Подготовка металла под сварку: последовательность операций от зачистки до сборки

Правка и очистка

Деформации, полученные при транспортировке проката, устраняют вручную с помощью молотка или кувалды. Если не получается, применяют ручной пресс: заготовку укладывают между толстыми пластинами, с усилием сжимают, стягивая пластины между собой. Важно придать поверхности первоначальную форму, иначе возникнут внутренние напряжения, сварное соединение не получится прочным.

Небольшие искривления тонких заготовок устраняют на мягкой подложке, для исправления сложных дефектов применяются:

  • листоправильные станки;
  • всевозможные прессы, создающие высокое давление.

Очистка – еще один этап подготовки заготовок, подразумевает удаление грязи, пыли с поверхности металла, скопившейся за время транспортировки или хранения на складе. Для удаления стойких загрязнений бывает нужна вода. Старую краску с б/у металла счищают пескоструйными аппаратами или шлифовальным инструментом, шкуркой.

Разметка

Следующий этап подготовки деталей для сварки проводится вручную или с помощью специальных устройств. Самые простые приспособления – керн, металлическая линейка и штангенциркуль. Поверхность металла предварительно грунтуют, чтобы хорошо были видны риски. При поточном производстве делают шаблоны, их накладывают, обводят.

Различают понятия «наметка» и разметка. Первая – создание предварительного контура, вторая подразумевает кернение по всему периметру, маркировку. Наметка нужна при использовании шаблонов. Его сначала обводят чертилкой, а затем контур проходят керном. При ручной разметке сразу проводят кернение.

Размечать заготовки вручную сложно и долго. Подготовка и сборка заготовок с использованием оптической или мерной резки предпочтительнее. Для разметки металла созданы разметно-маркировочные автоматы, они работают на основе оптики по заданной программе. Керн движется быстро, размеченный листовой прокат выезжает из автомата со скоростью до 10 метров в минуту.

Этап разметки проводится вручную или с помощью специальных устройств
Этап разметки проводится вручную или с помощью специальных устройств

Подготовка оборудования

Помимо приведения в порядок металлических поверхностей необходимо позаботиться об оборудовании для сварки. Подготовка к работе сварочного полуавтомата или других аппаратов заключается в проверке их работоспособности и установке выбранных режимов.

Разметка и наметка

По завершении правки и чистки начинаются второй этап подготовки металла перед сваркой. Это так называемые «заготовительные» операции, предполагающие разметку или наметку деталей.

Первая их них состоит в перенесении контуров заготовки на сборное изделие с последующим кернением металла вдоль всей линии реза, а также её маркировку.

Наметка осуществляется путём перенесения размеров, снятых с предварительно сделанного шаблона, изготавливаемого из картона, тонкой металлической пластины или фанеры.

В процессе переноса контуры шаблона обводят специальной чертилкой, а затем вдоль получившейся линии наносят керн с одновременной маркировкой детали.

Для вырезки различных по толщине свариваемых изделий могут применяться ножницы по металлу, ручные резаки или газопламенные механизмы-автоматы.

Этапы подготовки кромок

Зачистка изделия

Сварочные работы необходимо проводить на предварительно подготовленных поверхностях – очищенных от механических загрязнений, и химических пленок. Присутствие даже небольших частичек загрязнений может привести к растрескиванию конструкции, пористости, напряжению в металле. В результате сварное соединение утрачивает свои качественные зачистка поверхности металла
характеристики.

Не стоит забывать об оксидной пленке, которая образуется на поверхности металлов при их контакте с воздухом. Она является жаростойкой, препятствует качественной сварке. Удалить ее можно как болгаркой, так и вручную, щеткой из металла.

На производстве детали зачищаются пескоструйными и дробеструйными аппаратами. Также производится химическая чистка – путем погружения изделий на определенное время в ванну с химическими реагентами. Этот тип очистки в основном используется при подготовке деталей из цветных металлов, а черные, стальные заготовки зачищаются вручную.

Читайте также:  Алюминотермитная сварка рельсов: технология выполнения, оборудование, расходные материалы

Подготовка кромок под сварку

Кромки заготовок, особенно большой толщины, предварительно необходимо зачистить и придать им нужную геометрическую форму. Выделяют плоские, V-образные и Х-образные кромки. Плоские кромки используются при соединении тонких изделий, вторые два вида – при стыковке толстых заготовок.

Важно: кромки не обрабатываются, если толщина детали не более 3 мм.

подготовка кромок
Подготовка кромок под сварку состоит из обработки ширины зазора, угла разделки, регулировки длины откоса. При подготовке кромок под сварку труб различной толщины их обработка особенно актуальна – в противном случае металл не провариться. Поэтому важно подобрать правильный скос, благодаря которому переход между деталями будет плавным. А это снимет напряжение нагрузки во время использования готового изделия.

Для подрезки кромок при подготовке труб к сварке холодным способом используются станки или ручные инструменты. Термический способ предполагает использование горелок – ручных или автоматических.

Холодная подготовка металла к сварке считается более качественной. В этом случае в разы повышается точность сборки конечного изделия. А после термической обработки фаски зачастую нужно довести до правильных размеров и формы, особенно когда осуществляется подготовка труб под сварку.

Резка

Это обязательная процедура подготовки деталей, если сварка делается по чертежам. Для работы с металлом применяют различное оборудование:

  • ручное (резак, ножницы по металлу), используется для простых геометрических форм из листового или ленточного проката;
  • электроинструмент (пила, болгарка, дрель или шуруповерт с фрезой-насадкой);
  • термическое (кислородный или газовый резак, дуговую сварку, плазмотрон), можно делать прямые и кривые резы.

Термическая резка состоит в расплавлении металла по заданному контуру. При поточном производстве используют полуавтоматы и автоматы.

При резке металла делают припуски для зачистки и разделки кромок. Раскрой ножницами – самый кропотливый и малопродуктивный. Сварщики чаще применяют термическую резку.

При резке металла делают припуски для зачистки и разделки кромок
При резке металла делают припуски для зачистки и разделки кромок

Трубные изделия

Подготовка оборудования для обрезки труб перед сваркой состоит в выборе варианта их резки, которая в зависимости от толщины металла организуется одним из следующих способов:

  • специальными ножницами по металлу;
  • посредством циркулярного инструмента (фрезой или болгаркой);
  • с применением газового резака.

Хороших результатов удаётся достичь при обработке труб из металла на так называемых «кислородных» станках, Однако подготовка таким способом возможна лишь в условиях производства.

Смещение

Сборка под сварку трубных изделий из металла с любым видом шва происходит со смещением в зоне стыков трубопровода на оговоренные ГОСТом минимальные расстояния. При подготовке к двухсторонней сварке разрешено обходиться без смещения при соблюдении условия их выставления другими способами.

Для удержания труб в фиксированном положении используют прихватки, которые равномерно располагаются по всему диаметру стыка. Их количество зависит от типоразмера труб (их диаметра) и может варьироваться от 2-х до 4-х и более штук.

Для грамотного устройства таких прихваток всегда нужно помнить о том, что их высота не должна превышать трети толщины стенок трубного изделия.

Зачистка

Технология зачистки металла перед сваркой подразумевает снятие:

  • ржавчины, чтобы избежать включений в диффузном слое;
  • следов смазки, масла, органика снижает качество сварки;
  • заусенцы, частички металла, они могут стать причиной брака;
  • загрязнения, ухудшают структуру шва;
  • оксидный слой, он препятствует образованию ванны расплава.

Для зачистки используют металлические щетки, наждачную бумагу, напильник, любые абразивные инструменты. Даже незначительные включения в ванне расплава приводят к браку. Для снятия оксидов, обезжиривания цветных металлов применяют химические вещества: всевозможные растворители, спирт, кислоту. Для работы с алюминием, цветными и высоколегированными сплавами, берут новую щетку, чтобы в ней не было микрочастичек углеродистой стали. На отливках перед сваркой удаляют литейную корку, на штампованных заготовках – слой окалины.

Читайте также:  Восстановление деталей сваркой и наплавкой: каким лучше аппаратом, как электродом с инвертором или полуавтоматом, как правильно на сломанной раме грузовика

Для зачистки используют металлические щетки, наждачную бумагу, напильник, любые абразивные инструменты
Для зачистки используют металлические щетки, наждачную бумагу, напильник, любые абразивные инструменты

Особенности разметки заготовок

разметка металла
Подготовка деталей под сварку включает в себя такой важный этап, как разметка заготовок. Необходимость его выполнения связана с несовпадением размеров профилей с параметрами деталей, которые будут использованы в конструкции. Поэтому профиль необходимо подрезать. А перед этим – разметить, задав необходимые размеры.

Выделяют несколько способов разметки: ручная, оптическая, мерная резка. При ручной разметке используются простые инструменты для измерений – например, линейка или штангенциркуль. Если размечается небольшая партия однотипных заготовок, применяются изготовленные из алюминия или профилируемых листов шаблоны. Ручной способ отличается трудоемкостью и низкой скоростью выполнения работы.

При оптическом способе нанесения разметки применяются разметно-маркировочные машины. Их преимущество заключается в высокой скорости – до 10 метров в минуту. Чтобы разметить заготовку, необходимо запрограммировать аппарат под установленные параметры. Для нанесения разметки в данных устройствах используется пневматический крен.

Технология мерной резки не предполагает нанесение разметки на профили – в этом случае в специальные машины закладывается программа с указанием конфигурации и размеров заготовок. В результате аппарат сразу режет изделие под заданную форму.

Подготовка кромок

Толстостенные заготовки без предварительной подготовки тщательно не проварить, жидкий металл будет растекаться по поверхности, не проникая в стык. Соединение получится хрупким, при небольшой нагрузке сломается. Немаловажный момент подготовки  – скругление острых краев. Необходимо сглаживать высоту металла 2 –3 мм в зависимости от толщины детали.

Подрезка кромок производится вручную, механически или с использованием горелок. Холодные технологии предпочтительнее, кромка получается ровнее. Тип и угол разделки зависит от применяемых расходников, вида сварочного оборудования. Размеры кромок указаны в соответствующих ГОСТах.

Цель подготовки кромок к сварке – обеспечить доступ к корню шва

Цель подготовки кромок к сварке – обеспечить доступ к корню шва. У тонкостенных заготовок толщиной до 3 мм только выравнивают торцы. С зазором до 2 мм проваривают 4 мм детали, если они толще, швы делают с двух сторон. На кромках толстостенных деталей снимают фаску или делают скос. Для односторонней сварки стыки делают в виде буквы V или U, при двухсторонней – в форме Х или К. Величина угла сопряжения от 45 до 60°. Если сваривают детали разной толщины, срезают только толстостенную заготовку. Важно правильно выбрать угол скоса, от него зависит:

  • глубина проварки металла;
  • величина шовного валика;
  • расход электродов или наплавочной проволоки.

Подрезка кромок производится вручную, механически или с использованием горелок.

Способы фиксации деталей (сборочные приспособления)


Фиксация металла также считается его подготовкой к сварке. По традиции положение деталей перед электросваркой обеспечивается посредством швов небольшого размера, называемых прихватками.

Причём их сечение не должно превышать половины размера самого шва. Длина прихватов выбирается не более 2-х, а шаг установки – 30-80 сантиметров.

Такие швы выполняются покрытыми электродами с применением защитных газов или же под флюсом. При работе с узлами жёстких конструкций вместо прихватов делается сплошной («беглый») шов небольшого размера, обеспечивающий требуемое расположение деталей при их монтаже.

Как прихватки, так и «беглое» соединение металла выполняется со стороны, обратной месту формирования будущего соединения или первого его слоя. При этом беглый шов одновременно обеспечивает удержание расплавленного металла в границах сварочной ванны.

Для дополнительного крепления заготовок из металла рекомендуется применять специальные планочные гребёнки, удаляемые по мере оформления соединения.

Читайте также:  Сварка арматуры: технология электродуговой, ванной, контактной и точечной сварки арматуры

К недостаткам использования таких сборочно-сварочных приспособлений следует отнести непроизводительный расход металла и сложности, связанные с зачисткой получившихся соединений.

Помимо уже рассмотренных приёмов в процессе подготовки к сварке детали могут крепиться посредством специальных струбцин, уголков, клиньев или подобных им механических приспособлений.

Кромки


В отдельных случаях, связанных с необходимостью удаления следов наклепок, или же правки имеющихся неровностей, кромки металла нуждаются в дополнительной механической обработке.

Для этого потребуется заводское кромкострогальное оборудование, а в случае крайней необходимости – и механизмы для холодной или горячей гибки металлов.

Выбор одного из указанных вариантов подготовки под сварку зависит от толщины деталей и величины устраняемых неровностей.

Если толщина свариваемого металла больше 3 мм, то подготовка под сварку будет включать разделку кромки. Если разделку не проводят, то увеличивают сварочный ток и выполняют сварку послойно.

Чтобы обеспечить плотный стык, исключить деформацию шва и сильные напряжения, кромки металла притупляют. Правильно выполненный скос помогает сделать плавный переход между деталями разной толщины.

По завершении основных этапов подготовки переходят непосредственно к креплению обрабатываемой заготовки в зоне сварки.

Гибка

Существуют ограничения, связанные с хрупкостью металлов. Радиус сгиба должен превышать толщину профиля иди детали в 25 раз, иначе возможны растрескивания, надломы. С толстостенными заготовками холодным методом не справиться, применяются методы горячей деформации в условиях производства или кузни. Обработка кромок перед горячим деформированием не делается, детали доводят после гибки.

Добиться точного угла сгиба вручную сложно. Это – механизированный этап подготовки металла. Листовой прокат пропускают через гибочные вальцы, гибочные автоматы. Холодная гибка применяется после предварительной подготовки изделий под сварку: снятия кромок, разметки, рассверливания отверстий, если они есть в чертежах или нужны для сборки конструкции.

Толстые полосы последовательно пропускают через 3-валковые или 4-валковые станки. Для придания формы профилю применяют правильно-гибочные прессы.

Радиус сгиба должен превышать толщину профиля иди детали в 25 раз
Радиус сгиба должен превышать толщину профиля иди детали в 25 раз

Сборка деталей под сварку

Подготовленные заготовки нужно зафиксировать в определенном положении. Это касается плоских и объемных конструкций. Заготовки надежно скрепляют, чтобы избежать деформации при сварке.

Величина зазора зависит от линейного расширения сплава. При сборке деталей под сварку придерживаются нескольких правил:

  • к рабочей зоне должен быть максимально свободный доступ;
  • сопряжения укрепляют специальными приспособлениями так, чтобы исключить сдвиг;
  • все повороты, изменения положения конструкции в пространстве сводятся к минимуму;
  • сборка под сварку сложных конструкций осуществляется поэтапно;
  • жесткую фиксацию обеспечивают прихватки на расстоянии 30–80 см друг от друга или беглый шов;
  • полужесткую или временную – струбцина, магнитные уголки, клинья, планочные гребенки, другие приспособления;
  • объемные связи закрепляют болтовыми соединениями.

Прихватка – небольшой шов длиной от 50 до 100 мм, производится расходными материалами, приготовленными для работы. Если используется защитная атмосфера, прихватки тоже делаются в облаке газа. Детали при подготовке желательно соединять с противоположной основному шву стороны. Если прихватки сделаны снаружи, перед сваркой их хорошо зачищают, снимают окалину и верхний оксидный слой. Удобно использовать специальное устройство для точечной сварки, в месте контакта образуется однородный слой.

При подготовке заготовок сложной геометрической формы вместо прихваток делается беглый шов, не превышающий по глубине половины основного. Он зачищается при обработке корня основного шва.

Сборка предусматривает непроизводительные расходы, потерю времени, сил. Однако от надежности положения заготовок зависит прочность металлоконструкции.

Подготовленные заготовки нужно зафиксировать в определенном положении
Подготовленные заготовки нужно зафиксировать в определенном положении

Источники

  • https://svarkaprosto.ru/tehnologii/kak-podgotovit-metall-k-svarke
  • https://osvarka.com/obuchenie-svarke/podgotovka-metalla-pod-svarku
  • https://svaring.com/welding/teorija/podgotovka-metalla-pod-svarku
  • https://svarkaed.ru/svarka/obuchenie-svarke/osobennosti-podgotovki-metalla-pod-svarku.html
  • https://pipe-s.ru/diplomnaya-rabota-svarka-opory-truboprovoda/

[свернуть]

Ссылка на основную публикацию