Катет сварного шва — это расстояние от поверхности основного металла до вершины усиления шва, определяющее размер треугольного сечения соединения. Катет требуется рассчитывать заранее, ведь от него зависят долговечность и несущая способность шва. Также этот параметр используется для контроля качества.
В этой статье мы расскажем про требования ко швам и катетам, как они определяются, и каковы последствия неправильного выбора.
Сварка металлических деталей лазерной сваркой Wattsan
Где встречается катет: виды сварного шва
Катет шва применим к углам в 90°. То есть, к тавровым (Т-форма), угловым (Г-форма) и нахлёсточным соединениям (металлы лежат в параллельных плоскостях и наложены один на другой).
Получающийся шов может быть одной из трёх форм:
- Выпуклый. Иногда он может даже быть больше длины катета. Это не очень хорошо, потому что появляется напряжение внутри металла. Это может спровоцировать деформацию.
- Вогнутый. Такой будет ниже высоты катета и способствует увеличению проплавляемой глубины.
- Ровный. Имеется в виду шов, который образует практически прямую линию между двумя катетами. Получить его сложнее, но зато он намного проще в чистке, чем остальные типы.
Как рассчитать катет сварного шва?
Чтобы шов был прочным и надёжным, катет должен равняться половине от ширины самого шва. Соединение же, которое имеет форму треугольника, должно быть равнобедренным: тогда проплавление будет одинаковым для каждой из сторон.
Также, если мы говорим про работу с лазерной сваркой, важно учитывать линзу вашего аппарата. При работе с лазерной сваркой следует учитывать характеристики линзы — именно они определяют предел по ширине сварного шва.
Например
- Для линзы 150 — 5 мм.
- Для линзы 200 — 8 мм.
Ещё одной важной деталью процесса сварки является присадочная проволока. Её равномерная или неравномерная подача непосредственно влияет на качество шва.
Ручная лазерная сварка 4в1 Wattsan G1D 2000 Вт
Многофункциональная лазерная система объединяет сварку,
резку, очистку и зачистку шва.
Для смены режима достаточно только поменять сопло.
Мощный источник позволяет работать с медью, алюминием, нержавеющей
и углеродистой сталью до 8 мм, а система подачи проволоки G2 легко
справляется с разнородными металлами и большими зазорами.
Формула расчёта катета шва
Для этого существует формула:
T=S*cos45º
T — это, собственно, катет, который мы хотим получить.
S — это ширина шва, или гипотенуза треугольника.
Давайте вместе решим пример. Допустим, что нам нужно соединение шириной 4 мм. Подставляем в формулу цифры:
T=4*0.7
Получаем, что катет сварного шва должен быть равен 2,8 мм.
Несколько небольших напоминаний
- Все ГОСТы катетов для электродуговой сварки не подходят для лазерной.
- Не забывайте про зазор между деталями. Если собираетесь работать без проволоки, то он не должен быть больше 0,3 мм. А при использовании проволоки он не должен превышать её диаметра.
Шов нужно заранее продумать: слишком маленький будет ненадёжным, а слишком большой приведёт к деформации детали из-за перегрева
Как выбрать длину катета сварного шва
Первым делом важно сказать, что если у вас заготовки разной толщины, то длина катета выбирается по самой толстой. Если решите взять в качестве ориентира тонкую, то рискуете сделать слабый шов.
Для того, чтобы выбрать длину, используйте специальные шаблоны сварщика. Самый универсальный — УШС-2. Это простой вариант, который подойдёт под большинство производственных задач. Подбор с помощью шаблонов производится опытным путём с поиском того значения, когда прилегание будет самым плотным.
По опыту же можем сказать, что средний размер катета составляет примерно 4-6 мм. У тонких заготовок это почти 80-100% от их толщины, у толстых же — 30-50% от толщины. Например, для заготовки 6 мм можно выбрать катет длиной 4-5 мм, а для заготовки 10 мм 4-6 мм.
Таблица катета сварного шва
| Толщина заготовок, мм | Толщина заготовок, мм | Максимальная высота катета, мм |
|---|---|---|
| 2-3 | 2 | 3 |
| 3-4 | 3 | 4 |
| 4-5 | 4 | 5 |
| 5-10 | 5 | 7 |
| 10-16 | 6 | 10 |
| 16-22 | 7 | 12 |
| больше 22 | 8 | 15 |
Подготовка материала к сварке
Как бы идеально мы не рассчитали катет сварного шва, это не будет иметь значения, если поверхность материала не была обработана и подготовлена к работе. Чистота металла прямо влияет на надёжность соединения.
Во-первых, кромки подготавливают, придавая им необходимую форму: плоскую для соединения тонких металлов, V-образную или X-образную для толстых заготовок.
Сделать это можно с помощью:
- холодной разделки, то есть без нагрева, чтобы сохранить большую точную;
- или с помощью термической разделки, но тогда потребуется дополнительная постобработка торцов.
Во-вторых, необходимо очистить поверхность. Дело в том, что металл окисляется и покрывается оксидной плёнкой, имеющей жаростойкость. Её не должно быть, чтобы сварка прошла гладко. Для этого используется:
- стальные щётки или шлифовальное оборудование;
- растворители, чтобы убрать жиры и масла;
- пескоструйная очистка;
- или лазерная очистка.
Последние два метода используются на крупных производствах, так как позволяют делать очистку быстрее и в больших объёмах.
У каждого металла есть свои особенности подготовки, но эта тема объёмная, и для неё нужна отдельная статья.
Как определить и проверить качество сварного шва
Теперь поговорим о том, как измерить катет сварного шва и удостовериться в его прочности после изготовления. Приведём некоторые методы:
-
Калибромер (шаблон сварщика)
Калибромеры применяются при визуально-измерительном контроле, который является базовым этапом оценки качества сварки. Также используются специализированные линейки, шаблоны и угломеры — они помогают обнаружить дефекты формы, непровары и подрезы.
Используется для измерения катета и высоты усиления шва. Позволяет быстро определить отклонения от проектных размеров и проверить геометрию соединения
-
Срез (разрушающий контроль)
Метод основан на исследовании поперечного сечения шва. Срез выполняется по краю соединения, после чего поверхность шлифуется и осматривается под увеличением. По полученному сечению измеряют катет сварного шва, глубину проплавления, равномерность структуры и наличие пор или включений.
Этот метод позволяет оценить внутреннее качество металла и структуру шва, но используется только на испытательных образцах.
-
Испытание давлением (нагрузочный тест)
В ходе испытаний к образцу прикладывают осевое или поперечное усилие, изгиб или сжатие до момента деформации или разрушения. По результатам судят о несущей способности и пластичности сварного шва. Метод используется преимущественно при сертификации технологии сварки или при контроле качества серийного производства.
Применяется для оценки прочности соединения под действием внешних сил.
Применяется для оценки прочности соединения под действием внешних сил.\
Последствия неправильного выбора катета
- Ненадёжное соединение с малой прочностью: пожалуй, самое страшное страшное, что может произойти. Шов с неправильно подобранными катетами может легко сломаться.
- Деформация: возможно, что сам шов в этом случае будет держаться, но вот сваренная деталь или вся конструкция в ходе эксплуатации может поменять форму.
- Слишком большие катеты и, следовательно, шов, приведут к лишнему использованию металла или присадочного материала.
Однако тут стоит сказать и про то, что, пусть маленький шов и экономит материалы, его часто бывает недостаточно для надёжности, так как наплавленного металла на сторонах слишком мало. Необходим баланс.
Как аппарат для сварки влияет на качество сварного шва
Инструмент, который вы используете в работе, прямо влияет на конечный продукт (как и навыки оператора, конечно же). Но хороший сварочный аппарат имеет больше шансов сделать надёжный шов.
Газовая сварка
Один из самых неприхотливых вариантов: газовой сварке не нужно ни электричества, ни дорогого станка. Баллоны с газом и горелку взяли — и в бой. Однако есть ряд недостатков:
- Он времязатратный: заготовки долго нагреваются;
- Электричество не нужно, да, но по итогу баллон с кислородом может обойтись дороже;
- Безопасность, требуется чётко соблюдать правила, так как газы взрывоопасны.
Точечное воздействие становится недоступной функцией при использовании газовой сварки, так как зона термического воздействия слишком широка
Дуговые сварки (TIG, MIG)
Основное преимущество MIG — это работа с заготовками большой толщины, в особенности с чёрными металлами. TIG же специализируется больше на тонких металлах из разряда цветных.
Подобные сварки практически не используются в обычной, бытовой жизни из-за их главного недостатка: необходимость высокой квалификации оператора.
Работающие с TIG или MIG сваркой скажут вам, что существуют даже специальные “прописи” для сварщиков, с помощью которых тренируют движения руки, чтобы получать хорошие швы.
Лазерные
Этот тип относительно прост в использовании потому, что имеет фиксированную траекторию движения лазера (что заменяет движения руки сварщика) и стабильную скорость подачи проволоки.
.webp)
Главное же преимущество аппарата лазерной сварки в том, что он имеет высокую скорость и концентрацию энергии, и при этом производит локальное термическое воздействие в зоне шва. То есть, металл быстрее охлаждается и нагревается. Как следствие, увеличивается надёжность получаемых соединений и снижается риск деформации.
Заключение
Катет сварного шва — это одна из сторон соединения, от которой зависят прочность и устойчивость шва. Он рассчитывается заранее, и нужно добиваться того, чтобы катеты на сторонах шва были равны друг другу.
Для расчёта используются формулы или шаблоны сварщиков. Часто средний размер катета составляет примерно 4-6 мм. У тонких заготовок это почти 80-100% от их толщины, у толстых же — 30-50% от толщины.
После изготовления шов проверяется на качество либо визуально, либо с помощью разрушающего контроля.
Часто задаваемые вопросы
-
Что такое катет сварного шва простыми словами?
Катет сварного шва — это расстояние от поверхности металла до вершины наплавленного валика, то есть одна из сторон треугольного сечения шва. Проще говоря, это показатель толщины соединения: чем больше катет, тем прочнее, но и жестче получается сварка. Этот параметр помогает контролировать качество и надежность сварного соединения.
-
Как определить катет сварного шва?
Катет сварного шва определяют визуально-измерительным методом с помощью калибромера (шаблона сварщика). Им измеряют расстояние от поверхности основного металла до вершины усиления шва.
-
Как выбрать катет сварного шва?
Катет сварного шва подбирают исходя из толщины свариваемых деталей и типа соединения. Обычно его значение составляет 0,7–1 толщины тонкого элемента. Если катет сделать меньше нормы — шов будет слабым, если больше — появятся внутренние напряжения и перерасход металла. Оптимальный размер рассчитывают по чертежу или по ГОСТ, чтобы обеспечить прочность и экономичность соединения.
-
Есть разные шаблоны для измерения катетов. Какой выбрать?
Один из самых универсальных — это УШС-2. Там есть три щупа с диапазонами от 8 до 10, от 6 до 12 и от 4 до 14 мм.
-
Какую сварку выбрать?
Выбирайте по задачам и применению. Для сварки более толстых заготовок, где не нужна высочайшая аккуратность швов, можно выбирать TIG или MIG. Если же вам нужна точечная сварка или вы работаете в основном с тонкими листами металла, если необходима высокая скорость и качество сварки, без пост обработки, то выбирайте лазерную.
Также удобство использования может стать ещё одним параметром выбора: например, параметры лазерной сварки легко настраиваются.