Подготовка кромок под сварку
Разделка решает, сколько наплавленного металла уйдёт в стык, проварится ли корень и не приклеится ли шов к стенке. Ниже угол, притупление и зазор на каждую толщину по ISO 9692-1 — и то, что за этими цифрами стоит.
Короткий ответ
Любую подготовку кромки описывают четыре величины:
- s — толщина соединяемого металла;
- α — угол разделки, то есть раскрытие;
- c — притупление, неразделанная часть кромки у корня;
- b — зазор в корне между деталями.
Выбор сводится к двум вопросам: какая толщина и есть ли доступ с обеих сторон. До 3–4 мм кромку не разделывают вовсе, до 12 мм хватает V, выше — X при двустороннем доступе или U при одностороннем.
Толщина и вид разделки
| Толщина s, мм | Подготовка | Угол α | Притупление c, мм | Зазор b, мм | Когда |
|---|---|---|---|---|---|
| ≤ 3 … 4 | I — без разделки | — | — | 0–3 | Тонкий металл: провар даёт сам зазор |
| 3 … 12 | V односторонняя | 50–70° | 1–2 | 1–4 | Основной вариант при доступе с одной стороны |
| 12 … 40 | X двусторонняя | 50–60° | 1–3 | 1–3 | Доступ с обеих сторон: вдвое меньше наплавки, чем у V |
| > 30 | U односторонняя | 8–12° | 1–3 | 1–3 | Большая толщина, доступ с одной стороны; нужна механическая обработка |
| > 40 | 2U двусторонняя | 8–12° | 1–3 | 1–3 | Очень большая толщина, доступ с обеих сторон |
| 5 … 20 | ½V (К односторонняя) | 45–55° | 1–3 | 1–3 | Тавровое соединение с полным проваром |
| > 15 | К двусторонняя | 45–55° | 1–3 | 1–3 | Тавровое с полным проваром, доступ с обеих сторон |
| — | Угловой шов без разделки | — | — | 0–2 | Когда полный провар не требуется |
Угол зависит от процесса
Один и тот же лист под MMA и под MAG разделывают на разный угол, и это не дело привычки:
| Процесс | Угол разделки α | Почему |
|---|---|---|
| MMA (111) | 60° | Электрод с обмазкой требует места, чтобы войти в разделку и чтобы отбить шлак |
| MAG (135) | 50–60° | Дуга идёт глубже, поэтому разделку делают уже — меньше наплавки и меньше усадка |
| TIG (141) | 60–70° | Горелка широкая и нужен обзор ванны; узкая разделка грозит несплавлением |
Разница выглядит незаметной, но на листе 20 мм смена угла с 60 на 50 градусов уменьшает сечение разделки примерно на пятую часть — то есть ровно настолько же меньше наплавки, газа и времени на каждый метр шва.
ISO 9692-1 охватывает дуговую сварку сталей — из неё цифры выше. -2 относится к сварке сталей под флюсом, -3 — к сварке алюминия методами MIG и TIG, -4 — к плакированным изделиям. У алюминия углы другие, чем у стали, поэтому переносить эти таблицы на него — ошибка.
Почему это не свободный выбор
Слишком узкая разделка — это несплавление по кромке (4011). Электрод не достаёт до дна под нужным углом, дуга греет стенку вскользь, металл шва прилегает без соединения. Дефект плоскостной, нулевой допуск на уровнях B и C по ISO 5817 — и хуже всех прочих виден на снимке.
Слишком широкая разделка не безопаснее, а просто дороже. Сечение растёт вместе с раскрытием, и каждые лишние десять градусов — это добрая десятая часть наплавки, газа и времени. Вместе с наплавкой растёт вложенное тепло, а с ним усадка и поводки: конструкция уводит тем сильнее, чем больше металла в неё положили.
Слишком большой зазор кончается прожогом (510) или натёком в корне, слишком малый — непроваром (402): дуге нечем достать до дна. Поэтому зазор выставляют при прихватке и держат по шаблону, а не «на глаз после зачистки».
Притупление — то, что спасает корень от прожига. Без него первый проход прожигает стык, с ним корень плавится управляемо. Слишком большое притупление даёт обратную беду: корень остаётся непроваренным.
Как готовят кромку
Порядок всегда один: резка — снятие грата и перегретой зоны — зачистка — прихватка с выдержкой зазора.
После кислородной и плазменной резки на кромке остаётся слой оксидов и зона термического влияния; её зашлифовывают до чистого металла, иначе оксиды уходят в ванну и выходят включениями (303). После плазмы добавляется грат на выходе реза — его не заваривают, а удаляют.
Чистота касается не только самой разделки, но и 20–30 мм по обе стороны от неё. Ржавчина, краска, цинк, масло и влага — источники водорода и пор: краска и масло дают поры сразу, цинк — вдобавок высокотоксичные дымы, а влага с оцинкованного или мокрого листа остаётся самой частой причиной пористости в неотапливаемом цехе.
Разделку U и 2U выполняют механически — фрезой или кромкорезом. Резаком такой профиль не получить, а попытка «приблизить» его широкой V съедает всю экономию, ради которой U и применяют.
Что дальше
Конкретные значения под свою толщину, процесс и доступ выдаст калькулятор подбора разделки — цифры там те же, что в таблице выше. Сколько наплавки и электродов заберёт так подготовленный стык, посчитает калькулятор расхода электродов. Как разделка записывается на чертеже — обозначения швов. Что бывает, когда подготовка была плохой — несплавления и непровар.
Частые вопросы
С какой толщины разделывают кромки?
При MMA и TIG примерно с 3 мм, при MAG — с 4 мм: дуга MAG идёт глубже и дольше обходится без разделки. Ниже этой границы провар обеспечивает сам зазор, а разделка только добавляет наплавки и деформаций.
V или X при листе 20 мм?
Есть доступ с обеих сторон — X. Она забирает примерно вдвое меньше наплавленного металла, чем V, и вдвое уменьшает угловую усадку, потому что шов ложится симметрично относительно оси листа. Если доступ только с одной стороны, остаётся V, а на бо́льших толщинах — U: она снимает ещё меньше металла, но требует механической обработки кромки.
Чем грозит слишком узкая разделка?
Несплавлением по кромке — дефектом 4011 по ISO 6520-1. Электрод или горелка не достаёт до дна под нужным углом, дуга греет стенку вскользь вместо того, чтобы её расплавить, и металл шва прилегает к ней без соединения. Дефект плоскостной: на уровнях качества B и C у него нулевой допуск, а на радиографическом снимке он виден хуже всех прочих.
Обновлено: