, разделку применять не обязательно и сварка производится с двух сторон. Кромка металлической детали не обрабатывается, и только контролируется качество поверхности.

Но когда элемент, располагаемый перпендикулярно, обладает меньшей толщиной, чем вторая часть таврового соединения, тогда необходимо выбирать угол расположения электрода.

Требования к сварным швам таврового соединения

Но если сварка тавровых соединений требует высокой степени прочности и это предписано в технологическом процессе, тогда в обязательном порядке исполняется разделка.

Толстая, располагаемая перпендикулярно, должна дополнительно обрабатываться, чтобы сварка позволила добиться качественного совмещения. Пользуются односторонней или двусторонней разделкой, при этом кромка срезается под углом 45 градусов.

Свариваемые элементы, которые превышают своей толщиной 10 миллиметров, свариваются в несколько слоев, таким образом, происходит заполнение всех имеющихся пустот.

Все предварительные виды обработки на производственных предприятиях всегда описываются в технологических процессах, и если в чертеже имеется тавровое соединение, технолог должен подробно расписать методы разделки.

Перед тем, как попасть к сварщику на участок, детали могут обрабатываться слесарями для получения поверхностей, которые впоследствии будут соединяться посредством сварки.

В бытовых условиях все несколько упрощено, и человеку, пытающемуся сварить две детали перпендикулярно, придется самостоятельно принимать решение о предварительной обработке и использовать специальный инструмент.

Еще по этой теме на нашем сайте:

Сколько стоит сантиметр аргонной сварки — используем сварочный аппарат, сваривая алюминий
Аргонная сварка, цена за сантиметр которой варьируется, достаточно популярна среди используемых видов сварки сегодня. В основном, используется в работе сварка аргоном алюминия. Видео можно увидеть.

Сварка чугуна электродом — видео процесса
Чугун представляет собой железоуглеродистый специальный сплав, который отличается высоким содержанием углерода (2,14%). Благодаря этому в сравнении с другими сталями он находится в свободном состоянии. К.

Ручная сварка для начинающих — самоучитель по сварке дома
В данный момент необходимость сварочных работ имеется практически в любой отрасли промышленности. И сложно вспомнить хотя бы одну отрасль, где не применялся бы труд сварщика.

Mig Mag сварка — что это и какой выбрать сварочный полуавтомат Mig для сварки
Отвечая на вопрос: «Mig Mag сварка: что это и как работает?», в первую очередь, необходимо рассказать о принципе действия этого метода сварки. Данный метод основан.

Тавровые сварные соединения

Раздел: Без рубрики

Тавровое соединение – это соединение двух деталей, расположенных под углом друг к другу, т.е. торец одной детали прилегает к боковой поверхности другой под углом 90 градусов. Простыми словами – к горизонтально лежащей детали приваривается вертикальная, образуя букву “Т”. Такие соединения могут быть без разделки кромок, с односторонней и двусторонней разделкой. Тавровые соединения используются при дуговой сварке, свариваются очень удобно в горизонтальном и вертикальном положении, удобнее всего в наклонном (в лодочку).

Где применяется

Двустороннее с разделкой кромок

Применение таврового соединения весьма широкое: в автомобилестроении, в строительных конструкциях (фермы, опоры, колонны, стойки), металлическая мебель (лавки-скамейки, столы, этажерки), мосты и путепроводы, газопроводы, нефтепроводы, системы водоснабжения, теплоснабжения зданий и сооружений.

Читать еще: Аттестация сварочных технологий рд 03 615 03

Преимущества и недостатки

Тавровое соединение самое распространенное, одно из самых прочных. Данное соединение позволяет получать изделия и конструкции сложной формы. Расположение деталей буквой «Т» обеспечивает дополнительную жесткость конструкции. Качественно выполненная работа гарантирует практичность и надежность.

Недостатком такого соединения могут являться дефекты:

Дефект сварки – кратер

кратеры – это углубление в сварном шве возникающее при обрыве дуги;

поры – это следствие скопления газов в шве, причина такого дефекта кроется в некачественной подготовке метала;

непровары – это локальное несплавление основного метала с электродным, причина: большая скорость сварки, а так же прожоги , трещины и прочее.

Такие дефекты зависят от качества выполнения работы. Низкая квалификация рабочего непосредственно станет причиной дефектов, но не мало важно и оборудование, расходные материалы (сварочные аппараты, проволока, электроды, защитный газ). Сам процесс является опасным, вы должны соблюдать все правила техники безопасности без исключения.

Техника выполнения, особенности

Для всех сварных соединений техника выполнения будет стандартная, важно учесть способ сварки. Тавровое соединение удобное, легко формировать шов, контролировать размер катета и внешний вид шва.

Перед началом работы производится технологическая подготовка поверхности, иначе наличие загрязнений и ржавчины снизит производительность сварочного процесса и приведет к дефектам. При сварке таврового шва электрод располагают в плоскости под углом 30-40 градусов относительно нижней пластины, сделав сборку деталей и прихватив – так соединение не поведет.

Одностороннее с разделкой шва в нижнем положении

Нужно проконтролировать угол между деталями и правильность расположения, если все правильно выполнено, то можно приступать непосредственно к сварке. Возбуждаем электрическую дугу и наклонив электрод немного к себе ведем его в одном положении, двигаться следует аккуратно ванной назад, совершая колебательные движения вдоль оси шва для расплавления кромок. Это нужно для того, что бы избежать непровара угла и одной из сторон детали. Можно нанести метку над углом на верхней пластине за границы которой электрод не должен будет выходить, так получится более ровный шов.

Техники сварки таврового соединения в различных положениях несколько отличаются друг от друга.

После выполнения сварки зачищается шлак и обрабатывается поверхность металлической щеткой или другими приспособлениями.

Правила сварки

При тавровом соединении нужно избегать непроваров , следует правильно перемещать электрод, предотвращая появление дефектов. В основном электрод располагается в плоскости ровно между привариваемыми деталями. Направлять электрод нужно снизу вверх (поднимать расплавленый метал и смешивать его с электродным расплавлением) по простой причине того, что расплавленный метал будет стекать на нижний.

Лучше всего наклонить поверхности под углом 45 градусов ( сварка в лодочку), тогда шов получится правильного сечения и работать под таким углом будет проще.

Прежде чем начать сварку, обязательно делаются прихватки. Предварительно измеряется конструкция, углы соединений должны быть 90 градусов. Перед работой нужно настроить ток, подобрать нужный электрод, обратить внимание на свариваемые поверхности, запастись нужными знаниями и практикой. Обязательно ознакомиться с техникой безопасности и приобрести нужную рабочую форму.

Оборудование

Для упрощения и процесса сборки и повышения производительности изготовления изделий при помощи сварки широко применяются различные сборочно-сварочные приспособления. По большей части сборка тавровых соединений деталей производиться на специальных столах – стапелях, оборудованных универсальными зажимами, фиксирующими и установочными устройствами. Они обеспечивают четкое и точное расположение деталей в нужном месте конструкции и под заданным углом. Также применяются различные шаблоны и кондукторы в зависимости от сложности сварной конструкции.

Сварка таврового соединения в нижнем положении.

Технология сварки может включать как однопроходную, так и многопроходную сварку всеми типами электродов. При сварке таврового соединения в нижнем положении на прямой полярности сварочный ток должен быть достаточным для получения большой сварочной ванны. При сварке на обратной полярности сварочный ток должен быть несколько меньше. Положение электрода при сварке на прямой полярности должно соответствовать рис. 2.28, а, на обратной полярности — рис. 2.28, б.

Рис. 2.28. Положение электрода при сварке таврового соединения в нижнем положении: и — на прямой полярности; б— на обратной полярности:

1 — электрод; 2 — изделие; 3 — шов

Электрод должен быть направлен в корень сварного соединения. При сварке на обратной полярности длина дуги должна быть меньше, чем при сварке на прямой полярности. Перемещение электрода должно производиться равномерно на всем протяжении стыка. При сварке на прямой полярности подрезы никогда не являются проблемой. Сварка на обратной полярности требует обеспечения повышенных мер по исключению подрезов.

Сварка таврового соединения в нижнем положении многопроходным швом.

Крупные угловые швы очень часто выполняются путем многократного наложения узких валиков без поперечных колебаний электрода. В большинстве случаев облицовочный слой или последний валик выполняются без поперечных колебаний электрода. Сварка может выполняться как на прямой, так и на обратной полярности сварочного тока.

При выполнении таврового соединения значение сварочного тока устанавливается таким же, как и при сварке узким однопроходным швом. Положение электрода будет изменяться в зависимости от последовательности наложения слоев (рис. 2.29, а). Перемещение электрода аналогично перемещению при сварке однопроходным швом. Расположение или раскладка валиков по сторонам должны производиться таким образом, чтобы облицовочный слой точно соответствовал заданному размеру катета углового шва. Порядок наложения слоев показан на рис. 2.29, б.

Рис. 2.29. Положение электрода при сварке таврового соединения многопроходным швом в нижнем положении (а) и порядок наложения слоев (б): 1—6 — очередность наложения слоев

Положение электрода при выполнении облицовочного шва должно соответствовать схеме, представленной на рис. 2.30, а. Чешуйки укладываются в диагональной плоскости. Наложение капель металла производится только при движении электрода вниз. Перемещение электрода вверх должно производиться быстро, на максимально растянутой дуге, но без ее обрыва. Необходимо помнить, что при многопроходной сварке требуется тщательная очистка от шлаковой корки каждого наложенного слоя.

Рис. 2.30. Положение электрода при выполнении облицовочного слоя (а) и траектория колебательных движений электрода (б)

При сварке на обратной полярности могут возникнуть затруднения, связанные с появлением подрезов. Избавиться от этих проблем можно всеми ранее описанными способами.

Сварка таврового соединения в нижнем положении многопроходным швом с применением поперечных колебаний электрода. На практике довольно часто встречаются случаи, когда необходимо производить сварку угловых швов большого сечения в нижнем положении. Наиболее часто такие швы встречаются при судостроительных и монтажных работах.

Сварка данного типа соединения производится на обратной полярности на большом значении сварочного тока (рис. 2.31). Первый проход выполняется по технике однопроходной сварки угловых швов. Поверхность первого валика должна быть максимально плоской.

Рис. 2.31. Положение электрода при сварке таврового соединения многопроходным швом в нижнем положении с применением поперечных колебаний электрода

Второй шов накладывается с поперечными колебаниями электрода поверх первого. Электрод должен направляться на вертикальную пластину, чтобы обеспечить перенос металла с электрода на эту поверхность. Поперечные колебания электрода не должны выходить за пределы требуемой ширины выполняемого шва. Необходимо обеспечить хорошее сплавление накладываемых швов с поверхностью ранее наплавленных слоев и с поверхностью свариваемой пластины.

0 0 голоса

Рейтинг статьи

Технология сварки тавровых соединений

Тавровое сварное соединение

Область применения

Преимущества и недостатки