Нахлесточное соединение: сварка для широкого круга задач

Сварка нахлесточного соединения не является сложной, даже неопытные сварщики способны быстро его освоить. Такой тип шва практически невозможно испортить, что делает его довольно распространенным в самых разных сферах.

Однако, несмотря на свою простоту, нахлесточное соединение все же требует определенных навыков и соблюдения правил. В нашей статье мы расскажем о технологических требованиях к таким швам, поговорим об их разновидности и опишем особенности создания соединений внахлест.

Понятие нахлесточного соединения

Для формирования нахлесточного соединения листовые заготовки размещают параллельно друг другу таким образом, чтобы край одной частично закрывал кромку другой. Технология подходит для сварки металлических листов толщиной 0,4–0,8 см. Размер нахлеста должен быть больше толщины обеих заготовок. До начала сварных работ кромки необходимо зачистить, специальная подготовка деталей не требуется. Место соединения проваривают с двух сторон во избежание попадания внутрь шва воды и, как следствие, снижения его качества.

Для сваривания внахлест заготовки прочно скрепляют друг с другом при помощи косого, бокового, лобового или комбинированного способов соединения. В редких случаях пользуются заклепочными или прорезными швами.

В первом случае в листе делают прорези, по которым проходятся электродом при сварочных работах. Во втором – в расположенной сверху заготовке прожигаются отверстия.

Сфера применения нахлесточного соединения в сварке

Сварка нахлесточных соединений широко применяется в самых разных сферах производства. При помощи специальных сварочных аппаратов:

• собирают различные павильоны и комплексы, автотенты;
• изготавливают рекламные конструкции и баннеры с разными параметрами и различной конфигурации;
• конструируют навесы, предназначенные для защиты от солнца.

Сварка нахлесточным соединением широко применяется в автосервисе. С ее помощью приваривают заплаты, ремонтные вставки, соединяют детали. В основном технологию используют при работе с силовыми элементами автомобиля.

Также поговорим о соединении проволоки. Делают это двумя способами:

• два пересекающихся элемента соединяют вместе точечной сваркой;
• концы проволоки соединяют и сваривают встык.

Плюсы и минусы сварки внахлест

Достоинства сварки нахлесточным соединением заключаются в:

• простоте сборки, возможности изменять габариты изделия за счет размера нахлеста;
• отсутствии скошенных краев заготовки;
• небольшой усадке металла при сварке внахлест.

Среди недостатков сварки нахлесточным соединением отметим:

• небольшую эффективность при динамической и переменной нагрузке;
• больший расход металла для формирования соединения;
• повышенной вероятности появления коррозии из-за проникновения влаги в зазор между элементами изделия.

Виды нахлесточных сварных соединений

Выделяют четыре основных вида сварных соединений:

• Одностороннее, при котором шов проваривают только с одной стороны. Сварка односторонним нахлесточным соединением подходит для изделий, которые предполагается использовать для работы с минимальными нагрузками в нормальных условиях.
• Двустороннее, при котором шов проваривают с двух сторон. Это наиболее распространенное нахлесточное соединение сварки. Данный тип шва прочнее, надежнее, выдерживает большие нагрузки по сравнению с односторонним.
• Со скошенными кромками, при котором кромки соединяемых заготовок срезают под определенным углом в зависимости от толщины металла. Такой прием помогает лучше сваривать шов.
• Без скошенных кромок. Сварка таким нахлесточным соединением подходит для заготовок из тонколистовых металлов. Нахлест должен быть достаточно большим.

Подготовка металла к сварке внахлест

До начала сварных работ нахлесточным способом металлические заготовки нужно соответствующим образом подготовить.

Поверхность должна быть очищена от загрязнений, ржавчины, остатков краски, грунта, смазки, антикоррозионных составов.

Если поверхность будет грязной, то нахлесточное соединение при сварке получится некачественным. В ряде случаев сварные работы будут невозможны, поскольку:

• загрязнения могут препятствовать прохождению тока;
• некоторые загрязнения могут спровоцировать разбрызгивание жидкого металла при работе, что влечет вероятность получения ожогов мастером или возникновения пожара;
• газы, образующиеся при определенных видах загрязнений, могут спровоцировать пористость соединения с существенным снижением его качества;
• повышается вероятность задымления при работе.

При сварке проволоки нахлесточным соединением ее необходимо выровнять и обрезать.

Соединяемые детали должны быть прочно прижаты друг к другу с помощью зажимов, временных креплений саморезами, болтами и пр.

Для получения качественного нахлесточного соединения деталей при сварных работах нужно четко соблюдать названные выше несложные правила.

2 метода нахлесточных соединений при сварке

1. Электродуговая сварка.

Выбор типа сварки для нахлесточного соединения зависит от расположения деталей в пространстве. Во избежание коррозии шов лучше проваривать с обеих сторон.

Электродуговой способ нахлесточного сваривания элементов используют при проведении монтажных и сборочных работ стальных конструкций. Если положение заготовок можно менять, то сложностей в работе у сварщика не возникает.

Например, при необходимости соединения внахлест листовой заготовки с металлическим потолком формирование потолочного шва будет затруднено.

Использование одного или двух нахлесточных швов зависит от конкретных требований, предъявляемых к изделиям.

Формирование сварного шва с края заготовки практически полностью исключает появление прожигов металла. Края деталей не нуждаются в тщательной подготовке, как, к примеру, при стыковой технологии сварочных работ.

Детали могут немного не совпадать по размерам, главное условие – соответствие требованиям внешних габаритов.

Сварка внахлест может выполняться по технологии углового соединения деталей, если свариваемые заготовки соединяют под углом друг к другу.

2. Контактная сварка.

Для металлических листов обычно используют сваривание нахлесточным способом при помощи специальных выступов – рельефов. Для работы берут сферические рельефы. Такую сварочную технологию относят к контактным видам крепления деталей.

Для сварных работ используют рельефы, изготовленные методом холодной штамповки с образованием лунок. Высокопластичные материалы позволяют создавать рельефы различной формы и сложности. При невозможности применения рельефы заменяют специальными вставками.

Разница между обычной контактной и рельефной сваркой заключается в способе формирования шва. Во втором случае шов образуется за счет пластической деформации, а не плавления материала заготовки.

При контактной технологии сварных работ нельзя располагать точки сварки в непосредственной близости от краев стыка. Также они не должны быть близко друг к другу из-за воздействия шунтирующих токов.

Тем не менее контактную нахлесточную сварку широко используют в автомобиле- и приборостроении, для производства бытовой техники. При этой технологии детали всегда соединяются внахлест.

Нюансы нахлесточного соединения при сварке арматуры

Для придания строительным конструкциям прочности и долговечности используют бетонные элементы, прочность которых увеличена каркасами из арматуры. Арматурные пруты соединяются при помощи сварки.

Создать прочный армированный металлический каркас достаточно сложно. Качество готовых арматурных стержней во многом зависит от соблюдения технологии и нормативных требований при проведении работ.

Сварка арматуры нахлесточным соединением применима в тех случаях, когда нагрузка должна быть равномерно распределена по поверхности конструкции. Нахлест образуют в местах наименьшего напряжения. Арматурные пруты должны иметь одинаковый диаметр, толщина стержней не должна превышать 2 см.

При соединении арматуры учитывают рельефы и швы, сварные работы выполняют ручным электродуговым способом.

Тавровые сварочные соединения должны соответствовать инвентарной форме, при работе используется один электрод. При применении флюса отсутствует необходимость в дополнительном использовании присадочной проволоки.

Внахлест сваривают арматурные прутья марок А400С и А500С, поскольку они хорошо соединяются сваркой.

Сталь этих марок относится к дорогостоящей, поэтому чаще всего используют арматурные стержни марки А400. Однако при нагревании ее прочность и коррозионная устойчивость снижаются.

Места перекрещивания арматурных прутьев сваривать запрещено в соответствии с западными нормативными документами и разрешено российскими стандартами при условии, что толщина арматуры составляет не более 2,5 см.

Сварка нахлесточным соединением выполняется с учетом диаметра электродов. В соответствии с требованиями ГОСТ 14098 и ГОСТ 10922 при длине нахлеста свыше десяти диаметров арматурных прутов используются электроды толщиной 4,4–0,5 см.

Нахлесточные соединения формируются электрошлаковым полуавтоматическим способом, при помощи ручной электродуговой, ванно-шовной, контактной технологий сварных работ.

Горизонтальные и вертикальные крепления арматурного каркаса выполняют длинными швами внахлест или с помощью накладок.

Помимо длинных швов, используются также дуговые точки. Нахлест может быть длинным или коротким, шов проваривают с одной или двух сторон.

Длина сварного стыка накладки и арматурного стержня может различаться. Допустимо смещение накладок по длине. Для сварки нахлесточным соединением арматуры используют различные фланговые швы.

При сварочных работах с вертикально расположенными арматурными прутами требуется снижение тока на 10–20 %. Если нахлесточное соединение формируется за счет двустороннего шва, возникает риск появления горячих трещин. Во избежание подобных дефектов важно строго следовать технологию работы и тщательно подходить к выбору электродов.

Технологические требования к нахлесточным соединениям

Для того чтобы выполнить сварку нахлесточным соединением и получить качественный шов, важно правильно настроить сварочное оборудование. В нижеприведенной таблице указаны рекомендуемые параметры работы оборудования при сваривании различных заготовок:

Если края заготовок предварительно не разделывались, то при выборе размера стержня необходимо руководствоваться данными, приведенными в таблице. Если кромки срезаны, то для формирования шва подойдет электрод диаметром 0,2–0,4 см. При применении электродов большей толщины повышается вероятность возникновения дефектов, включая непровары, шлаковые вкрапления.

Для верхних слоев шва используют электродные стержни диаметром 0,4 см. Если обработке подвергаются заготовки толщиной более 12 мм, то можно пользоваться электродами диаметром 0,5 см.

Соединяемые детали помечаются определенными отметками, означающими тот или иной способ их крепления друг к другу. Так, для обозначения нахлесточного сварного шва используется буква Н. Она указывается на схематичном рисунке с параметрами собираемой конструкции. На схеме также могут встречаться параметры Н1, Н2, в которых цифрой обозначают номер соединения в чертеже.

Сварка нахлесточным соединением используется в тех случаях, когда другие варианты не применимы, например, из-за пространственного расположения элементов конструкции. Для усиления прочности таких соединений необходимо использовать дополнительные детали, повышающие жесткость изделий.