Катет сварного шва что это такое?
Расчет катета сварного шва от толщины металла
В производстве металлоконструкций и автомобилей с большим весом сварные соединения должны выдерживать высокие нагрузки. Спай будет качественным только в том случае, если перед началом работ точно рассчитаны все параметры. Один из важных показателей – катет шва (К). Это одна из сторон самого большого условного треугольника с равными боками, который возможно вписать в поперечное сечение соединения (ГОСТ Р ИСО 17659-2009, вступивший в силу 01.07.2010 г). Ее можно измерить или рассчитать, базируясь на размеры свариваемых элементов.
- Расчет катета по толщине металла
- Формула расчета
- Расчет катета для шва 1м
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.
Чтобы соединение было достаточно прочным, обе одинаковые стороны треугольника должны иметь одинаковую длину (если элементы расположены под углом 90 о ).
Соединения могут быть:
- стыковые (без скоса кромок, с односторонним, с V-образным, X-образным, криволинейным скосом);
- торцевые;
- внахлест;
- угловые (угол от 30 о , односторонние, двусторонние без скоса кромок, с одним или двумя скосами);
- тавровые (угол острый или прямой, односторонние, двусторонние, без скоса кромок, с одним или двумя скосами).
Расчет длины катета сварного шва в зависимости от толщины металла возможен для трех видов швов: угловых, тавровых, внахлест.
Расчет длины катета шва, исходя из толщины металла, требуется на промышленном производстве, так как от этого показателя зависит прочность спая, расход сварочной проволоки, ее диаметра (чем длиннее сторона треугольника, тем толще проволока).
Важно! Если сторона треугольника слишком длинная, увеличивается объем жидкого металла (из-за большой площади нагрева) и расход присадки, готовое изделие может деформироваться.
Катет важен так же, если свариваются элементы различных размеров (расчеты производятся, базируясь на меньший показатель).
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.
Полученный результат необходимо сверить с требованиями ГОСТ 11534-75 и ГОСТ 5264-80 или справочными материалами.
При проведении сварочных работ в домашнем хозяйстве достаточно установить сторону треугольника, превышающую толщину на 1-1,5 мм, или определить показатель по таблице. Существуют правила, которые необходимо соблюдать всегда. К должен быть меньше, чем толщина самого тонкого элемента, умноженная на 1,2. Протяженность спая должна быть меньше, чем К*4.
Расчет катета для шва 1м
На практике все расчеты достаточно условные, так как базируются на предпосылках:
- нагрузка распределяется равномерно по всей длине наплавленной присадки;
- разрушение возможно только по слою присадки, равному 0,7 К.
Цель проектировочных расчетов – определить оптимальный размер спая для определенного показателя растяжения и осевого напряжения.
Оптимальная протяженность наплавленной присадки по нагрузке на растяжение определяется по формуле:
L – протяженность спая;
F – планируемая реальная нагрузка на соединение;
ρ – допустимая нагрузка на соединение.
Оптимальная протяженность по осевому напряжению:
Из этой формулы можно вывести формулу для расчета К при протяженности наплавленной присадки 1 м:
Это значит, что К полностью зависит от величины допустимой нагрузки.
Допустимые нагрузки на сжатие, растяжение и срез для различных методов сварки определены в специальных таблицах.
При разработке проектной документации:
- выбирается метод сварки, вид сварки, марка электрода (проволоки);
- определяют нормативную допустимую нагрузку;
- рассчитывают длину спая на растяжение и осевое напряжение;
- создают чертеж соединения;
- уточняют технические характеристики и размеры свариваемых элементов.
При разработке проектной документации сварки определение точной величины катета шва от толщины металла и оптимальной длины спая проводится с целью повысить качество работ и минимизировать их себестоимость. Важно получить прочные и надежные соединения при минимальных затратах. Особенно важен этот показатель на больших промышленных предприятиях, изготавливающих металлоконструкции, которые должны выдерживать во время эксплуатации повышенные нагрузки.
Pereosnastka.ru
Обработка дерева и металла
Сварной шов — участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла. Сварной шов является частью сварного соединения, которая по своей структуре отличается от структуры основного металла.
Сварные швы по виду соединения и форме поперечного сечения подразделяются на стыковые и угловые. Стыковые швы применяют для выполнения стыковых и, значительно реже, угловых и тавровых соединений. Угловые швы применяют в угловых, тавровых и нахлесточных соединениях.
Стыковой шов характеризуется шириной шва (е) и глубиной проплавления (ft). Характеристиками углового шва служат ширина шва (е), толщина шва (а) и катет шва (К).
Глубина проплавления стыкового шва (ft) — наибольшая глубина расплавления основного металла в сечении шва.
Толщина углового шва (а)—наибольшее расстояние от поверхности углового шва до точки максимального проплавления основного металла.
Катет углового шва (К) — кратчайшее расстояние от поверхности одной из свариваемых частей до границы углового шва на поверхности второй свариваемой части. При симметричном угловом шве за расчетный катет принимается любой из равных катетов, при несимметричном шве — меньший.
Выпуклость сварного шва (g)—выпуклость шва, определяемая расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линий границы сварного шва с основным металлом, и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости.
Рис. 1. Сварные швы стыковой и угловой:
е — ширина шва; h — глубина проплавления; g — выпуклость (усиление) шва; а — толщина шва; с — катет шва
Швы сварных соединений можно классифицировать по различным признакам.
По форме наружной поверхности. Сварные швы могут быть выпуклыми, плоскими, вогнутыми. Стыковые швы выполняются выпуклыми (с усилением) и плоскими. Вогнутость стыковых швов недопустима, это является серьезным браком сварки.
Угловые швы выполняются выпуклыми, плоскими, вогнутыми. Вогнутость (А) угловых швов при сварке во всех пространственных положениях допускается не более 3 мм.
Выпуклость (усиление) сварных швов допускается не более 2 мм при сварке в нижнем положении и не более 3 мм при сварке в остальных положениях. Допускается увеличение усиления сварных швов, выполненных в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях на 1 мм при толщине основного металла до 26 мм и на 2 мм при толщине основного металла свыше 26 мм.
Сварные соединения с выпуклыми (стыковыми и угловыми) швами лучше работают на статическую нагрузку. Но швы с чрезмерным усилением нежелательны по двум причинам:
а) повышенный расход электродов и электрической энергии;
б) концентрация напряжений в точках пересечения поверхности шва с основным металлом.
Сварные соединения с плоскими (стыковыми и угловыми) и вогнутыми (угловыми) швами лучше работают на переменную и динамическую нагрузку.
По положению сварки. В соответствии с ГОСТ 11969—79 (СТ СЭВ 2856—81) («Сварка плавлением. Основные положения и их обозначения») сварные швы классифицируются в зависимости от положений сварки. Положение сварки определяется углом наклона продольной оси шва (а) и углом поворота поперечной оси шва ((3) относительно их нулевых положений.
Рис. 2. Классификация швов по форме наружной поверхности: а — стыковой выпуклый; б — стыковой плоский; в — стыковой вогнутый; г — угловой выпуклый; д — угловые плоский и вогнутый
Рис. 3. Положение швов в пространстве:
а — нижнее; б — вертикальное; в — горизонтальное; г — потолочное
Установлены следующие положения сварки и их обозначения: нижнее — Н, в лодочку — Л, горизонтальное — Г, полугоризонтальное — Пг; вертикальное — В, полувертикальное — Пв; потолочное — IT, полупотолочное — Пп.
Сварка в нижнем положении наиболее удобна, легко осваивается. В заводских условиях с помощью различных приспособлений удается почти полностью сваривать конструкции в нижнем положении. Сварка швов в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях выполняется в строительно-монтажном производстве.
По протяженности. Различают сварные швы непрерывные и прерывистые. Непрерывный шов — сварной шов без промежутков по длине. Непрерывные швы по длине условно делят на короткие (до 300 мм), средние (до 1000 мм) и длинные (свыше 1000 мм).
Прерывистый шов — сварной шов с промежутками по длине. Расстояние от начала одного участка шва до начала следующего участка называется шагом шва (t). Прерывистые швы могут быть цепными и шахматными.
Цепной прерывистый шов — двусторонний прерывистый шов, у которого промежутки расположены по обеим сторонам стенки один против другого.
Шахматный прерывистый шов — двусторонний прерывистый шов, у которого промежутки на одной стороне стенки расположены против сваренных участков шва с другой ее стороны.
По отношению к направлению действующего усилия. Различают сварные швы фланговые (боковые), лобовые, косые, комбинированные.
Фланговый шов расположен параллельно направлению действующего усилия.
Лобовой шов расположен перпендикулярно (нормально) к направлению действующего усилия.
Рис. 3. Прерывистые сварные швы:
а — цепной; б — шахматный; в — шаг прерывистого шва; г — длина участка шва
Рис. 4. Виды сварных швов по способу заполнения сечения шва:
а — однослойный; б — многослойный; в — многослойный многопроходный
Косой шоё расположен под углом к направлению действующего усилия. Комбинированный шов представляет сочетание» флангового и косого, флангового и лобового.
По способу заполнения сечения шва. Различают сварные швы однослойные (однопроходные), многослойные, многослойные многопроходные (рис. 4).
В многослойном шве число слоев равно числу проходов. Если в многослойном шве некоторые слои выполняются в несколько проходов, то такой шов называется многослойным многопроходным.
В стыковых сварных соединениях в основном применяются однослойные и многослойные швы. В угловых, тавровых и нахле-сточных соединениях чаще применяются однослойные и многослойные многопроходные швы.
По условиям и месту выполнения. Различают сварные швы заводские и монтажные. Заводские швы, как правило, выполняются в помещениях (цех, мастерские или участок монтажных заготовок), т. е. в наиболее благоприятных для сварки производственных условиях. Монтажный шов — сварной шов, выполняемый при монтаже конструкций или сооружения. Монтажные швы чаще выполняются в неблагоприятных для сварки условиях (на больших высотных отметках, в различных пространственных положениях сварки, на открытом воздухе, зимой и летом).
Как рассчитывается катет сварного шва — формула, инструкция, проверка результатов
Сварочный шов имеет много параметров такие, как высота усилия, ширина, длина или толщина. Разность этих параметров появляется из-за того, что швы бывают разные, например угловые или прямые, а эти два делаться ещё на много других под видов.
Но нас интересует как рассчитать катет сварочного соединения, во всем этом нам и помогут все перечисленные характеристики.
Вам кажется, для чего так глубоко залазить в геометрию, это же сварка, но все не так легко, расчёт катета позволит вам на много поднять уровень соединения, и достигнуть нужного результата.
Но на этом этапе много кто сталкивается с проблемой того, что даже не знает что такое катет шва и как его рассчитать. И тем более как его померить, и для чего вообще все это необходимо при работе со сваркой.
Наша статья хочет приоткрыть занавес на такие популярный вопрос, как же все таки провести расчет катета шва от толщины металла.
Даже для начинающих сварщиков будет достаточно прочитать нашу статью, что бы во всем хорошо разобраться, и применить свои знания на практике, с неплохим успехом.
- Информация для общего сведения
- Система расчёта катета сварочного шва
- Характеристики хорошо исполненного шва
- Итог
Информация для общего сведения
Итак мы начнем с того, что все таки такое катет соединения, для чего он существует и зачем вообще нам его рассчитывать? Это на самом деле катет того треугольника, в который может влезть продольное сечение.
Влезть конечно не фактично. Но все же вопрос «Зачем это делать?» остаётся у всех, зачем в принципе рассчитывать это для угловых соединения или прямых, швов внахлест или торцовых.
Вы должны знать о том, что на рынке можно найти специальное механическое приспособление, такую себе линейку, но вы все советуем научиться делать такие расчёты самостоятельно, это значительно поднимет ваш профессионализм, и вы обретете новый навык.
Такие расчёты ещё могут показать вам уровень качества сделанного вами соединения, ведь качество это первое в списке приоритетов у мастера, что приступит к такой не простой работе.
Вам не удастся сделать катет шва если вы работаете с большой конструкцией, это не решит вопросов того, что шов может оказаться не надежным. Иногда визуально он может казаться достаточно стойким и качественным, но на самом деле потом подвести вас.
Новичкам может показаться что такую проблему решить не сложно, наплавил побольше и готово, но это далеко не так и большая ошибка.
Пока вы наплавляете горы металла, то поверхность детали все сильнее оказывается под действием температуры, что приведет к неизбежным дефектам как окисление, искривление и коррозии в будущем, и конечно все это сделает качество соединения значительно ниже.
Такое расчёт будет полезен если вам нужно подсчитать смету, то есть на предприятии, или даже на большим домашнем строительстве.
Померять катет вы сможете практически безошибочно подсчитать нужное количество расходных материалов, сил, уже не придется экстренно докупать что-то, когда вы поймете, что шов оказался слишком тонким или узким.
Ещё расчёт будет хорошим вариантом если вам предстоит работа с металлами разной толщины. Если вам приходиться сваривать металлы из рода толстых и тонких просто подсчитайте и не возникнет проблем. Для таких расчётов учитывают параметры тонкого металла.
Если вы прислушаетесь к нашему совету и подсчитает, то ваш шов никогда не получиться слишком узким.
А это дорогого стоит в тех случаях когда предстоит ответственная работа с проблематичной металлической конструкцией, которую после будут дотошно проверять.
Особенно полезен будет такой расчёт при работе со швами на углах, ведь именно там чаще всего возникают трещины, коррозии, деформации.
Обман часто в том, что визуально сваренный элемент выглядит прочно, но когда её приводят в использования о не просчитанные фрагменты могут серьёзно подвести. Рассчитывать катет действительно стоит. А про то как это сделать правильно читайте ниже.
Система расчёта катета сварочного шва
В интернете вам удастся найти очень много разнообразных формул по которым советуют рассчитывать катет соединения.
Формулы разнообразные поскольку работают по различным видам швов, как тавровые, соединения внахлест, прямые, швы на углу. И это далеко не все типы, а каждый имеет ещё большее развёрнутую классификацию.
То есть каждый отдельный шов нужно расчитывать по специальной формуле в общей массе это близка дюжины формул, если мы возьмём в расчёт все нюансы.
Но, как вы понимаете, это слишком большой объём информации и вместит его в регламент одной статьи невозможно.
Но мы расскажем про то как посчитать самый известный и часто используемый тип соединения-мы будем считать по ширине шва. Ниже вы можете видеть нужную нам формулу:
Такая вот простая формула. Она позволяет легко подсчитать размер катета углового шва. А далее все ещё проще катет углового соединения это и есть значение катета треугольника который сможет вписаться.
Ещё мы вам расскажем как произвести расчёт катета шва от толщины. Но тут не нужно даже элементарных формул, будет достаточно взят толщину по наименьшему участку и это число и будет вашим показателем.
Примеры выходят элементарные если мы имеем металл, толщина которого 4 миллиметра и мы должны его сварить, то нужно посчитать катет по толщине.
Тогда оцениваем правда ли толщина 4 миллиметра по всей площади поверхности и делаем вывод, что толщина 4 миллиметра.
Рассчитывать катет сварочного соединения от толщины удобно когда вы собираетесь варить с помощью нахлёстанного шва или диалектные, тонкие участки. А если ваша деталь внушительно толстая то найдите 40 процентов от показателя.
Ниже мы нашли для вас схему наименьших катетов сварочных соединения для тавровых соединений.
Оно послужит вам если нет времени долго рассчитывать, или в таблице просто уже имеются точные данные под ваши параметры. Добавьте её и попробуйте использовать в работе.
Характеристики хорошо исполненного шва
Выше вы уже прочитали как посчитать катет сварочного соединения. Это будет большим плюсом, но все же для качественного соединения только этого мало. У сварочного шва есть свои параметры не считаться с которыми вам не удастся.
На первом месте должна быть однородность шва по всей его длиннее, не должно быть наплывов и не проваров, или каких-то «змеек» все должно быть красиво и аккуратно. Внимательно следите за тем, что вы делаете и как, старайтесь все сделать аккуратно.
Вам что-то моет показаться пустяком, а позже конструкция просто может рухнуть, и хорошо если не кому-то на голову. Ширина шва должна быть одной по всей длине.
Если соединение где-то шире где-то уже, то возникнут точки опоры, и эту точку не смогут вынести веса конструкции, она начнет пускать трещины и позже может рухнуть.
Ещё важно наблюдать чтобы ваше соединение было на достаточной глубине. Важно равномерно заваривать на глубину или могут пойти внутренние трещины.
На заводах производиться профессиональный расчёт всех этих характеристик. Сварщики до миллиметров рассчитывают глубину ширину, длину. И зачастую используют все перечисленные нами техники работы с расчётами.
Конечно любитель или совсем новичок может не усложнять и так непростое для себя задание сварки подобными расчётами, но понимать азы очень важно, вы должны знать как все это должно выглядеть в идеале.
Чем сильнее похожи между собой заготовленные делали для сваривания тем лучше.
Естественно есть и такие способы сварки которые работают по сваривании неподобных металлов, химический состав которых совсем разный, но все равно соединение таких металлов не будет очень прочным что бы вы с ним не делали.
Для хорошего результата вам нужно что бы была правильная сила тока, качественное профессиональное оборудование, если вы не новичок в этом деле, ещё важно приобрести качественные расходные материалы, в первую очередь электрод, потому что именно они формируют шов.
Только если вы можете обеспечить такие условия работы подсчет катета соединения будет полезен для вас.
Вы можете просчитать все до миллиметров, но при этом работать на старом, не исправном оборудовании или с не качественными электродами с которых так и сытиться шлак, то результат никогда не будет крепким.
Важно производить подсчет катета соединения исходя из толщины или его ширины. Но это только часть того, что должно быть в своем инструментарии работы со сваркой металлов. Ещё важно ориентироваться в видах сварки, видах аппаратов и расходных материалов.
Конечно не мало решает ваш опыт, вы можете прочитать сто книг и ваш результат на практике может быть посредственным. А можете не прочитать не единой и при этом владеть техникой просто учась на своих ошибках.
Но конечно хорошо совмещать теорию и практику, тогда результат будет хорошим. Если вы будете знать наименьший катет соединения, то сможете посчитать характеристики его качества.
Но помните и про другие правила, вы должны купить хорошие расходные материалы, как например стержни, хорошо настроенный аппарат это половина дела, и конечно работайте аккуратно и точно, лучше потратить пол часа больше чем потом переделывать целый день.
Если у вас нет достаточного опыта, то не переживайте, все придёт и вы не будете отставать. Главное чтобы вас это интересовало и был видим минимальный прогресс.
Если вам уже приходилось подсчитывать катет шва, то напишите о том в комментариях, поделитесь своим опытом, новички, что читают нас, будут очень благодарны. Желаем удачи и крепких соединений!
Катет сварного шва что это такое?
О ТДЕЛ СВАРКИ
Адрес
196105, Санкт-Петербург
ул. Рощинская, д.46
Телефон / Факс
388-00-01
387-65-82
pkti-spb@yandex.ru
Начальник Отдела Сварки, Руководитель Испытательной Лаборатории, Председатель Аттестационной Комиссии сварщиков:
Белов Иван Павлович
|
