Что такое катет сварного шва

Что еще влияет на качество сварочного стыка?

Форма поверхности стыков, образующихся при сварочных работах, в значительной мере зависит от характеристик применяемых электродов.

Кроме универсальных требований, предъявляемых ко всем изготовленным промышленным образом электродам (обеспечение устойчивости горения электродуги, специфический состав металла стержня электрода, минимальный уровень разбрызгивания, и др.), специалисты выдвигают еще и дополнительные требования.

Выбирать электроды необходимо с учетом их технических характеристик, указанных на упаковке.

К этим требованиям можно отнести характеристики электрода, которые в результате сварочного процесса способствуют формированию шва с заранее заданной формой. Например, если металлические стержни электрода при плавлении формируют вязкую и густую массу, то это благоприятствует легкому и оперативному созданию выпуклого сварного соединения.

Что такое катет сварочного шва

Если рассмотреть сварочный шов в разрезе при угловой сварке, то это в идеале должен быть равнобедренный треугольник. Так вот его катет, а это расстояние от конца шва одной детали до плоскости другой. По сути, катет шва и есть катет треугольника, поэтому данный показатель так и назван.

Итак, от значения катета углового соединения зависят прочностные характеристики стыка. Но в этом плане нельзя говорить о том, что чем больше катет, тем прочнее соединение. Потому что большое количество наплавленного металла может привести к сварочным деформациям.

Поэтому необходимо учитывать геометрию стыка с таким учетом, чтобы в него поместился катет с большими параметрами продольного сечения. Если производится сваривание двух заготовок разной толщины, то катет определяется по детали с меньшей толщиною. Обычно данный параметр сварочного шва определяется и измеряется специальными шаблонами. Сегодня все чаще сварщики пользуются универсальными измерительными инструментами УШС-2. Их называют катеомерами сварщика.

Это несколько тонких пластин, на концах которых есть выемки, определяющие разные размеры катетов. Соединяются пластины кольцом или шарниром. Прикладывая поочередно каждый шаблон к сварочному шву, находится тот, который точно будет прилегать к образовавшемуся валику.

По форме шов должен быть без выпуклостей и вогнутостей. Но так получается редко.

• Обычно сварной шов – это валик с выпуклой поверхностью. Специалисты отмечают, что это не самый лучший вариант, потому что внутри такой формы концентрируются напряжения, плюс увеличивается расход материалов.
• Идеальный же вариант – валик с вогнутой поверхностью, который получить очень сложно. Для этого необходимо правильно настроить параметры сварочного аппарата, а также точно соблюдать определенную одинаковую скорость электрода. А этим владеют только сварщики с большим опытом. Поэтому вогнутую поверхность получают после сварки механической обработкой. Данный вид сварного шва в сборке металлоконструкций не используется.

Что касается размеров катета углового соединения, то, как уже было сказано выше, все зависит от толщины свариваемых деталей. К примеру, если их толщина находится в пределах 4-5 мм, то катет не должен превышать 4 мм. Если толщина больше данного показателя, то и катет не должен быть 5 мм – и это минимальный показатель.

Необходимо отметить, что вогнутость и выпуклость сварного валика во многом зависит от того, каким электродом проводился сварочный процесс. Здесь имеется ввиду химический состав стержня. К примеру, если сварка проводилась электродом, расплавленный металл которого становился вязким и густым, то получается в конечном итоге выпуклая поверхность валика. Если расплавленный металл был жидковатым и растекающимся, то получается вогнутая поверхность.

Что касается режима и скорости проведения сварочного процесса.

• В основе выбранного режима лежат две величины: сила тока и напряжение. Так вот при увеличении силы тока и стабильном напряжении увеличивается глубина проварки, и уменьшается ширина шва. При стабильном токе и изменении напряжения наблюдается снижения параметра глубины проварки и увеличения ширины валика. Понятно, что и катет шва при сварке будет изменяться.
• Если скорость перемещения электрода вдоль сварочного стыка не превышает 50 м/час, то глубина проварки стыка увеличивается, а его ширина уменьшается.
• Все происходит наоборот, если скорость начинает увеличиваться и превышает обозначенное значение. В любом случае, не только уменьшается катет шва, но и снижаются характеристики металла внутри зазора между заготовками, потому что нагрев ванны производится незначительный.

Влияние режима сваривания

В зависимости от выбранного режима сварки, качество сварного стыка может сильно отличаться. Если увеличивается сила тока, то происходит повышение глубины проварки, и при этом не изменяется ширина стыка.

Если сила тока постоянна, но изменяется напряжение, то начинает резко увеличиваться ширина сварного стыка, и при этом снижается глубина проварки.

Увеличение скорости перемещения электрода снижает ширину сварочного стыка и ощутимо увеличивает глубину проварки. Однако, не следует повышать скорость перемещения электрода до 50 метров в час или более — это может привести к сильному снижению качества сварочных работ по причине слабого прогрева материала основы.

Выпуклость и вогнутость

Выпуклость и вогнутость — это значение расстояния между линией основной поверхности металла заготовки и поверхностью, которая проходит по линии максимальной выпуклости (вогнутости). Швы с выпуклой поверхностью считаются усиленными. Лучше всего применять их, если на изделие производится статическая нагрузка.

Что касается вогнутых швов, то они являются ослабленными, однако очень хорошо могут выдерживать динамические нагрузки. На практике целесообразно в большинстве случаев использовать швы с плоской поверхностью, потому что они являются самыми универсальными.

Как измерить катет шва?

Для контроля выполненных работ необходимо точно произвести измерения. Это позволит определить, не были ли допущены ошибки при расчете, и оценить качество изделия.

Сварной шов с усилением.

Искомый размер стыков измеряется в соответствии с геометрическими формулами. Для этого достаточно рассчитать катет максимального равностороннего треугольника, вписанного в сечение контакта между деталями.

В зависимости от ситуации расчет выполняется по-разному. Например, если сварка была сделана нахлестом листов, толщиной до 4 мм, то катет стараются делать той же толщины. В других случаях его размер должен составлять 40% от толщины.

Как проверить качество корня шва сварки?

Корень — это наиболее важная разновидность шва. Есть ключевой набор правил для создания качественного корня сварочного шва:

• не должно быть сильного ветра и сквозняка, иначе образуются поры;
• не следует превышать сварочный ток, иначе нарушается структура металла;
• нужно выбирать правильный зазор (зависит от толщины стенки металла);
• предпочтительнее использовать короткую дугу;
• при использовании постоянного тока желательно не допускать попадания воды на электроды и металл.

Как проверить качество сварочных работ?

Наиболее популярных методов контроля качества два: разрушающий и неразрушающий.

1) Разрушающие испытания.

Проводятся на моделях для испытания прочности изделия. Сюда относится механическое воздействие, химический анализ, металлографические исследования и др.

2) Неразрушающие испытания.

Сюда относится визуальный контроль, проверка непроницаемости, радиационные, ультразвуковые и магнитные исследования, и др.

Какие параметры влияют на качество сварного соединения?

Из основных геометрических параметров можно отметить следующие:

• выпуклость;
• вогнутость;
• ширина;
• корень шва сварки;
• катет шва, образованный при сварке.

Кроме того, на качество влияет толщина и глубина провара, а также расчетная высота углового стыка.

Катет

Теперь можно разобраться с катетами. Катет углового шва при сварке — это кратчайшее расстояние, измеряемое от плоскости одной из заготовок, которые нужно соединить друг с другом, до границы сварного углового соединения на плоскости второй заготовки.

Качество сварочного шва и определение катета

При сборке металлоконструкции соединение деталей сваркой рассматривается как одна из наиболее надежных технологий. Надежность и прочность шва зависит от распределения усилий по металлу, а это в свою очередь определяется геометрическими параметра зоны соединения.

Главная особенность технологии состоит в том, что место стыковки заливается металлом, а в процессе его остывания сварочная ванна приобретает единую структуру. Целостность и соединения в дальнейшем зависит от способности этой структуры противостоять нагрузкам.

Корень

Корнем шва, образованного при сварке, называют ту часть сварного стыка, которая максимально удалена от лицевой поверхности детали с той стороны, с которой производится сваривание. Можно сказать, что корень — это обратная сторона шовного соединения.

Если используется двухстороннее сваривание деталей, то корень будет перекрываться подварочным швом. Что такое подварочный шов? Это небольшая часть двухстороннего сварочного соединения, которая выполняется заранее (в целях предотвращения возникновения прожогов при последующих сварных работах по созданию основного шва).

В некоторых случаях, если требуется сделать двухстороннее соединение, подварочный шов разрешено укладывать в последнюю очередь в корень главного соединения.

Понятие сварного шва и определение его разновидностей

Сварщики, которые стремятся стать профессионалами, стремятся разобраться во всех вопросах и понятиях сварочного мастерства до тонкостей. Один из часто задаваемых вопросов звучит так: что принято называть катетом шва при сварке?

Для начала следует понять основы техники выполнения швов.

Существует огромное количество способов, которыми можно осуществить сваривание дуговой электросваркой (около ста пятидесяти), и регулярно появляются новые.

Что такое сварной шов? Это участок, который соединяет элементы конструкции, сформированный при прохождении кристаллизационного процесса расплавленного металла. Глобально все швы можно разделить на две категории:

Расчет катета по толщине металла

Выбирая длину стороны треугольника, учитывается размеры заготовок, положение и вид спая. Подбор осуществляется для каждого элемента, но учитываются общие принципы. В домашнем хозяйстве можно использовать шаблон для измерения.

Стыковой шов

Стыковой шов используется с целью получения стыкового соединения, и чаще всего делается непрерывным. Он характеризуется специфической особенностью — формой разделки кромок у соединяемых заготовок. Благодаря разделке обеспечивается подготовка места проведения сварки, а также появляется возможность достичь хорошего качества соединения деталей в месте сваривания их друг с другом.

Угловой шов

Необходимость в угловом шве возникает, если поставлена задача получить крестовое, тавровое или угловое соединение. Данная категория шва отличается формой подготовки кромки и сплошным стыком. Принято выделять швы с односторонней, с двухсторонней разделкой, и без разделки (в зависимости от поперечного сечения).

Формула расчета

Объем наплавленного материала равен квадрату катета. Например, если К увеличивается на 1 мм при длине спая 10 мм, расход проволоки увеличивается на 20%.

Для соединения внахлест материалов с толщиной до 4-х мм К=4. Если показатель больше, нужно взять 40% толщины и приплюсовать 2 мм.

Угловые сварные соединения бывают:

• нормальные (без выпуклости и вогнутости) — К равен толщине металла;
• вогнутые — К=0,85;
• выпуклые — К= s×cos45°, где s – ширина спая, cos45°=0,7071;
• специальные (треугольник не равнобедренный).

При расчете длины катета сварного шва в зависимости от толщины металла формулы недостаточно — важен способ сварки и текучесть свариваемого металла.

Ширина

Что касается еще одного геометрического параметра, — ширины, то она рассчитывается как минимальное расстояние между границами, возникающими при сплавлении металла.

Вместо заключения

Измерение катета шва в зависимости от толщины металла или его ширины крайне необходимо, это всего лишь один из «инструментов» сварщика, такой же как сварочный аппарат или теоретические знания. Зная минимальный катет сварного шва можно в буквально смысле рассчитать прочностные характеристики сварочного соединения.

Также не забывайте соблюдать остальные правила: правильно подберите стержни, настройте аппарат и не спешите во время сварки. С опытом к вам придет понимание всех особенностей этого интересного дела. Если у вас уже есть опыт расчета катета для разных типов швов, то поделитесь им в комментариях к этой статье. Мы уверены, ваши советы будут не лишними для многих новичков. Желаем удачи в работе!

Выводы

Давая определение катету сварного шва, необходимо понимать, что данный показатель относится к категории качественных. От него во многом зависит прочность и надежность свариваемой конструкции, поэтому при создании схемы сварки на больших производствах обязательно данный параметр оговаривается.

https://www.youtube.com/watch?v=9TFmdTEQuVA

В сложных сварочных технологиях катет выбирается индивидуально для каждого стыка. Но, в сущности, для него используют стандартные общие принципы выбора. А это, как уже было сказано выше, толщина соединяемых металлов, их химический состав, режим сварки, тип электрода или присадочной проволоки.