Кінець таблиці 10
Типи швів та умови їх роботи
Категорія та рівень якості зварних швів
Умовні познаки:
<зр - напруження розтягу металу шва:
Ry - розрахункове напруження сталі на розтяг, стиск, згин за границею текучості;
Туш-дотичне напруження металу кутового шва;
Rwf- розрахункове напруження металу кутового шва на зріз по металу шва;
о - напруження металу шва;
R - розрахунковий опір металу шва
Зварювання необхідно виконувати при стабільному режимі, встановленому технологічним процесом. Допускаються відхили сили струму в розмірі ± 5 % та відхили напруги дуги в розмірі ± 5 %. Режим зварювання слід підбирати так, щоб коефіцієнт форми провару шва складав: - для кутового шва (рис. 12.1, а) і b/h > 1,5-для стикового однопрохідного шва (рис. 12.1, б).
Рисунок 12.1 - Форма провару зварних з’єднань: а - кутового шва; б - стикового однопрохідного шва
Основні способи зварювання, які застосовуються при виготовленні конструкцій:
ручне дугове зварювання для виконання кріплення при складанні конструкцій, при виправленні дефектів зварних швів, при зварюванні швів, які находяться в важкодоступних місцях або різних просторових положеннях, коли використання механізованого зварювання ускладнене або нераціональне;
автоматичне зварювання під флюсом, в основному, при зварюванні поєднуючих швів в елементах складеного об’ємного перерізу (поясні шви тощо), при стикуванні елементів карт для подальшого використання (розпуск на деталі поясів, стінок балок, колон та подальшого насичення їх реберним набором тощо);
механізоване зварювання в захисних газах кутових, таврових і швів внапуск, коротких стикових швів і інших.
Способи зварювання повинні бути вказані в кресленнях КМ, КМД та технологічній документації.
Одностороннє стикове з’єднання труб діаметром до 800 мм включно незалежно від товщини необхідно виконувати одностороннім швом на підкладному кільці, що залишається, при цьому обробка кромок і зазор між зварювальними елементами повинні забезпечувати повний провар стінки труби. Матеріал сталевої підкладки повинен бути підігнаним до основного металу і, як правило, бути неперервним по всій довжині з’єднання за допомогою стикового зварного шва повного проплавлення. Товщина підкладки (3-6) мм, ширина (30-40) мм.
При зварюванні стикових з’єднань труб (круглих і прямокутних) різної товщини необхідно дотримуватись правил, наведених на рис. 12.2.
Вимоги до складання і зварювання безфасоночних стикових з’єднань труб наведені на рис. 12.3 і рис. 12.4.
Вимоги до складання і зварювання безфасоночних кутових з’єднань труб і порожнистих профілів наведені на рис. 12.5 і рис. 12.6.
При зварюванні особливо відповідальних і спеціальних конструкцій (категорії відповідальності А, В згідно з ДБН В.1.2-14) біля зварного з’єднання проставляється номер або знак зварника, що виконав цей шов. Номер або знак проставляється на відстані, не меншій 4 см від межі шва, якщо інше не вказано у технологічній документації.
<
1,5 мм <А< 3 мм
А - різниця в площині; а - скос, який не повинен бути більшим ніж на 1/4
Рисунок 12.2 - Деталі з’єднання труб і порожнистих профілів з різною товщиною елементів
Де сУ1 < d0, ф = від 60° до 90°
Ь = від 2 мм до 4 мм
с = від 1 мм до 2 мм
b - від 2 мм до 4 мм с = від 1 мм до 2 мм b = від 2 мм до 4 мм с = від 1 мм до 2 м
м
Деталь А, В
Для ф< 60° необхідно використовувати кутовий зварний шов повного проплавлення
Де d^ = d0
b = максимум 2 мм
Рисунок 12.3 - Стикові зварні шви в круглих порожнистих профіля
х
Деталь А, В
С
Де Ь1 < Ьо
b = від 2 мм до 4 мм с = від 1 мм до 2 мм
b = від 2 мм до 4 мм с = від 1 мм до 2 мм
Рисунок 12.4
Деталь А, В
60° < ср < 90° b = 2 мм - 4 мм
с = 1 мм - 2 мм
Для Ф < 60° необхідно використовувати кутовий зварний шов повного проплавлення
де bfl
b = максимум 2 мм
с = від 1 мм до 2 мм а = 20°-25°
Стикові зварні шви в прямокутних порожнистих профіля
х
b = максимум 2 мм
60° < <р < 90° b = максимум 2 мм
Для Ф< 60° необхідно використовувати кутовий зварний шов з повним проплавленням 30° < (р < 90° b = максимум 2 мм
Для менших кутів повне проплавлення не потрібно, якщо товщина шва є відповідно
ю
Рисунок 12.5- Кутові зварні шви в круглих порожнистих профілях
Деталь D
ДЄ by < b0
b = максимум 2 мм
60° < ф < 90° b = максимум 2 мм
Для ф < 60° слід використовувати деталь стикового зварного шва з повним проплавленням
30° < ф < 90° b = максимум 2 мм
Для менших кутів повне проплавлення не потрібно, якщо товщина шва є відповідно
ю
Деталь А, В
де by = Ьо
b = максимум 2 мм
Рисунок 12.6 - Кутові зварні шви в прямокутних порожнистих профілях
При використанні не законсервованого металопрокату поверхні, які проплавляються, і прилеглі до них зони металу завширшки не менше 20 мм, а також кромки листів у місцях примикання вивідних планок перед складанням необхідно зачищати до чистого металу з видаленням конденсаційної вологи.
За наявності на конструкціях іржі, бруду тощо очищення необхідно повторити безпосередньо перед зварюванням. Продукти очищення не повинні залишатися в зазорах між складеними деталями.
Зварювання сталевих конструкцій необхідно виконувати після перевірки правильності їхнього складання. Виконання кожного валика багатошарових швів зварних з’єднань допускається після очищення попереднього валика і прихваток від шлаку та бризок металу. Ділянки попереднього валика шва з порами, раковинами і тріщинами необхідно видаляти до накладення наступного шару.
При двосторонньому виконанні швів стикових зварних з’єднань, а також кутових і таврових зварних з’єднань з обробленими кромками з наскрізним проплавленням перед виконанням шва зі зворотної сторони необхідно очистити корінь шва до чистого бездефектного металу. У разі вимушеної перерви при автоматичному і напівавтоматичному зварюванні дозволяється відновити зварювання після очищення кінцевої зони ділянки шва довжиною 50 мм і кратера від шлаку з наступним перекриттям цієї зони швом.
Надання кутовим швам увігнутого профілю і плавного переходу до основного металу, а також виконання стикових швів без підсилення, якщо це передбачається технічною документацією, здійснюється, як правило, шляхом добору режимів зварювання та відповідним розташуванням зварюваних деталей. Механічна обробка швів виконується способами, що не залишають на їхній поверхні зарубин, надрізів та інших дефектів.
Початок і кінець шва стикового, кутового або таврового зварного з’єднання, що виконується автоматом, має виводитися за межі зварюваних деталей на початкові і вивідні планки, які після закінчення зварювання видаляються кисневим різанням, а місця видалення зачищаються. Запалювати дугу і виводити кратер на основний метал конструкції за межі шва забороняється.
Відхилення розмірів перерізу швів зварних з’єднань від проектних, що допускаються, не повинні перевищувати величин, зазначених у ГОСТ 5264, ГОСТ 8713, ГОСТ 14771, ГОСТ 11533, ГОСТ 11534 і ГОСТ 23518, а в конструкціях зі сталі класу С440 - відповідно до вказівок, наведених у проектній документації.
Риски від абразивної обробки після видалення вивідних планок повинні бути орієнтовані вздовж кромок зварюваних деталей. Всі опіки на поверхні основного металу від зварювання необхідно зачистити абразивним кругом на глибину, не меншу за 0,5 мм.
Ослаблення перерізу при обробці зварних з’єднань (заглиблення в основний метал) не повинно перевищувати 3 % від товщини металу.
При видаленні механічною обробкою поверхневих дефектів з торця шва дозволяється заглиблюватися в товщину металу з ухилом не більше 1:20 на вільній кромці металу на величину 0,02 - ширини листа, що зварюється, але не більше 8 мм із кожної сторони без підварювання. Після обробки торців швів необхідно закруглювати гострі грані.
Ручне і напівавтоматичне дугове зварювання конструкцій зі сталей класу до С440 включно за температури сталі нижче зазначених у табл. 11, слід виконувати з попереднім підігрівом сталі до (120 160) °С в зоні зварювання на ширину 100 мм з кожної сторони з’єднання.
Зварювання листових об’ємних конструкцій зі сталі товщиною понад 20 мм має виконуватися способами, що забезпечують зменшення швидкості охолодження каскадом, гіркою, двостороннім зварюванням секціями тощо.
Зварювання конструкцій зі сталі класу С590 при товщині сталі до 16 мм необхідно здійснювати за температури не нижче мінус 15 °С і не нижче 0 °С - при товщині сталі від 16 мм до 25 мм. При більш низьких температурах зварювання сталі зазначених товщин необхідно виконувати з попереднім підігрівом до температури (120 160) °С.
При товщині сталі понад 25 мм попередній підігрів необхідно здійснювати в усіх випадках незалежно від температури навколишнього середовища.
Таблиця 11 - Ручне і напівавтоматичне зварювання сталі класів до С440 за температурою середовища
|
Товщина сталі, мм |
Мінімально допустима температура сталі, °С |
|||
|
вуглецевої |
низьколегованої до С440 |
|||
|
Шви зварних з’єднань в конструкціях |
||||
|
гратчастих |
листових об’ємних і суцільностінчастих |
гратчастих |
листових об’ємних і суцільностінчастих |
|
|
До 16 включно |
-ЗО |
-ЗО |
-20 |
— |
|
Понад 16 до ЗО » |
-ЗО |
-20 |
-10 |
0 |
|
» ЗО » 40 » |
-10 |
-10 |
0 |
5 |
|
» 40 |
0 |
0 |
5 |
10 |
Автоматичне зварювання конструкцій дозволяється проводити без підігріву у конструкціях, виготовлених:
з вуглецевої сталі завтовшки до ЗО мм, якщо температура сталі не нижча за мінус ЗО °С, а при більших товщинах - не нижча за мінус 20 °С;
з низьколегованої сталі завтовшки до ЗО мм, якщо температура сталі не нижча за мінус 20 °С, а при більших товщинах - не нижча за мінус 10 °С.
Автоматичне зварювання за температур, нижче наведених у 12.14, може виконуватися тільки на підвищених режимах, які забезпечують збільшену подачу тепла і уповільнюють процес охолодження.
Електрошлакове зварювання конструкцій, виготовлених із вуглецевої і низьколегованої сталей, може виконуватися без обмеження температури сталі.
За температури сталі, нижчої мінус 5 °С, зварювання слід виконувати від початку до кінця шва без перерви, за винятком часу, необхідного на зміну електрода чи електродного дроту і зачищення шва в місці поновлення зварювання.
Припиняти зварювання до виконання шва проектного розміру і залишати не завареними окремі ділянки шва не допускається. У випадку змушеного припинення зварювання процес можна відновити після підігріву сталі до температури, що відповідає технологічному процесу для зварювання конструкцій.
Якість швів зварних з’єднань для кріплення складальних і монтажних пристроїв не повинна бути нижчою за якість основних швів.
Шви зварних з’єднань і конструкцій після закінчення зварювання обов’язково очищуються від шлаку, бризок і напливів металу, приварені складальні пристрої видаляються без застосування ударних впливів і пошкодження основного металу, а місця їх приварки зачищаються до основного металу з видаленням усіх дефектів.
При виготовленні СБК виконують наступні види контролю якості:
вхідний контроль якості технічної документації, матеріалів (в т.ч. металопрокату і зварювальних матеріалів), технологій зварювання, а також обладнання, в т.ч. для зварювання (розділи 5 і 6), які нажходять у виробництво;
поопераційний контроль якості при виготовленні деталей, вузлів і конструкцій;
приймальний контроль якості виготовлення конструкцій;
Поопераційний контроль проводиться на всіх етапах підготовки і виконання зварювальних робіт. При поопераційному контролі перевіряють дотримання технології виготовлення деталей і елементів, режими різання і зварювання, чистоту і точність обробки деталей, дотримання проектних розмірів, підготовку і відповідність зварювальних матеріалів, що використовуються для заданої
технології зварювання. До початку зварювання перевіряють правильність фіксації елементів, відповідність (в межах допусків) всіх розмірів і форми підготовки кромок (величини зазорів і притуплень, прямолінійність тощо), величини вертикального (депланація) і горизонтального (уступ) зміщень кромок, що стикуються, правильність обробки і чистоту кромок, що зварюються, правильність і якість встановлення електроприхваток.
