Геометрические параметры сварного шва наряду с правильно подобранными режимом и оказывают существенное влияние на прочность, а также на долговечность. В случае соединения двух деталей встык основной геометрической характеристикой служит ширина шовного валика. В случае угловой сварки его место занимает катет.
Катет сварного шва
Содержание
- Что такое катет сварочного шва
- Геометрия сварочного шва
- Свойства
- Выбор катета сварного шва
- Как измерить
- Зачем нужен расчет
- Как сделать расчет
- Вам также могут быть интересны статьи:
Что такое катет сварочного шва
Поперечное сечение углового шовного валика представляет собой равнобедренный прямоугольный треугольник. Гипотенуза идет вдоль поверхности шовного материала, а катеты — от краев сварочного соединения к вершине угла.
Зависимость прочности от величины катета не является линейной. При слишком маленьком значении прочность будет недостаточной из-за малой площади сечения, при слишком большой длине чрезмерный объем наплавки может вызывать деформации металла заготовки. Кроме того, завышенная величина приводит к повышенному расходу сварочных материалов и электроэнергии. Кроме того, растет удельная стоимость сварочных работ.
В ходе конструкторско-технологической подготовки производства выбирают оптимальное значение этого параметра. Если соединяются детали различной толщины, катет шва выбирают по более тонкой детали.
Размеры сварочного шва
После проведения сварочных работ необходимо проверить, насколько размеры реального соединения соответствуют проектным. Для этого применяют специальные наборы шаблонов — катетометры.
Геометрия сварочного шва
Геометрия стыкового соединения полностью описывается следующим набором параметров:
- ширина;
- толщина;
- зазор между заготовками;
- заглубление зоны проварки;
- возвышение области наплавки над плоскостью заготовок.
При сварке под углом применяется модифицированный набор параметров:
- катет сварного шва;
- толщина зоны наплавки, равная сумме расчетной высоты и возвышения;
- возвышение зоны наплавки;
- расчетная высота.
Геометрические параметры сварочного шва
Расчетная высота — длина отрезка, восставленного перпендикулярно к гипотенузе валика из точки максимальной проплавки.
Свойства
Получив представление о геометрических параметрах, можно разбираться со свойствами сварного соединения. Основные свойства — это:
- однородность наплавки сварного валика ;
- равномерность наплавки;
- глубина проварки.
Под равномерностью понимают постоянство геометрических параметров вдоль шовной линии, прежде всего:
- высоты шовного материала;
- его ширины.
Если в каком-либо месте ширина окажется меньше проектной, то там в ходе эксплуатации изделия под внешней нагрузкой будут концентрироваться механические напряжения. В этой точке наиболее вероятно разрушение конструкции.
Однородность – это отсутствие дефектов сварки, таких, как пористость или неоднородность шовного материала.
Однородный сварной шов
Соблюдение глубины проварки проектной, ее постоянство обеспечивает заданную площадь сплавления заготовок, что гарантирует способность конструкции выдерживать большие нагрузки.
Выбор катета сварного шва
Определение длины катета шва при сварке выполняется под каждое конкретное изделие. Необходимо учитывать:
- толщину свариваемых заготовок;
- их материал;
- одностороннее соединение или двухстороннее(со скольких сторон будет проварен угол);
- характеристики электродов или проволоки.
Длина должна быть достаточной для обеспечения заданной прочности сварки. Завышать длину также недопустимо.
Завышение приводит к повышенному расходованию материалов, завышению трудоемкости, а также перетяжеляет конструкцию. Для облегчения выбора длины на основе практического опыта, а также научных исследований разработаны типовые шаблоны для каждого вида сварного соединения.
Как измерить
Для проверки качества выполненных работ необходимо промерить его основные параметры. Измерения проводят при помощи наборов специально калиброванных пластин — катетометров. Их поочередно прикладывают перпендикулярно линии шовного материала, пока не добьются полного прилегания.
Катетометр
Если катетометра нет под рукой, то измерения можно произвести с помощью штангенциркуля и угольника. Угольник прикладывают к одной из деталей так, чтобы его вершина упиралась в вершину сварочного валика. Щуп штангенциркуля опускают из-за угольника к другой вершине валика. Вылет щупа будет равен искомой длине.
Точность таких измерений будет несколько ниже, а времени на проверку сварного соединения, особенно длинного, уйдет значительно больше.
Зачем нужен расчет
Казалось бы, зачем вообще возиться с расчетом и измерением катета сварочного шва? Наплавить побольше металла — сварка будет стоять века. Такой подход имеет право на существование разве что при сварке каркаса забора вокруг дачного участка. При слишком большой высоте наплавки может получиться обратный эффект:
- При превышении толщины наплавки неоправданно расширяется зона нагрева и объем расплавленного металла. Возможно искривление деталей.
- Повышенный расход сварных материалов и превышение плановой трудоемкости сделают сварные работы экономически неэффективными, особенно при выпуске крупных серий изделий.
- При сварке деталей разной толщины длину выбирают по тонкой детали во избежание ее деформации.
Занижение длины, слишком узкий валик не обеспечит достаточной надежности сварки. Поэтому расчет крайне важен для создания долговечных и экономичных соединений.
Как сделать расчет
На практике используются приближенные правила расчета. По ним за значение параметра берут толщину более тонкой заготовки.
Точный расчет выполняется по формуле:
Т=S×cos(α),
- где Т — катет углового шва;
- S- ширина валика между деталями;
- α — величина угла между плоскостью детали и гипотенузой сечения валика.
В большинстве случаев угол принимают равным 45°, его косинус равен 0,7.
и формула упрощается:
Т= 0,7×S.
После проведения работ обязательно следует проверить размеры реального шовного материала на соответствие расчетным. Определение катета сварного шва проводят катетометром или штангенциркулем.
Источник: