Тавровое соединение: технология, способы выполнения

Что это такое? Тавровое соединение – Т-образная конструкция, которую могут делать с разделкой кромок и без. В работе чаще всего используют дуговую сварку, элементы располагают «в лодочку», горизонтально или вертикально.

На что обратить внимание? Это надежное соединение позволяет делать большие металлоконструкции из труб, арматуры, профиля с прямоугольным и квадратным сечением. Детали могут быть разного размера.

Особенности тавровых соединений

При создании всех сварочных швов выбор вида примыкания соединяемых заготовок зависит от необходимых параметров прочности, требований заказчика и конструктивных особенностей готовой конструкции или узла. Если элементы металлоконструкции примыкают друг к другу под углом 90 градусов, чаще всего используется тавровое сварное соединение. Поскольку в этом случае детали соприкасаются на относительно небольшой площади, изделие часто усиливают дополнительными конструктивными элементами и обваривают место сваривания по нескольким сторонам.

Тавровое соединение свариваемых деталей отличается высокой прочностью. Однако в случаях, когда эксплуатация металлической конструкции связана с действием высоких нагрузок, обычно требуется приваривать деталь, отходящую под прямым углом вторым концом к основному элементу, что позволяет дополнительно укрепить весь узел и предотвратить его деформирование в ходе эксплуатации.

Широко применяемые в промышленном производстве и строительстве тавровые соединения классифицируются по соответствующим стандартам ГОСТ. В основу классификации положены особенности их исполнения. По сути, речь всегда идет о сваренных между собой элементах, один из которых примыкает ко второму перпендикулярно.

Принято различать три вида сварочных швов:

• Сварные швы Т1 согласно ГОСТ 5264 80 относят к соединениям, выполненным ручной дуговой сваркой.
• По ГОСТ 14771-76 классифицируются швы, формируемые сваркой в защитной газовой среде.
• По ГОСТ 14806-80 классифицируются сварочные швы алюминиевых деталей, формируемые в защитной газовой атмосфере.

Тавровые сварные соединения благодаря высокой прочности и надежности получили широкое распространение при создании изделий и металлоконструкций, имеющих сложную конфигурацию. Т-образное примыкание соединяемых элементов делает конструкцию более жесткой. При качественном выполнении сварки готовые детали приобретают хорошие эксплуатационные характеристики и отличаются практичностью и долговечностью.

Качество шва таврового соединения может страдать из-за дефектов:

• кратеров – углублений в металле сварного шва, возникающих при обрыве дуги;
• пор – пустот, образующихся при скоплении газов в металле шва и возникающих при плохой подготовке кромок к сварке;
• непроваров – локальных несплавлений металла соединяемых кромок между собой и/или с присадочным материалом, возникающих из-за слишком высокой скорости сварки, нестабильности дуги.

Причина возникновения таких дефектов сварочного шва обычно кроется в недостаточно высокой квалификации сварщика, низком качестве используемого оборудования и расходных материалов – проволоки, электродов, защитного газа. Выполнение сварочных работ связано с опасностью для здоровья и требует применения средств индивидуальной защиты.

Техника выполнения тавровых соединений

При выполнении таврового соединения необходимо соблюдать стандартные требования с учетом способа сварки. Формируя шов, важно контролировать его внешний вид и размер катета.

Приступая к дуговой сварке таврового соединения, следует выполнить технологическую подготовку кромок, удалив с них грязь и ржавчину, которые могут негативно сказаться на качестве швов. Стержень электрода нужно располагать под углом от 30 до 40 градусов к плоскости нижнего элемента. Для того чтобы детали не повело, сборку начинают с наложения прихваток.

После зажигания дуги стержень нужно вести перед сварочной ванной, не меняя наклона. При сварке кончик электрода должен двигаться зигзагом, равномерно расплавляя металл на обеих кромках. Часто сварщики размечают на верхней детали границу, за которую не следует выходить для формирования ровного шва.

При выполнении таврового соединения, как и при формировании любого углового шва, наиболее выгодными являются два положения – нижнее или «в лодочку». Опытные мастера стараются, если это возможно, располагать соединяемые детали соответствующим образом.

Поверхность готовых швов необходимо очистить от шлака с помощью металлической щетки или других приспособлений.

Выполняя тавровое соединение пластин разной толщины, нужно держать стержень электрода под углом около 60 градусов к более толстой из них, чтобы не допустить «стягивания» металла на тонкую. Для формирования качественных швов также рекомендуется перед сваркой тщательно просушивать соединяемые кромки.

Тавровое соединение при сварке труб

Если рассматривать ГОСТ16037-80, распространяющийся на сварку стальных деталей трубопроводов и содержащий определение основных типов конструктивных элементов и размеров сварных стыков трубы с трубой или арматурой, то в этом межгосударственном стандарте нет тавровых соединений – речь о них идет как о частном случае угловых.

Тавровое соединение труб предусматривает подготовку элементов. С соединяемых кромок должны быть удалены грязь и ржавчина. Кроме того, важно, чтобы на них отсутствовали серьезные дефекты.

Соединяемые трубы должны быть скреплены прихватками, количество которых для труб диаметром до 300 мм должно составлять как минимум 4. Если свариваются более толстые трубы, края необходимо прихватить по всей длине окружности с одинаковыми интервалами.

Необходимо придать торцу подходящей под прямым углом детали форму, которая обеспечит плотное прилегание. При небольшом диаметре для этого достаточно простой углошлифовальной машинки. В более сложных случаях для разметки пользуются специальными шаблонами и развертками.

Соединяемые элементы скрепляются прихватками или фиксируются специальными сборочно-сварочными приспособлениями. При выполнении сварки соединение может иметь поворотное положение, то есть стык можно поворачивать, чтобы работать в более удобном положении, или неповоротное, когда такой возможности нет.

Наложение швов усложняется криволинейным примыканием кромок. Обычно формирование соединения на трубах большого диаметра осуществляется путем последовательного проваривания отдельных отрезков. В таких случаях важно следить, чтобы каждый последующий шов накладывался на окончание предыдущего.

Если соединяются трубы с небольшой толщиной стенки, то сваривание выполняют за один проход. При выборе электродов для ручной дуговой сварки или сварочной проволоки для полуавтомата важно учитывать химический состав материала заготовки. Сварные соединения деталей трубопроводов должны быть герметичными и прочными, поэтому все готовые швы необходимо проверять на наличие дефектов. Обнаруженные изъяны подлежат исправлению.

Тавровое соединение двух труб требует плотного прилегания деталей. При наличии зазора приходится проваривать участок повторно, что отрицательно сказывается на качестве шва.

Выполняя тавровое соединение деталей из профильной трубы, их также предварительно скрепляют прихватками.

Сварка в вертикальном положении

Вертикальные швы в тавровых сварочных соединениях формируются на большом токе, который обеспечивает хорошее проплавление металла кромок. Сварка выполняется с отрывом дуги или на проход (в зависимости от толщины стенок, используемой сварочной технологии и марки электродов или проволоки).

При ручной дуговой сварке тавровых и угловых соединений кончик электрода, расположенного под углом 45 градусов к поверхности шва, совершает колебания по траектории, состоящей из петель, уголков, дуг, в отдельных случаях допускается движение сверху вниз.

Разжигание дуги выполняется при перпендикулярном положении стержня. Далее необходим контроль сварочной ванны. Расплав должен поддерживаться давлением максимально короткой дуги. Лучше использовать пониженный ток, который позволяет избежать перегрева металла.

Сварка в нижнем положении

Нижнее положение соединения позволяет добиться максимального качества. Если сварка ведется на прямой полярности, выставляется более высокий ток, а на обратной – низкий (+ малая длина дуги). Электрод направляется в корневую часть шва. Движение кончика стержня должно быть равномерным – это облегчает контроль сварочной ванны.

Горение дуги должно происходить строго на стыке соединяемых элементов. Для полноценного формирования катета шва и полного проплавления металла необходимо контролировать скорость движения электрода вдоль соединяемых кромок. Если требуется увеличить катет, кончик стержня должен двигаться из стороны в сторону, а сварка выполняться в несколько проходов с тщательной очисткой валика от шлаковой корки после каждого из них.

Сварка в потолочном положении

При наложении потолочных швов пользуются той же техникой, что и в нижнем положении. Процесс осложняется вытеканием расплава из зоны плавления, которое можно предотвратить путем снижения сварочного тока для уменьшения тепловой мощности дуги.

Формирование соединения в потолочном расположении выполняется короткой дугой. Поскольку сварка при такой ориентации шва в пространстве сопровождается брызгами расплава и попаданием частичек раскаленного шлака на специалиста, выполняющего работу, использование защитной одежды и средств индивидуальной защиты является обязательным.

Правила сварки таврового соединения

Для того чтобы исключить непровары и появление различных дефектов шва, необходимо следить за равномерностью движения кончика электрода. Плоскость, в которой располагается стержень, должна располагаться строго между поверхностями соединяемых элементов. При формировании вертикальных стыков сварку рекомендуется вести снизу вверх, поднимая расплав и смешивая его с присадочным металлом.

При положении плоскостей соединяемых деталей «в лодочку» удается достичь максимального качества сварных соединений.

При подготовке к выполнению сварочных работ особое внимание следует уделять настройке оборудования, выбору электродов и подготовке поверхности кромок. Сварку тавровых соединений начинают, скрепляя соединяемые детали прихватками. При этом важно следить, чтобы угол между ними был прямым. Сварщик обязан иметь соответствующую квалификацию и опыт. Необходимо соблюдать правила техники безопасности и пользоваться СИЗ.

Методика контроля тавровых сварных соединений

Методы контроля качества таврового сварного соединения должны способствовать надежному выявлению дефектов путем выполнения наименьшего числа операций. Выбор оптимальных параметров исследования (частоты ультразвуковых колебаний, чувствительности и угла призмы искателей) зависит от типа шва, физико-химических особенностей материала заготовок, требований, предъявляемых заказчиком.

В зависимости от дефектов, которые предполагается обнаружить, типа и характеристик шва. подбирают соответствующий тип ультразвукового искателя и пределы его передвижения. Луч должен вводиться под углом, обеспечивающим наименьшее расстояние от прибора до поверхности металла, а также максимальную интенсивность отраженного сигнала. Если размеры валика делают невозможным прозвучивание (однократное или прямое), пользуются отражением (двукратным или многократным).

Если речь идет о соединении деталей встык, для контроля качества швов обычно используют совмещенные искатели. При толщине металла более 15 см для прозвучивания применяется прямой луч с противоположных поверхностей.

• Угол призмы искателя может быть равен 30 или 40 градусам. Максимальная информативность исследования обеспечивается применением последовательного прозвучивания с помощью обоих искателей.
• Призма с углом 50 градусов позволяет выявлять дефекты сварных соединений, которые невозможно обнаружить приборами с меньшими значениями. Зачастую серийные ультразвуковые дефектоскопы имеют чувствительность, которой не хватает для прозвучивания всей толщины шва. В таких случаях применяется метод послойной дефектоскопии с пошаговым повышением чувствительности.

Часто задаваемые вопросы о тавровом соединении

Где применяется тавровое соединение?

Тавровый тип сварных соединений получил широкое применение в самых разных областях. Его используют в автомобиле- и машиностроении, строительстве, производстве металлической мебели (лавок, скамеек, столов, этажерок, стеллажей), мостов, путепроводов, газопроводов, нефтепроводов, систем водоснабжения и теплоснабжения зданий и сооружений.

На каком оборудовании выполняют тавровое соединение?

Процесс сварки существенно упрощается благодаря применению специальных сборочно-сварочных приспособлений. Большая часть тавровых соединений выполняется с использованием столов-стапелей, в конструкцию которых входят универсальные зажимы для фиксации деталей и установочные устройства, позволяющие закрепить соединяемые элементы под правильным углом друг к другу. Кроме того, часто пользуются различными шаблонами и кондукторами.

Как обозначают тавровый шов на чертеже?

Все швы в тавровых соединениях обозначаются буквой Т с числовым индексом, указывающим на принадлежность к тому или иному типу. Швы типа Т1 и других получили широкое применение при сварочном соединении деталей самых разных металлоконструкций.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.