В перечень подготовительных работ при сварке металлов входит обработка кромок, эту процедуру называют разделкой. Она связана с изменением размеров и формы стыков. Разделку целесообразно применять при сварке изделий, толщина которых превышает 5 мм. Об этом знает каждый сварщик, однако не каждый начинающий мастер понимает необходимость данной процедуры. Предварительная подготовка, связанная с обработкой кромок, направлена на решение двух основных задач:
- обеспечение доступа к корню шва;
- обеспечение проварки металла по всей толщине заготовки.
Несмотря на все положительные моменты, разделка обладает и некоторыми минусами.
- Во-первых, мастер должен знать технологию обработки, о которой будет сказано ниже.
- Во-вторых, операции с кромками неизбежно приводят к увеличению зоны шва, а это, в свою очередь, чревато повышенным расходом материалов.
Оптимальными считаются условия, когда подобной подготовки проводить не нужно. Все работы сводятся к изготовлению отбортовок. Но их применимость весьма ограничена, и в качестве ограничения выступает толщина металла. Зачастую работы по разделке сводятся к получению фасок. Они бывают односторонними или двусторонними. Односторонняя фаска выполняется при формировании одностороннего шва. Двусторонняя предусмотрена перед ведением работ на лицевой и изнаночной стороне.
Назначение
Несмотря на то, что разделка кромок считается одним из этапов подготовки к сварке, к этой работе сразу приступать нельзя. Ей предшествует зачистка, которая подразделяется на два вида.
- Механическая зачистка обеспечивает удаление инородных элементов, загрязнений, окалины, ржавчины и окисла. Она выполняется разными абразивными инструментами. Чаще всего применяют шлифовальные машины, металлические щетки или наждачную бумагу. От степени загрязненности поверхности зависит выбор зернистости абразива.
- Химическая зачистка предусматривает удаление химических соединений. Простыми словами она представляет собой обезжиривание поверхности. Существуют специальные органические растворители, но в некоторых случаях поверхность металла может протравливаться кислотами.
Без предварительной зачистки получить качественный шов будет практически невозможно. Инородные частицы попадут в расплавленный металл, и в процессе кристаллизации будут наблюдаться дефекты, снижающие показатели прочности шва. Следующим шагом будет разделка кромок. Она позволит получить доступ к сварочной зоне по всей толщине металла. Актуальной процедура считается при наложении шва в несколько проходов.
Листовой металл перед сваркой пропускают через специальные вальцы. Они представляют собой пару валиков, между которыми проходит лист. Данная процедура называется правкой. Ее можно выполнить и вручную, имея под рукой молот и правильную плиту, однако вальцы обеспечивают более качественный результат. В итоге все искривления металла должны исчезнуть.
При разметке переносятся основные размеры с чертежа на заготовку. Переносу подлежат как линейные, так и угловые размеры. В местах будущих сверлений выставляются метки. Для нанесения разметки предусмотрены заостренные чертилки и маркеры. При работе с чертежным инструментом следует всегда помнить о припуске. На производстве этап разметки отсутствует, так как изделия обрабатываются при помощи шаблонов.
Для повышения гибкости и пластичности металла проводят его термическую обработку. Предварительный подогрев осуществляется с помощью газовой горелки или специальной электрической печи.
Не стоит путать данный этап с нагреванием до высоких температур, например, при сварке цветных металлов, которое обеспечивает равномерное распределение тепла.
Наконец, последняя процедура перед разделкой – кройка. Она выполняется инструментами, которые приходится выбирать, исходя из толщины листа и физических свойств метала. Обычно применяют роликовые ножницы или газовые резаки.
Виды
Все кромки разделываются разным способом. На способ разделки влияют одновременно несколько факторов. Среди них толщина листа, тип формируемого шва, материал заготовки, способ сварки. Основные виды кромок были определены по их профилю. Каждый вид уникален в своем применении, поэтому сварщик должен определиться с предстоящей работой. Использовать только один вид разделки, как единственный освоенный или наименее затратный, нельзя, поэтому следует изучить теорию, касающуюся области применения того или иного способа разделки.
Скос двух кромок, выполненный под углом друг к другу при рассмотрении на срезе напоминает букву «V», поэтому называется V-образным.
Данный метод разделки считается наиболее популярным.
- Во-первых, он обладает универсальностью, так как подходит для большинства заготовок.
- Во-вторых, его реализация не требует особых навыков.
Скос можно делать на одной заготовке, но чаще всего разделываются обе кромки. Суммарный угол между плоскостями должен составлять 60° градусов. При выполнении разделки только одной кромки рекомендованный угол равен 50° градусам.
При достаточно большой толщине металла выполняется X-образный скос.
По своей сути, подобная разделка представляет собой два V-образных скоса, выполненных с наружной и внутренней стороны заготовки. К методу X-образной разделки прибегают при необходимости формирования двустороннего шва. Угол раскрытия плоскостей составляет 60° градусов. Обработанные поверхности лицевой и изнаночной стороны могут друг с другом не соприкасаться, однако расстояние между ними следует оставлять такое, чтобы обеспечивалось проплавление металла по всей толщине.
Еще один вид скоса имеет наиболее сложную форму. Она напоминает букву «U», поэтому скос называется U-образным.
Для новичков подобная работа считается трудновыполнимой. Обработка кромок ведется на каждой заготовке. Эти предварительные работы позволяют качественно проварить металл, толщина которого превышает 20 мм. Чаще всего U-образные скосы выполняют перед выполнением работ в режиме ручной дуговой сварки. Существуют способы разделки кромок, которые нельзя назвать стандартными. Они определяются, исходя из начальных условий.
Методы
Наиболее востребованной считается теория о способах непосредственной разделки. Их можно поделить на несколько видов. Первый вид – газовая разделка. Необходимо подчеркнуть, что это далеко не самый популярный способ. Работа с газом всегда сопряжена со сложной настройкой оборудования. Если учесть, что газ хранится в отдельном баллоне, то компактной такую установку никак назвать нельзя. Минус подобной обработки заключается в том, что она требует последующих действий по подготовке поверхностей.
Наиболее доступной, а посему и наиболее популярной считается механическая разделка. Она не требует особых условий и доступна даже тем, у кого отсутствует опыт подобных работ. В качестве рабочего инструмента могут выступать различные приспособления. Разделка ведется ножницами по металлу, а финишная обработка завершается абразивными материалами. Задействуются шлифовальные машины или фрезеровочные станки. Границы применимости того или иного инструмента устанавливает форма заготовки и ее материал.
Ручная разделка кромок, в силу своей трудоемкости, применяется все реже. Ее приходится применять, как финальную стадию после проведения механической обработки. Инструментами здесь служат зубило, молоток и напильник.
Примеры
В различных отраслях приходится сталкиваться с необходимостью сварки труб. Подобные работы встречаются на производстве, в строительстве и в транспорте. В отдельную категорию выделены трубопроводы жилищно-коммунального назначения. На сегодняшний день востребованы самые разные типоразмеры труб. Широкий спектр и материалов, из которых они изготовлены.
Естественно, в таких условиях невозможно обобщить требования к разделке кромок. В некоторых случаях перечень подготовительных работ совсем не подразумевает разделку кромок под сварку. Но в большинстве случаев подобные мероприятия являются залогом качественного шва. Нормы подготовки стальных труб к сварке при различных условиях, включающих в себя сочетания свариваемых конструктивных элементов, прописаны в ГОСТ 16037-80.
Согласно вышеуказанному ГОСТу, можно выделить следующие виды соединений труб:
- внахлест;
- в стык;
- угловое.
Отклонения от норм стандарта недопустимы. Они являются гарантией высокого качества при использовании любого типа сварки. Следует отметить, что данным стандартом также определены все методы зачистки поверхностей.
Отводы выполняются при монтаже трубопровода в случае необходимости разделения магистрали или объединения отдельных рукавов в один. На подготовительном этапе выполняется скос кромки под углом 45° градусов. Исключение составляют только угловые соединения, так как фаска в данном случае не требуется. При соединении труб в стык необходимо, чтобы они были одной толщины.
Штуцером называется патрубок, диаметр которого несколько меньше диаметра основной трубы. Он вваривается в трубу, чтобы обеспечить отвод основного потока. Используются два способа соединения: угловой шов и сварка внахлест. В обоих случаях шов должен быть односторонним, а кромки не разделываются.
При сборке различных резервуаров выполнять разделку кромок обязательно. При толщине металла до 25 мм используется V-образная или X-образная разделка. Более толстые кромки подлежат U-образной разделке. Плоские детали соединяются в стык. При подобном соединении заготовки расположены в одной плоскости, а их кромки примыкают друг к другу. Для листов металла, толщиной до 3 мм, нет необходимости производить разделку кромок. Выполняется лишь отбортовка. При толщине от 2 до 15 мм необходимо применить одностороннюю разделку, а при большей толщине – двустороннюю. Скосы образуются на каждой кромке.
Если между кромками образуется угол, превышающий 30° градусов, то такое соединение называется угловым. Здесь также можно обойтись только отбортовкой при условии, что толщина металла не превышает 3 мм. При увеличении толщины до 20 мм необходим односторонний скос. Одна кромка разделывается под углом 45° градусов.
Более толстые заготовки придется разделывать с двух сторон. Двутавровая балка в профиле напоминает букву «Н». Она обладает высокой степенью устойчивости к изгибам, поэтому часто востребована в строительстве и машиностроении. Соединяют ее с другими конструкциями методом таврового шва. При этом односторонняя раздела выполняется на кромках, толщиной до 25 мм, а двусторонняя – до 60 мм.
На чертежах могут быть использованы обозначения для основных параметров разделки. Так, определен зазор, как минимальное расстояние между кромками. Притуплением называется часть кромки, на которой не делается скос. Угол скоса определяется между начальной и конечной плоскостью кромки. Для двусторонней разделки определен угол разделки, как угол между фасками.
