Особенности сварки металлоконструкций

Сварка металлоконструкций открыла много возможностей для конструкторов. Можно включать в проект более рациональные сечения материала. Это позволяет значительно уменьшить металлоемкость.

Схема сварки металла

Схема сварки металла.

Когда создаются сварные конструкции, имеется возможность проверить на практике свариваемость сталей, убедиться в правильности методов расчетов металлических конструкций при использовании сварных соединений.

Сварка металлоконструкций позволяет практическим путем определить необходимые материалы и оборудование для монтажа металлических конструкций. Кроме того, перед разработчиками открывается много возможностей разработки новейших конструкций и продления срока их эксплуатации.

Стандартные способы сварки

Уже давно сварку конструкций выполняют несколькими способами. При этом используется два вида энергии:

  • газовое пламя;
  • электрическая дуга.
Расположения сварных швов металлоконструкций

Расположения сварных швов металлоконструкций.

Эти виды сварки подразделяются на:

  • ручную;
  • полуавтоматическую;
  • автоматическую.

При ручной сварке сварочный шов образуется вручную. Все управление сварочным процессом, его настройки, подача присадочного материала или электрода делаются только руками.

Когда используется ручной режим, применяется технология сварки металлоконструкций, которая подразумевает:

  • сварку под флюсом;
  • сварку газосварочным аппаратом;
  • газовую пайку.

Такой режим больше всего применяется в бытовых условиях.

Основные характеристики

Автоматическая сварка

Схема автоматической дуговой сварки под флюсом

Схема автоматической дуговой сварки под флюсом.

В данном случае технология сварки металлоконструкций предусматривает получение шва без человеческого участия. Все нужные настройки и другие операции производит специальный механизм, запрограммированный на определенный вид операции.

Конечно, перечень таких операций небезграничен. Его ограничивает функциональность устройства. Однако на сварку металлоконструкций это очень сильно влияет. Снижается стоимость работ, такую сварку стали широко применять при крупносерийном производстве.

Используя «автоматический» режим, стало возможным применять:

  • контактную сварку;
  • электрошлаковую сварку;
  • сварочный робот.

Полуавтоматическая сварка

При таком способе наложение шва делается только руками, однако подача присадочного материала или электродов происходит автоматически.Применение такого метода позволяет значительно увеличить производительность сварочных работ.

Технология сварки с использованием полуавтоматического режима предусматривает применение:

  • газового флюса;
  • неплавких электродов;
  • сварочной проволоки.

Новейшие открытия и технологии

Сегодня в сварочном мире появилось несколько новых видов сварки. На смену электрической дуге сварку конструкций выполняют:

Схема плазменной сварки открытой и закрытой плазменной струей

Схема плазменной сварки открытой и закрытой плазменной струей.

  • лазером;
  • ультразвуком;
  • силой трения;
  • направленным движением электронов.

Иными словами, технология сварки конструкций стремительно движется вперед. Каждый год в технологическом процессе появляются новые способы. Среди самых новых технологических новинок особо выделяется:

  • термитный метод;
  • плазменный способ;
  • электронная сварка.
  1. Термитная технология. Применяется для монтажа металлоконструкций, когда свариваемые детали расплавляются особой смесью, которая подается в зону сварки. С помощью термита появилась возможность заделывать трещины в уже собранной металлоконструкции, необходимо просто сделать «наплыв» термита.
  2. Плазменная сварка. Для такого метода необходим ионизированный газ, который подается в зазор между парой электродов. В основном этот газ заменяет электрическую дугу. Но эффект, который дает плазменная струя, в несколько раз больше классической сварки. Перегретый газ позволяет осуществлять плавку металла, независимо от его толщины. Газ легко режет заготовку.
  3. Электронная технология. С открытием такого вида сварочного процесса стало возможно заваривать очень глубокие швы, величина которых превышает 20 сантиметров. Причем глубина погружения луча не более одного сантиметра. Но в данном случае негативной стороной стала возможность работать таким генератором электронных лучей только в полном вакууме. Создать такие условия на обычном производстве очень сложно, поэтому данная технология нашла применение в решении особых задач.

Дефекты в сварочных швах

Дефекты сварочных швов

Дефекты сварочных швов.

Когда создается металлоконструкция, для удобства и получения более точных размеров применяется кондуктор. Однако во время сварки металлоконструкций очень часто возникают определенные дефекты:

  • наплывы;
  • прожог;
  • непровар;
  • трещина;
  • пористость;
  • пережог;
  • подрез;
  • шлакоотложение;
  • возникновение кратера.

Появление наплывов происходит из-за натекания расплавленного металла на торцы плохо прогретого металла. В большинстве случаев такой дефект имеет место при получении горизонтальных швов. Получившиеся наплывы удаляют молотком, а затем проверяют наличие непровара.

Под прожогом понимается сквозное проплавление, когда на обратной стороне появляются натеки жидкого металла. Причиной такого дефекта является:

  • увеличенный зазор;
  • плохая обработка кромок;
  • увеличенная мощность пламени;
  • низкая скорость.

Такие прожоги исправляется вырубкой и последующей заваркой.

Под непроваром понимается несплавление деталей между собой.

https://youtu.be/RkbuDIdYdUM

Причиной появления такого дефекта считаются:

  • плохие кромки деталей.
  • низкая сила пламени;
  • большая скорость;
  • наличие окалины;
  • наличие ржавчины;
  • оставшаяся грязь.

Непровары - это самый опасный дефект, влияющий на прочность и надежность сварочного соединения. Все непроваренные участки полностью вырубают, все заново зачищают и снова заваривают.

Схема полуавтомата для сварки в защитных газах

Схема полуавтомата для сварки в защитных газах.

Возникновение трещин возможно не только при сварке. Наличие трещины может обнаружиться и после окончания сварочной операции. Причиной возникновения трещин считается:

  • невыполнение требований технологии;
  • неправильный сварочный режим;
  • неверное расположение швов.

Заметим, что швы, неправильно расположенные в металлоконструкции, становятся концентраторами напряжения, которые постепенно разрушают всю конструкцию. Очень большие значения напряжений наблюдаются там, где не соблюдается очередность наложения швов.

Трещины, образовавшиеся на поверхности сварочных швов, полностью удаляют и затем заваривают. Для ограничения распространения трещины по шву на ее концах делаются отверстия.

Иногда сварочные швы становятся пористыми. Причина этого явления - газы, которые находятся в расплавленном металле. Они просто не успевают покинуть шов до его затвердевания. Появившиеся поры снижают прочность сварочного шва. Причиной образования пор являются:

  • плохо зачищенные свариваемые кромки;
  • грязная присадочная проволока;
  • наличие ржавчины;
  • масло;
  • много углерода в основной детали;
  • большая скорость;
  • марка проволоки;
  • выбор силы сварочного пламени.

https://youtu.be/uiYePG9ks4I

В некоторых случаях поры появляются прямо на поверхности, возникают свищи. Такие места вырубаются и снова завариваются.

Когда происходит пережог, начинают образовываться окисленные зерна, у которых очень низкая сцепляемость, так как их поверхность закрыта окисной пленкой. Пережженный металл очень хрупок, его нельзя исправить.

Welding of metal structures has opened many opportunities for designers. You can include more rational section of the material in the project. This can significantly reduce the metal content.

Driving metal welding

Scheme metal welding.

When creating welded structures, it is possible to verify in practice the weldability of steel, ensure the correct methods of metal structures calculations using welded joints.

Welding of metal structures allows a practical way to determine the necessary materials and equipment for the installation of metal structures. In addition, the developers offer many opportunities to develop new designs and extending their useful life.

Standard methods for welding

It has long been welded structures perform in several ways. It uses two types of energy:

  • gas flame;
  • electric arc.
The locations of welds of metal constructions

The locations of welds metal structures.

These types of welding are divided into:

  • manual;
  • semi-automatic;
  • automatic.

In manual welding, the weld is formed by hand. All the welding process control, set it up, feed filler material or electrode made only by hands.

When using the manual mode, welding technology used metal structures, which includes:

  • submerged arc welding;
  • welding gas-welding machine;
  • gas soldering.

This mode is the most used in the domestic environment.

Main characteristics

automatic welding

Driving submerged arc welding

Driving submerged arc welding.

In this case, the metal structures welding technology provides for a seam without any human involvement. All the settings and other operations produces a special mechanism programmed to a specific type of operation.

Of course, the list of such nebezgranichen operations. It limits the functionality of the device. However, this greatly affects the welding of metal. Reduces the cost of such welding have been widely applied in large-scale production.

Using the "automatic" mode, it was possible to apply:

  • resistance welding;
  • electroslag welding;
  • welding robot.

semiautomatic welding

In this way, the weld overlay is done only with hands, but the supply of filler material or electrodes occurs avtomaticheski.Primenenie this method can significantly increase the productivity of welding work.

welding technology, using a semi-automatic mode provides for the application:

  • gas flux;
  • infusible electrodes;
  • welding wire.

The latest discoveries and technologies

Today, in the welding world, several new types of welding. In place of an electric arc welding structures operate:

Driving Plasma welding open and closed plasma jet

Driving Plasma welding open and closed plasma jet.

  • laser;
  • ultrasound;
  • the friction force;
  • directional movement of electrons.

In other words, structural welding technology is rapidly moving forward. Every year, new methods appear in the process. Among the newest technological innovations highlights:

  • thermite method;
  • plasma method;
  • electronic welding.
  1. Thermite technology. Suitable for installation of steel structures, welded parts are melted when a special mixture that is fed into the weld zone. Using termite have the opportunity to seal the cracks in the steel already assembled, you just need to make a "rush" termite.
  2. Plasma welding. For this method requires the ionized gas that is fed into the gap between a pair of electrodes. Generally this gas replaces the electric arc. But the effect that gives plasma jet is several times larger than the classical welding. Superheated gas allows for metal smelting, regardless of its thickness. Gas easily cuts the workpiece.
  3. Electronic technology. With the discovery of this type of welding process, it became possible to brew very deep joints, the value of which exceeds 20 centimeters. And beam immersion depth of not more than one centimeter. But in this case, the negative side is the ability to work the generator of the electron beams only in a complete vacuum. Create such conditions on a normal production is very difficult, so the technology has been applied in solving specific problems.

Defects in welding seams

Defects in welds

Defects in welds.

When a metal structure, for convenience and more accurate dimensions of the conductor applied. However, during the welding of steel structures very often have certain defects:

  • nodules;
  • burn-through;
  • lack of fusion;
  • crack;
  • porosity;
  • burnout;
  • undercut;
  • shlakootlozhenie;
  • the occurrence of the crater.

The appearance of sagging occurs due to leakage of the molten metal on the end faces of the heated metal is bad. In most cases, such a defect occurs in the preparation of horizontal seams. The resulting nodules removed with a hammer, and then check for lack of penetration.

Under the burn-through is understood keyhole when on the reverse side there sinters liquid metal. The reason for this defect is:

  • enlarged gap;
  • bad treatment of edges;
  • increased fire power;
  • low speed.

These burn marks corrected cutting followed by welding.

By fusions understood Lack of fusion between the components.

https://youtu.be/RkbuDIdYdUM

The cause of this defect are:

  • poor edge parts.
  • Low power of the flame;
  • high speed;
  • the presence of scale;
  • rust;
  • the remaining dirt.

Lack of fusion - is the most dangerous defect, affecting the durability and reliability of the weld joint. Any imperfections areas completely cut down, smooth out all over again and again sealed.

semiautomatic scheme for gas-shielded welding

Driving Semi-automatic gas-shielded welding.

The occurrence of cracks is not only possible for welding. The presence of cracks can show up and after the welding operation. The cause of the cracks is considered:

  • failure to comply with the requirements of technology;
  • incorrect welding mode;
  • incorrect location of the seams.

Notice that the seams properly located in the metal, are stress concentrators, which are gradually destroying the entire structure. Very large values of the voltages are observed, where the order is not complied with sutures.

The cracks formed on the surface of welds, and then removed completely sealed. To limit the spread of a crack in the seam at the ends to make the holes.

Sometimes welds become porous. The reason for this phenomenon - gases which are in the molten metal. They just do not have time to leave the seam until it solidifies. Appeared pores reduce the weld strength. The reason for the formation of pores are:

  • bad bare welded edges;
  • dirty filler wire;
  • rust;
  • butter;
  • a lot of carbon in the main part;
  • high speed;
  • wire mark;
  • choice forces welding flame.

https://youtu.be/uiYePG9ks4I

In some cases, the pores appear directly on the surface, there are fistulas. Such places are cut and re-welded.

When burnout occurs, the oxidized grains begin to form, which have very low adhesion, as their closed surface oxide film. Overheated metal is very fragile, it can not be correct.

Зварювання металоконструкцій відкрила багато можливостей для конструкторів. Можна включати в проект більше раціональні перетину матеріалу. Це дозволяє значно зменшити металоємність.

Схема зварювання металу

Схема зварювання металу.

Коли створюються зварні конструкції, є можливість перевірити на практиці свариваемость сталей, переконатися в правильності методів розрахунків металевих конструкцій при використанні зварних з'єднань.

Зварювання металоконструкцій дозволяє практичним шляхом визначити необхідні матеріали та обладнання для монтажу металевих конструкцій. Крім того, перед розробниками відкривається багато можливостей розробки новітніх конструкцій і продовження терміну їх експлуатації.

Стандартні способи зварювання

Вже давно зварювання конструкцій виконують декількома способами. При цьому використовується два види енергії:

  • газове полум'я;
  • електрична дуга.
Розташування зварних швів металоконструкцій

Розташування зварних швів металоконструкцій.

Ці види зварювання поділяються на:

  • ручну;
  • напівавтоматичну;
  • автоматичну.

У разі ручного зварювання зварювальний шов утворюється вручну. Все управління зварювальним процесом, його настройки, подача присадочного матеріалу або електрода робляться тільки руками.

Коли використовується ручний режим, застосовується технологія зварювання металоконструкцій, яка має на увазі:

  • зварювання під флюсом;
  • зварювання газозварювальних апаратом;
  • газову пайку.

Такий режим найбільше застосовується в побутових умовах.

Основні характеристики

автоматичне зварювання

Схема автоматичного дугового зварювання під флюсом

Схема автоматичного дугового зварювання під флюсом.

В даному випадку технологія зварювання металоконструкцій передбачає отримання шва без людської участі. Всі потрібні налаштування і інші операції виробляє спеціальний механізм, запрограмований на певний вид операції.

Звичайно, перелік таких операцій небезмежний. Його обмежує функціональність пристрою. Однак на зварювання металоконструкцій це дуже сильно впливає. Знижується вартість робіт, таку зварювання стали широко застосовувати при великосерійному виробництві.

Використовуючи «автоматичний» режим, стало можливим застосовувати:

  • контактне зварювання;
  • Електрошлакове зварювання;
  • зварювальний робот.

напівавтоматичне зварювання

При такому способі накладення шва робиться тільки руками, однак подача присадочного матеріалу або електродів відбувається автоматіческі.Прімененіе такого методу дозволяє значно збільшити продуктивність зварювальних робіт.

Технологія зварювання з використанням напівавтоматичного режиму передбачає застосування:

  • газового флюсу;
  • неплавких електродів;
  • зварювального дроту.

Новітні відкриття і технології

Сьогодні в зварювальному світі з'явилося кілька нових видів зварювання. На зміну електричної дузі зварювання конструкцій виконують:

Схема плазмового зварювання відкритою і закритою плазмовим струменем

Схема плазмового зварювання відкритою і закритою плазмовим струменем.

  • лазером;
  • ультразвуком;
  • силою тертя;
  • спрямованим рухом електронів.

Іншими словами, технологія зварювання конструкцій стрімко рухається вперед. Щороку в технологічному процесі з'являються нові способи. Серед найновіших технологічних новинок особливо виділяється:

  • термітний метод;
  • плазмовий спосіб;
  • електронна зварювання.
  1. Термітна технологія. Застосовується для монтажу металоконструкцій, коли деталі, що зварюються розплавляються особливої сумішшю, яка подається в зону зварювання. За допомогою терміту з'явилася можливість закладати тріщини в уже зібраної металоконструкції, необхідно просто зробити «наплив» терміту.
  2. Плазмова зварювання. Для такого методу необхідний іонізований газ, який подається в зазор між парою електродів. В основному цей газ замінює електричну дугу. Але ефект, який дає плазмовий струмінь, в кілька разів більше класичної зварювання. Перегрітий газ дозволяє здійснювати плавку металу, незалежно від його товщини. Газ легко ріже заготовку.
  3. Електронна технологія. З відкриттям такого виду зварювального процесу стало можливо заварювати дуже глибокі шви, величина яких перевищує 20 сантиметрів. Причому глибина занурення променя не більше одного сантиметра. Але в даному випадку негативною стороною стала можливість працювати таким генератором електронних променів тільки в повному вакуумі. Створити такі умови на звичайному виробництві дуже складно, тому дана технологія знайшла застосування у вирішенні особливих завдань.

Дефекти в зварювальних швах

Дефекти зварювальних швів

Дефекти зварювальних швів.

Коли створюється металоконструкція, для зручності і отримання більш точних розмірів застосовується кондуктор. Однак під час зварювання металоконструкцій дуже часто виникають певні дефекти:

  • напливи;
  • пропал;
  • непровар;
  • тріщина;
  • пористість;
  • перевитрата;
  • підріз;
  • шлакоотложеніе;
  • виникнення кратера.

Поява напливів відбувається через натекания розплавленого металу на торці погано прогрітого металу. У більшості випадків такий дефект має місце при отриманні горизонтальних швів. Утворені напливи видаляють молотком, а потім перевіряють наявність непровару.

Під прожогом розуміється наскрізне проплавлення, коли на зворотному боці з'являються напливи рідкого металу. Причиною такого дефекту є:

  • збільшений зазор;
  • погана обробка кромок;
  • збільшена потужність полум'я;
  • низька швидкість.

Такі пропали виправляється вирубкою і подальшої заваркою.

Під непроваром розуміється несплавление деталей між собою.

https://youtu.be/RkbuDIdYdUM

Причиною появи такого дефекту вважаються:

  • погані кромки деталей.
  • низька сила полум'я;
  • велика швидкість;
  • наявність окалини;
  • наявність іржі;
  • залишилася бруд.

Непровари - це найнебезпечніший дефект, що впливає на міцність і надійність зварювального з'єднання. Все непроварені ділянки повністю вирубують, все заново зачищають і знову заварюють.

Схема напівавтомата для зварювання в захисних газах

Схема напівавтомата для зварювання в захисних газах.

Виникнення тріщин можливо не тільки при зварюванні. Наявність тріщини може виявитися і після закінчення зварювальної операції. Причиною виникнення тріщин вважається:

  • невиконання вимог технології;
  • неправильний зварювальний режим;
  • невірне розташування швів.

Зауважимо, що шви, неправильно розташовані в металоконструкції, стають концентраторами напруги, які поступово руйнують всю конструкцію. Дуже великі значення напруг спостерігаються там, де не дотримується черговість накладення швів.

Тріщини, що утворилися на поверхні зварювальних швів, повністю видаляють і потім заварюють. Для обмеження поширення тріщини по шву на її кінцях робляться отвори.

іноді зварювальні шви стають пористими. Причина цього явища - гази, які знаходяться в розплавленому металі. Вони просто не встигають покинути шов до його затвердіння. З'явилися пори знижують міцність зварювального шва. Причиною утворення пір є:

  • погано зачищені зварюються кромки;
  • брудна присадний дріт;
  • наявність іржі;
  • масло;
  • багато вуглецю в основний деталі;
  • велика швидкість;
  • марка дроту;
  • вибір сили зварювального полум'я.

https://youtu.be/uiYePG9ks4I

У деяких випадках пори з'являються прямо на поверхні, виникають свищі. Такі місця вирубуються і знову заварюються.

Коли відбувається перевитрата, починають утворюватися окислені зерна, у яких дуже низька зчеплення, так як їх поверхня прикрита окисною плівкою. Перепалена метал дуже крихкий, його не можна виправити.


» » » Особенности сварки металлоконструкций