Clasificación y características de las costuras de soldadura. Clasificación de soldaduras y uniones. Geometría y clasificación de soldaduras

La base del proceso de soldadura es la unión de elementos metálicos y piezas de otros materiales fundiendo sus bordes. La unión de los elementos es una costura, cuyo arte es el principal para cualquier soldador. En el proceso de soldadura, se utilizan varios tipos de conexiones de elementos y soldaduras, cuya elección está regulada por las condiciones y requisitos para la soldadura.

Si tiene la intención de dominar la soldadura, primero debe comprender qué son las costuras y uniones.

Se entiende por juntas de soldadura la forma en que se conectan las piezas para soldar. Hay varios tipos principales, cuyo uso le permite acoplar cualquier elemento:

Extremo;
Esquina;
Tavrovoe;
Fin;
Con remaches.

Soldaduras- Estos son métodos de soldadura de elementos metálicos, que representan la forma en que las piezas se conectarán entre sí. Los tipos de soldaduras se distinguen por diversas características, excitando la forma de unir piezas, los requisitos del elemento que se crea, el espesor del metal base, etc.

Clasificación de soldaduras

El trabajo de soldadura implica una amplia variedad de soldaduras y uniones. Los tipos de soldaduras se pueden distinguir por una variedad de características. Presentamos algunos de ellos:

Externamente: cóncavo, convexo, plano. Los cóncavos dan cierta debilidad a la conexión completa, los convexos, por el contrario, se consideran reforzados y se utilizan cuando es necesario crear una soldadura fuerte y resistente a cargas pesadas;
Por método de ejecución: de una cara o de dos caras. La soldadura se puede realizar tanto por dos lados (que es mucho más común, ya que le da más resistencia a la pieza), como por un lado;
Por el número de pases: una sola pasada y varias pasadas. Estos últimos se distinguen por su gran tamaño y fuerza;
Por el número de capas soldadas: monocapa y multicapa. Estos últimos se utilizan al soldar con metales gruesos;
Por longitud: punta, cadena, tablero de ajedrez, intermitente, macizo. Esta característica refleja cómo se realizó la unión soldada a lo largo de toda la costura. Los puntos son típicos de la soldadura por contacto. El resto de los nombres hablan de la longitud de las costuras más pequeñas, que forman una principal más larga;
En la dirección del impacto: transversal (el impacto es perpendicular), longitudinal (el impacto es paralelo a la costura), combinado (combina transversal y longitudinal), angular (la fuerza se aplica en ángulo);
Por funcionalidad: fuerte, denso, sellado. Esta característica está asociada con el funcionamiento posterior de la pieza, lo que dicta la necesidad de seguir requisitos especiales;
Por ancho: hilo (la costura es igual al diámetro del electrodo) y expandido (creado por movimientos oscilatorios).

Esta clasificación representa una enciclopedia casi completa de tipos de métodos de soldadura.

Es necesario que un profesional los conozca y pueda usarlos, para un aficionado es suficiente dominar los tipos básicos de costuras de soldadura, que son suficientes para soldar casi todo tipo de juntas.

Variedades de juntas soldadas.

Pasemos a los tipos de uniones soldadas, es decir, cómo se conectan las piezas a soldar. Hay varias variedades principales:

Método a tope es el tipo más popular y utilizado. Se caracteriza por una tensión interna mínima y tiene la menor probabilidad de deformación durante la soldadura. Se diferencia en alta resistencia, suficiente para el funcionamiento del producto bajo cargas dinámicas y estáticas.
El método a tope representa la conjugación de los extremos de dos elementos. Si las láminas de metal son bastante delgadas, entonces no requieren una preparación preliminar antes de soldar. El metal más grueso debe prepararse biselando sus bordes para una soldadura más profunda. Esta regla funciona con un espesor de pieza de trabajo de más de 8 mm. Si el metal tiene más de 12 mm de espesor, bisele los bordes en ambos lados y haga una conexión de doble cara. La soldadura se realiza en un plano horizontal.
Junta de solape tiene un ámbito de aplicación en la industria de la construcción, donde se utiliza en soldadura por arco con un espesor de elementos metálicos de hasta 12 mm. El metal no requiere preparación previa, pero es importante asegurarse de que no entre agua entre los elementos. Se recomienda soldar por ambos lados;
Conexión de esquina le permite soldar elementos en cualquier ángulo entre sí. Para una mayor fiabilidad de la costura, los bordes de las piezas a unir suelen estar biselados, lo que permite soldaduras más profundas. Además, la resistencia del producto viene dada por soldadura en ambos lados;
Método de barra en T se utiliza para crear elementos de construcción (cerchas, vigas, etc.) que representan la letra "T". Dependiendo del método utilizado, puede ser unilateral o bilateral, a menudo se sueldan elementos de diferentes espesores. La soldadura en todo el perímetro suele realizarse en un solo paso. Mercado moderno ofrece dispositivos para realizar el montaje en T en modo automático;
Conexión remachada implica obtener un componente suficientemente fuerte. Los agujeros se hacen en el elemento superior con un taladro o de otro modo, y a través de ellos se suelda el elemento superior al inferior. Hay varios tipos de costuras remachadas, entre ellas las más comunes son aquellas opciones en las que se utilizan remaches: elementos especiales para sujetar dos partes;
Método de finalización implica la soldadura de dos elementos que se alinean con sus extremos. En este caso, un elemento forma un ángulo con el otro y está soldado a uno de sus planos laterales.

Los tipos enumerados de uniones y costuras soldadas tienen una descripción detallada y diagramas de ejecución, que se proporcionan en GOST para soldar.

Resumamos

El conocimiento de los tipos de juntas y costuras en la soldadura es básico y proporciona la base para aplicar las habilidades de soldadura en la práctica. Esta experiencia teórica permite elegir correctamente el tipo de unión de elementos requerido y el método de su soldadura, lo que garantizará a la parte resultante las características de resistencia que se planean durante su creación.

Se utilizan tanto en la construcción de poca altura como en la construcción de grandes casas, oficinas y polideportivos. Mediante soldadura, se conectan 2 o más piezas en 1. Esto forma una costura fuerte y fiable que puede durar mucho tiempo sin romperse o dañar la pieza en su conjunto.

Además, las juntas y costuras soldadas se pueden utilizar tanto para la unión de piezas metálicas de un tipo de acero homogéneo como para elementos hechos de varias aleaciones. Con un trabajo tan complejo, es necesario elegir la tecnología de soldadura adecuada, la intensidad de la corriente, los consumibles (electrodos). Además, el soldador debe tener suficiente experiencia y habilidades para evitar que la pieza se queme, evitar tensiones y deformaciones innecesarias en operaciones posteriores.

Clasificación de soldaduras

Todas las uniones soldadas están estandarizadas por documentación especial que define los conceptos, áreas y lugares de soldadura. La terminología descrita es aplicable a la documentación técnica, que se adjunta al final de las costuras. Los mismos conceptos se indican en la formación y material didáctico, según el cual se lleva a cabo la formación de los soldadores, así como su perfeccionamiento y mejora de sus cualificaciones.

Tabla de clasificación de soldaduras.

Usando abreviaturas generalmente aceptadas, incluso en ausencia de documentación sobre el marcado de la conexión o una especificación general, es posible determinar qué unión soldada en particular se realiza en un lugar particular de la estructura del edificio. Se han adoptado las siguientes convenciones: las uniones soldadas a tope generalmente se indican con la letra "C", al hacer una superposición: indique "H", si se proporcionan juntas en T, la especificación se indica mediante "T", esquina - " U ".

Básicamente, las juntas y costuras de soldadura deben dividirse de acuerdo con varios criterios:

Por la aparición de la forma de la sección transversal final:

A tope, es decir, las piezas a soldar se colocan en el mismo plano.
Angular, cuando las partes metálicas están en ángulo entre sí, mientras que su valor no importa.
Ranurado, si las partes superpuestas entre sí están fusionadas entre sí. En este caso, una de las partes (superior) está completamente derretida y la otra parte de la junta soldada (inferior) solo está parcialmente derretida. La costura en sí es un remache. Esta conexión también se llama electro-remachada.

Por configuración al soldar:

carácter sencillo;
apariencia curvilínea;
tipo de anillo.

Por la duración de la junta soldada:

Uniones de costura sólidas. Su longitud varía de 300 mm a 1 mo más.
Que se realizan de forma intermitente. En este caso, la ubicación de la costura puede ser en una cadena, en un patrón de tablero de ajedrez, dependiendo de caracteristicas de diseño detalles y requisitos.

Por el método de la tecnología de soldadura aplicada:

soldadura por arco sin el uso de medios adicionales (gas, fundente);
soldadura realizada en un ambiente con presencia de gas (por ejemplo, argón).

Por el número de elementos de soldadura aplicados:

unilateral;
conexión bidireccional;
multicapa.

Por la cantidad de metal formado como resultado de la fusión:

normal;
reforzado;
debilitado.

Por lo general, no existe una separación estricta entre todos los tipos de clasificaciones. Durante el funcionamiento, las uniones soldadas se pueden reforzar a tope rectas. Es decir, las combinaciones pueden ser muy diversas, dependiendo de la complejidad de la estructura metálica, requisitos de rigidez y confiabilidad, disponibilidad Suministros así como la habilidad del soldador.

Características de las uniones soldadas.

Los principales tipos de juntas soldadas.

Dependiendo de cómo resulte al final, es necesario tener en cuenta las peculiaridades de su implementación y la tecnología de ejecución.

Las uniones soldadas a tope son la conexión de piezas mediante la fusión. Las piezas están ubicadas en el mismo plano y la soldadura por arco se usa con mayor frecuencia. Además, estas uniones se pueden utilizar para conectar piezas con diferentes bordes. El procesamiento del borde de la soldadura depende del grosor de la hoja. Si, en el proceso de realizar el trabajo, se requiere conectar partes de diferentes espesores, entonces el borde más grueso debe biselarse al tamaño del más pequeño. Esto asegura una costura segura.

Por el tipo de bordes que intervienen en la soldadura, las soldaduras a tope se pueden dividir en:

partes que no tienen un borde biselado. Deben tener un grosor de 3-5 mm;
elementos que tienen un borde curvo;
partes con un borde que forma la letra "U", su espesor es de 20-60 mm;
piezas con borde en "X", espesor de metal 12-40 mm.

Más información sobre conexiones

Las soldaduras a tope tienen el valor de tensión más bajo y son menos propensas a deformarse. Esto conduce a su uso frecuente. Al realizar una unión a tope, el consumo de metal es mínimo, la preparación para el trabajo en sí debe llevarse a cabo con cuidado y escrupuloso.

Los elementos en T son uniones de piezas metálicas, cuando una de ellas se encuentra perpendicular a la otra. Resulta una articulación en forma de letra "T". Con este tipo, la costura en sí se puede ubicar tanto en uno de los lados como en dos. Todo depende de los requisitos de rigidez, capacidad técnica y constructiva para realizar el trabajo. Los sistemas en T se utilizan para ensamblar marcos de celosía, diferentes tipos columnas, racks. Además, dicha conexión es buena para soldar vigas.

Las juntas de esquina se realizan en los casos en que los elementos de la estructura no soportan tensiones significativas. Por ejemplo, al soldar tanques, tanques. Para garantizar la fiabilidad y resistencia requeridas, el espesor del metal a soldar no debe exceder de 1-3 mm. Al unir esquinas, las piezas se aplican entre sí en el ángulo requerido y se sueldan. No importa la magnitud del ángulo. La costura está hecha de doble cara sólida para que la humedad no pueda penetrar en ella.

Las juntas traslapadas se forman cuando las partes están paralelas entre sí. En este caso, la costura se encuentra en las superficies laterales de los elementos metálicos. Los bordes de metal no necesitan procesamiento adicional, a diferencia del método a tope. El consumo de metal, tanto de base como de soldadura, será significativo.

El grosor de la estructura en sí con dicho procesamiento no es más de 12 mm. Para excluir la penetración de humedad en la conexión en sí, debe hacerse de doble cara.

Las costuras para juntas de esquina superpuestas en forma de T se pueden hacer en forma de segmentos pequeños, es decir, mediante el método de puntos. Si es necesario hacer deposiciones preliminares, se realizan en forma redonda. Aquellos. se forman cuando una de las partes está completamente fundida y en parte la otra.

Puntos adicionales

Los métodos conocidos para realizar soldadura por arco sin procesamiento adicional de bordes se pueden producir con un espesor de metal de 4 mm para trabajo manual, 18 mm para trabajo mecanizado. Por lo tanto, si se requiere soldar partes de un grosor considerable utilizando una técnica de arco manual, los bordes deben procesarse adicionalmente.

Los elementos de la geometría de la conexión incluyen el espacio que está presente entre los elementos, el ángulo de ranura, bisel y la desviación de las partes involucradas en la soldadura entre sí. El ángulo de bisel determina el ángulo de la ranura, que es decisivo para proporcionar el acceso de arco necesario a toda la profundidad de la costura, lo que significa que la costura en sí está completamente terminada. El valor del ángulo, según el tipo de conexión y el método de procesamiento, generalmente varía entre 20 y 60 ° con una tolerancia de 5 °. El espacio es de 0 a 4 mm.

Las soldaduras y uniones se clasifican según varios criterios. También es importante comprender que estos son conceptos diferentes.

Una soldadura es un lugar en un metal que se encuentra en estado fundido durante la soldadura. Y cuando el metal se enfría, la costura cristaliza. La unión soldada es un concepto más amplio. La junta incluye directamente la propia costura, así como las zonas adyacentes, a saber: la zona que fue sometida a la acción térmica durante el proceso de soldadura, la zona de fusión, una parte del metal que se encuentra cerca de la zona que se calentó.

Es importante distinguir entre soldaduras y uniones, ya que las propiedades de las primeras determinan la forma y resistencia del metal en el lugar donde se realizó la soldadura. Y las propiedades de la junta vienen determinadas por las propiedades de la propia costura y del resto de zonas de junta, las deformaciones plásticas y, en consecuencia, afectan la naturaleza de la distribución de fuerzas que actuarán en la junta soldada.

También vale la pena comprender que una unión soldada puede contener una o más costuras.

Para comprender en qué situaciones y para qué trabajo se utilizan ciertas soldaduras y uniones, debe familiarizarse en detalle con sus características.

Tipos de soldaduras y sus características.

La clasificación de las soldaduras se basa en los siguientes criterios:

Forma de la sección transversal:

Butt: elementos ubicados en el mismo plano, extremos a tope y soldados.
Esquina: los elementos se sueldan en un cierto ángulo.
Ranurado: los elementos (hojas) se superponen entre sí y se funden entre sí.

La principal diferencia es la diferente geometría y parámetros básicos de las costuras. Si, por ejemplo, en una costura a tope, los principales son la altura y el ancho del refuerzo, luego en la costura de la esquina, la pierna de la costura.

Configuración de costura de soldadura:

Simple.
Con línea no recta.
Anillo.

Longitud de la costura de soldadura:

Los sólidos se subdividen en cortos: su longitud no supera los 300 mm, los medianos, hasta 1 metro y los largos, más de 1 metro.
Intermitente: pueden tener una cadena y una disposición escalonada de costuras en una junta soldada.

Método de soldadura utilizado:

Fabricado con un electrodo consumible para soldadura manual por arco.
Fabricado en un entorno de gas con un electrodo consumible.

Número de capas de costura:

Unilateral.
Doble cara.
Multicapa.

Volumen de metal depositado:

Normal.
Reforzado.
Debilitado.

Juntas de soldadura: tipos y propiedades.

La característica principal por la que se clasifican las juntas de soldadura es la disposición de los elementos entre sí. En base a esto, se distinguen los siguientes tipos:

Butt: su formación es causada por la creación de costuras a tope.
Las soldaduras de filete se crean cuando se sueldan las soldaduras de filete.
Superposición: estas uniones también se forman utilizando filetes, así como utilizando costuras ranuradas.
En forma de T: para crear tales conexiones, también se utilizan costuras de filete, con menos frecuencia ranuras.

Juntas a tope los más comunes, ya que tienen el valor de tensión más bajo y también los menos susceptibles de deformarse durante el proceso de soldadura. Este tipo de juntas es el menos consumible para el metal, pero también requiere la preparación más cuidadosa de las piezas antes de la soldadura directa. Con la ayuda de uniones a tope, se pueden soldar productos metálicos con un grosor de 1 a 60 mm. Para cada grosor, hay recomendaciones para la forma del bisel de los bordes de la hoja: en forma de X, en forma de Y, en forma de U, etc.

Conexiones de esquina- los elementos de soldadura están ubicados en cualquier ángulo entre sí, pero no soportan mucha tensión. Varios recipientes, contenedores, depósitos se sueldan con mayor frecuencia de esta manera. El grosor del metal no supera los 1-3 mm.

Juntas de regazo- este tipo de conexión no requiere un procesamiento especial de los bordes metálicos, como en la soldadura a tope, pero el consumo de metal - base y soldadura será grande. El espesor del metal para este tipo de soldadura no supera los 12 mm. Muy a menudo, se usa una costura de doble cara para que la humedad no penetre desde el lado opuesto de la costura.

Conexiones en T - Los marcos de celosía, columnas, postes y vigas suelen soldarse con este tipo de conexión. En sección transversal, esta conexión representa la letra T, y la soldadura puede ser tanto en uno como en ambos lados.

Antes de comenzar cualquier trabajo de soldadura, es importante tener una idea de qué tipos de soldaduras y uniones existen. Esta información ayudará a utilizar eficientemente los recursos a la hora de realizar el trabajo y dará una idea para qué productos es preferible utilizar determinadas soldaduras y uniones.

Las juntas y costuras soldadas se clasifican de acuerdo con las siguientes características principales:

tipo de conexión;
la posición en la que se realiza la soldadura;
configuración y longitud;
el tipo de soldadura utilizada;
un método para retener metal de soldadura fundido;
la cantidad de capas superpuestas;
material utilizado para soldar;
la ubicación de las piezas a soldar entre sí;
la fuerza que actúa sobre la costura;
el volumen del metal depositado;
la forma de la estructura soldada;
la forma de los bordes preparados para soldar

Por el tipo de conexión, las soldaduras son a tope y filete. Por ubicación en el espacio, las juntas soldadas se subdividen en inferior, vertical, horizontal y techo. La salida de la costura desde la posición del techo a la posición vertical cuando se sueldan productos cilíndricos se denomina posición de semitecho.

Según la configuración, las costuras de las juntas soldadas son rectilíneas, circulares, verticales y horizontales. En términos de longitud, las costuras se dividen en continuas e intermitentes. Las costuras continuas, a su vez, se dividen en cortas, medias y largas.

Por el tipo de soldadura, las costuras de las juntas soldadas se dividen en:

costuras de soldadura por arco
costuras de soldadura por arco sumergido automática y semiautomática
costuras de soldadura por arco con protección de gas
cordones de soldadura por electroescoria
costuras remachadas eléctricas
contacto de costuras de soldadura eléctrica
soldaduras de juntas

Según el método de retención del metal fundido, las costuras de las uniones soldadas se dividen en costuras hechas sin forros y almohadas; sobre soportes de acero desmontables y restantes: cobre, fundente-cobre. revestimientos de cerámica y amianto, así como cojines de gas y fundentes. Dependiendo del lado desde el que se aplica la costura, se distinguen las costuras de un lado y de dos lados.

Según el material utilizado para la soldadura, las costuras de las uniones soldadas se subdividen en las costuras de las juntas de aceros al carbono y aleados; juntas de metales no ferrosos; costuras de juntas bimetálicas; Uniones entre plástico vinílico y polietileno.

Según la ubicación de las partes a soldar entre sí, las costuras de las uniones soldadas pueden ser en ángulo agudo u obtuso, en ángulo recto, y también estar ubicadas en el mismo plano.

Por el volumen del metal depositado, se distinguen las soldaduras normales, debilitadas y reforzadas.

Según la forma de la estructura a soldar, las costuras de las juntas soldadas se realizan sobre estructuras planas y esféricas, y según su ubicación en el producto, las costuras son longitudinales y transversales.

Las uniones permanentes hechas por soldadura se denominan soldadas. Pueden ser a tope, esquina, superposición, te y final (Fig. 1).

La unión a tope es la conexión de dos partes con sus extremos ubicados en el mismo plano o en la misma superficie. El espesor de las superficies a soldar puede ser el mismo o diferente entre sí. En la práctica, la junta a tope se usa con mayor frecuencia al soldar tuberías y varios tanques.

Esquina: una unión soldada de dos elementos ubicados en ángulo entre sí y soldados en la unión de sus bordes. Tales uniones soldadas se utilizan ampliamente en la práctica de la construcción.

Superposición: una conexión soldada permite la imposición de un elemento sobre otro en el mismo plano con superposición parcial entre sí. Tales conexiones se encuentran con mayor frecuencia en trabajos de construcción e instalación, en la construcción de granjas, tanques, etc.

Una articulación en T se denomina articulación en la que el extremo de la otra articulación se aplica al plano de un elemento en un cierto ángulo.
Costuras de soldadura

La sección de la junta soldada formada como resultado de la cristalización del metal fundido se llama soldadura. A diferencia de las uniones, las soldaduras son a tope y filete (Fig. 2).

Una junta a tope es una costura soldada de una junta a tope. Un filete es una costura soldada de filete, solape y uniones en T.

Las costuras de soldadura se distinguen por el número de capas superpuestas, su orientación en el espacio, longitud, etc. Entonces, si la costura cubre completamente la conexión, entonces se llama continua. Si dentro de una articulación se rompe la costura, entonces se llama discontinua. Un tipo de costura discontinua es una soldadura por puntos, que se utiliza para fijar los elementos entre sí antes de soldar. Si las soldaduras se colocan una encima de la otra, dichas costuras se denominan multicapa.

La forma de la superficie exterior de las soldaduras puede ser plana, cóncava o convexa. La forma de la soldadura afecta sus propiedades físicas y mecánicas y el consumo de metal del electrodo asociado con su formación. Las más económicas son las costuras planas y cóncavas, que, además, funcionan mejor bajo cargas dinámicas, ya que no hay una transición brusca del metal base a la costura de soldadura. La acumulación excesiva de soldaduras convexas conduce a un gasto excesivo del metal del electrodo, y una transición abrupta del metal base a la costura de soldadura a voltajes concentrados puede causar la destrucción de la junta. Por lo tanto, en la fabricación de estructuras críticas, el bulto en las costuras se elimina mecánicamente (cortadores, muelas abrasivas, etc.).

Distinga las soldaduras por su posición en el espacio. Se trata de uniones inferiores, horizontales, verticales y de techo.

Elementos de la forma geométrica de la preparación de bordes para soldar.

Los elementos de la forma geométrica de la preparación de los bordes para soldar (Fig. 3, a) son: ángulo de ranura α; el espacio entre los bordes contiguos a; bordes romos S; la longitud del bisel de la hoja L en presencia de una diferencia en los espesores del metal; desplazamiento de los bordes entre sí δ.

El ángulo de la ranura se realiza con un espesor de metal de más de 3 mm, ya que su ausencia (ranurado de los bordes) puede provocar una falta de fusión a lo largo de la sección de la junta soldada, así como un sobrecalentamiento y sobrecalentamiento del metal; en ausencia de ranuras para asegurar la penetración, el soldador eléctrico siempre intenta aumentar el valor de la corriente de soldadura.

Cortar los bordes permite soldar en capas separadas de una pequeña sección, lo que mejora la estructura de la junta soldada y reduce la aparición de tensiones y deformaciones de soldadura.

El espacio, configurado correctamente antes de soldar, permite una penetración total a lo largo de la sección transversal de la junta cuando se aplica la primera capa (raíz) de la costura, si se selecciona el modo de soldadura apropiado.

La longitud del bisel de la hoja regula una transición suave de una pieza soldada gruesa a una más delgada; se eliminan los concentradores de tensión en las estructuras soldadas.

El desafilado de los bordes se realiza para garantizar un proceso de soldadura estable durante la capa de raíz de la soldadura. La ausencia de brusquedad contribuye a la formación de quemaduras durante la soldadura.

El desplazamiento de los bordes empeora las propiedades de resistencia de la junta soldada y contribuye a la formación de falta de penetración y concentraciones de tensión. GOST 5264-69 permite el desplazamiento de los bordes soldados entre sí hasta un 10% del espesor del metal, pero no más de 3 mm.

Geometría y clasificación de soldaduras

Los elementos de la forma geométrica de la soldadura son: para juntas a tope - el ancho de la costura "b", la altura de la costura "h", con T-tee, empalmes y juntas superpuestas - el ancho de la costura "b ", la altura de la costura" h "y el tramo de la costura" K "(Fig. 3, b).

Las soldaduras se clasifican por el número de cordones de soldadura: de una sola capa y de varias capas (Fig. 4, a); por ubicación en el espacio: inferior, horizontal, vertical y techo (Fig. 4, b); en relación con las fuerzas que actúan sobre las costuras: brida, frontal (tope) (Fig. 4, c); en la dirección: rectilínea, circular, vertical y horizontal (Fig. 4, d).

Propiedades de soldadura

Los indicadores de calidad de las uniones soldadas están impresos por muchos factores, que incluyen la soldabilidad de los metales, su sensibilidad a los efectos térmicos, oxidabilidad, etc. Por lo tanto, para el cumplimiento de las uniones soldadas con una u otra condiciones de operación, se deben tener en cuenta estos criterios.

La soldabilidad de los metales determina la capacidad de los metales individuales o sus aleaciones para formar, con el procesamiento tecnológico apropiado, juntas que cumplan con los parámetros especificados. Este indicador está influenciado por las propiedades físicas y químicas de los metales, la estructura de su red cristalina, la presencia de impurezas, el grado de dopaje, etc. La soldabilidad puede ser física y tecnológica.

Se entiende por soldabilidad física la propiedad de un material o sus composiciones para crear una conexión monolítica con un enlace químico estable. Casi todos los metales puros, sus aleaciones técnicas y una serie de combinaciones de metales con no metales tienen soldabilidad física.

La soldabilidad tecnológica de un material incluye su respuesta al proceso de soldadura y la capacidad de crear una unión que satisfaga los parámetros especificados.

Los principales tipos de juntas soldadas. Una junta soldada es una conexión permanente de piezas realizada mediante soldadura. Los siguientes tipos principales de juntas soldadas se encuentran en estructuras metálicas:

extremo;
superposición
En forma de T
esquina;
fin.

Una junta a tope es una junta soldada de dos elementos contiguos entre sí con superficies de extremo.

Superposición: una unión soldada en la que los elementos soldados son paralelos y se superponen parcialmente entre sí.

En forma de T: una unión soldada en la que el extremo de un elemento está adyacente en un ángulo y soldado a la superficie lateral de otro elemento.

Esquina: una unión soldada de dos elementos ubicados en ángulo y soldados en la unión de sus bordes.

Extremo: una junta soldada en la que las superficies laterales de los elementos soldados están adyacentes entre sí.

Clasificación y designación de soldaduras. Una soldadura es una sección de una junta soldada formada como resultado de la cristalización de metal fundido o como resultado de la deformación plástica durante la soldadura a presión o una combinación de cristalización y deformación. Las soldaduras pueden ser a tope y a filete.

Una junta a tope es una costura soldada de una junta a tope. Un filete es una costura soldada de filete, solape o uniones en T (GOST 2601-84).

Las costuras soldadas también se subdividen según su posición en el espacio (GOST 11969-79):

bajar - en el bote - L;
semi-horizontal - PG;
horizontal - G;
semi-vertical - Pv;
vertical - B;
semitecho - PP;
techo - P.

Según la longitud, las costuras se distinguen entre continuas e intermitentes. Las costuras discontinuas pueden ser encadenadas o escalonadas. En relación con la dirección de las fuerzas actuantes, las costuras se dividen en:

longitudinal;
transverso;
conjunto;
oblicuo.

Según la forma de la superficie exterior, las costuras a tope se pueden hacer normales (planas), convexas o cóncavas. Las juntas formadas por costuras convexas funcionan mejor bajo cargas estáticas. Sin embargo, el pandeo excesivo conduce a un consumo innecesario de metal del electrodo y, por lo tanto, las soldaduras convexas no son económicas. Las costuras planas y cóncavas funcionan mejor bajo cargas dinámicas y alternas, ya que no hay una transición abrupta del metal base a la costura de soldadura. De lo contrario, se crea una concentración de tensiones, a partir de la cual puede comenzar la destrucción de la junta soldada.

De acuerdo con las condiciones de operación de la unidad soldada durante la operación del producto, las costuras soldadas se dividen en trabajadores, que perciben directamente las cargas y la conexión (unión), destinada solo para sujetar partes o partes del producto. Las costuras de unión se conocen más comúnmente como costuras que no funcionan. En la fabricación de productos críticos, la protuberancia en las costuras de trabajo se elimina con amoladoras eléctricas, cortadores especiales o la llama de un soplete de arco de argón (alisado).

Los principales tipos, elementos estructurales, dimensiones y condiciones de designación para uniones soldadas para soldadura manual por arco eléctrico de aceros al carbono y de baja aleación están regulados por GOST 5264-80.

Elementos estructurales de uniones soldadas. La forma de la ranura y su ensamblaje para la soldadura se caracteriza por tres elementos estructurales principales: el espacio, la contundencia de los bordes y el ángulo de bisel del borde.

El tipo y el ángulo de la ranura determina la cantidad de metal del electrodo necesaria para llenar la ranura y, por tanto, el rendimiento de la soldadura. La ranura en forma de X, en comparación con la forma de V, permite reducir el volumen de metal depositado en 1.6-1.7 veces. Además, esta ranura proporciona menos deformaciones después de la soldadura. Con ranuras en X y ranuras en V, los bordes están desafilados para formar correctamente la costura y evitar que se quemen.

El espacio durante el montaje para la soldadura está determinado por el espesor de los metales a soldar, el grado del material, el método de soldadura, la forma de la preparación del borde, etc. En la soldadura de electrodos consumibles, el espacio suele ser de 0-5 mm, un aumento en el espacio contribuye a una penetración más profunda del metal.

La costura de la junta soldada se caracteriza por los principales elementos estructurales de acuerdo con GOST 2601-84: ancho; protuberancia; profundidad de penetración (para una soldadura a tope) y una pierna para una soldadura de filete; el grosor de la pieza.

Los elementos principales de la soldadura se muestran en la Fig. 1.

Arroz. 1.: a - soldadura de filete; b - costura a tope

Resistencia tecnológica de la soldadura. El término "Resistencia tecnológica" se utiliza para caracterizar la resistencia de una estructura durante su fabricación. En estructuras soldadas, la fuerza tecnológica está limitada principalmente por la fuerza de las costuras soldadas. Este es uno de los indicadores importantes de la soldabilidad del acero.

La resistencia tecnológica se evalúa mediante la formación de grietas frías y calientes.

Caliente Las grietas son fracturas intercristalinas frágiles del metal de soldadura y la zona afectada por el calor. Surgen en estado sólido-líquido en la etapa final de cristalización primaria, así como en estado sólido a altas temperaturas en la etapa de desarrollo predominante de la deformación intergranular.

La presencia de un intervalo de temperatura-tiempo de fragilidad es la primera razón para la formación de grietas calientes. El intervalo temperatura-tiempo es causado por la formación de capas líquidas y semilíquidas que violan la continuidad metálica de la soldadura. Estas capas intermedias se forman en presencia de compuestos de azufre (sulfuros) de bajo punto de fusión FeS con un punto de fusión de 1189 ° C y NiS con un punto de fusión de 810 ° C. En el momento pico del desarrollo de las tensiones de soldadura a lo largo de estas capas líquidas, se produce un desplazamiento del metal, que se convierte en grietas quebradizas.

La segunda razón para la formación de grietas calientes son las deformaciones a alta temperatura. Se desarrollan debido a la contracción obstaculizada del metal de soldadura, la deformación de las piezas de trabajo que se están soldando, así como durante la relajación de las tensiones de soldadura en condiciones de soldadura fuera de equilibrio y durante el tratamiento térmico posterior a la soldadura, concentración de deformación estructural y mecánica.

Grietas frías... Las fisuras en frío son aquellas que se forman durante el enfriamiento después de soldar a una temperatura de 150 ° C o durante los próximos días. Tienen una fractura cristalina brillante sin rastros de oxidación a alta temperatura.

Los principales factores que provocan la aparición de grietas frías:

la formación de estructuras de enfriamiento (martensita y bainita) conduce a la aparición de tensiones adicionales debido al efecto volumétrico;
exposición a tensiones de tracción de soldadura;
concentración de hidrógeno difusible.

El hidrógeno se mueve fácilmente en estructuras no endurecidas. En la martensita, la capacidad de difusión del hidrógeno disminuye, se acumula en los microhuecos de la martensita, se transforma en una forma molecular y se desarrolla gradualmente. alta presión que favorece la formación de grietas frías. Además, el hidrógeno adsorbido en la superficie del metal y en los microhuecos provoca la fragilización del metal.

Soldabilidad- la propiedad de un metal y una combinación de metales para formar, con la tecnología de soldadura establecida, una conexión que cumpla con los requisitos debidos al diseño y funcionamiento del producto. La complejidad del concepto de soldabilidad de los materiales se explica por el hecho de que al evaluar la soldabilidad, se debe tener en cuenta la relación entre los materiales de soldadura, los metales y el diseño del producto con las tecnologías de soldadura.

Hay muchos indicadores de soldabilidad. Un indicador de la soldabilidad de los aceros aleados destinados, por ejemplo, a la fabricación de equipos químicos, es la capacidad de obtener una unión soldada que proporcione propiedades especiales: resistencia a la corrosión, resistencia a altas o bajas temperaturas.

Al soldar metales diferentes, un indicador de soldabilidad es la posibilidad de formación de enlaces interatómicos en la unión. Los metales homogéneos se unen mediante soldadura sin dificultad, mientras que algunos pares de metales diferentes no forman ningún enlace interatómico en la conexión, por ejemplo, el cobre y el plomo no están soldados, o el titanio con acero al carbono.

Un indicador importante de la soldabilidad de los metales es la ausencia de áreas endurecidas, grietas y otros defectos en las juntas soldadas que afecten negativamente el funcionamiento de la junta soldada.

Todavía no existe un indicador único de la soldabilidad de los metales.