Оброблення кромки під зварювання: порядок робіт, особливості

Технологічний процес зварювання вимагає виконання безлічі попередніх операцій, від яких залежить кінцевий результат. Однією з них є підготовка стиків. Новачки часто нехтують цим процесом, але з досвідом приходить розуміння, наскільки від оброблення крайок під зварювання залежить якість зварного шва.

Підготовка поверхонь перед зварюванням

Перед зварюванням відповідальних конструкцій, поверхні завжди обробляються. Цим досягаються кілька цілей: видалення в місцях майбутніх сполучень бруду, оксидної плівки, іржі. Для цього використовуються наступні методи:

• Механічне очищення за допомогою металевих щіток, абразивних кругів.

• Хімічна обробка розчинниками, що прибирають жир і оксиди зі зварювальної поверхні. Використовуються рідини на основі ксилолу, уайт-спіриту, бензину. Для видалення оксидних плівок застосовуються кислоти.

Залежно від товщини металу і конфігурації шва підготовка перед обробленням кромки під зварювання відбувається в кілька етапів:

1. Розмітка. За допомогою шаблонів або лінійок переносяться Креслярські розміри на лист металу. Для цього використовуються чертилки або будівельні маркери, здатні наносити штрих на будь-якій поверхні.
2. Розкривши. Для різання металу невеликої товщини застосовуються роликові або гільйотинні ножиці. Сталі великої товщини, а також вуглецеві розрізаються за допомогою пропанових різаків і плазморезов.
3. Згинання відбортовки. Ця операція виконується перед зварюванням листового матеріалу невеликої товщини, що дозволяє збільшити кількість розплавляється матеріалу і не допустити прогорання околошовних зон. Кромки загинаються в листогибах або ручним способом за допомогою молотка і оправлення для жерстяних робіт.
4. Прокатування вальцями. Стиках листового матеріалу товщиною від 3 мм надається правильна форма. Досягається це механічним впливом вальців або за допомогою преса. Також прокатування усуває деформації металу, що виникли при зберіганні і транспортуванні.

Способи оброблення кромок

Зварювальні роботи застосовуються не тільки для зварювання простих заготовок з прямою поверхнею, але і для конструкцій складних форм. Тому існує безліч різних способів оброблення кромки під зварювання:

• Абразивна обробка. Проводиться у важкодоступних місцях, а також при підготовці невеликих поверхонь. Виконується ручним способом за допомогою кутошліфувальної машини з абразивним шліфувальним кругом. Крім цього, така обробка застосовується, як доводочная операція для алюмінієвих сплавів, оскільки вони утворюють високоміцну оксидну плівку, яку необхідно прибрати перед зварюванням.
• Фрезерування. Використовується при підготовці крайок великої протяжності, а також мають нерівну поверхню. Часто такий спосіб застосовується при знятті фасок у однотипних деталей. Фреза за шаблоном знімає зайвий метал з кромки, рухаючись по криволінійній траєкторії. Для ручної обробки методом фрезерування застосовується мобільний кромкорез.

• Стругання. Цей метод використовується в промисловому виробництві для підготовки прямих зварювальних поверхонь. Зворотно-поступальним рухом за кілька проходів високоміцний різець знімає необхідний шар, формуючи зварювальну кромку.
• Довбання. Для оброблення кромки труби під зварювання застосовуються мобільні кромкоскаливателі. Ця операція схожа на стругання. Тут також діє різець, тільки він формує кромку не вздовж, а поперек. В результаті цього фаска знімається не рівно, і її потрібно допрацьовувати вручну кутошліфувальною машиною.
• Зняття фаски за допомогою газового різака. Для цього за допомогою пропану нагрівається кромка, і струменем кисню видувається зайвий матеріал. Кромка виходить нерівною і вимагає подальшої механічної обробки абразивним кругом.

Технологія оброблення

Фаски на крайках деталей, що зварюються потрібні для забезпечення більш глибокого провару, а також для більш зручного доступу електрода до кореня шва. Оброблення кромок дозволяє зварювати велику товщину за кілька проходів, отримуючи міцний однорідний шов.

Найчастіше фаска знімається не на всю глибину, а залишається невеликий шар матеріалу-затуплення. Воно захищає деталь від пропалювання наскрізь і не дозволяє розплавленому металу витікати з зварювальної ванни. Форми і розміри фасок стикових з`єднань описані в правилах оброблення крайок під зварювання ГОСТ 5264-80. Для трубних з`єднань Нормативи описані в ГОСТ 16037-80.

V-подібна оброблення

Найпопулярніший спосіб оброблення крайок-V-подібний. Він застосовується у великому діапазоні товщини зварюваних деталей від 3 до 26 мм. Буває як односторонній, так і двосторонній. Кут оброблення крайок під зварювання становить 60 градусів. Таким способом виконуються Стикові, кутові, таврові з`єднання.

X-образна оброблення

Цей тип призначений для зварювання деталей великої товщини, де непридатні інші способи оброблення. Кут фасок також становить 60 градусів. Проварюються такі з`єднання за кілька проходів з кожного боку. Такий спосіб дозволяє знизити витрату електродів в 1,6-1,7 рази, а також зменшує залишкові деформації, що виникають в результаті нагрівання.

U-образна оброблення

Даний варіант використовується рідше інших типів разделок кромки під зварювання через складність формування подібного профілю. Застосовується, коли необхідно отримати з`єднання дуже високої якості. Крім того, спосіб знижує витрати на витратні матеріали. Економія досягається за рахунок оптимальної форми зварювальної ванни. Таким способом варяться деталі товщиною від 20 до 60 мм.

Підготовка тріщини під зварювання

Іноді в процесі відновлення деталей доводиться заварювати тріщину. В цьому випадку також потрібно оброблення кромок під зварювання. Суть операції зводиться до того, щоб поглибити дефект на всій протяжності для ефективного доступу електрода до зони наплавлення. Розширення тріщини робиться за допомогою молотка і зубила або за допомогою пропанового різака. Кромка може готуватися як з однієї, так і з двох сторін. Це залежить від товщини деталі. Щоб зняти напруги металу, в результаті яких виникла тріщина, по її краях висвердлюються отвори.

Підготовка стиків круглих з`єднань

Великий відсоток робіт припадає на отримання круглих герметичних з`єднань: зварювання трубопроводів, ємностей, труб. Ці сполуки регламентуються ГОСТ 16037-80. У різних випадках він передбачає зварювання як з обробленням крайок, так і без неї. Це залежить від типу сполуки, який буває трьох видів:

• встик;
• внахльост;
• кутовий.

Перед зварюванням кромки проходять очищення від забруднень і іржі.

При складанні труб відстань між стиками не повинно перевищувати 2-3 мм, а різниця в товщині не більше 10 %. Відрізки труб точно центруються один щодо одного. Перед початком зварювання робляться прихватки по периметру, щоб напруги, що виникають при охолодженні зварного шва, не порушували співвісність.

Приварювання відводів необхідно для розділення рідини або газів всередині основної труби. Відводи, приварюються кутовим способом, не вимагають зняття фаски. Якщо з`єднання відбувається встик, то форма оброблення крайок під зварювання приймає кут 45 градусів.

Резервуари і круглі ємності часто використовуються в хімічному виробництві і є сховищем для агресивних речовин, тому до зварного шва пред`являються підвищені вимоги. Щоб їм відповідати, для стінки товщиною до 26 мм роблять X-подібний або V-подібний скіс, а для товщини до 60 мм застосовується U-подібна оброблення крайок.