8. Требования к сварке и контролю качества сварных соединений ГОСТ 31385-2008

Формулы расчета различных сварных соединений

В силу того, что существует много разновидностей сцепления металла, для каждого из них индивидуально производится расчет сварных соединений. По расположению свариваемых деталей различают следующие типы:

  • стыковые, в которых детали соединяются торцами по отношению друг к другу. То есть, в результате одна часть становится продолжением второй. Такое сцепление считается самым рациональным и при подаче усилий имеет наименьшую концентрацию напряжения. Они выполняются двумя способами – с прямым и с косым швом;
  • угловые – это те, при которых детали во время варения располагаются под углом, то есть перпендикулярно друг к другу;
  • нахлесточные соединения характеризуются положением деталей, при котором один элемент немного находит на второй. Такая технология часто применяется для сваривания деталей из металла, толщиной не более 5 миллиметров. Нахлест делается с целью укрепления будущего шва;
  • тавровые скрепления немного похожи на угловые. Здесь тоже детали располагаются перпендикулярно, но при этом скрепляются именно торцами.

Каждое из них разделяется еще на несколько подвидов, в зависимости от которых и производится расчет сварных соединений. Все эти виды варятся угловыми (валиковыми)  швами.

tipy-svarnyh-soedinenij.jpg

Для расчета сварных соединений применяются общепринятые формулы. В свободном доступе существует программа, позволяющая рассчитать любые виды стыков. Для этого достаточно ввести все необходимые параметры.

Основные параметры для расчета

Для совершения расчета сварного шва необходимо знать некоторые параметры, от которых будет зависеть показатель прочности полученного скрепления элементов.

Процесс растяжения и сжатия вычисляется по этой формуле:

rastyazhenie-i-szhatie.png

Рассмотрим все показатели:

  • Ус – это условия работы. Данный параметр является общепринятым и указывается в таблицах стандартных показателей для вычислений углового шва;
  • Ru – это сопротивление, которое характеризуется качеством металла. Оно указано в специальных таблицах;
  • Ry – сопротивление материала, согласно пределу текучести, определяется по таблицам;
  • Rwy – сопротивление, определяющееся в соответствии с существующим пределом прочности, взамен «Rwy» разрешается применять «Rwu/γu»;
  • N – это показатель максимальной нагрузки, которую может выдержать шов, и расчет напрямую от него зависит.
  • t – толщина материала, из которого изготовлена свариваемая деталь;
  • lw – максимальная продолжительность всего шва, ее уменьшают на значение 2t;

При варении деталей и конструкций из разного материала, Ry  и Ru при сварке разных металлов определяется по металлу с наименьшей прочностью. Расчет сварного шва на срез определяется по заготовкам и ориентировка должна быть на материал с меньшей прочностью.

Расчетное сопротивление сварного элемента зависит от растяжения в сварочном шве. Из-за этого в самой дорожке всегда есть небольшой уклон, который позволяет качественно сцепить две детали разного металла.

Расчет для конструкции с угловыми швами

Для конструкции, в которой предусмотрены угловые швы, вычисление сварного шва на отрыв проводится немного по другой формуле, так как следует учесть силу, которая направлена к центру тяжести. При подсчете, следует выбирать сечение с высокой опасностью. Расчет сварного шва на срез производится по общепринятой стандартной формуле:

Каждое из представленных значений и  параметров играет важную роль в качестве будущего скрепления, вне зависимости от типа металлов:

Как правило:

Rwf – этот показатель указывает на сопротивление срезу. Он берется из ГОСТовских таблиц;

Соединение внахлест

Это определенная технология выполнения шва, при которой один элемент накладывается на другой. Вычисление производится в зависимости от положения и типа шва, так как внахлест бывают лобовые, угловые и фланговые швы.

N / (βz kf lw) ≤ Rwz γwz γc

Рассчитывая прочность дорожки при скреплении металлических элементов внахлест, используется минимальная S сечения, которая проходит сквозь меньшую высоту условного треугольника шва (без учета наплыва). Для ручной сварки при равных катетах шва эта высота равняется 0,7kf.

Необходимость расчета по сечению с меньшей расчетной площадью напрямую связана с использованием сварочных материалов и с прочностью, превышающей прочность основного материала соединяемых элементов.

При полуавтоматическом и автоматическом виде сварки провар в самом углу (при угловом шве внахлест) получается намного глубже, чем при варении ручным дуговым методом. За высоту, берется условный показатель βf kf или βzkf , примеры которого можно увидеть в таблице.

1 Общие требования

8.1.1 При изготовлении и монтаже резервуаров применяют следующие электродуговые способы сварки:

— механизированную дуговую сварку плавящимся электродом в защитном газе;

— автоматическую дуговую сварку плавящимся электродом под флюсом;

— механизированную дуговую сварку самозащитной порошковой проволокой;

— механизированную дуговую сварку самозащитной порошковой проволокой в среде защитного газа;

— ручную дуговую сварку.

8.1.2 Организации-подрядчики (изготовитель и монтажник) разрабатывают операционные технологические карты по сварке и контролю сварных соединений.

Технологические процессы заводской и монтажной сварки должны обеспечивать параметры сварных соединений в соответствии с требованиями проектов КМ и ППР и настоящего стандарта к физико-механическим характеристикам, геометрическим размерам, предельным параметрам и видам дефектов (см. 5.2.1.8, 5.2.3, 8.1.6, 8.1.7, 8.1.9.2, 8.2).

Руководство сварочными работами и сварку металлоконструкций резервуаров должны выполнять специалисты, аттестованные в соответствии с [16].

8.1.3 Заводскую сварку резервуарных конструкций следует выполнять в соответствии с утвержденным технологическим процессом, в котором должны быть предусмотрены:

— требования к форме и подготовке кромок свариваемых деталей;

— способы и режимы сварки, сварочные материалы, последовательность выполнения технологических операций;

— указания по подготовке и сборке деталей перед сваркой с использованием кондукторов.

8.1.4 Монтажную сварку конструкций выполняют в соответствии с указаниями ППР, в котором должны быть предусмотрены:

— наиболее эффективные способы сварки монтажных соединений;

— сварочные материалы;

— форма подготовки свариваемых элементов;

— технологические режимы сварки;

— необходимые технологическая оснастка и оборудование;

— указания по климатическим (температура, ветер, влажность) условиям выполнения сварочных работ.

8.1.5 Применяемые сварочные материалы, требования к условиям их хранения должны соответствовать стандартам или ТУ на поставку сварочных материалов.

Сварочные материалы и технологии сварки должны быть аттестованы по [17] — [19].

8.1.6 Способы и режимы сварки конструкций должны обеспечивать:

— уровень механических свойств и хладостойкости сварных соединений, предусмотренных проектной документацией;

— уровень дефектности, не превышающий требований настоящего стандарта (см. 8.2, 8.3).

8.1.7 Коэффициент формы наплавленного шва (прохода) должен быть в пределах от 1,3 до 2,0. Допускается выполнение прерывистых сварных швов за один проход в нерасчетных соединениях элементов резервуаров, не оказывающих влияния на их герметичность.

8.1.8 Временные технологические детали, привариваемые к резервуару при изготовлении элементов и монтаже и подлежащие удалению, должны быть удалены без ударного воздействия на элементы резервуара, а остатки сварных швов — зачищены заподлицо с основным металлом и проконтролированы.

8.1.9 Требования к механическим свойствам сварных соединений

8.1.9.1 Механические свойства (кроме твердости) металла угловых, нахлесточных и тавровых соединений определяют на образцах, вырезанных из стыковых сварных соединений-прототипов. Стыковые соединения-прототипы должны выполняться с использованием марок сталей, сварочных материалов и оборудования, предназначенных для сварки указанных выше типов соединений.

8.1.9.2 Требования к прочностным характеристикам

Металл сварных соединений должен быть равнопрочен основному металлу. Испытания следует проводить на трех образцах типа XII или XIII по ГОСТ 6996. К металлу сварного шва сопряжения стенки с днищем (уторного шва) предъявляют дополнительное требование равнопрочности с основным металлом по нормативному значению предела текучести.

8.1.9.3 Требования к ударной вязкости сварных соединений

Ударная вязкость при установленной температуре испытаний должна быть не менее значений, указанных в 5.2.3.

Температуру испытаний устанавливают в соответствии с требованиями 5.2.3.2.

Испытания на ударный изгиб (ударную вязкость) следует проводить для металла сварного шва и зоны термического влияния стыковых соединений элементов групп А и Б. При этом определяют ударную вязкость металла шва и зоны термического влияния (ЗТВ) на трех поперечных образцах (по шву — три образца; по ЗТВ — три образца) с острым надрезом типа IX (для толщины основного металла 11 мм и более) и типа X (для толщины основного металла 6-10 мм) по ГОСТ 6996.

8.1.9.4 Требования к технологическим испытаниям на изгиб сварных соединений

При испытаниях сварных соединений на статический изгиб среднеарифметическое значение угла изгиба шести поперечных образцов (тип XXVII по ГОСТ 6996) должно быть не менее 120°, а минимальное значение угла изгиба одного образца — не ниже 100°. При толщине основного металла до 12 мм включительно испытания проводят изгибом образца с корнем шва внутрь (на трех образцах) и корнем шва наружу (на трех образцах), а при толщине основного металла более 12 мм — изгибом образцов «на ребро» (на шести образцах).

Условные обозначения на чертеже

Как на чертежах обозначается сварка, так и в обязательном порядке должны быть показаны и дополнительные вспомогательные отметки (знаки).

С их помощью профессионалы, составляющие схемы сварки могут:

  • Указать с помощью знаков, что необходимо осуществить плавный переход к основной поверхности. Реализовать это можно исправив неровности с помощью ручной или механической обработки;
  • Выделить тот момент, что при сваривании элементов линия обязательно должна остаться не замкнутой
  • Показать, что необходимо выполнить шов таким образом, чтобы он был цепным;
  • Акцентировать внимание на том что контур стыковочного шва должен быть замкнут
  • Показать, что соединительный стык нужно делать в шахматном порядке

Важно знать, что все дополнительные знаки регламентированы в ГОСТе и именно они уточняют что дополнительно необходимо будет сделать на стыке сварки.

znaki-oboznachenija-shvov-na-chertezhe.jpg

Обозначения сварки по ГОСТу

Мало кто захочет изучить абсолютно все общепринятые аббревиатуры и сокращения, связанные со сварочными работами, а также запомнить наизусть все обозначения на чертежах сварки.

 В том числе и все ГОСТы на свете так же невозможно знать. Все это и не нужно только если вы не сварщик, желающий стать квалифицированным профессионалом, вот в этом случае знать все эти моменты не просто желательно, а необходимо.

Крайне важно знать все тонкости стандартов если вы собираетесь заниматься сваркой не только на своем дачном участке, но и на предприятии где вам 100% придется столкнуться со специфической топологией и рабочими чертежами со всеми специфическими обозначениями на них.

Без знаний специфики, терминов и обозначений сварных работ вам невозможно будет работать. Технологический процесс сварки включает в себя огромное количество методов. Каждый из них в свою очередь соответствует узкоспециализированным требованиям и техническим запросам. Все эти моменты обобщены и отображены в ГОСТах и именно о них и всех моментах касающихся сварочных работ вы можете прочитать на страницах нашего интернет портала mrmetall.ru

Для неопытного специалиста технологические чертежи со всеми специфичными обозначениями так же, как и сварочные швы обозначение на чертежах сразу могут быть пугающими. Но как только начинающий сварщик изучит самые основные ГОСТы по профессии, то все условные обозначения в документах станут понятной и ценной информацией. Очень важно для сварщика уметь «прочесть чертеж» и понять поставленные задачи.

ЕСКД

Есть целая система, в которую входят самые основные стандарты. Она называется кратко «ЕСДК».

В нее входят:

  1. ГОСТ 14771-76 Сварка в инертной среде. Полный свод информации о том какие получаются швы и соединения при таком варианте работ;
  2. ГОСТ 2.312-72 именно здесь собран весь перечень условных обозначений и отображение всех видов сварочных швов в чертежных документах
  3. ГОСТ 5264-80 собрана вся информация по швам и соединениям, которые выполнены дуговой ручной сваркой (РДС).

 Кроме того, используется и ГОСТ 16037 который применяется в том случае если производится сварка стальных трубопроводов с арматурой и другими видами труб.

Благодаря тому, что есть чертежи, есть возможность проверить готовые изделия (конструкции) на целостность и прочность стыков (и это не только при изготовлении металлоконструкций нужны ОСШ обозначение сварных швов). Те сотрудники, которые осуществляют контроль сверяют замеры каждого из соединений с данными чертежей, что позволяет судить как о надежности конструкции, компетентности сварщика, который произвел работу и о качестве сварки.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий