Сварка широко применяется в машиностроении для соединения деталей. Правильное обозначение сварки на чертежах позволяет точно и недвусмысленно донести всю необходимую информацию для качественного выполнения работ. Рассмотрим основные принципы и стандарты, регламентирующие изображение швов и соединений.
Виды сварных соединений
В зависимости от взаимного расположения свариваемых деталей различают несколько видов сварных соединений:
- Стыковые
- Тавровые
- Нахлесточные
- Угловые
- Торцовые
Рассмотрим их подробнее:
Стыковые соединения
В стыковом соединении поверхности деталей располагаются в одной плоскости, а сварка производится по смежным торцам. Такие соединения наиболее прочные, но требуют высокой точности сборки.
Тавровые соединения
Тавровые соединения получаются при сварке торца одной детали с поверхностью другой. Они обеспечивают высокую жесткость конструкции.
Нахлесточные соединения
В нахлесточных соединениях поверхности деталей располагаются параллельно и частично перекрывают друг друга. Такие швы менее чувствительны к погрешностям сборки, но хуже работают при нагрузках.
Угловые соединения
Угловое соединение образуется при расположении поверхностей деталей под углом и сварке по торцам. Угловые швы обеспечивают высокую прочность.
Торцовые соединения
Торцовое соединение сваривается по торцам деталей, боковые поверхности которых примыкают друг к другу. Применяются для сварки тонких деталей.
Способы сварки и их условные обозначения
Существует множество различных способов сварки, каждый из которых имеет свое условное обозначение.
Ручная дуговая сварка
При ручной дуговой сварке источником нагрева служит электрическая дуга между электродом и изделием. Этот способ может обозначаться Р, РД.
Газовая сварка
Газовая сварка производится с использованием пламени, получаемого при сжигании горючего газа в кислороде. Обозначается Г или ГФ (газовая сварка с присадочной проволокой).
Автоматическая сварка
При автоматической сварке все процессы механизированы и протекают без непосредственного участия человека. Может обозначаться А, АМ, АФ в зависимости от дополнительных параметров.
Параметры сварных швов
Конструктивные параметры сварных швов стандартизованы. Различают несколько видов швов, регламентированных ГОСТами.
Типы швов
Каждый тип шва имеет буквенно-цифровое обозначение, полностью определяющее его характеристики. Например:
- С1 - стыковое соединение с односторонним швом без скоса кромок
- T3 - тавровое соединение без скоса кромок, двусторонний шов
Размеры швов
Регламентируются такие параметры как толщина шва, глубина провара, катет и другие размеры в соответствии с типом соединения.
Разделка кромок
Форма разделки кромок (угол раскрытия, величина скоса) выбирается в зависимости от толщины металла, способа сварки. Некоторые варианты разделки показаны на рисунке:
Таким образом, параметры сварного шва определяются его конструкцией и назначением в соответствии со стандартами.
Обозначение швов на чертежах
Для условного изображения сварных швов используются сплошные и штриховые линии в зависимости от видимости шва, а также специальные обозначения.
Линии-выноски
От шва или точки проводят линию-выноску со стрелкой и полкой. Обозначение шва размещают над полкой линии, если шов видимый, или под полкой, если невидимый.
Стандартные и нестандартные швы
Стандартные швы имеют типовое буквенно-цифровое обозначение (С2, Т5 и т.д.). Нестандартные швы изображаются с указанием размеров и дополнительных обозначений.
Примеры обозначений
Ниже приведены примеры условных обозначений некоторых швов сварных соединений:
| Шов стыкового соединения, односторонний (С1) |
| Шов углового соединения, двусторонний (У2) |
| Шов таврового соединения, двусторонний, прерывистый (T3) |
Такие условные изображения позволяют в полной мере описать конструкцию сварного шва на чертеже.
Контроль качества швов
Сварные швы должны соответствовать определенным требованиям к качеству. Для проверки швов используются различные виды контроля, предусмотренные в стандартах.
Виды контроля
- Визуально-измерительный
- Ультразвуковой
- Радиографический
- Капиллярный
Каждый из методов позволяет выявить те или иные виды дефектов.
Обозначение на чертежах
На чертеже может быть указан конкретный контрольный комплекс для шва или его категория качества. Эти обозначения размещаются под линией-выноской шва.
Требования к качеству
При контроле швов проверяют:
- Соответствие геометрии и размеров
- Наличие поверхностных дефектов
- Внутренние дефекты шва (трещины, поры)
Влияние сварки на свойства металла
Процесс сварки оказывает существенное влияние на свойства металла в зоне соединения, что необходимо учитывать при выборе параметров.
Структурные изменения
Из-за больших градиентов температур происходит кристаллизация металла с образованием структур с различной плотностью.
Внутренние напряжения
Неравномерный нагрев металла приводит к внутренним сварочным напряжениям, снижающим прочностные характеристики.
Методы снижения напряжений
Для этого применяются:
- Термическая обработка
- Наложение швов определенной геометрии
- Рациональный выбор режима сварки
Измерение остаточных напряжений
Поскольку напряжения не являются физической величиной, их определяют через измерение упругих деформаций, связанных с напряжениями законом Гука. Существуют механические, оптические, ультразвуковые методы измерения деформаций и определения напряжений.
Механические методы
При этом на образец наносятся специальные датчики деформаций.
Оптические методы
Основаны на зависимости оптических свойств металла (показателя преломления) от напряженного состояния.
Ультразвуковые методы
Измеряют скорость распространения ультразвука, которая зависит от уровня внутренних напряжений в металле.
Особенности обозначения сварных соединений по ГОСТ Р ИСО 2553-2022
С 1 сентября 2022 года введен в действие актуализированный стандарт по обозначению сварных соединений на чертежах - ГОСТ Р ИСО 2553-2022. Рассмотрим его основные положения:
Новые требования
ГОСТ Р ИСО 2553-2022 устанавливает правила нанесения на чертежах информации о:
- Геометрии швов
- Технологии сварки
- Контроле качества
- Испытаниях
Отличия от предыдущих стандартов
В отличие от предшествующих версий, новый стандарт гармонизирован с международным стандартом ISO 2553:2019.
Примеры обозначений
Ниже приведен пример обозначения на основании ГОСТ Р ИСО 2553-2022:
Как видно, стандарт позволяет в полном объеме отобразить информацию о сварном шве на чертеже.
Рекомендации по выбору параметров шва
Правильный выбор способа сварки и параметров сварного соединения имеет принципиальное значение для качества конструкции.
В зависимости от материала
Необходимо учитывать физико-химические свойства свариваемого металла.
В зависимости от толщины
От толщины зависят оптимальные режимы сварки и геометрия шва.
Для снижения остаточных напряжений
Выбор рациональной технологии позволяет минимизировать негативное влияние на свойства металла.
Рекомендации по выбору способа сварки
Рассмотрим некоторые рекомендации по выбору оптимального способа сварки в конкретных ситуациях.
Сварка тонколистового металла
Для соединения листов толщиной 0,5-2 мм хорошо подходит контактная точечная сварка. При этом будут обеспечены высокая производительность и минимум деформаций.
Сварка деталей большой толщины
В случае соединения массивных заготовок толщиной более 50 мм рекомендуется применять электрошлаковую сварку. Этот процесс позволяет получать сварной шов высокого качества и с минимальными остаточными напряжениями.
Сварка разнородных материалов
Для соединения различных металлов и сплавов (например, алюминия с медью) подходит лазерная сварка. Лазерный луч быстро и качественно сваривает даже тугоплавкие материалы без окисления.
