Файл: Юрий Федорович ПодольскийСварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка.pdf

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
41
Линейная гибка хотя и позволяет получить замечательные узоры, но возможности металла гораздо шире. В былые годы (хотя и сегодня этот элемент не забывают) очень попу- лярным украшением решеток был торсированный стержень – четырехгранный стальной прут, скрученный спиралью (рис. 15, а). Четырехгранные стержни толщиной до 20 мм скру- чивают, как правило, в холодном состоянии. Очень толстые стержни в холодном состоянии скрутить невозможно, поэтому приходится применять нагрев, но это не так просто. Нерав- номерно нагретый стержень приводит к неравномерному скручиванию, т. е. браку. Равно- мерно нагреть толстые стержни можно только в печи. В кузнечном горне, тем более газовой горелкой такой нагрев практически невозможен.
Чтобы скрутить стержень толщиной до 20 мм, нужно точно отметить участок, который должен быть скручен, и зажать стержень по нижней риске в тисках. Затем нужна трубка,
которая свободно надевается на этот стержень. Ее обрезают на длину участка скручивания,
надевают на стержень, а сверху надевают ворот с четырехгранным отверстием. Скручивание выполняют двухплечим воротом, а если стержень большой толщины – то и четырехплечим.
Ворот крутят до тех пор, пока не получат требуемую закрутку.
Очень красиво выглядят торсированные стержни, у которых перед скручиванием вдоль всех четырех граней выдавлены глубокие бороздки. И даже плоские стержни и полосы можно скручивать таким же методом – правильно закрученные, они будут выглядеть очень эффектно.
На рубеже XIX и XX столетий был разработан так называемый торсировочный станок, на котором можно было скручивать без особых усилий и помощи трубки стержни толщиной до 50 мм. В наши дни этих станков уже почти нет, ими иногда пользуются только в некоторых старых деревенских кузницах.
Распространенным кованым элементом украшения с незапамятных времен являются различной формы шишки. Их делают свертыванием проволоки в спираль из одной нитки либо из двух – шести ниток, связанных в пучок. Шишки первого типа используют в каче- стве концевых элементов выступов у решеток, а второго – в качестве украшения срединных участков стержней решеток или как рукоятки.
Шишки из одной нитки делают довольно просто. От проволоки ∅5–8 мм отрезают кусок нужной длины. Конец проволоки (примерно 3 см) отгибают под прямым углом, а оставшуюся ее часть нагревают. Отогнутый конец проволоки зажимают в тисках так, чтобы над губками тисков выступал участок длиной не более толщины проволоки, а длинная часть проволоки размещалась параллельно губкам. После этого проволоку туго закручивают вокруг образовавшегося таким образом центра на половину ее длины (рис. 15, б). То же самое делают с другой половиной проволоки. Когда проволока скручена в одной плоскости,
ей нужно придать форму шишки. Центры спиралей вытягивают клещами. Далее спираль опускают в обрезок трубы соответствующего ее основанию диаметра и наставкой с одного удара молотка получают конус шишки (рис. 15, в). Такую же операцию производят со второй спиралью и совмещают половинки шишки основаниями в одно целое.
Чем больше проволок берется для скручивания, тем изделие больше походит на насто- ящую шишку. Несколько проволок с одного конца сваривают, проковывают в квадрат и фик- сируют в тисках в горячем состоянии, а с другого – закручивают воротком (рис. 15, г). В
зависимости от того, насколько сложную хотят получить шишку, связку скручивают на 1,5–

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
42 3 оборота. Чтобы проволоки образовали перед закруткой цилиндр, их располагают вокруг осевого прутка, загнув концы длиной 2 см на 180° вовнутрь проволочного пучка, сваривают их внахлест, образуя цилиндр, и так же проковывают в квадрат.
После скручивания заготовку оставляют в тисках для остывания. Остывшую поковку раскручивают в обратном направлении. В результате связка начинает распускаться до тех пор, пока не получится требуемая форма шишки. Если шишку надо сделать шире, то в про- цессе раскручивания связку осаживают в продольном направлении.
Шишки такого типа кузнецы в далеком прошлом делали не из связки прутков, а из цельного прутка квадратного сечения, рассекая его в продольном направлении на несколько ветвей также четырехгранного сечения, после чего его скручивали. Полученная таким способом шишка выглядит привлекательнее.
Наиболее распространенными декоративными коваными элементами являются волюты – украшения в форме спиралевидного завитка (рис. 15, е). Конечно, кованый металл обладает особой привлекательностью, но и слесарная техника позволяет изготовить очень красивые детали.
По количеству завитков волюта бывает односторонняя и двусторонняя (симметричная и асимметричная), по типу скручивания – с обратной закруткой и с разветвлением от метал- лического прута.
Вначале следует определить необходимую длину заготовки. Проще всего это сделать с помощью тонкой проволоки, которую сначала скручивают по форме волюты, потом рас- прямляют и измеряют. Затем отрубают заготовку этой длины и выгибают основной наиболее крутой завиток. После этого молотком на оправке выгибают спираль (рис. 15, д).

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
43
Рис. 15. Гнутые кузнечные изделия:
а – торсированный стержень; б, в – скручивание шишки из одного прутка; г – шишка из связки прутков; д – формование завитка волюты; е – виды волют
Заготовки, предназначенные для изготовления волют, можно украсить продольными желобками или орнаментами, выполненными с помощью чеканов или рельефных пуансо- нов. Чтобы упростить работу, украсить желобками или другим орнаментом можно только концы волют.
При изготовлении однотипных мелких спиралей, требующихся в решетках и других изделиях в больших количествах, пользуются шаблонами, которые облегчают работу, уско- ряют процесс изготовления и повышают точность размеров полученных деталей.

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
44
Сварные соединения и швы
Сварные соединения могут быть стыковыми, угловыми, тавровыми и нахлесточными
(рис. 16).
Рис. 16. Сварные соединения:
а – стыковое; б – угловое; в – нахлесточное; г – тавровое; д – торцовое
Стыковым называется сварное соединение двух элементов, расположенных в одной плоскости или на одной поверхности.
Угловым называется соединение двух элементов, расположенных под прямым углом и сваренных в месте примыкания их краев.
Нахлесточным называется сварное соединение, в котором свариваемые элементы расположены параллельно и перекрывают друг друга.
Разновидностью нахлесточного соединения является торцовое, в котором боковые поверхности свариваемых элементов примыкают друг к другу.
Тавровым называется сварное соединение, в котором к боковой поверхности одного элемента примыкает под углом и приварен торцом другой элемент.
Часть конструкции, в которой сварены примыкающие друг к другу элементы, называ- ется

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
45
Горизонтальные швы выполняют на вертикальной плоскости в горизонтальном направлении. Согласно ГОСТ 11969-79, швы по положению в пространстве подразделяются на: нижние – Н и нижние в лодочку – Л; полугоризонтальные – Пг; горизонтальные – Г;
полувертикальные – Пв; вертикальные – В; полупотолочные – Пп; потолочные – П.
Рис. 17. Сварные швы:
а – стыковые; б – угловые; в – пробочные; г – прорезные; д – непрерывные; е – пре- рывистые цепные; ж – прерывистые шахматные; з – односторонние; и – двусторонние; к –

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
46
многослойные (показано 2 слоя); л – основные и промежуточные пространственные поло- жения сварочных швов (I – нижнее; II – вертикальное или горизонтальное; III – потолочное);
м—о – прихватки
Сварные швы, применяемые для фиксации взаимного расположения, размеров и формы собираемых под сварку элементов, называются прихватками. Длина каждой при- хватки составляет от 3 до 6 толщин свариваемого металла, расстояние между ними выдер- живается от 20 до 40 толщин. Ставят прихватки с лицевой стороны соединения, очищают от шлака, а при сварке полностью удаляют или полностью переплавляют. На коротких и сред- них швах прихватки расставляют от центра к краям, поочередно в каждую сторону (рис. 17,
м). На длинных швах поступают наоборот: прихватывают вначале края, затем центр и пооче- редно с каждой стороны двигаются от краев к центру (рис. 17, н). При кольцевых швах
(рис. 17, о) прихватки ставят попеременно по главным координатным осям (под 90°), а при необходимости – и по дополнительным диагоналям (под 45°).
Стыковые швы, как правило, выполняют непрерывными; отличительным признаком для них обычно служит форма разделки кромок
15
соединяемых деталей в поперечном сече- нии (рис. 18, а – е).
По этому признаку различают следующие основные типы стыковых швов: с отбор- товкой кромок (применяются при газовой сварке тонкого металла); без разделки кромок –
односторонние (при толщине свариваемых деталей 1–6 мм) и двусторонние (при толщине деталей 3–8 мм); с разделкой одной кромки – односторонней, двусторонней (до 60 мм); с прямолинейной или криволинейной формой разделки; с односторонней разделкой двух кро- мок; с V-образной разделкой; с двусторонней разделкой двух кромок; Х-образной разделкой
(с толщиной деталей до 120 мм). Разделка может быть образована прямыми линиями (скос кромок) либо иметь криволинейную форму (U-образная разделка).
Угловые швы различают по форме подготовки свариваемых кромок в поперечном сече- нии и сплошности шва по длине (рис. 18, ж – и).
По форме поперечного сечения швы могут быть без разделки кромок (при толщине свариваемых деталей от 2 до 30 мм), с односторонней разделкой кромки (3—60 мм), с дву-
сторонней разделкой кромок (до 100 мм).
15
Разделка кромок – придание кромкам, подлежащим сварке, необходимой формы.

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
47
Рис. 18. Подготовка кромок стыковых (а – е) и угловых (ж – и) швов:
а – с отбортовкой кромок; б – без разделки кромок; в – с разделкой одной кромки; г –
с односторонней разделкой двух кромок; д – с Х-образной разделкой двух кромок: е – с U- образной разделкой; ж – без разделки; з – с односторонней разделкой; и – с двусторонней разделкой; к – конструктивные элементы разделки
По протяженности угловые швы могут быть непрерывными и прерывистыми, с шах-
матным и цепным расположением отрезков шва (рис. 17, д—ж). Тавровые, нахлесточные и угловые соединения могут быть выполнены отрезками швов небольшой протяженности
– точечными швами.
Пробочные швы по своей форме в плане (вид сверху) обычно имеют круглую форму и получаются в результате полного проплавления верхнего и частичного проплавления ниж- него листов (их часто называют электрозаклепками) либо путем проплавления верхнего листа через предварительно проделанное отверстие.
Прорезные швы, обычно удлиненной формы, получают путем приварки верхнего
(накрывающего) листа к нижнему угловым швом по периметру прорези. В отдельных слу- чаях прорезь может заполняться полностью.
Подготовку кромок при ручной сварке регламентирует ГОСТ 5264-80. Чаще всего при- ходится разделывать кромки при сварке металла большой толщины. Форму разделки кромок и их сборку под сварку характеризуют четыре основных конструктивных элемента: зазор b, притупление с, угол скоса кромки β и угол разделки кромок α, равный β или 2β (рис. 18,

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
48
к). Стандартный угол разделки кромок в зависимости от способа сварки и типа соединения изменяется в пределах от 45±2° до 12±2°. Тип разделки и величина угла разделки кромок определяют количество необходимого дополнительного металла для заполнения разделки, а значит, производительность сварки. Так, например, Х-образная разделка кромок по сравне- нию с V-образной позволяет уменьшить объем наплавленного металла в 1,6–1,7 раза. Умень- шается время на обработку кромок. Правда, в этом случае возникает необходимость вести сварку с одной стороны шва в неудобном потолочном положении или кантовать сваривае- мые изделия.
Притупление кромки, т. е. нескошенная часть торца кромки, с обычно составляет 2±1
мм и выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла. Его назначение – обес- печить правильное формирование шва и предотвратить прожоги в корне шва. Зазор b обычно равен 1–2 мм (допускается до 5 мм), так как при принятых углах разделки кромок нали- чие зазора необходимо для провара корня шва. Чем больше зазор, тем глубже проплавление металла.
Рис. 19. Виды сварных швов:
а – плоский; б – выпуклый; в – вогнутый; г – стыковой; д – угловой; е – ширина шва;
h – глубина проплавления; g – выпуклость (усиление) шва; а – толщина шва; k – катет шва
Основными геометрическими параметрами сварных швов являются: при стыковых соединениях – ширина, выпуклость и глубина проплавления шва; при угловых, тавровых и нахлесточных соединениях – ширина, толщина и катет шва (рис. 19, г – д).
Глубина проплавления стыкового шва (h) – наибольшая глубина расплавления основного металла в сечении шва.
Толщина углового шва (а) – наибольшее расстояние от поверхности углового шва до точки максимального проплавления основного металла.
Катет углового шва (k) – кратчайшее расстояние от поверхности одной из сваривае- мых частей до границы углового шва на поверхности второй свариваемой части. При сим- метричном угловом шве за расчетный катет принимается любой из равных катетов, при несимметричном шве – меньший.
Выпуклость сварного шва (g) – выпуклость шва, определяемая расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным метал- лом, и поверхностью сварного шва, измеренного в месте наибольшей выпуклости.
Основным показателем формы швов является коэффициент формы сварного шва
(ψ). Для стыкового шва этот коэффициент равен отношению ширины шва к глубине про-