Nogi spawane: charakterystyka i właściwości

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Wytrzymałość spoiny zależy od kilku czynników. Pierwszym ważnym wskaźnikiem jest sposób spawania ze sobą dwóch konstrukcji metalowych. Drugim czynnikiem jest właściwy dobór materiałów eksploatacyjnych. Trzecim parametrem określającym wytrzymałość połączenia konstrukcji metalowej są dokładne wymiary ramion spoiny.

Co to jest noga

Ta nazwa wzięła się stąd, że jeśli weźmiemy pod uwagę szew spawalniczy w przekroju, to przy jego perfekcyjnym wykonaniu będzie wyglądał jak trójkąt równoramienny. W takim przypadku noga będzie odległością między końcem szwu jednej części a płaszczyzną drugiej części. W swoim rdzeniu ramię spoiny będzie ramieniem takiego trójkąta równoramiennego, stąd nazwa.

Więc czym jest noga, teraz jest jasne. Ważne jest, aby zrozumieć, że wytrzymałość połączenia będzie w dużej mierze zależeć od wartości połączenia narożnego. Jednak ważne jest, aby się tutaj nie pomylić. To, że noga spoiny odpowiada za jej wytrzymałość, wcale nie oznacza, że im jest grubsza, tym mocniejsze będzie samo połączenie. W tym przypadku należy zrozumieć, że za dużoliczba spawanych elementów doprowadzi do pogorszenia właściwości połączenia. Ponadto zbyt duże zużycie elektrod, gazu, topnika i dodatków znacznie podniesie koszt takiej pracy.

Geometria połączenia

Z powodów opisanych powyżej bardzo ważne jest uwzględnienie geometrii złącza. Głównym parametrem przy łączeniu dwóch konstrukcji metalowych będzie to, że noga spawana musi mieć duże parametry przekroju podłużnego.

Na przykład przy spawaniu dwóch elementów metalowych o różnych grubościach, wymiary krawędzi szwu powinny być określone przez część o mniejszej grubości. Najczęściej wymiary nogi spawanej są określane i mierzone według wcześniej przygotowanych szablonów. Dziś spawacze używają najbardziej wszechstronnego narzędzia do pomiaru nogi. Takie urządzenia nazywane są „cewnikami spawalniczymi”.

To narzędzie ma postać dwóch cienkich płytek, których końce mają kształt nacięcia, przeznaczonego do określania różnych parametrów nogi. Specjalista z kolei nakłada na szew cewniki o różnych rozmiarach. Wśród nich z pewnością znajdzie się taki, który dokładnie powtórzy geometrię ramienia spoiny.

Kształt szwu

Po spawaniu najczęściej powstają tylko dwa rodzaje szwów.

Pierwszy widok to zwykła spoina, która wygląda jak ścieg o wypukłej powierzchni. Należy jednak tutaj zauważyć, że ten rodzaj szwu, zdaniem ekspertów, nie jest optymalny. TakiTwierdzenie to ma dwa powody. Po pierwsze, wewnątrz takiego szwu znacznie wzrośnie naprężenie konstrukcji, a po drugie, znacznie wzrośnie zużycie materiałów do wykonania takiego szwu.

Drugi rodzaj szwu jest uważany za idealny. Wygląda jak walec o wklęsłej powierzchni, ale bardzo, bardzo trudno jest osiągnąć taką wydajność przy spawaniu dwóch konstrukcji. W celu uzyskania tego typu spoiny ważne jest prawidłowe ustawienie parametrów zgrzewarki, a także utrzymanie takiego samego zużycia elektrody. Do spełnienia obu warunków potrzebny jest specjalista z dużym doświadczeniem w takiej pracy. Warto dodać, że ten rodzaj spoiny nie jest stosowany przy montażu konstrukcji metalowych.

Wymiary połączenia narożnego

Jeśli mówimy o wymiarach ramienia spoiny pachwinowej, to, jak wspomniano powyżej, decydującym czynnikiem będzie grubość spawanych części. Na przykład, jeśli są części o grubości 4-5 mm, to rozmiar nogi wyniesie 4 mm. Jeśli grubość się zwiększy, noga również będzie musiała urosnąć.

Bardzo ważnym czynnikiem wpływającym na wklęsłość lub wypukłość ściegu jest rodzaj użytej elektrody. Odnosi się to do składu chemicznego zużywalnego elementu. Na przykład, jeśli użyjesz elektrody, która po użyciu stanie się gruba i lepka, powierzchnia wałka ostatecznie okaże się wypukła. Jeżeli po stopieniu wałka metal jest płynny i rozprzestrzenia się, tojego powierzchnia będzie wklęsła.

Tryb prędkości i spawania

W celu uzyskania optymalnego ramienia spoiny podczas pracy, a także zapewnienia mocnego połączenia, należy wziąć pod uwagę kilka punktów.

• Głównymi parametrami wybranego trybu pracy będą prąd i napięcie. Eksperci w tej dziedzinie wiedzą, że jeśli zwiększysz prąd, a także wytworzysz stabilne napięcie, spoina będzie głębsza i będzie miała mniejszą grubość. Jeśli podczas pracy zostanie utrzymany stabilny prąd, ale napięcie zostanie zmienione, to powstałe połączenie będzie mniej głębokie, ale jego grubość wzrośnie. Z tego wynika logiczny wniosek, że zmieni się również grubość spoiny.
• Drugim czynnikiem jest szybkość. Jeżeli ten parametr nie zostanie przekroczony o więcej niż 50 m/h, to głębokość zgrzewania złącza wzrośnie, a grubość zmniejszy.
• Jeśli zrobisz odwrotnie, czyli zwiększysz prędkość, zmniejszy się nie tylko głębokość spawania, ale także grubość krawędzi szwu. Zmniejszeniu ulegną również właściwości metalu powstałego w szczelinie między obrabianymi przedmiotami. Wynika to z faktu, że przy szybkim ruchu nagrzewanie wanny jest znikome.

Jak rozpoznać nogę spoiny

Warto powiedzieć, że nie jest to trudne. Podstawą tego stwierdzenia jest to, że w przekroju ten szew jest trójkątem równoramiennym, a obliczenie nogi takiej figury jest dość prostą operacją. Aby wydaćobliczeń, możesz użyć zwykłego wzoru trygonometrycznego: T=S cos 45º.

T to wartość ramienia spoiny, a S to szerokość wynikowego ściegu lub przeciwprostokątnej trójkąta.

Aby określić brzeg szwu, ważne jest, aby znać grubość samego szwu jako całości. Ta operacja jest dość prosta, plus w tym przypadku cos 45º będzie równy 0,7. Następnie możesz zastąpić wszystkie dostępne wartości we wzorze i uzyskać wartość nogi z dużą dokładnością. Obliczenie ramienia spoiny za pomocą tego wzoru jest jedną z najprostszych operacji.

Rodzaje szwów

Obecnie istnieją dwa główne rodzaje spoin. Ważne jest, aby zrozumieć, że szew i spoina to dwie różne rzeczy.

• Spoiny czołowe. Ten typ jest używany przy łączeniu części od końca do końca, czyli końców. Najczęściej w praktyce ten rodzaj szwu stosuje się przy montażu rurociągów, a także przy produkcji konstrukcji blaszanych. Zastosowanie tego typu szwu jest uważane za najbardziej ekonomiczne, a także najmniej kosztowne pod względem energetycznym.
• Istnieją również szwy narożne. W zasadzie warto tutaj wyróżnić trzy rodzaje – kątowe, tee, lap. Krawędzie cięcia materiałów w tym przypadku mogą być zarówno jednostronne, jak i dwustronne. To zależy od grubości metalu. Kąt cięcia mieści się w zakresie od 20 do 60 stopni. Jednak ważne jest, aby zrozumieć, że im większy kąt zostanie wybrany, tym więcej materiałów eksploatacyjnych będzie musiało zostać zużytych, a jakość również spadnie.

Wzór spoiny

Spoiny różnią się również konfiguracją. Tutaj można wyróżnić kilka typów: podłużne prostoliniowe i krzywoliniowe, pierścieniowe.

Jeśli mają być spawane szwy wzdłużne, bardzo ważne jest dokładne przygotowanie powierzchni metalu, zwłaszcza jeśli praca będzie miała miejsce z dużą długością szwów. Przy tworzeniu tego typu szwu ważne jest, aby powierzchnia nie była pofalowana i aby wszystkie zadziory krawędzi zostały oczyszczone. Ważne będzie również usunięcie wilgoci, rdzy, brudu lub innych niepożądanych elementów z powierzchni roboczej przed spawaniem.

Jeśli ma być wykonywane zgrzewanie pierścieniowe, bardzo ważne jest skorygowanie trybu pracy spawarki. Jeśli średnica produktu jest mała, to w celu uzyskania wysokiej jakości spoiny ważne jest, aby zmniejszyć natężenie prądu.

Można dodać, że powstałe szwy mogą być nie tylko wklęsłe lub wypukłe, ale również płaskie. Typy płaskie i wklęsłe najlepiej nadają się do tych konstrukcji, które działają pod obciążeniami dynamicznymi. Powodem tego było to, że ten rodzaj szwu nie ma zauważalnego przejścia od samego połączenia do metalu.

Nogi spawane GOST

GOST 5264-80 to dokument określający główne typy, elementy konstrukcyjne, a także wymiary wszystkich połączeń spawanych. Należy jednak zauważyć, że niniejszy artykuł nie obejmuje rodzajów szwów używanych do łączenia rurociągów.

Jeden z punktów tego GOST mówi, że podczas spawaniatypu doczołowego i różnej grubości części, można je łączyć w taki sam sposób, jak części o tej samej grubości, o ile ich różnica nie przekracza określonych wskaźników.

W niniejszym dokumencie opisano również, że przed spawaniem dozwolone jest przesuwanie spawanych krawędzi względem siebie. Istnieją również ustawione numeryczne parametry przesunięcia, które są dozwolone przy określonej grubości przedmiotu obrabianego.

Istnieje załącznik do tego dokumentu, który zawiera wszystkie minimalne wymiary ramion spoiny. Warto dodać, że wypukłość, podobnie jak wklęsłość szwu, nie może przekraczać 30% wartości jego nogawki.