Сварка металлоконструкций

Сварные соединения

Сварные соединения могут быть стыковыми, угловыми, нахлесточными, тавровыми и торцевыми. Кромки свариваемых деталей стачиваются под углом шлифовальной машиной или напильником. При сварке металлоконструкций возможны следующие дефекты: наплыв, прожог, непровар, трещина, пористость, пережог, подрез, образование кратера и шлакоотложение.

Сварка обеспечивает выполнение наиболее рациональных строительных конструкций. Именно благодаря применению сварки производятся фермы, балки и другие металлоконструкции разнообразных размеров – высотой до 3-4 м и более, а также любой длины. Кроме того, сварка позволяет создавать балки с толстыми широкими поясами в сочетании с высокими тонкими стенками. Такая возможность создавать сварные конструкции с желаемыми соотношениями размеров существенно снижает расход металла и делает строительные работы более экономичными.

Наилучшее формирование сварочного шва обеспечивает Х-образная разделка кромок, которая позволяет уменьшить объем наплавленного металла в 1,6-1,7 раза. Такая разделка обеспечивает наименьшую величину деформации после сварки и достаточную прочность сварочного шва.

Объемные металлические конструкции перед сваркой собирают согласно проектным чертежам, временно закрепляются все сопряжения. Связи строительных ферм собирают на болтах, что позволяет придать конструкции правильное геометрическое положение. Свариваемые детали совмещают между собой и плотно сжимают любым доступным механическим способом. Для этого чаще всего пользуются различными конструкциями тисков, струбцин, систем пазов и т. д.


Дефекты в сварных швах металлоконструкций

При сварке металлоконструкций возможны следующие дефекты: наплыв, прожог, непровар, трещина, пористость, пережог, подрез, образование кратера и шлакоотложение.

Сварочные наплывы образуются в результате натекания жидкого металла на кромки недостаточно прогретого основного металла, чаще всего при сварке горизонтальных швов. Наплывы срубают и проверяют, нет ли в этом месте непровара.

Прожоги (сквозное проплавление с натеками с обратной стороны свариваемого металла) возникают при большом зазоре между свариваемыми кромками, недостаточном притуплении кромок, завышенной мощности сварочного пламени, недостаточной скорости сварки. Этот недостаток исправляют вырубкой дефектных мест с последующей их заваркой.

Непровар (местное несплавление основного металла с наплавленным, а также несплавление между собой слоев шва при многослойной сварке) образуется из-за неправильной подготовки кромок под сварку, недостаточной мощности сварочного пламени, большой скорости сварки, плохой зачистки кромок перед сваркой от окалины, шлака, ржавчины и других загрязнений. Непровары, особенно по кромкам и между слоями, самые опасные дефекты, так как влияют на прочность сварочного шва. Участки с непроваром вырубают до основания металла, зачищают и заваривают.

Трещины могут возникать в сварном шве и в околошовной зоне, образуются не только в процессе, но и после сварки. Причины образования трещин следующие: несоблюдение технологии и режимов сварки, неправильное расположение швов в сварной конструкции, что вызывает высокую концентрацию напряжений, приводящих к полному разрушению изделия. Большие напряжения в сварных конструкциях возникают при несоблюдении заданного порядка наложения швов.

Поверхностные трещины в сварных швах вырубают полностью и заваривают. Чтобы во время вырубки трещина не распространялась дальше по шву, концы ее засверливаются.

Пористость в сварных швах появляется потому, что газы, растворенные в жидком металле, не успевают выйти наружу до затвердевания поверхности шва. Поры уменьшают механическую прочность шва. Они образуются при плохой зачистке свариваемых кромок и присадочной проволоки от грязи, ржавчины, масла, а также при сваркаповышенном содержании углерода в основном металле, большой скорости сварки, неправильном выборе сварочного пламени и марки проволоки. Иногда поры выходят на поверхность, образуя свищи. Сварные швы с порами вырубают до основного металла и вновь заваривают.

При пережоге в металле шва образуются окисленные зерна, обладающие малым взаимным сцеплением из-за наличия на них пленки окислов. Пережженный металл хрупок и не поддается исправлению. Пережог возможен при сварке окислительным сварочным пламенем и плохой защите расплавленного металла сварочной ванны от кислорода и азота воздуха.

Участки с пережженным металлом вырубают и сварной шов проваривают заново.

Подрезы приводят к ослаблению сечения основного металла и могут стать причиной разрушения сварного соединения, а также вызвать местную концентрацию напряжений от рабочих нагрузок. При газовой сварке подрезы образуются в результате повышения мощности сварочного пламени, а при электродуговой сварке – при повышенном токе и напряжении дуги.

Правильный выбор режимов предотвратит образование подрезов. Подрезы исправляют подваркой шва.

Незаваренные кратеры образуются в результате резкого обрыва пламени в конце сварки. Кратеры уменьшают рабочее сечение шва, снижают его прочность и могут стать причиной образования трещин. Кратеры исправляют заваркой с предварительной вырубкой до основного металла.

Шлаковые включения в сварном шве образуются при плохой зачистке свариваемого металла и присадочной проволоки, а также при неправильном выборе режимов сварки. Эти дефекты значительно снижают прочность шва и являются зонами концентрации напряжений. Места швов со шлаковыми включениями вырубают и заваривают.