Разделка и подготовка кромок деталей под сварку

Содержание

• Зачем разделывают кромки
• Как подготавливают кромки деталей
• Какие существуют способы разделки
• Какие бывают формы разделки
• В чем специфика разделки кромок труб
• Какое смещение кромок труб допустимо

Сварные швы различаются по способу и форме подготовки кромок. Заготовки из тонколистовой стали до 3 мм не требуют разделки, им достаточно зачистки поверхности. Кроме того, она невозможна с технической точки зрения. При сварке металла большей толщины необходимо разделывать кромки. Это требование справедливо для всех технологий, независимо от того, работаете вы электродом или используете полуавтоматический сварочный аппарат.

Разбираем подробно, зачем нужна подготовка и разделка кромок металла под сварку, как её выполнять для разных швов и деталей, включая трубы.

Зачем разделывают кромки

Под разделкой кромок понимают снятие фаски или создание скоса. Он позволяет приникать электродом на полную толщину металла, качественно выполнять корневые швы и добиваться хорошего провара детали по всему сечению. Благодаря увеличенной площади соединение более надежно. Помимо этого, разделка уменьшает сварочные напряжения и предупреждает появление трещин.

Как подготавливают кромки деталей

Как правило, скос делают с помощью фрезера, болгарки или резака. Ещё один метод — использовать специальные электроды для резки, строжки, разделки и подготовки кромок. Они хороши тем, что последующую сварку можно выполнять без дополнительных операций, так как грязь с поверхности уже будет выжжена.

Если есть повышенные требования к допускам и эстетике шва, рекомендуем сделать ручную доработку с помощью шлифовки наждачной бумагой.

Поверхности деталей в зоне сварки, торцы и притупления надо обработать, чтобы убрать загрязнения. Это снизит риск появления пор, плохого провара, шлаковых включений.

Какие существуют способы разделки

Есть два способа разделки. Выбор зависит от толщины металлических заготовок и положения сварки. Швы можно выполнять:

• С односторонней разделкой. Такой вариант используют при толщине детали до 60 мм.
• С двухсторонней разделкой. Этот способ рекомендован при сварке деталей от 60 мм.

На тонких заготовках толщиной около 3 мм вместо снятия фаски делают отбортовку кромок. Края листов отгибают вверх и соединяют сваркой.

Какие бывают формы разделки

Существует несколько прямолинейных и криволинейных форм подготовки и разделки кромок под сварку. Как и в случае со способом, форму выбирают с учетом толщины детали, типа соединения, а также исходя из экономических соображений.

Возможные формы:

• V-образная. Её используют при стыковых, угловых, тавровых соединениях металла 3-10 мм. Для того, чтобы исключить дефекты, например коробление, с обратной стороны выполняют подварочный шов.
• Y-образная или V-образная с притуплением. Её применяют при тех же видах соединений, но при сварке заготовок 5-40 мм. Притупление предотвращает прожоги и обеспечивает полную герметичность.
• Х-образная. Её выбирают для деталей до 100 мм. Эта разделка предполагает сварку с двух сторон. Чтобы предотвратить напряжения, работать нужно поочередно с одной и другой стороны.
• К-образная. Она подходит для стыковых и тавровых соединений. Это вариант Х-образной формы, при которой разделывают только одну заготовку. Торец скашивают с притуплением.
• U-образная. Она предназначена для особо толстых заготовок до 120 мм, в том числе с подварочным швом. Благодаря малому углу раскрытия и объему заполнения, такая форма позволяет уменьшить расход электродов.

Основные характеристики разделки — наличие и высота притупления, размер зазора и угол скоса.

Высота притупления зависит от толщины металла и силы сварочного тока. Она составляет 1-2 мм, позволяет правильно сформировать шов без прожогов в корне.

Размер зазора определяют тип соединения и толщина заготовок. У толстого металла он может быть до 5 мм, чтобы обеспечить глубокое проплавление и должный провар корня. У более тонкой стали, в угловых и тавровых соединениях он должен быть меньше, чтобы исключить прожог и попадание шлака. 

Угол скоса выбирают, исходя из технологии сварки, вида металла и типа соединения. Он варьируется в пределах 15-500 при ММА, но может быть и значительно больше. Например, при МИГ или ТИГ сварке алюминия угол раскрытия достигает 60-700.

В чем специфика разделки кромок труб

Как и в случае с листовым металлом, подготовка и разделка труб под сварку зависит от их толщины. Торцы тонкостенных труб не разделывают. Поверхность только защищают, чтобы убрать загрязнения, масла и окислы. Толстостенные трубы толщиной от 6 мм обязательно сваривают с разделкой.

При разделке кромок под сварку стыковых соединений трубопроводов используют V и Y-образную форму, а также U-образную для толстостенных труб. Это связано с тем, что чаще всего работа возможна только по наружному диаметру — по круговой траектории вокруг трубы. Угол раскрытия кромок у толстых труб максимально возможный, так как швы должны быть многопроходными: от 2 слоев при толщине стенки 6 мм до 7 при 25 мм. При этом шов перекрывает разделку примерно на 2 мм с каждой стороны.

Какое смещение кромок труб допустимо

Смещение кромок снижает прочность соединения, повышает риск непровара и концентрации остаточных напряжений. Однако при работе в ограниченном пространстве иногда невозможно точно отцентрировать элементы трубопровода, поэтому они смещаются друг относительно друга.

Допустимое смещение — не более 10% от толщины стенки. В противном случае соединение может не выдержать нагрузку. Притупления на торцах должны соприкасаться плотно, практически без зазора. В зависимости от толщины трубы высоту притупления делают от 2 до 4 мм.