Правила расчета и выбора катета сварного шва

Информация к сведению!

Сварка представляет собой процесс создания прочного соединения металлических деталей, который должен соответствовать множеству нормативов. Катет сварного шва определяет, смогут ли тяжелые металлоконструкции выдерживать эксплуатационные нагрузки. Он выражен длиной одной из сторон равнобедренного треугольника, который образуется в сечении углового сварного соединения. Это расстояние от начала одного стыкового соединения до конца другого. Размер катета определяет прочность сварного шва: минимальное значение не обеспечит необходимой прочности. При этом слишком большой показатель может привести к деформации металла и увеличению энергозатрат.

Расчет и ошибки при выборе катета сварного шва

Сечение углового сварного шва напоминает треугольник, поэтому высоту и длину его сторон можно рассчитать следующим образом:

T=S×cos45, где:

• T — искомая величина катета сварного шва;
• S — ширина валика (гипотенуза треугольника);
• сos 45— стандартное значение, равное 0,7.

Рассмотрим расчет на примере. Допустим, ширина валика углового соединения составляет 5 мм, тогда катет будет равен: 5×0,7=3,5 мм. Эта формула подходит для случаев, когда наплавленный металл равномерно покрывает обе стороны углового соединения. Катет сварного шва должен составлять 30-100% от толщины заготовки. Если соединяются элементы разной толщины, параметр выбирается по более толстой детали. Например, при сварке деталей толщиной 5 и 10 мм с проваром с одной стороны показатель должен быть 6 мм, учитывая большую толщину.

Ошибка при выборе способна привести к слабым или ненадежным соединениям. Слишком маленький катет не обеспечит достаточной прочности, а слишком большой вызовет деформацию металла и увеличит энергозатраты. Неопытные сварщики могут также допустить ошибки в технике. Например, несимметричный катет, когда одна сторона шва шире другой. Это происходит по причине неправильного выбора техники и режима сварки.

Измерение катета сварного шва

Для измерения катета сварного шва используются различные шаблоны. Например, варианты WG01, WG1 и WG2+ измеряют длину катета, не затрагивая усиление шва. При этом существуют разновидности с плоскими гранями, которые измеряют гипотенузу. С помощью шаблонов Ушерова-Маршакова можно измерить толщину шва.

Правила и секреты выбора

Надежность конструкции зависит от правильно выбранного катета, который влияет на площадь соединения элементов и наливочного материала. Он обеспечивает равномерное распределение нагрузки по всей площади контакта деталей, что повышает прочность соединения. Важно учитывать, что большой шов не всегда означает высокую надежность. Необходимы подробные расчеты нагрузок для того, чтобы избежать перенапряжения металла. Размер катета должен соответствовать конкретным задачам и характеристикам свариваемых материалов.

На параметр угловых и тавровых сварных швов влияют различные факторы. В их перечень входят:

• направленность горелки или электрода. При угловом соединении угол в 45° способствует правильному распределению металла. Вариант в 20-30° обеспечивает более точное направление расплавленного металла на вертикальную поверхность;
• размещение конструкции. Положение «в лодочку» помогает равномерно распределить металл по кромкам;
• скорость перемещения дуги. Слишком быстрая сварка приводит к узкому шву с маленьким катетом. Сварка с задержкой увеличивает параметр и высоту шва;
• сила тока. Недостаточная ее величина приводит к поверхностному наложению присадки. Вместе с тем, избыточная сила тока вызывает дефекты на вертикальной стороне;
• индуктивность. Правильная настройка данного параметра влияет на скорость переноса расплавленного металла;
• свойства присадки. Высокотемпературные добавки создают густую сварочную ванну, увеличивая размеры катета, тогда как низкотемпературные сплавы быстрее растекаются, уменьшая катет.

Также рекомендуем к прочтению: Характеристики и виды сварных соединений

Проверка качества сварного шва

Надежность сварного соединения проверяется как разрушающими, так и неразрушающими методами. Разрушающие способы включают механические нагрузки, химические и металлографические исследования. Неразрушающие методы предусматривают визуальный осмотр, магнитные и ультразвуковые тесты.

Для визуального контроля не требуются специальные навыки или оборудование. Однако данный метод не выявляет всех проблем. Для того чтобы избежать дефектов, важно соблюдать определенные рекомендации, такие как: правильный выбор силы сварочного тока, работа с короткой дугой и учет условий окружающей среды.