Разделка кромок под сварку: способы и технологии

Прочность и герметичность шва зависят не только от процесса сварки, но и грамотной подготовки. Эту задачу может выполнять сам сварщик (как правило, так происходит на небольших предприятиях) или квалифицированный слесарь. Без предварительной обработки кромки невозможно гарантировать надёжность трубопровода и конструкций, которые предназначены для повышенных нагрузок.

Разделка кромок под сварку — это формирование скоса под сварку, снятие фаски. После этой операции электрод сможет выполнять обработку на всю толщину металла, увеличивается площадь соединения, а следовательно — его прочность.

Помимо основной задачи (улучшение качества шва), разделка предоставляет и второстепенные преимущества:

• уменьшается количество необходимых при сварке электродов;
• снижается расход присадочного материала;
• сокращается время работы.

При правильной подготовке шов получается не только прочный, но и однородный даже при большой толщине металла. Важно: разделка кромки необходима для проведения сварки толстых заготовок — от пяти миллиметров. Для более тонких элементов разделка требуется только при работе в специфических условиях; например, в среде защитных газов. Потребуется разделка тонкого металла и при сваривании элементов сложной формы.

Что происходит при разделке кромки, способы работы

С учётом требований ГОСТа удаляется часть металла с торцов заготовки. Специалист ориентируется на линию, по которой будет проходить сварочный шов. В зависимости от формы и параметров заготовки могут применяться различные способы разделки:

Тип операции	Основной объект работ
Фрезерование.	кромки большой длины; работа с однотипными деталями; изделия с неровной поверхностью.
Абразивный метод	труднодоступные места; небольшие поверхности; операции с алюминиевыми сплавами.
Газовый резак	Подготовка легированной стали.
Долбление	При обработке трубы/трубопровода .
Строгание	При работе с прямой поверхностью.

Плазменная и лазерная резка применяются крайне редко. Использование лазерного метода обеспечивает качество шва для изделий под самые ответственные задачи. Но стоимость такой операции далека от бюджетной.

Технологии разделки

Выполнение швов

Расширение можно выполнять с обеих сторон детали или с одной: выбор зависит от её толщины. Если этот параметр не превышает 60 мм, используется односторонняя разделка. Свыше 60 — двусторонняя. Если заготовки менее 3 мм толщиной, то потребуется не снятие фасок, а отбортовка: края металла загибают вверх и сваривают.

Особой подготовки потребует восстановление детали с механическими дефектами — в первую очередь трещинами. Перед сваркой необходимо предварительно расширить и углубить трещину. Для этого подходит пропановый резак (можно использовать резак с зубилом). Важно: если дефект появился вследствие напряжения металла, то необходимо по краям трещины высверлить отверстия.

Формы разделки

В большинстве случаев фаска снимается не на полную толщину, потребуется затупление. Его задача — исключить протекание расплавленного металла и предотвратить сквозное прожигание. По форме самым популярным видом работы является V-образная. Всего в арсенале работ пять основных вариантов разделки:

Форма обработки	Технология
V-образная.	Может быть одно- и двусторонняя, угол разделки — 60 градусов.
Х-образная.	Используется при работе с деталями большой толщины, угол обработки также 60 градусов.
U-образный.	Применяется редко, обеспечивает высокое качество шва.
К-образная, разновидность x-формы.	Подразумевается обработка лишь одной из заготовок, при этом скашивание торца выполняют с притуплением.
Y-образная (иногда её называют — V-форма с притуплением).	Позволяет избежать прожоги, создать герметичность.

Подготовка круглых соединений и допустимое смещение

Подготовка под сварку труб и круглых ёмкостей в соответствии с ГОСТом может выполняться с разделкой кромки или без неё. Необходимость этой операции определяется в зависимости от типа соединения. Смещение свариваемых деталей не должно быть больше 10%. Если этот показатель превышен, то соединение не обладает достаточной прочностью и не выдержит рабочую нагрузку.

Конкретные параметры смещения зависят от толщины металла. Важно: если при сварке ограничена видимость или вблизи находятся коммуникации, то работу невозможно выполнить без смещения. Так называемый Козырёк на верхнем участке трубы позволяет выполнить герметичный надёжный шов, но визуально неизбежны изъяны, поскольку искривлена ось. Как правило, такой способ неизбежен при замене участка уже действующего трубопровода.

Толщина металла, мм	Смещение, мм
1 - 4	0,5
4 - 10	1,0
10 - 100	1 - 3
от 100	2 - 4

Притупления должны прилегать друг к другу плотно, недопустимы малейшие зазоры. Высота притупления варьируется от 2 до 4 миллиметров в зависимости от толщины детали. Если задача — приварить отвод (как правило. угловым методом), то снятие фаски не потребуется. При соединении «встык» разделка кромки выполняется под углом до 45 градусов. На практике угол скоса для толстостенных труб может находиться в диапазоне от 15 до 350 градусов. 

Основные параметры, которые должны быть чётко соблюдены:

• перпендикулярность;
• соосность;
• центрирование.

Минимальное расстояние между швами на трубе — 200 мм. Также необходимо выдерживать зазор между стыками. Его ширина зависит от вида сварки:

Газовая	0,5 – 2,,0 мм
Ручная для труб со стенкой до 8 мм	1,5 – 3,0 мм
Ручная для труб со стенкой более 8 мм	2,5 – 3,5 мм

Также, как при сварке листового металла, для тонкостенных труб разделка не требуется. 

Конструктивные обозначения характеристик детали под разделку 

Чтобы точно выполнять требования ГОСТа, необходимо  грамотно читать чертежи, ориентироваться в ключевых обозначениях характеристик:

β — угол скоса.	Между торцом детали и краем скошенной поверхности, от 10 до 45⁰.
L — длина скоса.	Зависит от угла скоса.
h, в	Высота, ширина.
а — в описании b — на схемах Угол разделки соединения.	Варьируется от 20 до 60⁰. Обеспечивает оптимальный режим проплавления и усадку после сварки. Стандартный зазор — 1,5 мм.
С — притупление (стачивание торца).	Характеристика «С» обозначает высоту, которая, как правило, равняется 2 мм.
К — катет шва.	Расстояние между швом и поверхностью другой детали.

Для точного выполнения измерений и безошибочного определения параметров разделки предназначен шаблон сварщика. Этот инструмент ориентирован на измерение сварных соединений независимо от конкретного типа конструкции. Таких инструментов на практике используется свыше 30 видов, поэтому возможно подобрать подходящий вариант для любых видов сварочных соединений.