Що таке катет зварного шва і його розрахунок

що таке катет зварного шва

Міцність зварних швів визначається не тільки правильно обраним режимом зварювання двох металевих заготовок або правильно підібраними витратними матеріалами, а й точними розмірами самого зварювального шва. І якщо при стиковому вигляді зварювання за основу береться ширина валика, то при кутовому катет зварного шва. Що це таке, і чому саме цей параметр впливає на характеристики міцності з’єднувальної ділянки.

  • 1 Що таке катет зварювального шва
  • 2 Розрахунок катета шва
  • 3 Висновки

Що таке катет зварювального шва

Якщо розглянути зварювальний шов в розрізі при кутовий зварюванні, то це в ідеалі повинен бути трикутник. Так ось його катет, а це відстань від кінця шва однієї деталі до площини іншої. По суті, катет шва і є катет трикутника, тому даний показник так і названий.

 

Отже, від значення катета кутового з’єднання залежать характеристики міцності стику. Але в цьому плані не можна говорити про те, що чим більше катет, тим міцніше з’єднання. Тому що велика кількість наплавленого металу може привести до зварювальних деформацій. Плюс, це завжди велика витрата електродів, газу, флюсу і присадки, і як наслідок підвищення собівартості проведених зварювальних робіт.

Тому необхідно враховувати геометрію стику з таким розрахунком, щоб в нього вмістився катет з великими параметрами поздовжнього перерізу. Якщо проводиться зварювання двох заготовок різної товщини, то катет визначається по деталі з меншою товщиною. Зазвичай цей параметр зварювального шва визначається і вимірюється спеціальними шаблонами. Сьогодні все частіше зварювальники користуються універсальними вимірювальними інструментами УШС-2. Їх називають катеомерамі зварника.

Це кілька тонких пластин, на кінцях яких є виїмки, що визначають різні розміри катетів. З’єднуються пластини кільцем або шарніром. Прикладаючи черзі кожен шаблон до зварювального шву, знаходиться той, який точно буде прилягати до утворився валика.

За формою шов повинен бути без опуклостей і вогнутостей. Але так виходить рідко.

  • Зазвичай зварений шов – це валик з опуклою поверхнею. Фахівці відзначають, що це не найкращий варіант, тому що всередині такої форми концентруються напруги, плюс збільшується витрата матеріалів.
  • Ідеальний же варіант – валик з увігнутою поверхнею, який отримати дуже складно. Для цього необхідно правильно налаштувати параметри зварювального апарату, а також точно дотримуватися певної однакову швидкість електрода. А цим володіють лише зварювальники з великим досвідом. Тому увігнуту поверхню отримують після зварювання механічної обробкою. Даний вид зварного шва в збірці металоконструкцій не використовується.

Що стосується розмірів катета кутового з’єднання, то, як вже було сказано вище, все залежить від товщини зварювальних деталей. Наприклад, якщо їх товщина знаходиться в межах 4-5 мм, то катет не повинен перевищувати 4 мм. Якщо товщина більше даного показника, то і катет не повинен бути 5 мм – і це мінімальний показник.

 

Необхідно відзначити, що увігнутість і опуклість зварного валика багато в чому залежить від того, яким електродом проводився зварювальний процес. Тут мається на увазі хімічний склад стрижня. Наприклад, якщо зварювання проводилася електродом, розплавлений метал якого ставав в’язким і густим, то виходить в кінцевому підсумку опукла поверхня валика. Якщо розплавлений метал був рідкуватий і розтікається, то виходить увігнута поверхня.

Що стосується режиму і швидкості проведення зварювального процесу.

  • В основі обраного режиму лежать дві величини: сила струму і напруга. Так ось при збільшенні сили струму і стабільному напрузі збільшується глибина проварювання, і зменшується ширина шва. При стабільному струмі і зміні напруги спостерігається зниження параметра глибини проварювання і збільшення ширини валика. Зрозуміло, що і катет шва при зварюванні буде змінюватися.
  • Якщо швидкість переміщення електрода уздовж зварювального стику не перевищує 50 м / год, то глибина проварювання стику збільшується, а його ширина зменшується.
  • Все відбувається навпаки, якщо швидкість починає збільшуватися і перевищує позначене значення. У будь-якому випадку, не тільки зменшується катет шва, а й знижуються характеристики металу всередині зазору між заготовками, тому що нагрівання ванни проводиться незначний.

Розрахунок катета шва

Так як в перерізі зварений шов – це прямокутний трикутник, то розмір його катета розрахувати нескладно. Для цього можна скористатися тригонометричної формулою: T = S cos 45º, де

  • Т – це величина катета шва;
  • S – це ширина валика або гіпотенуза трикутника.

Щоб дізнатися розмір катета, необхідно в першу чергу заміряти ширину зварного шва. Зробити це нескладно. При цьому cos 45 ° одно 0,7. Підставляючи всі значення в формулу, можна з великою точністю визначити розмір катета зварного шва.

Наприклад, якщо ширина валика дорівнює 3 мм, то його катет буде дорівнює: 3х0,7 = 2,1 мм. А так як існують певні стандарти, які гарантують якість кінцевого результату в залежності від ширини зварювального валика, то можна встановити стандартні значення і самого катета. Так при зварюванні двох заготовок завтовшки 12-19 мм, оптимальне значення ширини шва знаходиться в межах близько 6 мм, а значить, стандартний розмір катета буде дорівнює 4,2 мм або вибирається діапазон 4-5 мм.

 

Тобто, зваривши дві заготовки даної товщини, можна виміряти катет шва, вибравши катетомер певного розміру. Якщо він не збігається, значить, зварювання була проведена неправильно, і гарантувати її високу якість не можна.

висновки

Даючи визначення катету зварного шва, необхідно розуміти, що даний показник відноситься до категорії якісних. Від нього багато в чому залежить міцність і надійність свариваемой конструкції, тому при створенні схеми зварювання на великих виробництвах обов’язково даний параметр обмовляється. І якщо в невідповідальних конструкціях до нього відношення «прохолодне», то для тих сполук, які будуть піддаватися великим навантаженням, даним значенням надають великої ваги.

У складних зварювальних технологіях катет вибирається індивідуально для кожного стику. Але, по суті, для нього використовують стандартні загальні принципи вибору. А це, як уже було сказано вище, товщина з’єднуються металів, їх хімічний склад, режим зварювання, тип електрода або присадочного дроту.

Як визначити катет зварного шва?

що таке катет зварного шва

При зварці виникає необхідність оцінити якість шовного з’єднання деталей неруйнівними методами. Для цієї мети використовують дефектомери, засновані на різних фізичних принципах. Крім того, проводиться візуальна оцінка якості та геометричних параметрів, при якій використовується поняття катета зварного шва.

 

Залежно від ряду умов проводиться попередній розрахунок катета за відповідними таблицями, що дозволяє закладати його характеристики в проектну документацію на різних етапах робіт. Ми докладно розповімо про це поняття і його вплив на міцність з’єднання заготовок.

Типи зварювальних швів

З’єднання деталей може відбуватися різними способами і це цілком залежить від форми заготовок і вирішуваних завдань. Зварювальники можуть з’єднувати елементи в одній площині або ж під кутом один до одного внутрішнім або зовнішнім швом, параметри якого залежать від вимог по міцності і товщини заготовок.

Також важливо враховувати ступінь обробки крайок і можливу зміну геометричної форми деталей через перегрів, пов’язаного з недотриманням технологічного режиму. Іноді використання суцільного шва не є економічно виправданим і вибирається переривчасте з’єднання в шаховому або іншому порядку.

Незалежно від виду зварювання, матеріалу заготовок і кількості проходів швидкість зварювання за нормами і таблицями рідко перевищує значення 50 м / год. Ця оптимальна величина дозволяє досить добре прогріти заготовки і в той же час не допустити перегріву, що веде до деформацій складових частин вироби.

За способом з’єднання деталей розрізняють наступні види зварних швів, а саме:

  • з’єднання внахлест, яке проводиться при відносно невеликій товщині заготовок і робиться з двох протилежних сторін;
  • стикове з’єднання, проводиться з обробкою кромок стику під кутом в 45о при товщині металу більше 4 мм;
  • торцевий спосіб, який застосовується для з’єднання двох накладених один на одного листів металу;
  • кутовий шов, як зовнішній, так і внутрішній з обов’язковою обробкою кромок для найкращого проварена;
  • з’єднання Таврове, при якому деталі розташовуються під прямим кутом з двостороннім приварюванням.

 

Вибір типу з’єднання залежить від технічного завдання і необхідної міцності з’єднання, тому необхідно враховувати наявність разнотолщинних заготовок, які потребують особливої уваги при обробці і стикування крайок. Необхідно підбирати флюс і присадки, а також матеріал електродів в точній відповідності зі зварюваних матеріалом, щоб запобігти утворенню пористого і нетривкого шва.

Параметри і геометричні характеристики шва

Розміри шва і глибина провару залежить від декількох факторів, до яких відносяться хімічний склад заготовок і матеріалу електрода, склад присадок і флюсу, а також сила струму і швидкість зварювання. Саме ці обставини визначають властивості і геометричні розміри шовних з’єднань, що визначають жорсткість і міцність всієї конструкції в цілому.

Для стикового з’єднання характерна опукла форма, яка вирівнюється в процесі остаточної обробки абразивними матеріалами. Це відбувається в тому випадку, якщо висота валика не повинна перевищувати певних показників за технічним завданням.

При нахлёстном, кутовому або тавровому з’єднанні форма шва в розрізі має вигляд прямокутного трикутника з катетами і опуклою або увігнутою гипотенузой, причому рекомендовані розміри цієї геометричної фігури залежать від товщини зварювальних матеріалів.

Міцність стику заготовок визначається наступними параметрами шовного з’єднання:

  • коренева частина шва, яка найбільш близька до стику деталей;
  • тіло шовного з’єднання характеризується одним або декількома проходами для досягнення необхідних габаритів;
  • показник ширини шва, що представляє собою умовну гіпотенузу прямокутного трикутника з опуклою або увігнутою поверхнею;
  • параметр катетів зварного шва, який найбільш повно характеризує жорсткі властивості міцності з’єднання.

 

Щоб зрозуміти, що таке катет зварного з’єднання, необхідно представити шов в розрізі. Він виглядає в перетині, як прямокутний трикутник з двома катетами по сторонам заготовок і гіпотенузою між ними, яка і є шириною шва. Ці параметри і вважаються основою візуального контролю якості при зварюванні. При з’єднанні тонких (до 4 мм) листів внахлест, катет вибирають рівним товщині заготовок, а при більшій товщині цей параметр дорівнює 40-45″code-block code-block-3″ style=”margin: 8px 0; clear: both;”>

 

Ми переконалися у важливості такого показника, як катет зварного шва при візуальному контролі якості робіт і розрахунку міцності всього з’єднання в цілому. Метод оцінки відповідності виконаних робіт з технічним завданням за допомогою замірів, є найбільш недорогим і перевіреним часом способом, який не вимагає використання високотехнологічної апаратури і дорогого навчання персоналу.

підводимо підсумок

Ми розповіли про відносно доступному і надійному способі розрахунку міцності зварювального з’єднання за допомогою такого параметра, як катет зварного шва. При спрощеному, зразковому підрахунку можна виконувати прості роботи, але якщо потрібні відповідальні будівельні конструкції, то необхідний зважений інженерний підхід, заснований на правильних вимірах спеціальними шаблонами.

Що таке розрахунок катета зварного шва

що таке катет зварного шва

Критерії якості шва при [зварюванні металевих деталей] різноманітні – на міцність і довговічність з’єднання впливає відразу кілька параметрів. Зварювання кутових конструкцій (кутове з’єднання) вимагає правильного розміру вузла зіткнення і напливу металу – розрахунку катета зварного шва за формулою. Які вимоги та критерії, ми розповімо в цій статті. 

Якість зварювального шва і визначення катета 

При складанні металоконструкції з’єднання деталей зварюванням розглядається як одна з найбільш надійних технологій.

Надійність і міцність шва залежить від розподілу зусиль по металу, а це в свою чергу визначається геометричними параметра зони з’єднання.

особливість технології полягає в тому, що місце стиковки заливається металом, а в процесі його охолодження зварювальний ванна набуває єдину структуру. Цілісність і з’єднання в подальшому залежить від здатності цієї структури протистояти навантаженням.

Особливості стикового та кутового з’єднання заготовок 

Основні параметри, за якими оцінюється і розраховується з’єднання, враховують його геометричні особливості. Для них існують зрозумілі визначення. Вони в свою чергу залежать від типу з’єднання – стикового, кутового, торцевого або нахлеста. При цьому має велике значення підготовка кромок і торців деталей. Враховується ряд особливостей заготовок і самого шва.

  1. Стик листів товщиною від 4 мм повинен виконуватися з підготовкою кромок і торців таким чином, щоб утворився трикутний криволінійний зазор для повного проварювання на всю глибину.
  2. Листи товщиною 2 мм варять тільки нахлестом, уникаючи наскрізного прожога металу.
  3. Повноцінний проварена з’єднання досягається тільки при прогріванні металу на всю глибину стику. Саме для цього вдаються до скосу кромок деталей. При зварюванні куточків великої товщини скіс виконується як для листів.
  4. При кутовому і тавровому зварюванні деталей формується характерний наплив, ширина і форма якого визначає міцність і довговічність стикування.

ВАЖЛИВО ЗНАТИ: Як паяти латунь в домашніх умовах?

При стикуванні деталей зі скосом кромок, як і при кутовому з’єднанні, шов в розрізі має трикутну форму. У першому випадку враховується співвідношення ширини, глибини і висоти шва. У другому наплив утворює похилу поверхню – відстань від її краю до іншого деталі і є катет зварного шва, параметри якого визначаються ГОСТ 5264-80.

Залежність якості зварювання від параметрів настройки апарату

[Дугове зварювання] виконується з певними значеннями струму і напруги, що в підсумку впливає на глибину провару і якість сплаву металу двох деталей в межах зварювальної ванни. Основні прийоми, якими користуються досвідчені зварники для формування якісного шва:

  • глибина провару зростає при наростанні сили струму при постійній напрузі – зростає температура і глибина прогріву металу;
  • ширина шва і катета наростає при зростанні напруги і незмінною силі струму, однак при порушенні балансу можливий непровар стику;
  • при зростанні швидкості ходу електрода знижується глибина проварювання і зменшується ширина, а при перевищенні нормативного значення 50 м / ч можлива поява ряду [дефектів зварного шва], пов’язаних з недостатнім прогріванням металу;
  • опукла і увігнута поверхня по катету зварного шва мають різні характеристики міцності, при цьому перша виходить при використанні вузьких електродів.

 

Ви також можете насолодитися:

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *