Види зварних з’єднань і швів: таблиця, класифікація

Зварювання є одним з основних способів з’єднання, яке застосовується в промисловості і в приватній сфері. Це відносно дешевий і надійний метод, який забезпечує отримання нероз’ємного з’єднання. З урахуванням того, що існує безліч різновидів металу, кожен з яких має свої особливості зварювання, а також різні умови проведення роботи і самі вимоги до з’єднання, виділяються різноманітні види зварних з’єднань і швів.


Види зварних з’єднань

Зони зварного з’єднання

Зона сплаву – займає від 0,1 до 0,4 мм основного металу. У ній присутні частково оплавлені зерна. Коли метал прогрівається в даній зоні, то він набуває игольчатую структуру. Вона володіє низькою міцністю і високою крихкістю.

Зона термічного впливу – вона поділяється на чотири ділянки. Перша ділянка відноситься до основного металу, який нагрівся до температури вище 1100 градусів Цельсія. Він володіє крупнозернистою структурою. Зерна в даній області, приблизно, в 12 разів більше стандартних. Через перегріву знижується в’язкість, пластичність і інші механічні властивості металу. Це найслабший дільницю зварювання, в якому часто відбувається розрив.

Друга ділянка – це зона нормалізації, де основний метал прогрівається на 900 градусів Цельсія. Структура зерна тут набагато менша, ніж в попередньому випадку. Дана ділянка займає від 1 до 4 мм.

Третя ділянка – зона неповної кристалізації. Тут основний метал прогрівається від 750 до 900 градусів Цельсія. На ньому зустрічаються як дрібні, так і великі зерна. За рахунок нерівномірного розподілу кристалів механічні властивості знижуються.

Четверта ділянка – зона рекристалізації. Область прогрівається від 450 до 750 градусів Цельсія. Тут відновлюється форма зерен, які були деформовані минулими механічними діями. Орієнтовна ширина даної ділянки становить від 5 до 7 мм.

Зона основного металу – починається від ділянки, який прогрівається менш ніж 450 градусів Цельсія. Тут структура схожа з основним металом, але за рахунок прогрівання сталь втрачає свої властивості фортеці. По межі виділяються нітриди і оксиди, які послаблюють зв’язок зерен. Метал набуває більш високу міцність в даному місці, але отримує меншу ударну в’язкість і пластичність.


Схема зон зварного шва

Повна класифікація зварювальних швів і з’єднань

Види зварних швів поділяються на кілька категорій за різними ознаками. Одним з них є відмінність за зовнішнім виглядом. Тут виділяють:

  • Увігнуті (вони ж ослаблені);
  • Опуклі (вони ж посилені);
  • Нормальні (вони ж плоскі).

За типом виконання зустрічаються:

  • односторонні;
  • Двосторонні.

За кількістю проходів:

  • багатопрохідні;
  • Однопрохідні.

За кількістю шарів:

  • Багатошарові (при зварюванні товстих металів);
  • Односторонні.

Класифікація зварних швів виділяє ще різновиди по протяжності:

  • Точкові шви (їх створюють за допомогою контактного зварювання);
  • Двосторонні шахові;
  • Двосторонні ланцюгові;
  • Односторонні переривчасті;
  • Односторонні безперервні.

Типи зварних швів у напрямку зусилля впливу:

  • Лобовий (поперечний) – зусилля здійснюється перпендикулярно;
  • Фланговий (поздовжній) – зусилля проводиться паралельно шву;
  • Косий – зусилля здійснюється під кутом;
  • Комбінований – поєднує в собі флангову і лобову різновид.

Види зварювальних швів і з’єднань по просторовому положенню:

  • Нижній;
  • горизонтальний;
  • вертикальний;
  • стельовий;
  • напівгоризонтального;
  • полувертикальном;
  • Полупотолочний;
  • В човник.

За своїми функціями і призначенням категорії зварювальних швів бувають:

  • герметичні;
  • міцні;
  • Міцно-щільні.

По ширині:

  • Розширені – робляться за допомогою поперечних коливальних рухів електрода;
  • Ниткові – ширина шва яких практично не перевищує величину діаметра зварювального електрода.

особливості швів

  • стикові

Це найбільш поширений варіант, який представляє собою звичайне з’єднання листів або торцевих поверхонь. На нього потрібна мінімальна кількість металу і часу. Його можуть проводити без скосу кромок, якщо листи тонкі. Для товстих виробів потрібна підготовка металу під зварювання, де буде потрібно скошувати кромки для збільшення глибини проварювання. Це актуально при товщині від 8 мм і вище. Якщо деталь товщі 12 мм, то тут необхідно двостороннє стикове з’єднання зі скошуванням крайок. Такі сполуки найчастіше проводяться в горизонтальному положенні.


Зовнішній вигляд стикового зварювального шва

  • Таврове

Таврові різновиди з’єднань і швів представляються у вигляді літери «Т». Воно може бути одно- або двосторонніми, а також можуть з’єднувати вироби різної товщини. Якщо перпендикулярно встановлюється менша деталь, то електрод під час зварювання потрібно нахиляти до 60 градусів. Тут же можна скористатися прихватками, щоб нахилити деталь і здійснити більш простий варіант зварювання «у човник». Це зменшує ймовірність утворення підрізів. Шов, як правило, накладається за один прохід. Зараз існує багато апаратів для здійснення автоматичної таврової зварювання.


Зовнішній вигляд таврового з’єднання

  • кутове

Кутовим вважається з’єднання, яке розташовується під кутом 90 градусів, або іншої величини. У таких з’єднань часто підкошуються кромки, щоб шов зміг залягти на потрібну глибину для забезпечення надійності. Двостороння проварка робить з’єднання більш міцним.


кутове з’єднання

  • внахлест

Цей метод застосовується для зварювання листів товщиною менше 1 сантиметра. Вони кладуться внахлест один на одного і проварюються з двох сторін. Слід стежити, щоб між ними не потрапляла волога. Іноді, для кращого скріплення, таке з’єднання вариться з торця.


Зварювальне з’єднання внахлест

Геометрія зварного шва

Розглянувши види зварних швів і способи їх нанесення, варто звернути увагу на основні геометричні параметри.


Геометричні параметри шва встик

  • E – ширина утвореного шва;
  • S – товщина заготовки;
  • B – зазор між зварюються заготовками;
  • T – товщина отриманого шва;
  • H – глибина залягання провареної частини;
  • Q – розмір опуклою частини.


Геометричні параметри кутового шва

  • A – товщина кутового шва, в яку. Входить величина опуклості і розрахункової висоти;
  • P – розрахункова висота, яка відповідає перпендикулярній лінії, проведеної з місця найглибшого про плавлення до гіпотенузи найбільшого прямого трикутника, вписаного в зовнішню частину шва;
  • Q – опуклість наплавленої області;
  • K – катет кутового шва являє собою відстань від поверхні однієї заготовки до кордону кута інший.

особливості вибору

Всі види зварних з’єднань і швів помітно відрізняються за своїми властивостями. Тому, для кожного конкретного випадку доводиться підбирати свій набір параметрів для вдалого поєднання. В першу чергу слід звертати увагу на просторове положення. Чим легше проходить робота, тим краще якість шва. Найбільш легкими у виконанні вважаються горизонтальні шви, тому, майстри намагаються поставити заготовки в таку позицію. Іноді навіть доводиться кілька разів перевертати один і той же виріб, щоб забезпечити високу якість шва. «Важливо! Не слід забувати, що зварювання за один прохід допомагає досягти кращої фортеці, ніж багаторазові проходи. Тому, потрібно знаходити баланс між зручністю і кількістю проходів. »

При товстих заготовках завжди потрібно обробляти кромки і після цього ще обробляти поверхню, щоб додати їй чистоту. Стикові варіанти є найпростішими і переважними до роботи, так як їх простіше фіксувати, щоб уникнути спотворень геометрії отриманих деталей. Крім правильного вибору типу шва, потрібно звертати увагу ще й на температурний режим, так як тоді можуть зміститися зони проварки і виріб просто переплавиться або недоваріть.