Klassifizierung und Eigenschaften von Schweißnähten. Klassifizierung von Schweißnähten und Verbindungen. Geometrie und Klassifizierung von Schweißnähten

Grundlage des Schweißverfahrens ist das Fügen von Metallelementen und Teilen aus anderen Materialien durch Aufschmelzen ihrer Kanten. Der Ort der Verbindung von Elementen ist eine Naht, deren Kunst für jeden Schweißer die wichtigste ist. Im Schweißprozess werden verschiedene Arten von Verbindungen von Elementen und Schweißnähten verwendet, deren Auswahl durch die Bedingungen und Anforderungen für das Schweißen geregelt wird.

Wenn Sie das Schweißen beherrschen möchten, müssen Sie zunächst verstehen, was Nähte und Verbindungen sind.

Unter Schweißverbindungen versteht man die Art und Weise, wie die Teile zum Schweißen verbunden werden. Es gibt mehrere Haupttypen, mit deren Verwendung Sie beliebige Elemente andocken können:

  • Hintern;
  • Ecke;
  • Tavrovoe;
  • Ende;
  • Mit Nieten.

Schweißnähte- Dies sind Methoden zum Schweißen von Metallelementen, die die Art und Weise darstellen, wie Teile miteinander verbunden werden. Die Schweißnähte zeichnen sich durch verschiedene Eigenschaften aus, die die Art und Weise des Fügens von Teilen, die Anforderungen an das zu erstellende Element, die Dicke des Grundwerkstoffs usw.

Klassifizierung von Schweißnähten

Schweißarbeiten umfassen eine Vielzahl von Schweißnähten und Verbindungen. Die Arten von Schweißnähten können nach einer Vielzahl von Merkmalen unterschieden werden. Lassen Sie uns einige davon vorstellen:

  • Äußerlich: konkav, konvex, flach. Konkave Verbindungen verleihen der fertigen Verbindung eine gewisse Schwäche, konvexe hingegen gelten als verstärkt und werden verwendet, wenn es erforderlich ist, eine starke Schweißnaht zu erzeugen, die gegen schwere Lasten beständig ist.
  • Nach Ausführungsmethode: einseitig oder doppelseitig. Das Schweißen kann sowohl von zwei Seiten (was viel häufiger vorkommt, da es dem Teil mehr Festigkeit verleiht) als auch von einer Seite durchgeführt werden;
  • Nach der Anzahl der Pässe: Single-Pass und Multi-Pass. Letztere zeichnen sich durch ihre Größe und Stärke aus;
  • Durch die Anzahl der geschweißten Lagen: ein- und mehrschichtig. Letztere werden beim Schweißen dicker Metalle verwendet;
  • Nach Länge: Punkt, Kette, Schachbrett, intermittierend, durchgehend. Diese Eigenschaft spiegelt wider, wie die Schweißverbindung entlang der gesamten Naht hergestellt wurde. Punkt sind typisch für das Kontaktschweißen. Die restlichen Namen sprechen von der Länge der kleineren Nähte, die eine längere Hauptnaht bilden;
  • In Aufprallrichtung: quer (der Aufprall ist senkrecht), längs (der Aufprall ist parallel zur Naht), kombiniert (kombiniert quer und längs), winkelig (die Kraft wird schräg aufgebracht);
  • Nach Funktionalität: stark, dicht, versiegelt. Diese Eigenschaft ist mit dem weiteren Betrieb des Teils verbunden, der die Einhaltung besonderer Anforderungen erfordert;
  • Nach Breite: Faden (die Naht entspricht dem Durchmesser der Elektrode) und erweitert (durch oszillierende Bewegungen erzeugt).

Diese Klassifikation stellt eine fast vollständige Enzyklopädie der Arten von Schweißverfahren dar.

Für einen Fachmann ist es notwendig, sie zu kennen und anzuwenden, für einen Amateur reicht es völlig aus, die grundlegenden Arten von Schweißnähten zu beherrschen, die zum Schweißen fast aller Arten von Verbindungen ausreichen.

Verschiedene Schweißverbindungen

Kommen wir zu den Arten von Schweißverbindungen, dh wie die zu schweißenden Teile verbunden werden. Es gibt mehrere Hauptsorten:

  1. Hintern-Methode ist der beliebteste und am häufigsten verwendete Typ. Es zeichnet sich durch minimale Eigenspannungen aus und weist die geringste Wahrscheinlichkeit einer Verformung beim Schweißen auf. Unterscheidet sich in hoher Festigkeit, ausreichend für den Betrieb des Produkts unter dynamischen und statischen Belastungen.
    Die Butt-Methode stellt die Konjugation der Enden zweier Elemente dar. Wenn die Bleche eher dünn sind, müssen sie vor dem Schweißen nicht vorbereitet werden. Dickeres Metall muss durch Abschrägen der Kanten für eine tiefere Schweißnaht vorbereitet werden. Diese Regel funktioniert bei einer Werkstückdicke von mehr als 8 mm. Wenn das Metall mehr als 12 mm dick ist, fasen Sie die Kanten auf beiden Seiten ab und stellen Sie eine doppelseitige Verbindung her. Das Schweißen erfolgt in einer horizontalen Ebene.
  2. Überlappungsverbindung hat einen Anwendungsbereich in der Bauindustrie, wo es beim Lichtbogenschweißen mit einer Dicke von Metallelementen bis zu 12 mm verwendet wird. Das Metall bedarf keiner Vorbereitung, aber es ist darauf zu achten, dass kein Wasser zwischen die Elemente gelangt. Es wird empfohlen, von beiden Seiten zu schweißen;
  3. Eckverbindung ermöglicht das Schweißen von Elementen in jedem Winkel zueinander. Für eine höhere Nahtsicherheit werden die Kanten der Fügeteile meist abgeschrägt, was eine tiefere Verschweißung ermöglicht. Außerdem wird die Festigkeit des Produkts durch beidseitiges Schweißen gegeben;
  4. Bügelweg verwendet, um Gebäudeelemente (Traversen, Balken usw.) zu erstellen, die den Buchstaben "T" darstellen. Je nachdem welches Verfahren verwendet wurde, kann es einseitig oder zweiseitig sein, oft werden unterschiedlich dicke Elemente verschweißt. Das Schweißen um den gesamten Umfang erfolgt in der Regel in einem Schritt. Moderner Markt bietet Geräte zur Durchführung der T-Montage im Automatikmodus an;
  5. Vernietete Verbindung bedeutet, eine ausreichend starke Komponente zu erhalten. In das obere Element werden mit einem Bohrer oder auf andere Weise Löcher gebohrt, durch die das obere Element mit dem unteren verschweißt wird. Es gibt verschiedene Arten von Nietnähten, darunter die gebräuchlichsten Optionen, bei denen Nieten verwendet werden - spezielle Elemente zum Befestigen von zwei Teilen;
  6. Endmethode impliziert das Verschweißen von zwei Elementen, die mit ihren Enden ausgerichtet sind. In diesem Fall steht ein Element schräg zum anderen und ist an einer seiner seitlichen Ebenen verschweißt.

Die aufgeführten Arten von Schweißverbindungen und -nähten verfügen über eine detaillierte Beschreibung und Ausführungsdiagramme, die in GOSTs zum Schweißen angegeben sind.

Fassen wir zusammen

Kenntnisse über die Arten von Verbindungen und Nähten beim Schweißen sind grundlegend und bilden die Grundlage für die Anwendung der Schweißkenntnisse in der Praxis. Diese theoretische Erfahrung ermöglicht es Ihnen, die erforderliche Art der Verbindung von Elementen und die Schweißmethode richtig auszuwählen, die dem resultierenden Teil die bei seiner Herstellung geplanten Festigkeitseigenschaften garantiert.

Sie werden sowohl im Flachbau als auch beim Bau großer Häuser, Büro- und Sportzentren eingesetzt. Durch Schweißen werden 2 oder mehr Teile in 1 verbunden. Dadurch entsteht eine starke und zuverlässige Naht, die lange halten kann, ohne zu brechen oder das Teil als Ganzes zu beschädigen.

Darüber hinaus können Schweißverbindungen und Nähte sowohl für die Verbindung von Metallteilen aus einer homogenen Stahlsorte als auch von Elementen aus verschiedenen Legierungen verwendet werden. Bei solch komplexen Arbeiten ist es notwendig, die richtige Schweißtechnologie, Stromstärke, Verbrauchsmaterialien (Elektroden) zu wählen. Darüber hinaus muss der Schweißer über ausreichende Erfahrung und Fähigkeiten verfügen, um ein Durchbrennen des Teils zu verhindern, unnötige Spannungen und Verformungen im weiteren Betrieb zu vermeiden.

Klassifizierung von Schweißnähten

Alle Schweißverbindungen sind durch eine spezielle Dokumentation standardisiert, die die Konzepte, Bereiche und Orte der Schweißung festlegt. Die beschriebene Terminologie gilt für technische Dokumentationen, die am Ende der Nähte angebracht werden. Die gleichen Konzepte werden in der Schulung angezeigt und Lehrmittel, nach dem die Ausbildung von Schweißern durchgeführt wird, sowie die Weiterbildung und Verbesserung ihrer Qualifikationen.

Schweißklassifizierungstabelle.

Anhand allgemein anerkannter Abkürzungen kann auch ohne Dokumentation der Anschlusskennzeichnung oder allgemeine Spezifikation festgestellt werden, welche Schweißverbindung an einer bestimmten Stelle des Bauwerks hergestellt wird. Die folgenden Konventionen werden übernommen: Stumpfschweißverbindungen werden normalerweise mit dem Buchstaben "C" bezeichnet, wenn eine Überlappung hergestellt wird - geben Sie "H" an, wenn T-Verbindungen vorgesehen sind, wird die Spezifikation mit "T" bezeichnet, Ecke - "Y" .

Grundsätzlich sollten Schweißnähte und Nähte nach mehreren Kriterien unterteilt werden:

Durch das Erscheinen der endgültigen Querschnittsform:

  1. Stumpf, d. h. die zu schweißenden Teile liegen auf der gleichen Ebene.
  2. Eckig, wenn Metallteile in einem Winkel zueinander stehen, während ihr Wert keine Rolle spielt.
  3. Geschlitzt, wenn die übereinanderliegenden Teile miteinander verschmolzen sind. Dabei wird einer der Teile (oben) vollständig aufgeschmolzen und der andere Teil der Schweißverbindung (unten) nur teilweise aufgeschmolzen. Die Naht selbst ist eine Niete. Diese Verbindung wird auch elektrovernietet genannt.

Durch Konfiguration beim Schweißen:

  • geradliniger Charakter;
  • krummliniges Aussehen;
  • Ringtyp.

Durch die Dauer der Schweißverbindung:

  1. Solide Nahtverbindungen. Ihre Länge reicht von 300 mm bis 1 m oder mehr.
  2. Die zeitweise ausgeführt werden. In diesem Fall kann die Position der Naht in einer Kette, in einem Schachbrettmuster, je nach Design-Merkmale Einzelheiten und Anforderungen.

Nach der Methode der angewandten Schweißtechnik:

  • Lichtbogenschweißen ohne Verwendung zusätzlicher Mittel (Gas, Flussmittel);
  • Schweißen in einer Umgebung mit Gas (z. B. Argon).

Durch die Anzahl der verwendeten Schweißelemente:

  • einseitig;
  • Zwei-Wege-Verbindung;
  • mehrschichtig.

Durch die Menge an Metall, die durch das Schmelzen gebildet wird:

  • normal;
  • verstärkt;
  • geschwächt.

Es gibt in der Regel keine strikte Trennung über alle Arten von Klassifikationen. Während des Betriebs können Schweißverbindungen gerade stumpf verstärkt werden. Das heißt, die Kombinationen können sehr vielfältig sein, je nach Komplexität der Metallstruktur, Anforderungen an Steifigkeit und Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit Lieferungen sowie die Geschicklichkeit des Schweißers.

Eigenschaften von Schweißverbindungen

Die wichtigsten Arten von Schweißverbindungen.

Je nachdem, wie es am Ende ausfallen soll, müssen die Besonderheiten der Umsetzung und die Technologie der Ausführung berücksichtigt werden.

Stumpfschweißverbindungen sind die Verbindung von Teilen durch Verschweißen. Die Teile befinden sich in derselben Ebene und am häufigsten wird Lichtbogenschweißen verwendet. Darüber hinaus können solche Nähte verwendet werden, um Teile mit unterschiedlichen Kanten zu verbinden. Die Bearbeitung der Schweißkante ist abhängig von der Blechdicke. Wenn bei der Durchführung von Arbeiten Teile unterschiedlicher Dicke verbunden werden müssen, sollte die dickere Kante auf die Größe der kleineren abgeschrägt werden. Dies gewährleistet eine sichere Naht.

Nach der Art der beim Schweißen beteiligten Kanten können Stumpfnähte unterteilt werden in:

  • Teile, die keine abgeschrägte Kante haben. Sie sollten 3-5 mm dick sein;
  • Elemente, die eine gebogene Kante haben;
  • teile mit einer Kante, die den Buchstaben "U" bildet, ihre Dicke beträgt 20-60 mm;
  • Teile mit "X"-Kante, Metallstärke 12-40 mm.

Erfahren Sie mehr über Verbindungen

Stumpfnähte haben den niedrigsten Spannungswert und sind weniger anfällig für Verformungen. Dies führt zu ihrer häufigen Verwendung. Bei der Ausführung einer Stoßverbindung ist der Metallverbrauch minimal, die Arbeitsvorbereitung selbst muss sorgfältig und gewissenhaft erfolgen.

T-förmige Elemente sind Verbindungen von Metallteilen, wenn eines von ihnen senkrecht zum anderen steht. Es stellt sich ein Gelenk in Form des Buchstabens "T" heraus. Bei diesem Typ kann sich die Naht selbst sowohl auf einer der Seiten als auch auf zwei befinden. Es hängt alles von den Anforderungen an Steifigkeit, technische und konstruktive Leistungsfähigkeit ab. T-Systeme dienen der Montage von Fachwerkrahmen, verschiedene Typen Säulen, Regale. Außerdem eignet sich eine solche Verbindung gut zum Schweißen von Balken.

Eckverbindungen werden in Fällen ausgeführt, in denen die Elemente in der Struktur keine signifikanten Spannungen tragen. Zum Beispiel beim Schweißen von Tanks, Tanks. Um die erforderliche Zuverlässigkeit und Festigkeit zu gewährleisten, sollte die Dicke des zu schweißenden Metalls 1-3 mm nicht überschreiten. Bei der Eckverbindung werden die Teile im gewünschten Winkel aufeinander gelegt und verschweißt. Die Größe des Winkels spielt keine Rolle. Die Naht ist doppelseitig durchgehend ausgeführt, damit keine Feuchtigkeit eindringen kann.

Überlappungsfugen werden gebildet, wenn die Teile parallel zueinander sind. In diesem Fall befindet sich die Naht an den Seitenflächen der Metallelemente. Metallkanten benötigen im Gegensatz zur Stumpfmethode keine zusätzliche Bearbeitung. Der Verbrauch an Metall, sowohl Grund- als auch Schweißgut, wird erheblich sein.

Die Dicke der Struktur selbst beträgt bei einer solchen Verarbeitung nicht mehr als 12 mm. Um das Eindringen von Feuchtigkeit in die Verbindung selbst auszuschließen, muss diese doppelseitig ausgeführt werden.

Nähte für T-förmige, überlappende Eckverbindungen können in Form von kleinen Segmenten, dh nach der Punktmethode, hergestellt werden. Wenn eine vorläufige Oberflächenbehandlung erforderlich ist, werden sie in runder Form ausgeführt. Jene. entstehen, wenn eines der Teile vollständig geschmolzen ist und teilweise das andere.

Zusätzliche Punkte

Bekannte Verfahren zum Lichtbogenschweißen ohne zusätzliche Kantenbearbeitung können mit einer Metalldicke von 4 mm für Handarbeit, 18 mm für mechanisierte Arbeit hergestellt werden. Sollen Teile großer Dicke im Lichtbogenhandverfahren geschweißt werden, müssen daher die Kanten zusätzlich bearbeitet werden.

Zu den Elementen der Geometrie der Verbindung gehören der zwischen den Elementen vorhandene Spalt, der Nutwinkel, die Fase und die Abweichung der an der Schweißung beteiligten Teile zueinander. Der Fasenwinkel bestimmt den Nutwinkel, der entscheidend für den notwendigen Bogenzugang auf die gesamte Nahttiefe ist, sodass die Naht selbst vollständig fertiggestellt wird. Der Wert des Winkels liegt je nach Verbindungsart und Verarbeitungsmethode hauptsächlich im Bereich von 20-60° mit einer Toleranz von 5°. Der Spalt beträgt 0-4 mm.



Schweißnähte und Verbindungen werden nach verschiedenen Kriterien klassifiziert. Es ist auch wichtig zu verstehen, dass dies unterschiedliche Konzepte sind.

Eine Schweißnaht ist ein Ort in einem Metall, das sich während des Schweißens in geschmolzenem Zustand befindet. Und wenn das Metall abkühlt, kristallisiert die Naht. Schweißverbindung ist ein breiteres Konzept. Die Verbindung umfasst direkt die Naht selbst sowie die angrenzenden Zonen, nämlich: die Zone, die während des Schweißprozesses thermisch beeinflusst wurde, die Schmelzzone, ein Teil des Metalls, der sich in der Nähe der erhitzten Zone befindet.

Es ist wichtig, zwischen Schweißnähten und Verbindungen zu unterscheiden, da deren Eigenschaften die Form und Festigkeit des Metalls am Ort des Schweißens bestimmen. Und die Eigenschaften der Verbindung werden durch die Eigenschaften der Naht selbst und der übrigen Verbindungszonen, plastischen Verformungen und dementsprechend die Art der Kraftverteilung beeinflusst, die in der Schweißverbindung wirken.

Es ist auch wichtig zu verstehen, dass eine Schweißverbindung eine oder mehrere Nähte enthalten kann.

Um zu verstehen, in welchen Situationen und für welche Arbeiten bestimmte Schweißnähte und Verbindungen verwendet werden, sollten Sie sich ausführlich mit deren Eigenschaften vertraut machen.

Arten von Schweißnähten und ihre Eigenschaften.

Die Klassifizierung von Schweißnähten basiert auf folgenden Kriterien:

Querschnittsform:

  • Stumpf - Elemente in derselben Ebene, Stumpfenden und geschweißt.
  • Ecke - Elemente werden in einem bestimmten Winkel geschweißt.
  • Geschlitzt - Elemente (Bleche) werden übereinander gelegt und ineinander verschmolzen.

Der Hauptunterschied liegt in der unterschiedlichen Geometrie und Grundparameter der Nähte. Wenn beispielsweise bei einer Stumpfnaht die Verstärkungshöhe und -breite die wichtigsten sind, dann in der Ecknaht - das Nahtbein.

Schweißnahtkonfiguration:

  • Einfach.
  • Kurvilinear.
  • Ring.

Schweißnahtlänge:

  • Massive werden in kurze unterteilt - ihre Länge beträgt nicht mehr als 300 mm, mittlere - bis zu 1 Meter und lange - mehr als 1 Meter.
  • Intermittierend - Sie können eine Kette und eine versetzte Anordnung von Nähten an einer Schweißverbindung haben.

Verwendetes Schweißverfahren:

  • Hergestellt mit einer Abschmelzelektrode, manuelles Lichtbogenschweißen.
  • Hergestellt in einer Gasumgebung mit einer verbrauchbaren Elektrode.

Anzahl Nahtlagen:

  • Einseitig.
  • Beidseitig.
  • Mehrschichtig.

Abgelagertes Metallvolumen:

  • Normal.
  • Verstärkt.
  • Geschwächt.

Schweißverbindungen: Typen und Eigenschaften.

Das Hauptmerkmal, nach dem Schweißverbindungen klassifiziert werden, ist die Anordnung der Elemente zueinander. Darauf aufbauend werden folgende Typen unterschieden:

  • Stoß - ihre Bildung wird durch die Bildung von Stoßnähten verursacht.
  • Kehlnähte werden erzeugt, wenn Kehlnähte geschweißt werden.
  • Überlappung - diese Fugen werden auch mit Kehlnähten sowie mit Schlitznähten gebildet.
  • T-förmig - Kehlnähte werden auch verwendet, um solche Verbindungen herzustellen, seltener geschlitzte.

Stoßfugen die gebräuchlichsten, da sie den niedrigsten Spannungswert aufweisen und auch am wenigsten anfällig für Verformungen während des Schweißprozesses sind. Diese Art von Verbindungen ist für Metall am wenigsten verbrauchbar, erfordert aber auch die sorgfältigste Vorbereitung der Teile vor dem Direktschweißen. Mit Hilfe von Stumpfnähten können Metallprodukte mit einer Dicke von 1 bis 60 mm geschweißt werden. Für jede Dicke gibt es Empfehlungen für die Form der Abschrägung der Kanten des Blechs - X-förmig, Y-förmig, U-förmig usw.

Eckverbindungen- Schweißelemente stehen in beliebigem Winkel zueinander, sind aber wenig belastet. Auf diese Weise werden am häufigsten verschiedene Gefäße, Behälter, Reservoirs geschweißt. Die Dicke des Metalls überschreitet nicht 1-3 mm.

Überlappungsgelenke- diese Art der Verbindung erfordert keine spezielle Bearbeitung von Metallkanten wie beim Stumpfschweißen, aber der Verbrauch an Metall - Basis und Anschweißen ist groß. Die Dicke des Metalls für diese Art des Schweißens beträgt nicht mehr als 12 mm. Am häufigsten wird eine doppelseitige Naht verwendet, damit keine Feuchtigkeit von der gegenüberliegenden Seite der Naht eindringt.

T-Verbindungen - Fachwerkrahmen, Säulen, Pfosten, Balken werden am häufigsten mit dieser Verbindungsart geschweißt. Im Querschnitt ist diese Verbindung der Buchstabe T, und die Schweißnaht kann sowohl ein- als auch beidseitig sein.

Bevor Sie mit Schweißarbeiten beginnen, ist es wichtig, sich ein Bild davon zu machen, welche Arten von Schweißnähten und Verbindungen existieren. Diese Informationen helfen beim effizienten Einsatz von Ressourcen bei der Durchführung von Arbeiten und geben eine Vorstellung davon, für welche Produkte bestimmte Schweißnähte und Verbindungen bevorzugt werden.

Schweißverbindungen und Nähte werden nach folgenden Hauptmerkmalen klassifiziert:

  • Art der Verbindung;
  • die Position, in der geschweißt wird;
  • Konfiguration und Länge;
  • die Art des verwendeten Schweißens;
  • ein Verfahren zum Zurückhalten von geschmolzenem Schweißmetall;
  • die Menge überlappender Schichten;
  • Material zum Schweißen;
  • die Lage der zu schweißenden Teile relativ zueinander;
  • die auf die Naht wirkende Kraft;
  • das Volumen des abgeschiedenen Metalls;
  • die Form der geschweißten Struktur;
  • die Form der vorbereiteten Kanten zum Schweißen

Nach der Art der Verbindung sind Schweißnähte Stumpf und Kehle. Die Nähte von Schweißnähten werden nach ihrer Lage im Raum in untere, vertikale, horizontale und Decke unterteilt. Der Austritt der Naht von der Deckenposition in die vertikale Position beim Schweißen zylindrischer Produkte wird als Halbdeckenposition bezeichnet.

Je nach Konfiguration sind die Nähte der Schweißverbindungen geradlinig, kreisförmig, vertikal und horizontal. In Bezug auf die Länge werden die Nähte in durchgehende und unterbrochene Nähte unterteilt. Durchgehende Nähte wiederum werden in kurz, mittel und lang unterteilt.

Nach der Art des Schweißens werden die Nähte von Schweißverbindungen unterteilt in:

  • Lichtbogenschweißnähte
  • Nähte beim automatischen und halbautomatischen Unterpulverschweißen
  • Schutzgasschweißnähte
  • Elektroschlacke Schweißnähte
  • elektrische Nietnähte
  • Kontakt Elektroschweißnähte
  • Lötstellennähte

Nach dem Verfahren zum Zurückhalten des geschmolzenen Metalls werden die Nähte der Schweißverbindungen in Nähte ohne Auskleidungen und Kissen unterteilt; auf abnehmbaren und verbleibenden Stahlträgern: auf Kupfer, Flusskupfer. Keramik- und Asbestauskleidungen sowie Fluss- und Gaspolster. Je nachdem, von welcher Seite die Naht aufgebracht wird, werden einseitige und zweiseitige Nähte unterschieden.

Je nach dem zum Schweißen verwendeten Material werden die Nähte der Schweißverbindungen in Schweißnähte aus Kohlenstoff- und legierten Stählen unterteilt; Nichteisenmetallverbindungen; Bimetall-Verbindungsnähte; Nähte zwischen Vinylkunststoff und Polyethylen.

Je nach Lage der zu verschweißenden Teile zueinander können die Nähte der Schweißverbindungen im spitzen oder stumpfen Winkel, im rechten Winkel und auch in der gleichen Ebene liegen.

Durch das Volumen des abgeschiedenen Metalls werden normale, geschwächte und verstärkte Schweißnähte unterschieden.

Je nach Form der zu schweißenden Struktur werden die Nähte der Schweißverbindungen an flachen und kugelförmigen Strukturen hergestellt, und je nach Position am Produkt sind die Nähte längs und quer.

Durch Schweißen hergestellte dauerhafte Verbindungen werden als geschweißt bezeichnet. Sie können Stoß, Ecke, Überlappung, T-Stück und Ende sein (Abb. 1).

Stoßverbindung ist die Verbindung zweier Teile, deren Enden in derselben Ebene oder auf derselben Fläche liegen. Die Dicke der zu verschweißenden Flächen kann gleich oder unterschiedlich sein. In der Praxis wird der Stumpfstoß am häufigsten beim Schweißen von Rohrleitungen und verschiedenen Tanks verwendet.

Ecke - eine Schweißverbindung von zwei Elementen, die in einem Winkel zueinander angeordnet und an der Verbindungsstelle ihrer Kanten geschweißt sind. Solche Schweißverbindungen sind in der Baupraxis weit verbreitet.

Überlappung - Eine Schweißverbindung ermöglicht das Auflegen eines Elements über ein anderes in derselben Ebene mit teilweiser Überlappung. Solche Verbindungen finden sich am häufigsten bei Bau- und Installationsarbeiten, beim Bau von Farmen, Tanks usw.

Eine T-Verbindung wird eine Verbindung genannt, bei der das Ende der anderen Verbindung in einem bestimmten Winkel auf die Ebene eines Elements gelegt wird.
Schweißnähte

Der durch die Kristallisation der Metallschmelze gebildete Abschnitt der Schweißverbindung wird als Schweißnaht bezeichnet. Im Gegensatz zu Verbindungen sind Schweißnähte Stumpf- und Kehlnähte (Abb. 2).

Eine Stumpfverbindung ist eine Schweißnaht einer Stumpfverbindung. Eine Kehle ist eine Schweißnaht von Kehl-, Überlappungs- und T-Verbindungen.

Schweißnähte unterscheiden sich durch die Anzahl der Überlappungslagen, deren Ausrichtung im Raum, Länge usw. Wenn also die Naht die Verbindung vollständig bedeckt, wird sie als durchgehend bezeichnet. Wenn innerhalb einer Fuge die Naht gerissen ist, wird dies als diskontinuierlich bezeichnet. Eine Art der unterbrochenen Naht ist eine Heftschweißung, mit der die Elemente vor dem Schweißen relativ zueinander fixiert werden. Werden die Schweißnähte übereinander gelegt, werden solche Nähte als Multilayer bezeichnet.

Die Form der Außenfläche der Schweißnähte kann flach, konkav oder konvex sein. Die Form der Schweißnaht beeinflusst ihre physikalischen und mechanischen Eigenschaften und den mit ihrer Bildung verbundenen Verbrauch an Elektrodenmetall. Am wirtschaftlichsten sind flache und konkave Nähte, die zudem bei dynamischer Belastung besser funktionieren, da kein abrupter Übergang vom Grundwerkstoff zur Schweißnaht stattfindet. Ein zu starkes Durchhängen von konvexen Schweißnähten führt zu einer Überschreitung des Elektrodenmetalls und ein abrupter Übergang vom Grundwerkstoff zur Schweißnaht bei konzentrierten Spannungen kann zur Zerstörung der Verbindung führen. Daher wird bei der Herstellung kritischer Strukturen der Wulst an den Nähten mechanisch entfernt (Schneider, Schleifscheiben usw.).

Unterscheiden Sie Schweißnähte nach ihrer Position im Raum. Dies sind Boden-, Horizontal-, Vertikal- und Deckennähte.

Elemente der geometrischen Form der Vorbereitung von Kanten zum Schweißen

Elemente der geometrischen Form der Vorbereitung von Kanten zum Schweißen (Abb. 3, a) sind: Nutwinkel α; der Spalt zwischen den Stoßkanten a; stumpfe Kanten S; die Länge der Abschrägung des Blechs L bei einem Unterschied der Metalldicken; Versatz der Kanten zueinander δ.

Der Nutwinkel wird ausgeführt, wenn die Metalldicke mehr als 3 mm beträgt, da sein Fehlen (Rillen der Kanten) zu einer fehlenden Verschmelzung entlang des Abschnitts der Schweißverbindung sowie zu einer Überhitzung und einem Überbrennen des Metalls führen kann. Wenn keine Einkerbungen vorhanden sind, um das Eindringen zu gewährleisten, versucht der Elektroschweißer immer, den Wert des Schweißstroms zu erhöhen.

Durch das Schneiden der Kanten können Sie in separaten Schichten eines kleinen Abschnitts schweißen, was die Struktur der Schweißverbindung verbessert und das Auftreten von Schweißspannungen und Verformungen reduziert.

Der vor dem Schweißen richtig eingestellte Spalt ermöglicht beim Auftragen der ersten (Wurzel-)Schicht der Naht bei entsprechendem Schweißmodus eine vollständige Durchdringung entlang des Fugenquerschnitts.

Die Länge der Fase des Blechs reguliert einen fließenden Übergang von einem dicken Schweißteil zu einem dünneren, Spannungskonzentratoren in Schweißkonstruktionen werden eliminiert.

Das Mattieren der Kanten wird durchgeführt, um einen stabilen Schweißprozess während der Wurzelschicht der Schweißung zu gewährleisten. Das Fehlen von Stumpfheit trägt zum Durchbrennen beim Schweißen bei.

Die Kantenverschiebung verschlechtert die Festigkeitseigenschaften der Schweißverbindung und trägt zur Bildung von Durchdringungs- und Spannungskonzentrationen bei. GOST 5264-69 erlaubt den Versatz der Schweißkanten gegeneinander bis zu 10% der Metalldicke, jedoch nicht mehr als 3 mm.

Geometrie und Klassifizierung von Schweißnähten

Die Elemente der geometrischen Form der Schweißnaht sind: bei Stumpfstößen - die Breite der Naht "b", die Höhe der Naht "h", bei T-förmigen, Kehl- und Überlappungsstößen - die Breite der Naht "b ", die Höhe der Naht "h" und das Bein der Naht "K" (Abb. . 3, b).

Schweißnähte werden nach der Anzahl der Schweißraupen klassifiziert - einlagig und mehrlagig (Abb. 4, a); nach Lage im Raum - unten, horizontal, vertikal und Decke (Abb. 4, b); in Bezug auf die auf die Nähte wirkenden Kräfte - gebördelt, frontal (Stoß) (Abb. 4, c); in der Richtung - geradlinig, kreisförmig, vertikal und horizontal (Abb. 4, d).

Schweißeigenschaften

Die Qualitätsindikatoren von Schweißverbindungen werden von vielen Faktoren geprägt, darunter die Schweißbarkeit von Metallen, ihre Empfindlichkeit gegenüber thermischen Einflüssen, Oxidationsfähigkeit usw. Daher sollten diese Kriterien für die Einhaltung der einen oder anderen Betriebsbedingungen von Schweißverbindungen berücksichtigt werden.

Die Schweißbarkeit von Metallen bestimmt die Fähigkeit einzelner Metalle oder ihrer Legierungen, bei entsprechender technologischer Bearbeitung Verbindungen zu bilden, die den spezifizierten Parametern entsprechen. Dieser Indikator wird von den physikalischen und chemischen Eigenschaften von Metallen, der Struktur ihres Kristallgitters, dem Vorhandensein von Verunreinigungen, dem Dotierungsgrad usw. beeinflusst. Die Schweißbarkeit kann physikalisch und technologisch sein.

Unter physikalischer Schweißbarkeit wird die Eigenschaft eines Werkstoffes oder seiner Zusammensetzung verstanden, eine monolithische Verbindung mit stabiler chemischer Bindung herzustellen. Nahezu alle reinen Metalle, ihre technischen Legierungen und eine Reihe von Kombinationen von Metallen mit Nichtmetallen sind physikalisch schweißbar.

Die technologische Schweißbarkeit eines Werkstoffs umfasst seine Reaktion auf den Schweißprozess und die Fähigkeit, eine Verbindung herzustellen, die den spezifizierten Parametern entspricht.

Die wichtigsten Arten von Schweißverbindungen. Eine Schweißverbindung ist eine dauerhafte Verbindung von Teilen durch Schweißen. Die folgenden Hauptarten von Schweißverbindungen finden sich in Metallkonstruktionen:

  • Hintern;
  • überlappend;
  • T-förmig;
  • Ecke;
  • Ende.

Eine Stoßverbindung ist eine Schweißverbindung zweier mit Stirnflächen aneinander angrenzender Elemente.

Überlappung - eine Schweißverbindung, bei der die geschweißten Elemente parallel angeordnet sind und sich teilweise überlappen.

T-förmig - eine Schweißverbindung, bei der das Ende eines Elements schräg anliegt und an die Seitenfläche eines anderen Elements geschweißt wird.

Ecke - eine geschweißte Verbindung von zwei Elementen, die in einem Winkel angeordnet und an der Verbindungsstelle ihrer Kanten geschweißt sind.

Ende - eine Schweißverbindung, bei der die Seitenflächen der geschweißten Elemente nebeneinander liegen.

Klassifizierung und Bezeichnung von Schweißnähten. Eine Schweißnaht ist ein Abschnitt einer Schweißverbindung, der durch Kristallisation einer Metallschmelze oder durch plastische Verformung beim Pressschweißen oder eine Kombination aus Kristallisation und Verformung entsteht. Schweißnähte können Stumpf und Kehlung sein.

Eine Stumpfverbindung ist eine Schweißnaht einer Stumpfverbindung. Eine Kehle ist eine Schweißnaht von Kehl-, Überlappungs- oder T-Verbindungen (GOST 2601-84).

Schweißnähte werden auch nach ihrer Position im Raum unterteilt (GOST 11969-79):

  • tiefer - ins Boot - L;
  • halbhorizontal - PG;
  • horizontal - G;
  • halbvertikal - PV;
  • vertikal - B;
  • Halbdecke - PP;
  • Decke - S.

Je nach Länge werden die Nähte zwischen durchgehend und unterbrochen unterschieden. Diskontinuierliche Nähte können verkettet oder versetzt sein. Bezogen auf die Richtung der einwirkenden Kräfte werden die Nähte unterteilt in:

  • längs;
  • quer;
  • kombiniert;
  • schräg.

Je nach Form der Außenfläche können die Stumpfnähte normal (flach), konvex oder konkav ausgeführt werden. Durch konvexe Nähte gebildete Fugen verhalten sich bei statischer Belastung besser. Allerdings führt ein übermäßiges Durchhängen zu einem unnötigen Verbrauch an Elektrodenmetall und daher sind konvexe Schweißnähte unwirtschaftlich. Flache und konkave Nähte funktionieren bei dynamischen und wechselnden Belastungen besser, da kein abrupter Übergang vom Grundwerkstoff zur Schweißnaht stattfindet. Andernfalls entsteht eine Spannungskonzentration, ab der die Zerstörung der Schweißverbindung beginnen kann.

Entsprechend den Betriebsbedingungen der Schweißeinheit während des Betriebs des Produkts werden die Schweißnähte in Arbeiter unterteilt, die die Lasten direkt wahrnehmen, und Verbindungen (Bindungen), die nur zum Befestigen von Teilen oder Teilen des Produkts bestimmt sind. Bindenähte werden häufiger als nicht funktionierende Nähte bezeichnet. Bei der Herstellung kritischer Produkte wird der Wulst an den Arbeitsnähten mit Elektroschleifern, Spezialschneidern oder der Flamme eines Argon-Lichtbogenbrenners entfernt (Glättung).

Die Haupttypen, Strukturelemente, Abmessungen und Bezeichnungsbedingungen für Schweißverbindungen zum Lichtbogenhandschweißen von Kohlenstoff- und niedriglegierten Stählen sind in GOST 5264-80 geregelt.

Strukturelemente von Schweißverbindungen. Die Form der Nut und ihre Anordnung zum Schweißen wird durch drei Hauptstrukturelemente gekennzeichnet: den Spalt, die Stumpfheit der Kanten und den Fasenwinkel der Kante.

Die Art und der Winkel der Nut bestimmen die Menge an Elektrodenmetall, die zum Füllen der Nut erforderlich ist, und damit die Schweißleistung. Die X-förmige Nut ermöglicht im Vergleich zur V-förmigen, das Volumen des abgeschiedenen Metalls um das 1,6- bis 1,7-fache zu reduzieren. Außerdem sorgt diese Nut für weniger Verformungen nach dem Schweißen. Bei X-Nuten und V-Nuten sind die Kanten stumpf, um die Naht richtig zu bilden und ein Durchbrennen zu verhindern.

Der Spalt bei der Montage zum Schweißen wird durch die Dicke der zu schweißenden Metalle, die Materialsorte, das Schweißverfahren, die Form der Kantenvorbereitung usw. bestimmt. ... Beim Abschmelzelektrodenschweißen beträgt der Spalt normalerweise 0-5 mm, eine Vergrößerung des Spaltes trägt zu einem tieferen Eindringen des Metalls bei.

Die Naht der Schweißverbindung ist durch die Hauptstrukturelemente gemäß GOST 2601-84 gekennzeichnet: Breite; Ausbuchtung; Eindringtiefe (für eine Stumpfnaht) und ein Schenkel für eine Kehlnaht; die Dicke des Teils.

Die Hauptelemente der Schweißnaht sind in Abb. 1.

Reis. 1. : a - Kehlnaht; b - Stoßnaht

Technologische Stärke der Schweißnaht. Der Begriff "Technologische Festigkeit" wird verwendet, um die Festigkeit einer Struktur während ihrer Herstellung zu charakterisieren. Bei Schweißkonstruktionen wird die technologische Festigkeit hauptsächlich durch die Festigkeit der Schweißnähte begrenzt. Dies ist einer der wichtigen Indikatoren für die Schweißbarkeit von Stahl.

Die technologische Festigkeit wird durch die Bildung von Warm- und Kaltrissen beurteilt.

Heiße Risse sind spröde interkristalline Brüche des Schweißgutes und der Wärmeeinflusszone. Sie entstehen im fest-flüssigen Zustand im Endstadium der Primärkristallisation sowie im festen Zustand bei hohen Temperaturen im Stadium der vorherrschenden Entwicklung der interkristallinen Deformation.

Das Vorhandensein eines Temperatur-Zeit-Intervalls der Sprödigkeit ist der erste Grund für die Bildung von Heißrissen. Das Temperatur-Zeit-Intervall wird durch die Bildung von flüssigen und halbflüssigen Schichten verursacht, die die Metallkontinuität der Schweißnaht verletzen. Diese Zwischenschichten werden in Gegenwart von niedrig schmelzenden Schwefelverbindungen (Sulfiden) FeS mit einem Schmelzpunkt von 1189 ° C und NiS mit einem Schmelzpunkt von 810 ° C gebildet. Im Höhepunkt der Entwicklung von Schweißspannungen entlang dieser Flüssigkeitsschichten wird das Metall verschoben und wächst zu spröden Rissen.

Der zweite Grund für die Bildung von Heißrissen sind Hochtemperaturverformungen. Sie entstehen durch behinderte Schrumpfung des Schweißgutes, Verformung der zu schweißenden Werkstücke sowie beim Nachlassen von Schweißspannungen im Nichtgleichgewichtsschweißen und bei der Wärmebehandlung nach dem Schweißen, struktureller und mechanischer Verformungskonzentration.

Kalte Risse... Kaltrisse sind solche, die sich beim Abkühlen nach dem Schweißen bei einer Temperatur von 150°C oder in den nächsten Tagen bilden. Sie haben einen glänzenden kristallinen Bruch ohne Spuren von Hochtemperaturoxidation.

Die Hauptfaktoren, die das Auftreten von Kaltrissen verursachen:

  • die Bildung von Abschreckstrukturen (Martensit und Bainit) führt aufgrund des volumetrischen Effekts zum Auftreten zusätzlicher Spannungen;
  • Belastung durch Schweißzugspannungen;
  • diffusionsfähige Wasserstoffkonzentration.

Wasserstoff bewegt sich leicht in ungehärteten Strukturen. Im Martensit nimmt die Diffusionskapazität von Wasserstoff ab, er reichert sich in den Mikrohohlräumen des Martensits an, geht in eine molekulare Form über und entwickelt sich allmählich Hoher Drück das fördert die Bildung von Kaltrissen. Außerdem verursacht an der Metalloberfläche und in Mikrohohlräumen adsorbierter Wasserstoff eine Versprödung des Metalls.

Schweißbarkeit- die Eigenschaft eines Metalls und einer Kombination von Metallen, mit der etablierten Schweißtechnik eine Verbindung zu bilden, die den konstruktions- und funktionsbedingten Anforderungen entspricht. Die Komplexität des Konzepts der Schweißbarkeit von Werkstoffen erklärt sich daraus, dass bei der Bewertung der Schweißbarkeit der Zusammenhang zwischen Schweißwerkstoffen, Metallen und Produktgestaltung mit Schweißtechnologien berücksichtigt werden muss.

Es gibt viele Indikatoren für die Schweißbarkeit. Ein Indikator für die Schweißbarkeit von legierten Stählen, die beispielsweise für die Herstellung von chemischen Geräten bestimmt sind, ist die Fähigkeit, eine Schweißverbindung mit besonderen Eigenschaften zu erzielen - Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit bei hohen oder niedrigen Temperaturen.

Beim Schweißen unterschiedlicher Metalle ist die Möglichkeit der Bildung interatomarer Bindungen in der Verbindung ein Indikator für die Schweißbarkeit. Homogene Metalle werden problemlos durch Schweißen verbunden, während einige Paare von unähnlichen Metallen bei der Verbindung überhaupt keine interatomare Bindung eingehen, zum Beispiel Kupfer mit Blei oder Titan mit Kohlenstoffstahl können nicht geschweißt werden.

Ein wichtiger Indikator für die Schweißbarkeit von Metallen ist das Fehlen von gehärteten Stellen, Rissen und anderen Fehlern in Schweißverbindungen, die die Funktion der Schweißverbindung beeinträchtigen.

Es gibt noch keinen einzigen Indikator für die Schweißbarkeit von Metallen.

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