Металлообрабатывающая компания VT-METALL Гибкий подход – железное качество
Звоните, мы сейчас работаем:
  • Главная >
  • Блог >
  • Сварные соединения металлоконструкций: виды и контроль качества
27.09.2022
Сварка
371
Время чтения: 7

Сварные соединения металлоконструкций: виды и контроль качества

Редакция сайта VT-Metall
Сохранить статью:

Из этого материала вы узнаете:

  • Виды сварных соединений металлоконструкций
  • Требования и виды качества сварных соединений
  • 6 методов контроля качества сварных соединений металлоконструкций
  • Оформление документации на сварные соединения металлоконструкций

Сварные соединения металлоконструкций должны отвечать строгим нормам качества, чтобы итоговое изделие было прочным и надежным. В зависимости от назначения и материала конструкции используются различные соединения, к каждому из которых предъявляются свои требования.

Не менее важны способы контроля качества сварных швов. Только после необходимых процедур и заполнения документации изделие можно эксплуатировать. В нашей статье мы расскажем, какие бывают сварные соединения и как проверить их на прочность и соответствие нормам и требованиям.

Виды сварных соединений металлоконструкций

Различается несколько классификаций сварных соединений металлоконструкций:

  • По типу примыкания двух заготовок.
  • По виду сварного шва.
  • В зависимости от технологии сварки.
  • С учетом обстоятельств, при которых проводится сварка.
  • В зависимости от толщины заготовок.
  • С учетом марки стали, из которой сделаны детали.

Виды сварных соединений металлоконструкций

В зависимости от типа размещения деталей выделяют четыре разновидности стыковых соединений:

  • Вплотную, где две заготовки в одной плоскости присоединены друг к другу.
  • С наложением, когда детали заходят краями одна на другую.
  • Соединение углом. В этом случае две детали находятся под углом друг к другу.
  • Соединение в виде буквы Т. Здесь одна заготовка торцом примыкает к другой.

Самыми распространенными сварными соединениями металлоконструкций являются швы вплотную и угловые. Рассмотрим далее, как их получают.

Для стыкового соединения либо применяют выводные планки, либо проваривают шов во всю толщину заготовки. При выполнении работы за пределами цеха можно проводить одностороннюю сварку, в дальнейшем подваривая корень сварного шва. Таким образом, весь зазор заполняется по одной из кромок.

Следующая технология – с выводными прокладками – имеет много отличий от предыдущей. В первую очередь, прокладки расположены со стороны кромок свариваемых частей. Между кромками должно быть расстояние до 7 мм – при ручной сварке, а при механизированной – 16 мм. Толщина подкладки выбирается с учетом недопущения образования прожога во время сварки, а ток выставляется с учетом режима сварки.

Виды сварных соединений металлоконструкций

В стыковках металлоконструкций часто можно встретить заготовки разной толщины. При этом с помощью фрезеровки или строжки устанавливается угол наклона более толстой кромки, равный уклону 1:8 для растянутых элементов металлоконструкции (таких, как подвески и консоли), и 1:5 – для сжатых элементов (опоры, стойки).

Сварные узлы играют роль основных стыковых соединений, несущих всю металлоконструкцию. Исходя из этого, уже во время проектирования стараются разработать благоприятные условия для сварки стыков. Для этого надо:

  • Проводить в сварных узлах стыковочное соединение или угловое.
  • Делать сварки в нижнем положении.
  • Использовать механизированную или автоматическую сварку, а не ручную.

К множеству видов сварных узлов предъявляют различные требования. Например, при выполнении балочного узла большую роль играет расположение сварочных швов относительно друг друга. Расстояние между ними должно быть не меньше десятикратной толщины самого толстого металлопрофиля, входящего в состав этого узла.

 

Есть и другой момент, не влияющий на качество сварных соединений металлоконструкций. Существует два понятия: местная прочность и непрочность. Первое – это сварочные участки с приваренными косынками, ребра жесткости, накладки и пр. Ко второй относят все имеющиеся вырезы на элементах металлических конструкций, отверстия, непровары швов, зазоры и щели в стыках.

Когда оба участка есть в конструкции, то ее саму по себе нельзя считать прочной. Так как:

  • В местах с большей жесткостью и прочностью соединения возникает большая концентрация сил, оказывающих действие на всю конструкцию в целом.
  • Где меньше жесткости, там и меньшее количество действующих сил.

Таким образом, при наличии в металлической конструкции местной непрочности даже самый надежно проваренный стык может представлять опасность. Поэтому надо не допускать местных непрочностей. Плохая сварка даже в самых незначительных участках может привести в негодность всю конструкцию.

Правильная сварка является важнейшим фактором обеспечения надежности и безопасности металлоконструкции.

Требования и виды качества сварных соединений

При сварке швов используемый металл должен отвечать ряду требований. Вот главные из них:

  • величина относительного удлинения материала – от 16 % и выше;
  • ударная вязкость металла – выше 24 Дж/см2, это значение замеряется при среднесуточной температуре воздуха в самый холодный пятидневный период;
  • способность металла сварных соединений и швов металлических конструкций к временному сопротивлению разрыву должна быть такой же (или более высокой), как и у главного металла, из которого сделаны свариваемые изделия;
  • при сварке металлических изделий на заводе важно, чтобы коэффициент твердости металла шовного соединения был до 350 HV у металлоконструкций 1-й группы и менее 400 HV у изделий иных групп, описанных в СНиП II-23-81;
  • при сварке во время монтажа и сборки конструкций коэффициент твердости шовного металла должен быть не выше 400 HV.

Требования и виды качества сварных соединений

Выполнение необходимых правил и осуществление контроля сварных швов металлических конструкций поможет сохранить целостность и сохранность сварных соединений, избежать ранней потери прочности и аварийного разрушения металлоизделий.

По качеству шовные соединения разделяют на три категории:

В первую категорию входят шовные соединения, имеющие самые высокие эксплуатационные характеристики (прочность, долговечность, стойкость к разрывам и т. д.). К ним относятся следующие типы швов:

  • поперечные стыковые соединения, подверженные сильным растягивающим напряжениям;
  • нахлесточные, тавровые и угловые шовные соединения, работающие на отрыв при растягивающих напряжениях;
  • швы в металлоизделиях, отнесенных согласно СНиП II-23-81 к 1-й группе (или ко 2-й группе, если температура воздуха, где возведена металлоконструкция, опускается ниже отметки -45 °С).

Во вторую категорию входят швы среднего качества. К ним относятся:

  • продольные стыковые элементы, подверженные напряжению сдвига;
  • связующие угловые швы в металлических изделиях 2-й и 3-й группы, на которые действуют растягивающие напряжения;
  • швы в углах и стыках, соединяющие фасонки со сжатыми элементами металлических изделий.

В третью категорию входят швы низкого качества, среди которых:

  • поперечные швы в стыках, на которые действуют сжимающие напряжения;
  • продольные соединения в стыках, а также связующие швы в углах, которые применяются в сжатых частях конструкций;
  • соединения в стыках и углах, использующиеся во вспомогательных деталях металлических изделий.

6 методов контроля качества сварных соединений металлоконструкций

6 методов контроля качества сварных соединений металлоконструкций

  1. Визуальный контроль.

    Этот способ является самым простым и наиболее быстрым, не требует никакой специальной техники, нужна только внимательность. Посмотрите: шов должен быть одинаковой ширины и высоты на всех участках без видимых трещин и повреждений. Внешний контроль соединений металлоконструкций выявляет, есть или нет непроваров, наплывов, неравномерных складок шва. Наличие этих дефектов указывает на низкое качество соединения.

    Разумеется, данный способ не гарантирует полного контроля сварных швов трубопроводов, сварных соединений газопроводов или иных ответственных конструкций, но может стать первой операцией перед применением остальных методов контроля.

  2. Капиллярный контроль.

    Этот метод служит для испытания сварного шва. При его применении используют специальные жидкости, которые могут проникнуть в «капилляры» – поры и трещины шва.

    Этот способ хорошо подходит для проверки металла с любой формой и составом. Он помогает раскрыть дефекты, невидимые для глаз, и при этом экономичен, так как не требует дорогого оборудования.

    Для капиллярного контроля швов используются жидкости – пенетранты (от англ.«penetrant», означающее «проникающая жидкость»). За счет незначительного поверхностного натяжения такие жидкости беспрепятственно попадают в мелкие капилляры, оставаясь видимыми для глаз. Попадая в полости, пенетранты маркируют дефекты.

  3. Контроль сварных швов на герметичность.

    Очень важно проверить швы на герметичность. У данного способа проверки на герметичность много названий: течеискание, пузырьковый метод контроля, пневмоиспытание, гидроиспытание и др. Однако суть всегда одна и та же: выявление сквозных дефектов, ухудшающих герметичные показатели сварного шва.

    Для проверки сварных соединений на герметичность применяются газы (кислород или азот), разные жидкости (например, вода). При всей схожести данного метода с капиллярным газ или жидкость под давлением попадают в дефектные проемы. Этот метод разделяют на пневматический и гидравлический контроль, кроме того, соединения могут быть проверены посредством вакуума или обдувом воздухом – это подкатегории пневматического контроля.

  4. Магнитный контроль.

    В его основе лежат главные принципы электромагнетизма. Контролер со сварщиком, используя специальный прибор, окружают сварное соединение магнитным полем, использующим поток электромагнитных линий. Их искажение указывает на наличие дефектов.

  5. Ультразвуковой контроль.

    Этот очень интересный способ основан на свойствах ультразвука. Края трещин и сколов, имея разные акустические способности, очень хорошо отражают звуковые волны. Проще говоря, если при подаче на шов ультразвука он искажается и отражается в другом направлении, значит, есть дефект. Различные виды изъянов по-разному искажают звуковую волну, что помогает легко их определить.

  6. Радиационный контроль.

    Иначе его называют радиографический контроль и гаммаграфический контроль сварных соединений. Он представляет собой мини-рентген. Гамма-лучи, проходя сквозь металл, на специальной пленке отображают все выявленные незамеченные дефекты. Данный способ контроля является самым современным и дорогостоящим, требует высокого профессионализма контролера и сварщика. Долгая работа с таким устройством может быть вредна для здоровья.

Оформление документации на сварные соединения металлоконструкций

Оформление документации на сварные соединения металлоконструкций

По результатам испытаний составляется акт дефектов сварных соединений. Фиксируют каждый изъян и дают его краткое описание. Результаты вносят в журнал сварки. Такая документация ведется бригадой на всех объектах. Спецжурнал – это первичный документ, который ведется в соответствии со СНиП по каждому узлу конструкции.

По завершении работ журнал вместе с остальной документацией передается заказчику.

Кроме спецжурнала, во время сварных работ делают схему стыков с полным описанием технологии. Их дополняют сертификатами на используемые материалы (электроды, флюс или присадочную проволоку). Акты исследований сварных швов (контроля качества швов с внешней стороны изделия), время приборной диагностики, ее результаты, заключения контролеров пишут индивидуально под каждого отдельного сварщика.

 

Эти документы нужны для предоставления в суд в случае аварии. Работа с ответственными конструкциями обременена серьезными требованиями. Объект не примут в готовом виде, если не будет предоставлен акт проверки швов.

В случае обнаружения дефекта соединение переваривается, даже если виноват не сварщик, а некачественный материал. Лишь после прохождения контроля производятся остальные действия по приему металлической конструкции объекта.

Читайте также
Получить бесплатный чертеж

Получить бесплатный чертеж

Скачать прайс

Скачать прайс

Пересчет проекта

Пересчет проекта

Позвонить бесплатно

Позвонить бесплатно

Скачать прайс

Скачать
прайс

Написать WhatsApp

Написать WhatsApp

Яндекс.Метрика