Schweißnähte sind Zonen von Schweißverbindungen, die durch zunächst geschmolzenes Metall entstehen, das dann beim Abkühlen kristallisiert.

Die Lebensdauer der gesamten Schweißkonstruktion hängt von der Qualität der Schweißnähte ab. Die Schweißqualität wird durch folgende geometrische Parameter der Schweißnaht charakterisiert:

• Breite – der Abstand zwischen seinen Kanten;
• Die Wurzel ist der innere Teil gegenüber der Außenfläche;
• Konvexität – der größte Vorsprung aus der Oberfläche des zu verbindenden Metalls;
• Konkavität – die größte Abweichung von der Oberfläche des zu verbindenden Metalls;
• Ein Bein ist eine der gleichen Seiten eines Dreiecks, das in den Querschnitt zweier verbundener Elemente eingeschrieben ist.

Welche Arten von Schweißnähten und Verbindungen gibt es, Klassifizierung

Tabelle 1 zeigt die wichtigsten Arten von Schweißverbindungen, gruppiert nach Querschnittsform.

	Schweißverbindungen und Nähte	Standortmerkmale	Hauptanwendung	Notiz
1	Hintern	Die verbundenen Teile und Elemente liegen in derselben Ebene.	Schweißen von Blechkonstruktionen, Tanks und Rohrleitungen.	Einsparung von Verbrauchsmaterialien und Schweißzeit, Verbindungsfestigkeit. Sorgfältige Vorbereitung des Metalls und Auswahl der Elektroden.
2	Ecke	Die verbundenen Teile und Elemente stehen in einem beliebigen Winkel zueinander.	Schweißen von Behältern und Behältern.	Maximale Metallstärke 3 mm.
3	Überlappend	Parallele Anordnung der Teile.	Schweißen von Blechkonstruktionen bis 12 mm.	Großer Materialverbrauch ohne sorgfältige Verarbeitung.
4	T-Bar (Buchstabe T)	Das Ende des einen Elements und die Seite des anderen stehen in einem Winkel	Schweißen von tragenden Konstruktionen.	Sorgfältige Bearbeitung des vertikalen Blechs.
5	Gesicht	Die Seitenflächen der Teile liegen nebeneinander	Schweißen von Behältern ohne Druck	Materialeinsparungen und einfache Ausführung

Zur Ausführung:

• Doppelseitig – Schweißen von zwei gegenüberliegenden Seiten mit Entfernung der Wurzel der ersten Seite;
• Einschichtig – in einem „Durchgang“ mit einer Schweißnaht ausgeführt;
• Mehrschichtig – die Anzahl der Schichten entspricht der Anzahl der „Durchgänge“. Wird für große Metalldicken verwendet.

Nach Konvexitätsgrad:

• Konvex – verstärkt;
• Konkav – geschwächt;
• Normal - flach.

Die Konvexität der Naht wird von den verwendeten Schweißmaterialien, den Schweißmodi und der Schweißgeschwindigkeit sowie der Breite der Kanten beeinflusst.

Nach Position im Raum:

• Unten – das Schweißen erfolgt im Winkel von 0° – die optimalste Option, hohe Produktivität und Qualität;
• Horizontal – das Schweißen erfolgt in einem Winkel von 0 bis 60°, der vergrößert werden muss
• Vertikal – das Schweißen erfolgt in einem Winkel von 60 bis 120° entsprechend der Qualifikation des Schweißers;
• Decke – das Schweißen erfolgt in einem Winkel von 120 bis 180° – die arbeitsintensivsten und unsichersten Schweißer durchlaufen eine spezielle Ausbildung.

Nach Länge:

• Fest – am häufigsten;
• Intermittierend – undichte Struktur.

Arten von Schweißverbindungen und Nähten nach relativer Position:

• In einer geraden Linie gelegen;
• Entlang einer geschwungenen Linie gelegen;
• Liegt im Kreis.

In Richtung der wirkenden Kraft und Wirkungsvektor äußerer Kräfte:

• Flanke - entlang der Achse der Schweißverbindung;
• frontal - quer zur Achse der Schweißverbindung;
• kombiniert - eine Kombination aus Flanke und Frontal;
• schräg - in einem bestimmten Winkel zur Achse der Schweißverbindung.

Arten von Schweißnähten je nach Form der zu schweißenden Produkte:

• auf ebenen Flächen;
• auf sphärischen.

Die Art der Nähte hängt auch von der Dicke des Arbeitsmaterials und der Länge der Naht selbst ab:

• kurz – nicht > 25 cm, und das Schweißen erfolgt im „One-Pass“-Verfahren;
• mittellang< 100 см – используется обратно-ступенчатый способ сварки, при этом строчка разбивается на малые отрезки длиной в 100-300 мм;

Alle verlängerten Nähte werden im umgekehrten Schritt von der Mitte zu den Rändern verarbeitet.

Schneidkanten zum Schweißen

Um eine starke und qualitativ hochwertige Schweißnaht zu erzeugen, werden die Kanten der verbundenen Produkte der notwendigen Vorbereitung unterzogen und erhalten eine bestimmte Form (V-, X-, U-, I-, K-, J-, Y-Form). Um ein Durchbrennen zu vermeiden, kann die Kantenvorbereitung mit einer Metalldicke von mindestens 3 mm erfolgen.

Verfahren zur Kantenvorbereitung:

1. Reinigen von Metallkanten von Rost und Schmutz;
2. Anfasen einer bestimmten Größe – abhängig von der Schweißmethode;
3. Die Größe des Spalts hängt von der Art der Schweißverbindungen ab.

Möglichkeiten der Kantenvorbereitung:

Tabelle 2 zeigt die Merkmale der Kantenvorbereitung in Abhängigkeit von der Metalldicke.

Tabelle 2

Nein, nein.	Metalldicke, mm	Kantenschneiden	Winkel, α	Spalt b,mm	Abstumpfung der Kanten c, mm
1	3-25	Einseitig V-förmig	50	–	–
2	12-60	Beidseitig X-förmig	60	–	–
3	20-60	Einseitig, doppelseitig U-förmig	–	2	1-2
4	>60	Ich-Form	–	–	–

Schweißnähte werden nach Zweck, Konstruktionsmerkmal, Länge, Lage relativ zur wirkenden Kraft und Lage im Raum klassifiziert.

Je nach Verwendungszweck werden Nähte in Arbeits- und Verbindungsnähte oder Strukturnähte unterteilt. Die Arbeitsnähte nehmen Bemessungskräfte auf, ihre Abmessungen werden rechnerisch ermittelt. Struktur- oder Verbindungsnähte dienen der Verbindung von Elementen, der Befestigung von Bauteilen, der Beseitigung von Lücken und werden mit einem Mindestquerschnitt verwendet.

Aufgrund ihres Designs werden Nähte in Stoß-, Eck- und Punktnähte unterteilt.

Stumpfschweißung- Dies ist eine Schweißnaht einer Stoßverbindung. Stumpfschweißnähte werden beim Verbinden von Elementen hergestellt, die normalerweise in derselben Ebene liegen, indem der Raum zwischen den Teilen mit Zusatzmaterial gefüllt wird. Beim Schweißen von Elementen mit geringer Dicke reicht es für eine vollständige Durchdringung aus, zwischen den Kanten einen Abstand von */3 der Metalldicke zu lassen, während die Stumpfnaht entweder auf der verbleibenden oder auf der abnehmbaren Auskleidung erfolgen kann.

Bei einer großen Metalldicke ist es zur Erzielung einer vollständigen Durchdringung über die gesamte Tiefe der Naht erforderlich, die Kanten der zu schweißenden Elemente speziell zu bearbeiten – zur Vorbereitung der Kanten, und die Naht kann aus einer oder mehreren Sicken bestehen in die Nut eingeschweißt.

Eine Schweißnaht ist ein Schweißgut, das in einem Durchgang aufgetragen oder umgeschmolzen wird. Die erste Schweißnaht (Abb. 2.7), die in die Nut eingeschweißt wird, wird Wurzelnaht oder manchmal auch Wurzelnaht genannt. Nachfolgende Walzen bilden Füllschichten. Bei einer doppelseitigen Schweißnaht wird der kleinere Teil der doppelseitigen Naht, der zuerst hergestellt wird, um Verbrennungen beim späteren Schweißen zu verhindern, oder der zuletzt an der Nahtwurzel angebracht wird, als Geschenknaht bezeichnet.

Reis.

1 - Root-Pass; 2-4 - Füllschichten; 5 - Unterschweißnaht

Stoßnähte sollten auf beiden Seiten eine Wulstform, einen glatten Umriss und möglichst eine geringe Höhe aufweisen. Die Konvexität gleicht Unebenheiten der Außenfläche der Schweißnaht und mögliche Schwächungen (Poren, Schlackeneinschlüsse) des Innenteils aus.

Die Stumpfnaht ist die wichtigste und wirtschaftlichste Schweißverbindung. Es überträgt die Kraft gleichmäßig über den gesamten Querschnitt bei geringsten lokalen Spannungen und ist daher besonders für Vibrationen und dynamische Belastungen geeignet.

Die Nachteile einer Stumpfschweißung sind: Produktionsschwierigkeiten bei der Schaffung eines gleichmäßigen Spalts über die gesamte Länge der zu verbindenden Elemente; zusätzliche Kosten für Kantenbearbeitung; die Notwendigkeit eines präzisen Schneidens von Elementen.

Eckschweißung- Hierbei handelt es sich um eine Schweißnaht einer Eck-, Überlappungs- oder T-Verbindung. Kehlnähte werden in der durch die zu verbindenden Elemente gebildeten Ecke angebracht, liegen in unterschiedlichen Ebenen und können aus einer oder mehreren Rollen bestehen (Abb. 2.8).

Reis. 2.8.

Eine normale Kehlnaht sieht aus wie ein gleichschenkliges Dreieck mit einer leichten Konvexität. Bei Verbindungen, die dynamische Kräfte aufnehmen, müssen Kehlnähte eine konkave Oberfläche aufweisen. GOST erlaubt Konvexität und Konkavität einer Kehlnaht bis zu 30 % ihres Schenkels. In diesem Fall sollte die Konkavität nicht zu einer Wertminderung des Beins führen zu n(die Größe des Kehlnahtschenkels, der während der Konstruktion festgelegt wurde). Die Designgröße des Beins ( Zu n) ist der Schenkel des größten rechtwinkligen Dreiecks, das in den äußeren Teil der Kehlnaht eingeschrieben ist (Abb. 2.9). Mit einer symmetrischen Naht hinter dem Bein zu und Es wird jedes gleiche Bein akzeptiert, mit einer asymmetrischen Naht – das kleinere.

Reis. 2.9. Bemessungswert des Beins ( Zu„) Kehlnähte

Punktnaht bezeichnet eine Schweißnaht, bei der die Verbindung zwischen den geschweißten Teilen durch Schweißpunkte erfolgt. Schweißpunkt - Dabei handelt es sich um ein Element einer Punktschweißung, die im Grundriss einen Kreis oder eine Ellipse darstellt. Punktschweißungen werden zum Schweißen von Überlappungsverbindungen mit einem Loch im oberen Element verwendet (Abb. 2.10). Das Loch kann vertikale Wände oder eine abgeschrägte Kante haben. Punktschweißnähte haben viel mit Kehlnähten gemeinsam, außer dass der Querschnitt der Schweißnaht durch das Füllen eines Lochs in der Platte mit Schweißgut gebildet wird. Diese Art der Schweißung ist nicht weit verbreitet.

Reis. 2.10.

Aufgrund ihrer Länge werden Schweißnähte in durchgehende, unterbrochene und Heftnähte unterteilt.

Durchgehende Naht - Es handelt sich um eine Schweißnaht ohne Lücken über die gesamte Länge. Eine durchgehende Schweißnaht verläuft über die gesamte Länge der Verbindung von einem Ende zum anderen (2.11 , A).

Reis. 2.11.A- doppelseitig durchgehend; B- einseitig intermittierend, V - doppelseitige Kette; G - doppelseitiges Schach

Unterbrochene Naht- Dies ist eine Schweißnaht mit Abständen entlang der Länge (Abb. 2.11, B). Bei unkritischen Bauwerken (Schweißzäune, Terrassendielen usw.) kann die Verwendung von unterbrochenen Nähten einen erheblichen wirtschaftlichen Effekt haben und die Kosten für Schweißarbeiten können erheblich gesenkt werden. Diese Art der Schweißnaht wird üblicherweise zum Schweißen von Überlapp- und T-Verbindungen verwendet. Arten von unterbrochenen Nähten sind: unterbrochene Kettennähte und unterbrochene Schachbrettnähte.

Kette unterbrochener Stich- Dies ist eine doppelseitige unterbrochene Naht, bei der sich die Lücken auf beiden Seiten der Wand befinden – eine gegenüber der anderen (Abb. 2.11, V).

Schachbrettmuster mit unterbrochener Naht- Hierbei handelt es sich um eine doppelseitige unterbrochene Naht, bei der die Lücken auf der einen Seite den geschweißten Nahtabschnitten auf der anderen Seite gegenüber liegen (Abb. 2.11). , G).

Heftzwecke- Dies ist eine kurze Schweißnaht, um die relative Position der zu schweißenden Teile festzulegen. Durch Schweißen hergestellte Strukturen bestehen oft aus vielen verschiedenen Elementen. Diese durch Schweißen zusammengefügten Elemente bilden das endgültige Schweißprodukt. Während des Montageprozesses ist es erforderlich, vor dem Schweißen ein Element an der Hauptstruktur zu befestigen. Dies wird durch das Anbringen einer Reihe kurzer, in einiger Entfernung voneinander angeordneter Nähte erreicht. Die Nägel müssen stark genug sein, um das Element in der gewünschten Position zu halten und dürfen beim Schweißen des Produkts nicht brechen. Die Anzahl und der Querschnitt der Heftnägel werden durch die Dicke des zu schweißenden Metalls, die Länge der Naht, die Belastung durch Kaltumformung, der die Heftnägel standhalten müssen, sowie die verwendete Schweißtechnologie bestimmt.

Entsprechend ihrer Lage relativ zur einwirkenden Kraft werden Schweißnähte in Flanken-, Stirn-, kombinierte und schräge Schweißnähte unterteilt (Abb. 2.12).

Eine stirnseitige Stumpfnaht überträgt die einwirkende Kraft gleichmäßig über den gesamten Abschnitt mit den geringsten lokalen Spannungen. Die Festigkeit der Verbindung hängt nicht von der Schnittart der Kanten der zu verschweißenden Elemente ab und ist bei korrekter Ausführung der Arbeiten nahezu gleich. Es ist notwendig, die Enden der Nähte, insbesondere der schrägen, sorgfältig zu verschweißen, ohne dass Unterschweißnähte oder unfertige Krater zurückbleiben, die als Zentren für Spannungskonzentrationen und das Auftreten von Rissen dienen können.

Reis. 2.12. Arten von Schweißnähten in Abhängigkeit von der Wirkungsrichtung

Aufwand für sie:

A- längs (Flanke); B- quer (frontal); V- kombiniert; G- schräg

Die stirnseitige doppelseitige Kehlnaht eines Überlappungsstoßes weist in den meisten Fällen eine ungleichmäßige Lastverteilung auf. Die Spannungsverteilung über die Länge der Flankenschweißung erfolgt im elastischen Arbeitsstadium ungleichmäßig und an den Extrempunkten treten große Überspannungen auf.

Die Festigkeit von Flankennähten ist etwas geringer als die von Vordernähten, da ihre Zerstörung hauptsächlich durch Scherung mit geringem Biegeeinfluss erfolgt. Die plastischen Eigenschaften von Flankennähten sind unbedeutend und nach Auftreten des ersten Risses am Nahtanfang kommt es recht schnell zur Zerstörung.

Bei der Herstellung von Überlappungsverbindungen nur mit Flankennähten ist es erforderlich, dass die Länge der Naht größer als die Breite des Teils ist. Kann diese Bedingung nicht erfüllt werden, wird entlang der Kontur sowohl mit Stirn- als auch mit Flankennähten geschweißt. Das Schweißen entlang der Kontur erhöht die Festigkeit der Verbindung im Vergleich zu Stirn- oder Flankennähten, die Kreuzung von Stirn- und Flankennähten verringert sie jedoch. In den Ecken entsteht eine erhöhte Spannungskonzentration, daher ist es beim Schweißen entlang der Kontur ratsam, diese nicht zu verbrühen (Abb. 2.13).

Die folgenden Schweißpositionen werden akzeptiert (Abb. 2.14): unterer Stoß und „Boot“; unterer Abschlag; horizontal; Deckenstoß; Decken-T-Träger; vertikal von unten nach oben; vertikal von oben nach unten; im Winkel von 45° geneigt.

Reis. 2.13.

Reis. 2.14.

Untere Schweißposition- die Position, bei der die Ebene, in der sich die Naht der Schweißverbindung befindet, in einem Winkel von 0 bis 10° zur horizontalen Ebene liegt. Beim Schweißen in der unteren Position nimmt die Oberfläche des Schweißbades eine horizontale Position ein, wodurch beste Bedingungen für die Nahtbildung geschaffen werden.

Horizontale Schweißposition- eine Position, in der sich die Naht der Schweißverbindung auf einer vertikalen Fläche befindet und in einem Winkel von 0 bis 10° zur horizontalen Ebene steht.

Vertikale Schweißposition- Die Naht der Schweißverbindung liegt auf einer vertikalen Ebene in einem Winkel von 90° ± 10° zur horizontalen Ebene.

Bergauf schweißen- Dabei handelt es sich um das Schmelzschweißen in Schräglage, bei dem sich das Schweißbad von unten nach oben bewegt. Downhill-Schweißen- Dabei handelt es sich um das Schmelzschweißen in Schräglage, bei dem sich das Schweißbad von oben nach unten bewegt.

Das Schweißen in vertikaler Position von oben nach unten und „bergab“ zeichnet sich dadurch aus, dass die Schwerkraftrichtung des flüssigen Metalls und die Schweißrichtung zusammenfallen, das Metall des Schweißbades unter dem Lichtbogen fließt, was die Tiefe verringert Penetration. Beim Schweißen in vertikaler Position von unten nach oben und „oben“ ist die Schwerkraftrichtung des flüssigen Metalls entgegengesetzt zur Schweißrichtung, das Metall des Schweißbades fließt unter dem Lichtbogen hervor und erhöht dadurch die Eindringtiefe .

Schräge Schweißposition- Die Ebene, auf der sich die Schweißnaht befindet, weist einen Winkel von 45° ± 10° zur horizontalen Ebene auf.

Deckenschweißposition- räumliche Lage beim Schweißen, wenn dieses von unterhalb der Verbindung erfolgt. Beim Schweißen in Deckenposition nimmt die Oberfläche des Schweißbades eine horizontale Position ein und das Metall des Schweißbades wird durch die Kräfte der Oberflächenspannung und des Lichtbogendrucks gehalten. Diese Art des Schweißens ist die schwierigste und kann nur von hochqualifizierten Schweißern durchgeführt werden.

Schweißen in vertikaler und über Kopf-Raumlage wird vor allem in Betrieben eingesetzt, in denen die Produkte groß sind und nicht gedreht werden können. Die vertikale Schweißposition ist häufiger als die Deckenposition.

Der Abschnitt einer Metallkonstruktion, in dem verschiedene Teile beim Schweißvorgang zusammengefügt werden, wird als Schweißverbindung bezeichnet. Schweißnähte können unterschiedlich stark sein. Die Schweißverbindung kann eine einzelne Schweißnaht umfassen. Dies ist der Ort des thermischen Einflusses auf die Verbindungsstelle von Metallen. Durch diesen Effekt schmilzt und kristallisiert das Metall beim Abkühlen. Die Qualität der Schweißnaht wird maßgeblich von den Eigenschaften des Metalls am Ort der thermischen Einwirkung beeinflusst.

Art der Schweißpunkte entsprechend der Verbindungsart

Bei Stumpfverbindungen werden Stumpfnähte verwendet. Sie werden kontinuierlich durchgeführt. Der Unterschied besteht in den Maßnahmen zur Vorbereitung des Flugzeugs am Ende des Abschnitts und in den für den Kontakt vorbereiteten Elementen. Dies ermöglicht vollen Zugang zur Schweißstelle und gewährleistet das effizienteste Schweißen von Flächen in voller Dicke.

Bei den Stoßnähten lassen sich verschiedene Arten unterscheiden:

1. Einseitig und doppelseitig ohne Sägekanten.
2. Mit einseitigem oder beidseitigem Sägen einer der Kanten.
3. Mit einseitigem Sägen beider Kanten.
4. V- oder X-Sägen.
5. Beidseitiges Sägen beider Kanten.

Die Eckverbindung wird verwendet, wenn Kehlnähte geschweißt werden müssen. Bei der Herstellung solcher Verbindungen werden Kehlnähte verwendet. Sie können nach Kontinuität und Lücke unterteilt werden.

Die oben genannten Typen können durch eine weitere Variante ergänzt werden, die sich sowohl auf Stoß- als auch auf Ecktypen bezieht. Dies sind Kork- und Schlitzsorten. Der geschlitzte Typ wird verwendet, wenn die obere Schicht und möglicherweise die darunter liegende Schicht mit dem Hauptelement verschmolzen werden müssen. Im Kontakt der verdickten Schichten entstehen Schlitznähte und Verbindungen entlang der gefertigten Entlüftungsöffnungen. In dieser Form werden sie „Kork“ oder im Falle des Lichtbogenschweißens „Elektroniet“ genannt.

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Verschiedene Arten von Schweißnähten

Unterschiede beim Schweißen und Arten von Schweißnähten je nach Aufenthalt im Raum:

• Schweißen horizontaler Nähte;
• Schweißen von Deckennähten;
• Bodennähte.

Wird für Schweißarbeiten verwendet, die sich unten auf einer flachen Ebene befinden. Sie sind technisch am einfachsten in der Ausführung. Die hohe Festigkeit der Verbindungen erklärt sich aus günstigen Bedingungen, bei denen das geschmolzene Metall unter seinem Eigengewicht in das horizontal liegende Schweißbad strömt. Diese Arbeit ist am einfachsten durchzuführen und leicht zu befolgen. Bei überlappenden Strukturen ist die Kohle in der unteren Position kontinuierlich, ohne Querschwingungen zu erzeugen.

Horizontale Schweißnähte. Das Schweißen horizontaler Punkte ist mit einigen Schwierigkeiten verbunden. Beim Querschweißen an einer vertikalen Fläche kann geschmolzenes Metall zur Unterkante fließen. Dadurch kann an der Oberkante ein Hinterschnitt entstehen. Die Verwendung dieser Methode beim Schweißen von Kohlenstoffspitzen, die in horizontaler Position hergestellt wurden, ist recht einfach und bereitet keine Schwierigkeiten. Die Arbeiten selbst ähneln den Schweißarbeiten in der unteren Position und richten sich nach der gewünschten Naht.

Vertikale Schweißnähte. Beim Schweißen vertikaler Teile dient das darunter liegende Metall dazu, das oben schmelzende Metall zu halten, am Ende ist es jedoch rau und schuppenartig. Beim Arbeiten nach unten ist es viel schwieriger, eine qualitativ hochwertige Verbindung herzustellen. Das Schweißen vertikaler Nähte in einer stehenden Ebene ist nur in der Ausrichtung von unten nach oben möglich und umgekehrt.

Deckennähte. Die schwierigste Art von Schweißarbeiten. Während des Betriebs ist die Freisetzung von Gasen und Schlacken schwierig, außerdem ist es schwierig, das Fließen der Schmelze zu verhindern und eine punktuelle Festigkeit zu erreichen. Aber trotz aller Deckenschweißtechniken sind die Nähte in ihrer Zuverlässigkeit immer noch schlechter als Schweißnähte, die an anderen Stellen hergestellt werden.

Klassifizierung der Merkmale von Schweißverbindungen nach Umrissen:

• Schweißen von Längsnähten;
• Erstellung kreisförmiger Nähte.

Für Längsschweißarbeiten ist eine gründliche Vorbereitung des Metalls an der Schweißstelle erforderlich. Die Oberflächen der Teile müssen von Graten, Kanten und Unregelmäßigkeiten gereinigt werden. Bei Längsschweißarbeiten ist eine Naht nur dann möglich, wenn die erforderlichen Flächen vollständig gereinigt und entfettet sind.

Umfangsschweißungen. Schweißarbeiten an Kreisen erfordern große Sorgfalt und Präzision; insbesondere bei Arbeiten mit kleinen Durchmessern ist auch eine Kalibrierung der Schweißströme erforderlich.

Das Schweißen von Umfangsnähten variiert im Umriss. Sie sind:

• konvex;
• konkav;
• Wohnung.

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Geometrie von Schweißnähten

Die wichtigsten geometrischen Parameter sind: Breite, Krümmung, Konvexität und Fugenwurzel.

Die Breite ist die Lücke zwischen sichtbar unterschiedlichen Flächen der Metallschmelze. Die Krümmung ist die Lücke zwischen dem Bereich, der entlang der sichtbaren Kanten des Schweißpunkts fließt, und einem bestimmten Metall am Punkt der extremen Konkavität.

Zur Messung der Konvexität wird der Spalt relativ zu den Ebenen bestimmt, der entlang der sichtbaren Kanten der Schweißnaht und des Grundmetalls am Punkt maximaler Konvexität verläuft. Die Wurzel ist die Kante, die extrem weit von der Profilebene entfernt ist, die eigentlich deren Rückseite ist.

Sie können solche Nähte nach Maßstäben unterteilen:

• Bein;
• Dicke;
• Designhöhe.

Bei einer Kehlnaht zum Kehlnahtschweißen ist die Länge von der Ebene des ersten zu schweißenden Teils bis zur Nahtkante am nächsten Teil der Schenkel der Kehlnaht. Das Bein ist eines der wichtigen Merkmale, die bei Schweißarbeiten beachtet werden müssen. Bei einfachen Kohleverbindungen mit einer einzigen Größe wird der Schweißschenkel durch die Größe seiner Kanten bestimmt. Beim Schweißen von T-förmigen Strukturen hat das Bein eine feste Größe und es wird eine einzige Materialdimension verwendet. Und wenn bei Schweißarbeiten T-förmige Strukturen unterschiedlicher Größe verwendet werden, entspricht sie der Dicke eines dünneren Metalls. Das Bein muss die richtigen Abmessungen haben, um eine maximale Verbindungsfestigkeit zu erreichen. Wenn Sie ein zu großes Bein verwenden, sind Schweißfehler möglich.

Anfänger können die Arbeit mit Teilen erleichtern, indem sie diese zum Schweißen „im Boot“ anordnen. Beim Schweißen „im Boot“ wird die Wahrscheinlichkeit von Hinterschneidungen verringert und das Schloss wird stärker.

Die Dicke einer Kohleschweißnaht ist der maximale Abstand von ihrem Niveau bis zum Kontakt der maximalen Durchdringung des Grundmetalls.

Was ist beim Schweißen von Eckverbindungen zu beachten? Bei Kehlnähten gilt eine konkave ebene Form mit fließendem Übergang zum Untergrund als günstig. Dies ist auf die Schwierigkeit zurückzuführen, in Kohleflözen die gesamte Dicke der Wurzel zu verschweißen. Bei den meisten Optionen werden Bein und Dicke nach bestimmten Mustern gemessen.

Um eine möglichst starke Verbindung zu erhalten, müssen viele Faktoren berücksichtigt werden. Sie werden bei der Festlegung der Verbindungsart in Abhängigkeit von den geforderten Eigenschaften der zu verschweißenden Produkte berücksichtigt.

Eine Schweißnaht ist eine Linie aus geschmolzenem Metall an den Kanten zweier Verbindungsstrukturen, die durch die Einwirkung eines Lichtbogens auf den Stahl entsteht. Die Art und Konfiguration der Schweißnähte wird für jeden Fall individuell ausgewählt; ihre Wahl hängt von Faktoren wie der Leistung der verwendeten Ausrüstung, der Dicke und der chemischen Zusammensetzung der zu schweißenden Legierungen ab. Eine solche Naht entsteht auch beim Schweißen von Polypropylenrohren mit einem Lötkolben.

In diesem Artikel werden die Arten von Schweißnähten und die Technologie zu ihrer Umsetzung erläutert. Wir untersuchen vertikale, horizontale und Deckennähte und lernen, wie man sie reinigt und auf Mängel überprüft.

1 Klassifizierung von Schweißnähten

Die Einteilung der Nähte in Sorten erfolgt nach vielen Faktoren, vor allem nach der Art der Verbindung. Nach diesem Parameter werden Nähte unterteilt in:

• Stoßnaht;
• Überlappungsnaht;
• T-Stück-Naht.

Betrachten wir jede der vorgestellten Optionen genauer.

1.1 Stoßverbindung

Diese Verbindungsmethode wird beim Schweißen der Endteile von Rohren, Vierkantprofilen und Blechen verwendet. Die Verbindungsteile werden so platziert, dass zwischen ihren Kanten ein Abstand von 1,5-2 mm verbleibt (es empfiehlt sich, die Teile mit Klammern zu befestigen). Bei der Arbeit mit Blechen, deren Dicke 4 mm nicht überschreitet, wird die Naht nur einseitig verlegt; bei Blechen von 4-12 mm kann sie entweder doppelt oder einfach sein, bei einer Dicke von 12 mm oder mehr - nur doppelt.

Bei Wandstärken der Teile von 4-12 mm ist eine mechanische Reinigung der Kanten und eine Versiegelung der Kanten mit einer der folgenden Methoden erforderlich. Es empfiehlt sich, besonders dickes Metall (ab 12 mm) durch X-förmiges Abisolieren zu verbinden; andere Möglichkeiten sind unrentabel, da zum Füllen der entstehenden Naht eine große Metallmenge benötigt wird, was den Elektrodenverbrauch erhöht.

In einigen Fällen kann es jedoch vorkommen, dass der Schweißer beschließt, dickes Metall in einer Naht zu schweißen, was das Füllen in mehreren Durchgängen erfordert. Nähte dieser Konfiguration werden als mehrschichtig bezeichnet; die Technologie zum Schweißen von mehrschichtigen Nähten ist im Bild dargestellt.

1.2

Die Überlappungsverbindung wird ausschließlich beim Schweißen von Blechen mit einer Dicke von 4 bis 8 mm verwendet, während das Blech beidseitig geschweißt wird, wodurch die Möglichkeit des Eindringens von Feuchtigkeit zwischen die Bleche und deren anschließende Korrosion ausgeschlossen ist.

Die Technologie zur Herstellung einer solchen Naht ist äußerst anspruchsvoll im Hinblick auf die Einhaltung des korrekten Neigungswinkels der Elektrode, der im Bereich von 15 bis 40 Grad variieren sollte. Bei einer Abweichung von der Norm bewegt sich das die Naht füllende Metall aus der Verbindungslinie, was die Festigkeit der Verbindung deutlich verringert.

1.3 T-Naht

Die T-Verbindung hat die Form des Buchstabens „T“ und kann beidseitig und einseitig ausgeführt werden. Die Anzahl der Nähte und die Notwendigkeit, den Endteil des Teils abzuschneiden, hängt von seiner Dicke ab:

• bis 4 mm - einseitige Naht ohne Abschneiden der Enden;
• 4-8 mm - doppelt, ohne Schneiden;
• 4-12 mm - einzeln mit einseitigem Schnitt;
• mehr als 12 mm - doppelseitig, doppelter Schnitt.

Eine Art von T-Verbindung ist eine Kehlnaht, mit der zwei Metallbleche verbunden werden, die senkrecht oder zueinander geneigt sind.

2 Nahtarten je nach räumlicher Lage

Neben der Einteilung nach der Art der Verbindung werden Nähte je nach Lage im Raum, nach der sie entstehen, in Sorten eingeteilt:

• Vertikale;
• horizontal;
• Decke

Das Problem bei der Herstellung vertikaler Nähte ist das durch die Schwerkraft bedingte Abrutschen der Metallschmelze nach unten. Hier ist es notwendig, einen kurzen Lichtbogen zu verwenden – halten Sie das Ende der Elektrode so nah wie möglich am Metall. Das Schweißen vertikaler Nähte erfordert Vorarbeiten – Abisolieren und Schneiden, die je nach Art der Verbindung und der Dicke des Metalls ausgewählt werden. Nach der Vorbereitung werden die Teile in der gewünschten Position fixiert und mit quer verlaufenden „Klammern“, die ein Verrutschen der Werkstücke verhindern, eine grobe Verbindung hergestellt.

Das Schweißen einer vertikalen Naht kann sowohl von oben nach unten als auch von unten nach oben erfolgen; aus Gründen der Benutzerfreundlichkeit ist die letztere Option vorzuziehen. Die Elektrode muss senkrecht zu den Fügeteilen gehalten werden, ein Auflegen auf die Ränder des Schweißkraters ist zulässig. Die Bewegung der Elektrode wird entsprechend der erforderlichen Nahtdicke ausgewählt; die stärkste Verbindung wird erreicht, wenn die Elektrode quer von einer Seite zur anderen und mit schleifenförmiger Oszillation bewegt wird.

Auf vertikalen Ebenen werden horizontale Nähte von links nach rechts oder von rechts nach links angeordnet. Das Schweißen horizontaler Nähte wird durch das Herunterfließen des Pools erschwert, was die Einhaltung eines erheblichen Neigungswinkels der Elektrode erfordert – von 80 bis 90 0. Um ein Einströmen von Metall an solchen Stellen zu verhindern, ist es erforderlich, die Elektrode mittels schmaler Rollen querschwingungsfrei zu bewegen.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Elektrode wird so gewählt, dass die Mitte des Lichtbogens entlang der oberen Nahtgrenze verläuft und die untere Kontur des Schmelzbades das obere Ende der vorherigen Walze nicht erreicht. Besonderes Augenmerk muss dabei auf den oberen Rand gelegt werden, der am anfälligsten für die Entstehung verschiedener Defekte ist. Bevor mit dem Schweißen der letzten Raupe begonnen wird, muss die gebildete Naht von Schlacke- und Kohlenstoffablagerungen gereinigt werden.

Am schwierigsten sind die Deckennähte. Da in dieser räumlichen Lage das Schmelzbad allein durch die Oberflächenspannung des Metalls gehalten wird, muss die Naht selbst möglichst schmal ausgeführt werden. Die Standardbreite der Walze beträgt maximal das Doppelte der Breite der verwendeten Elektroden. In diesem Fall müssen Elektroden mit einem Durchmesser von bis zu 4 mm verwendet werden.

Beim Verlegen einer Naht muss die Elektrode in einem Winkel von 90 bis 130 0 zu den zu verbindenden Ebenen gehalten werden. Die Walze entsteht durch oszillierende Bewegungen der Elektrode von Kante zu Kante, während in der äußersten seitlichen Position die Elektrode verzögert wird, wodurch Hinterschneidungen vermieden werden. Bitte beachten Sie, dass die Bearbeitung von Deckennähten nicht von Schweißern ohne Erfahrung empfohlen wird.

2.1 Technologie zum Schweißen von Deckennähten (Video)

2.2 Reinigung und Mängelkontrolle

Nach der Nahtbildung verbleiben Schlacke, Tropfen geschmolzenen Stahls und Zunder auf der Oberfläche der verbundenen Teile, während die Naht selbst eine konvexe Form haben und über die Metallebene hinausragen kann. Diese Mängel können durch eine stufenweise durchgeführte Reinigung behoben werden.

Zunächst müssen Sie Zunder und Schlacke mit Hammer und Meißel entfernen und dann die verbundenen Ebenen mit einer Schleifmaschine mit Schleifscheibe oder einer Schleifmaschine nivellieren. Die Körnung der Schleifscheibe wird entsprechend der erforderlichen Oberflächenglätte ausgewählt.

Schweißfehler, auf die oft unerfahrene Fachleute stoßen, sind in der Regel die Folge einer ungleichmäßigen Bewegung der Elektrode oder einer falsch gewählten Stärke und Stromstärke. Manche Mängel sind kritisch, manche lassen sich beheben – in jedem Fall ist eine Überwachung der Naht auf deren Vorhandensein zwingend erforderlich.

Schauen wir uns an, welche Mängel vorliegen und wie sie überprüft werden:

Defekte können auch in Form von Rissen entstehen, die während der Abkühlungsphase des Metalls entstehen. Risse gibt es in zwei Konfigurationen – quer oder entlang der Naht. Je nach Entstehungszeitpunkt werden Risse in Heiß- und Kaltrisse eingeteilt. Letztere entstehen nach dem Aushärten der Verbindung aufgrund übermäßiger Belastungen, denen ein bestimmter Nahttyp nicht standhalten kann.

Kaltrisse sind ein kritischer Defekt, der zum Totalversagen der Verbindung führen kann. Entstehen sie, ist ein erneutes Verschweißen der Schadstellen erforderlich, sind es zu viele davon, muss die Naht abgeschnitten und neu angefertigt werden.

Bei der Durchführung von Schweißarbeiten entstehen verschiedene Typen, die nicht nur Metalle, sondern auch andere artfremde Materialien verbinden können. Zu einer dauerhaften Baugruppe zusammengefügte Elemente bilden eine Verbindung, die in mehrere Abschnitte unterteilt werden kann.

Schweißzonen

Die beim Schweißvorgang entstehende Verbindung gliedert sich in folgende Zonen:

• Die Schweißstelle ist die Grenze zwischen dem Grundmetall und dem Metall der resultierenden Schweißnaht. In dieser Zone gibt es Körner, die sich in ihrer Struktur vom Zustand des Grundmetalls unterscheiden. Dies geschieht durch teilweises Aufschmelzen während des Schweißvorgangs.
• Der thermisch betroffene Bereich ist eine Zone des Grundmetalls, die nicht geschmolzen ist, obwohl sich ihre Struktur während der Erwärmung des Metalls verändert hat.
• Eine Schweißnaht ist ein Abschnitt, der bei der Kristallisation beim Abkühlprozess des Metalls entstanden ist.

Arten von Schweißverbindungen

Abhängig von der Lage der verbundenen Produkte zueinander werden Verbindungen in folgende Typen unterteilt:

1. Hintern. Die Verbindung der Strukturelemente erfolgt in der gleichen Ebene, wobei ihre Enden einander zugewandt sind. Abhängig von der unterschiedlichen Dicke der zu verbindenden Teile können sich die Enden vertikal relativ zueinander bewegen.
2. Zwickel. In diesem Fall sind die Enden schräg ausgerichtet. Der Schweißvorgang erfolgt an den angrenzenden Kanten der Teile.
3. Überlappende Verbindung. Die zu verschweißenden Teile liegen parallel und teilweise überlappend.
4. Verbindung beenden. Die zu verschweißenden Elemente werden parallel zueinander ausgerichtet und an den Enden zusammengefügt.
5. T-Verbindung. In diesem Fall grenzt das Ende des einen Teils schräg an die Seite des anderen.

Schweißverbindungen zeichnen sich auch durch die Art der Schweißnähte aus, die nach bestimmten Kriterien qualifiziert werden können.

Schweißparameter

Es gibt mehrere Parameter, anhand derer alle erhaltenen Schweißnähte charakterisiert werden können:

• Breite ist die Größe zwischen den Grenzen der Naht, die durch sichtbare Schweißlinien gezeichnet werden;
• die Wurzel der Naht ist ihre Rückseite, die sich im maximalen Abstand vom Vorderteil befindet;
• Konvexität – wird im konvexsten Teil der Naht bestimmt und durch den Abstand von der Ebene des Grundmetalls bis zum Rand des größten Vorsprungs angegeben;
• Konkavität – dieser Indikator ist relevant, wenn er in einer Schweißnaht auftritt, da es sich tatsächlich um einen Defekt handelt; dieser Parameter wird an der Stelle bestimmt, an der die Naht die größte Durchbiegung aufweist – die Größe der Konkavität wird von ihr bis zur Ebene des Grundmetalls gemessen;
• Nahtschenkel – tritt nur bei Eck- und T-Verbindungen auf; Dieser Indikator wird anhand des kürzesten Abstands von der Seitenfläche eines geschweißten Teils bis zur Grenzlinie der Naht auf der Oberfläche des zweiten Teils gemessen.

Nahtarten je nach Ausführungsart

Arten von Schweißnähten nach räumlicher Lage und Länge

Es gibt folgende Schweißpositionen:

• niedriger, wenn die Schweißnaht in der unteren horizontalen Ebene liegt, d. h. in einem Winkel von 0° zum Boden;
• horizontal, die Schweißrichtung ist horizontal und das Teil kann in einem Winkel von 0° bis 60° liegen;
• vertikal, in dieser Position liegt die zu schweißende Fläche in einer Ebene von 60° bis 120° und das Schweißen erfolgt in vertikaler Richtung;
• Decke, wenn die Arbeiten in einem Winkel von 120-180 ° ausgeführt werden, dh die Schweißnähte befinden sich über dem Meister;
• „im Boot“ gilt diese Position nur für Eck- oder T-Verbindungen, das Teil wird schräg gestellt und das Schweißen erfolgt „in der Ecke“.

Aufschlüsselung nach Länge:

• durchgehend, fast alle Nähte werden auf diese Weise hergestellt, es gibt jedoch Ausnahmen;
• unterbrochene Nähte, sie treten nur in Eckverbindungen auf; Doppelseitige Nähte dieser Art können entweder im Schachbrett- oder Kettenmuster ausgeführt werden.

Kantenschneiden

Dieses Konstruktionsmerkmal wird verwendet, wenn die Dicke des zum Schweißen verwendeten Metalls mehr als 7 mm beträgt. Bei der Kantenbearbeitung handelt es sich um das Entfernen von Metall von Kanten in einer bestimmten Form. Dieser Prozess wird durch einstufiges Schweißen von Stumpfnähten durchgeführt. Dies ist notwendig, um die richtige Schweißnaht zu erhalten. Bei dickem Material ist ein Schneiden erforderlich, um zunächst den Wurzelkanal aufzuschmelzen und dann mit den nächsten Schweißraupen den Hohlraum gleichmäßig auszufüllen und das Metall über die gesamte Dicke zu verschweißen.

Kantenschneiden ist möglich, wenn die Metalldicke mindestens 3 mm beträgt. Weil sein niedrigerer Wert zu Durchbrüchen führt. Der Schnitt ist durch folgende Designparameter gekennzeichnet: Spalt - R; Schnittwinkel - α; Stumpfheit - p. Die Position dieser Parameter wird in der Schweißzeichnung angezeigt.

Schneidkanten erhöhen die Menge an Verbrauchsmaterialien. Daher versuchen sie, diesen Wert auf jede erdenkliche Weise zu minimieren. Je nach Design wird es in verschiedene Typen unterteilt:

• V-förmig;
• X-förmig;
• Y-förmig;
• U-förmig;
• geschlitzt.

Merkmale der Schneidkanten

Bei geringen Schweißgutdicken von 3 bis 25 mm wird üblicherweise eine einseitige V-förmige Nut verwendet. Die Abschrägung kann an beiden Enden oder an einem davon erfolgen. Es empfiehlt sich, Metall mit einer Dicke von 12-60 mm mit einer doppelseitigen X-förmigen Nut zu schweißen. Der Winkel α beim Schneiden in X- und V-Form beträgt 60°. Wenn die Abschrägung nur an einer Kante durchgeführt wird, beträgt der Wert von α 50°. Bei einer Dicke von 20-60 mm ist der sparsamste Verbrauch an abgeschiedenem Metall beim U-förmigen Schneiden. Die Abschrägung kann auch an einem oder beiden Enden erfolgen. Die Abstumpfung beträgt 1-2 mm und der Spaltwert beträgt 2 mm. Bei großen Metalldicken (über 60 mm) ist das Schlitzschneiden der Kanten die effektivste Methode. Dieses Verfahren ist für eine Schweißverbindung sehr wichtig; es beeinflusst mehrere Schweißfaktoren:

Standards und GOSTs

1. Manuelle Nähte und Verbindungen gemäß GOST 5264-80 umfassen Typen, Konstruktionsmaße zum Schweißen, bedeckt mit Elektroden in allen räumlichen Positionen. Hierzu zählen nicht nur Stahlrohrleitungen.
2. Schweißen von Stahlrohrleitungen. GOST 16037-80 – definiert die Haupttypen, Kantenvorbereitung und Konstruktionsmaße für das mechanisierte Schweißverfahren.
3. aus Kupfer und Kupfer-Nickel-Legierungen. GOST 16038-80.
4. Aluminium-Lichtbogenschweißen. GOST 14806-80 – Form, Abmessungen, Kantenvorbereitung für das manuelle und maschinelle Schweißen von Aluminium und seinen Legierungen, der Prozess wird in einer schützenden Umgebung durchgeführt.
5. Untergetaucht. GOST 8713-79 – Schweißnähte und Verbindungen werden durch automatisches oder maschinelles Hängeschweißen auf einem Flussmittelpad hergestellt. Gilt für Metallstärken von 1,5 bis 160 mm.
6. Schweißen von Aluminium in Schutzgasen. GOST 27580-88 – Standard für manuelle, halbautomatische und automatische Verfahren. Es wird mit einer nicht verbrauchbaren Elektrode in Inertgasen mit Füllmaterial durchgeführt und gilt für Aluminium mit einer Dicke von 0,8 bis 60 mm.

Schweißnahtbezeichnung

Den Vorschriften zufolge wird das Vorhandensein von Schweißnähten auf oder in der Gesamtansicht angezeigt. Schweißnähte werden als durchgezogene Linien dargestellt, sofern sie sichtbar sind. Und wenn es umgekehrt ist, dann mit gestrichelten Segmenten. Aus diesen Linien werden Führungslinien mit Einwegpfeilen gezeichnet. Das Symbol der Schweißnähte ist auf dem Regal des Anführers angebracht. Die Beschriftung erfolgt über dem Regal, wenn sich die Naht auf der Vorderseite befindet. In der umgekehrten Variante befindet sich die Bezeichnung unter dem Regal. Dazu gehören Informationen zur Naht in folgender Reihenfolge:

• Hilfszeichen. Am Schnittpunkt von Führung und Regal befindet sich möglicherweise ein Symbol:

○ - geschlossene Naht;

┐ - Nahtschweißen wird während der Installation durchgeführt.

• ihre Strukturelemente und GOST-Verbindungen.
• Der Name der Naht gemäß der Norm.
• Schweißverfahren gemäß den gesetzlichen Vorschriften.
• Der Schenkel ist angegeben; dieser Punkt gilt nur für Eckverbindungen.
• Gegebenenfalls Nahtunterbrechungen. Hier werden Steigung und Lage der Schweißabschnitte angegeben.
• Zusätzliche Symbole mit Hilfswert. Betrachten wir sie separat.

Hilfssymbole

Diese Markierungen werden auch oben auf dem Regal angebracht, wenn die Schweißnaht in der Zeichnung sichtbar ist, und darunter, wenn sie unsichtbar ist:

• ---Entfernung der Nahtverstärkung;
• Oberflächenbehandlung, die einen reibungslosen Übergang zum Grundmetall gewährleistet und Durchbiegungen und Unebenheiten verhindert;
• die Naht erfolgt entlang einer offenen Linie; Dieses Zeichen gilt nur für auf der Zeichnung sichtbare Schweißnähte.
• Sauberkeit der Oberflächenbehandlung der Schweißverbindung.

Wenn alle Nähte der Struktur nach demselben GOST hergestellt werden, die gleichen Kantenvorbereitungen und Strukturabmessungen aufweisen, sind der Einfachheit halber die Bezeichnung und die Schweißnorm in den technischen Anforderungen angegeben. Das Design weist möglicherweise nicht alle, aber eine große Anzahl identischer Nähte auf. Anschließend werden sie in Gruppen eingeteilt und in jeder Gruppe separat mit Seriennummern versehen. Auf einer Naht ist die vollständige Bezeichnung angegeben. Der Rest erhält nur Seriennummern. Die Anzahl der Gruppen und die Anzahl der Nähte in jeder von ihnen müssen in der behördlichen Dokumentation angegeben werden.