ГОСТ 8713-79 сварка под флюсом соединения сварные: острыми и тупыми углами 23518, автоматическая, смеси, классификация, дуговая в защитном газе, 11534

Сварка под флюсом один из первых видов сварочных технологий. Понятие о ней было введено Николаем Славяновым в XIX век. Он же ввел основные термины. Практическое воплощение его идей осуществил Д. Дульчевский в XX веке. Он применил автоматизированный сварочный комплекс для флюсовой сварки. Метод постоянно совершенствовался и сохранил популярность и в наши дни. Параметры соединений регламентируются ГОСТ 8713-79 «Сварка под флюсом соединения сварные». Связанным документом является «Сварка под острыми и тупыми углами» ГОСТ 23518-79.

Содержание

Тип соединения

Для сваривания заготовок используются автоматизированные и механизированные методы.

ГОСТ дает такое определение:

МФ – на весу,
МФШ – подварка,
МФО – оставляемая подкладная пластина.

ГОСТ описывает такие виды автоматической сварки, как:

АФО – подкладная пластина,
АФФ с флюсовой подушкой,
АФК – подваривание корневой области,
АФП – перемещаемая подложка из меди,
АФМ – флюсо-медная подложка.

В документе ГОСТ 11534, регламентирующем флюсовую сварку под острыми и тупыми углами, дополнительно описываются следующие типы:

П – обычная полуавтоматом,
Пс – полуавтоматом на стальной подложке,
Ппш – полуавтоматическая с подвариванием шва,
Ас – автоматом на стальной подложке,
Апш – автоматом с подвариванием шва.

Работа выполняется неплавящимся электродом.

Сварка под острыми и тупыми углами, согласно ГОСТ 11534, требует использовать такие типы швов, как:

встык,
внахлест,
углом,
тавровые.

Среди стыковых швов выделяются такие подвиды, как:

односторонние и двухсторонние,
замковые со скосом,
криволинейный скос,
скошенные симметричные,
скошенные ломаные,
строганые,
скошенные ассиметричные,
отбортованные.

Пример основной таблицы для стыкового шва типа С47.

Среди угловых швов выделяют:

односторонние,
двухсторонние,
скос,
отбортовка.

Швы внахлест и тавровые в этой классификации бывают односторонними и двухсторонними.

Форма подготовки кромок

ГОСТ 8713-79, описывающий сварку в защитном газе и сварные соединения, требует высокой точности при разделке кромок заготовок. Требования по точности, предъявляемые к обычной ручной сварке ММА, либо аргонодуговой, заметно ниже. Автоматический сварочный аппарат настраивается под определенный режим сварки, включая силу тока, расстояние от заготовки до электрода и его траекторию.

В ходе исполнения заложенной программы автоматический аппарат не сможет учитывать неточности обработки либо установки заготовки, как это смог бы сделать квалифицированный и опытный сварщик.

Разделку кромок проводят на установках газовой, плазменной или лазерной резки. Используются также металлообрабатывающие станки (фрезерный, строгальный, долбежный). Реже при разделке применяются установки водяной резки.

Перед началом работ необходимо провести подготовку: очистить от механических загрязнений, шлака, ржавчины, масложировых пятен. Оставшиеся загрязнения, попав в зону действия дуги, приводят к образованию таких дефектов, как:

поры и каверны,
трещины,
непровар,
посторонние неметаллические включения.

Механическую зачистку проводят с помощью пескоструйной обработки либо ручными угловыми шлифмашинами. Используется также и химическое пассивирование для более качественного удаления окисной пленки. Кроме самих кромок, зачищается и околошовная область на 5-6 мм с каждой стороны от шва. Общее обезжиривание с помощью органических растворителей или неорганических активных веществ распространяется на ту же зону.

Заготовки требуется надежно закрепить на сборочном стенде с помощью струбцин или специальной оснастки. Используется также прихватывание в заранее определенных местах ручной электродной сваркой или в среде углекислого газа. Точечные прихватки делают из полос металла длиной 5-7 см. Их устанавливают не далее 40 см одну от другой, с краю они должны быть не далее 20 см от начала (конца) шва. Их обязательно следует очистить от брызг расплава и шлаков.

Для входа и выхода электрода без прожога в начале и конце шва устанавливают вводные и выводные подкладки, разделанные тем же профилем, что и основной шов.

Рабочие режимы выбирают исходя из металла заготовок, их толщины, вида разделки. К ним относятся:

рабочий ток и напряжение,
толщина и темп подачи сварочного материала,
скорость и наклон движения электрода.

Стыковые швы свариваются с разделкой или без таковой. Соединение может провариваться с одной либо обеих сторон, а также за несколько проходов.

Пример основной таблицы ГОСТ для типа соединения С18.

Если есть возможность довести зазор между заготовками до 1 мм, то работу в положении «в лодочку» проводят без подкладки. Если же зазор больше подкладывают металлическую или асбестовую пластину, либо подсыпают подушку из флюса. Применяется также предварительное подваривание корня шва с изнанки.

Сварка в положении «лодочка» рекомендована для угловых и тавровых швов. Она дает возможность равномерно проплавить кромки и увеличить площадь сечения шва. Для этого заготовки крепят в специальной поворотной оснастке, называемой кантователь. Он может поворачиваться вместе с заготовкой вокруг продольной оси, параллельной линии шва. ГОСТ предусматривает сборку двутавра сварного таким же способом.

Сварочные схемы.

Сваривание тавровых и нахлесточных швов ведут с углом наклона электрода в 15-30о к линии шва. К минусам такого метода относят ограничение предельного значения катета в 16 миллиметров. Для получения больших значений приходится прибегать к многопроходному провариванию.

Характер сварного шва

Односторонняя сварка стыков используется для менее ответственных соединений. Применяют ее и в тех случаях, когда не удается получить доступ к изнанке. Большой размер сварочной ванны, ее относительный перегрев, большой объем расплава зачастую приводят к расплескиванию расплава и его вытеканию через зазор. Для предотвращения нежелательного эффекта используют подкладочные пластины из стали или меди, а также подсыпку флюса. Наиболее распространены следующие методы выполнения односторонних швов:

Флюсовая подушка. Под соединяемые кромки засыпают флюсовый порошок слоем 3-7 см. Прижим осуществляется за счет собственного веса или с помощью резинового баллона, наполненного сжатым воздухом. При небольших размерах соединения используется резиновый шланг. Слой флюсового порошка препятствует вытеканию расплавленной среды и предотвращает доступ воздуха к сварочной ванне.
Медная подкладочная пластина. Медь имеет высокий коэффициент теплопроводности. Это свойство используется для отвода избыточного тепла из рабочей зоны. Таким образом не происходит пережог материала заготовок. Кроме того, пластина предохраняет расплав от вытекания через зазор. Напротив шва в пластине делается продольная выемка, ее засыпают флюсовым порошком. Благодаря такой выемке на изнаночной стороне соединения формируется сварочный валик. Медная пластина имеет ширину от 4 до 6 см, и толщину от 0,5 до 3 см.
Медный ползун. Параллельно электроду с изнаночной стороны на шпильках движется массивный башмак с водяным охлаждением. Для снижения трения могут применяться ролики.
Стальная подкладная пластина. Если позволяет конструкция, с тыльной стороны подкладывают контактную полосу шириной 2-5 см и толщиной полсантиметра из того же сплава, что и заготовки. Ее устанавливают с минимальным зазором и прихватывают через каждые 40 см конденсаторной сваркой. Пластина проваривается вместе с заготовками, входя в состав шовного материала. Таким образом не только предотвращается вытекание расплава, но и повышается прочность шва.
Подварочный шов. Ручная подварка формирует корень шва, надежно фиксирует заготовки и предотвращает вытекание расплава.

Способы защиты от вытекания, виды подкладок.

Двустороння сварка стыков формирует более прочный и долговечный шов. Этот метод применяется в ходе сборки промышленных установок, станков, транспортных средств, строительных конструкций, ответственных и нагруженных изделий с высокой удельной прочностью. Проварка с двух сторон позволяет шву выдерживать как статические, так и динамические нагрузки наравне с основным материалом изделия.

При выполнении стыка в два прохода сначала заваривают шов с лицевой стороны, достигая глубины провара 60-70% от высоты. Перед этим заготовки тщательно подгоняют друг к другу, зазор не должен превышать 1 мм. Различные подкладочные средства при этом не применяют, сил поверхностного натяжения расплава достаточно, чтобы избежать вытекания. На следующем этапе проходят шов с изнаночной стороны, формируя его полный профиль.

Если по конструктивным или технологическим причинам обеспечить малый зазор не удается, используют те же методы для предотвращения протекания, что и при одностороннем способе:

подкладочная пластина из меди,
пластина из стали,
слой флюсового порошка,
подварка вручную.

Угловые, тавровые и нахлесточные швы заваривают, располагая заготовки в лодочку. При проварке с обратной стороны кантователь с закрепленными в нем заготовками поворачивают на необходимый угол.

Формы поперечного сечения

Швы подразделяются на

плоские, с нулевым возвышением,
выпуклые, с положительным возвышением,
вогнутые, с отрицательным возвышением.

Выпуклая форма сообщает шву дополнительную прочность, но приводит к повышенному расходу присадочного материала. При серийном производстве это может существенно повысить себестоимость.

Толщина свариваемых деталей

Это важный параметр, определяющий выбор той или иной технологии, способ и конкретную форму разделки кромок, число сторон шва и число проходов. Тонкие заготовки (до 1мм) сваривают, применяя прием разделки «отбортовка». Он позволяет избежать прожога, увеличить площадь соприкосновения заготовок и повысить прочность, долговечность и герметичность (при необходимости) соединения. Заготовки от 1 до 4 мм сваривают без разделки кромок.

Небольшая толщина позволяет добиться полного провара и высокого качества шва. Заготовки толще 4 мм подвергаются разделке кромок. Это необходимо для обеспечения доступа электрода к корню шва для достижения полного и качественного провара.

Для деталей толще 60 мм используют специальные профили разделок, разнородные криволинейные или ступенчатые, и проваривают шов за несколько проходов. Сварочные смеси ГОСТ регламентирует также в зависимости от толщины.

Условные обозначения соединения

В условное обозначение, согласно ЕСКД, входят такая информация:

буква: обозначение типа шва,
одна или две цифры: обозначение подтипа,
от одной до трех букв: обозначение типа сварки,
буква: обозначение сварочного положения,

Дополнительная информация указывается по необходимости.

Предел текучести

Исходя из предела текучести материалов заготовок разной толщины ГОСТ на флюсовые сварочные работы определяет наименьшее значение катетов углового шва.

Размеры катетов исходя из предела текучести материала.

Наибольшее значение не может составлять свыше 120% от толщины меньшей заготовки.

Наименьшее значение катетов при разной толщине заготовок

Стандарт устанавливает наименьшие значения в том случае, когда заготовки имеют разную толщину. Если разница меньше, то сваривание проводят как для деталей равной толщины.

Предельная разность толщин.

Если разница больше, то толстую деталь скашивают фаской до толщины тонкой. Возможно также выполнение шва с наклонной поверхностью, осуществляющей переход от заготовки к заготовке.