Тавровое сварное соединение

Сварочные стыки в виде буквы «Т», именуемые «тавровые соединения», присутствуют во всех нагружаемых конструкциях. Они представляют собой угловые швы с перпендикулярным расположением заготовок. При небольшой площади соединение должно удерживать расчетную нагрузку. К тавровым соединениям, работающим на кручение, излом, отношение особое — швы проверяют на внутренние дефекты. Избежать их помогает соблюдение технологии. Вид шва указывается на чертеже.

Область применения

Монтаж трубопроводов, создание каркасных конструкций, перекрытий, ограждений предполагает расположение деталей под прямым углом. Перпендикулярно сваркой обычно крепят укрепляющие элементы: балки, швеллеры, профильный прокат. Детали под углом 90° соединяют тавровой сваркой. Начинающие сварщики в бытовых условиях таких стыков стараются избегать из-за сложности фиксации деталей в заданном положении.

На производстве и в строительстве тавровые соединения применяют часто. Все виды соединений регламентированы ГОСТами для различных типов сварки. Они бывают односторонние и двухсторонние, с разделкой кромок и без нее. Все зависит от предполагаемой нагрузки, сплава, толщины свариваемых деталей.

Преимущества и недостатки

В отличие от других способов сварки, тавровые соединения обладают следующими достоинствами:

• они формируют надежное соединение в труднодоступных местах;
• для них не нужно использовать укрепляющие накладки;
• применяются для сварки заготовок различной толщины;
• выдерживают большую нагрузку.

Недостатки:

• для соблюдения перпендикулярности детали нужно скреплять перед сваркой;
• односторонние швы ненадежны;
• при сварке тонкостенных деталей велика вероятность термодеформации;
• высок риск внутренних дефектов (непроваров, несплошностей, кратеров).

Техника и особенности сварки таврового соединения

Выполняя угловые соединения, контролируют размер шовного катета, внешний вид валика – его делают максимально плоским. Чтобы проварить тавровое соединение равномерно, не делают резких движений держателем. Дуга при сварке не должна обрываться в процессе формирования валика. Подготовительный этап предусматривает:

• зачистку металла в рабочей зоне;
• укладку заготовок под нужным углом с сохранением необходимого размера зазора;
• фиксацию элементов зажимами или прихватками.

Сварка труб

При РДС заглушек, фланцев, запорной арматуры в трубопроводы руководствуются требованиями ГОСТ 16037-80. Он применяется также при врезке патрубков меньшего диаметра. На толстостенных заготовках производится предварительная разделка швов. Затем делают прихватки в 4-х местах, они располагаются попарно симметрично по окружности, делят ее на 4 части. Затем делается угловой шов.

Когда производится врезка, торец патрубка подгоняют под трубу так, чтобы он плотно прилегал к поверхности без образования больших зазоров. Трубы небольшого диаметра «доводят» болгаркой. При раскрое больших заготовок под сварку используют трафареты развертки или стандартные шаблоны.

Когда есть вращательные столы, применяют технологию сварки в поворотном положении. Шов формируется быстрее, получается ровным. Проваривать неповоротные швы сложнее, валик формируется по кривым линиям. В этом случае сварку проводят в несколько приемов, участками. Второй начинают на получившемся валике, внахлест, чтобы тавровое соединение получилось герметичным. В зависимости от толщины стенки, варят трубу в одни проход или несколько. Подобные тавровые соединения обязательно проверяют методами неразрушающего контроля.

Профильные прямоугольные или квадратные трубы, используемые в металлоконструкциях, сваривают аналогично. Перед работой поправляют срезы, чтобы обеспечить плотность прилегания свариваемых деталей. Сварка делается после прихваток даже при использовании зажимных приспособлений.

В вертикальном положении

Позиция неудобна тем, что металлы с низкой вязкостью нужно проваривать быстро, чтобы расплав не вытекал. Число проходок определяется толщиной заготовок, глубиной разделки кромок. Для глубоких швов делают криволинейные или прямые скосы. Разжигают дугу перпендикулярно свариваемой поверхности, поддерживают короткой. Электрод ведут по биссектрисе, под углом 45°, шов формируют возвратно-колебательными движениями вдоль стыка. При движении вверх дугу растягивают, не допуская обрыва.

В вертикальном положении валик формируется из верхней точки. Устанавливают сварочный ток обратной полярности большой силы, чтобы хорошо проплавлялась корневая часть таврового соединения.

Когда при сварке возникает риск перегрева металла (возникают пятна побежалости или металл меняет цвет), держатель отводят. В идеале ванна расплава должна формировать необходимый профиль валика без подрезов. Нужно следить, чтобы давления дуги хватало для прогрева металла, расплав поддерживался в установленных границах валика.

В нижнем положении

Для сварки тавровых соединений в нижнем положении применяют:

• ток прямой полярности большого ампеража для образования глубокой ванны расплава;
• ток обратной полярности, формируется короткая дуга, направляемая в корень шва, повышен риск образования подрезов.

Равномерное перемещение электрода – важное условие качественного таврового сварного соединения при однопроходной или многопроходной сварке (накладываются узкие валики без поперечных движений электродом). С каждого слоя до следующей проходки шлак сбивается.

Вверх наплавку двигают быстро, растягивая дугу. Капли металла накладывают только во время обратного движения электрода. Его в процессе работы располагают по биссектрисе прямого угла с наклоном в сторону движения. Если параметры рабочего тока выбраны правильно, при равномерном движении держателя образуется катет нужной ширины.

В потолочном положении

Варить стык нужно на невысоком токе обратной полярности, короткой дуге, направленной в корень таврового шва. При возвратно-поступательных движениях дуга не должна прерываться. Одновременно плавят обе боковых кромки. Перегрев ванны недопустим, формируется выпуклый шов.

Многопроходная сварка делается без поперечных пасов рукой. Поверхность каждого валика должна быть максимально выровненной. Для этого поддерживают стабильно невысокую тепловую мощность дуги. Контролировать ванну расплава мешают искры, при выборе электродов предпочтение отдают обмазке, снижающей разбрызгивание горячего металла.

Полезные советы

Свариваемые поверхности необходимо хорошо просушить, чтобы качество таврового сварного соединения было приемлемым. Важно правильно перемещать электрод, чтобы не допускать пережога и непровара.

Работа начинается с прихваток. После этого лучше убедиться, что детали расположены под прямым углом, нет «завала» заготовки в одну из сторон. Во время точечной прихватки можно подрегулировать ток, откорректировать до рабочих значений, тогда будет проще делать проходку.

Сваривая тонкую и толстую пластину, электрод наклоняют к толстой заготовке под углом до 60°. Расплавленный металл будет «сползать» на тонкую деталь, не создавая внутренних напряжений в металле. Когда прямой угол, электрод необходимо вести по стыку снизу вверх, «поднимать» расплав из ванны, смешивая с наплавочным металлом. При сварке «в лодочку» угол наклона электрода составляет 45°. Только в таком положении тавровое соединение будет правильного сечения.

При укладке деталей встык с помощью фиксаторов нужно предусмотреть зазор для образования ванны расплава, глубокого проплавления соединяемых заготовок. Если шов будет формироваться только за счет наплавочного металла, соединение будет непрочным.

Важно!

При глубокой разделке толстостенных деталей тавровые соединения делают в несколько проходок.

Для удобства сборки сварные детали располагают на стапеле или сварочном столе. Для работы применяют различные приспособления: зажимы, магнитные фиксаторы, шаблоны, кондукторы. При сборке важно оценить сложность сварной конструкции, ее возможную подвижность. Избежать прожогов помогают съемные или дополнительные прокладки толщиной до 4 мм из неплавящихся материалов. Работа с накладками будет уверенной, скорость проходки можно увеличить на 20–30%.

Способ сварки «в лодочку» вертикальным электродом при выполнении угловых швов предпочтительнее. Создаются условия для провара корня таврового соединения по всей длине. Зазор между деталями не должен превышать 10% толщины заготовки.

Многое зависит от правильности розжига дуги – в 3-4 мм от вершины угла. Поднимают ее на высоту катета, задерживают для проплавки углов.

Обозначение на чертеже

По стандартам для всех видов сварки на чертежах тавровое соединение обозначается буквой Т, далее идет классификационный номер шва, предполагающий тип его создания. Для наглядности все условные обозначения сведены в таблице.

Криволинейные скосы с неровной поверхностью обеспечивают формирование сложного шовного валика таврового стыка. При шахматной укладке величина второго зазора больше, чем первого. При двухсторонней разделке кромок образуется прочное тавровое соединение, работающее на излом.

Виды тавровых швов, указанные в таблице, применяются при монтаже различных сварных конструкций. Существует система дополнительных знаков, обозначающих дополнительную обработку швов, размер катета, длину провариваемого участка. Эта информация указывается на выносных стрелках.