Статья «Тавровое сварное соединение: ГОСТ, технология сварки, катет шва» расскажет о том, что такое тавровый шов и как его правильно выполнить в соответствии с ГОСТ. В статье также будет описана технология сварки и важность правильного выбора катета шва при создании таврового соединения.

Если невнимательно отнестись к сварочному процессу и неграмотно подготовить свариваемые элементы, их прочность будет недолговечной, и в какой-то момент конструкция разрушится. Особого подхода и профессионализма требует сварка тавровых соединений, так как существуют правила исполнения и методы получения подобных соединений.

В процессе сварки соединяются:

• Уголки,
• Металлические листы,
• Квадраты,
• Продукция трубопроката,
• Швеллера,
• Рельсы.

При этом используется ручная электродуговая сварка с различным уровнем мощности. Если же подача электрического тока отсутствует, применяется газопламенная ручная, но для ее выполнения нужно транспортировать тяжелое и объемное оборудование.

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.

Дефекты сварных швов

У начинающих сварщиков часто при выполнении швов встречаются ошибки, которые приводят к появлению дефектов. Некоторые из них критичны, некоторые — нет. В любом случае, важно уметь определить ошибку, чтобы затем исправить ее. Самые распространенные среди новичков дефекты — неодинаковая ширина шва и его неравномерное заполнение. Происходит это из-за неравномерных движений кончика электрода, изменении скорости и амплитуды движений. По мере накопления опыта эти недостатки становятся все менее заметными, через некоторое время вообще исчезают.

Другие ошибки — при выборе силы тока и величины дуги — можно определить по форме шва. На словах описать их сложно, проще изобразить. На фото ниже показаны основные дефекты формы — подрезы и неравномерное заполнение, прописаны причины, их вызвавшие.

Ошибки, которые могут возникнуть при сварке

Непровар

Одна из ошибок, которые допускают начинающие сварщики: непровар

Этот дефект состоит в неполном заполнении стыка деталей. Этот недостаток необходимо корректировать, так как он влияет на прочность соединения. Основные причины:

• недостаточный сварочный ток;
• высокая скорость движения;
• недостаточная подготовка кромок (при сварке толстых металлов).

Устраняется корректированием тока и уменьшением длины дуги. Подобрав правильно все параметры, от такого явления избавляются.

Подрез

Этот дефект — канавка вдоль шва на металле. Обычно возникают при слишком длинной дуге. Шов становится широким, температуры дуги для прогрева не хватает. Металл по краям быстро застывает, образуя эти канавки. «Лечится» боле короткой дугой или корректировкой силы тока в большую сторону.

Подрез в угловом соединении

При угловом или тавровом соединении подрез образуется из-за того, что электрод больше направлен на вертикальную плоскость. Тогда металл стекает вниз, снова образуется канавка, но уже по другой причине: слишком сильном нагреве вертикальной части шва. Устраняется снижением силы тока и/или укорочением дуги.

Прожог

Это сквозное отверстие в сварном шве. Основные причины:

• чересчур большой ток сварки;
• недостаточная скорость движения;
• слишком большой зазор между кромками.

Так выглядит прожог шва при сварке

Способы исправления понятны — пробуем подобрать оптимальный сварной режим и скорость движения электрода.

Поры и наплывы

Поры выглядят как небольшие отверстия, которые могут группироваться в цепочку или быть раскиданы по всей поверхности шва. Являются недопустимым дефектом, так как значительно снижают прочность соединения.

Поры появляются:

• при недостаточной защите сварной ванны чрезмерном количестве защитных газов (электроды низкого качества);
• сквозняке в зоне сварки, который отклоняет защитные газы и кислород попадает к расплавленному металлу;
• при наличии загрязнений и ржавчины на металле;
• недостаточной разделке кромок.

Наплывы появляются при сварке с присадочными проволоками при неправильно подобранных режимах и параметрах сварки. Представляют собой затекший металл, который не соединился с основной деталью.

Основные дефекты сварных швов

Холодные и горячие трещины

Горячие трещины появляются в процессе остывания металла. Могут быть направлены вдоль или поперек шва. Холодные появляются уже на холодном шве в тех случаях, когда нагрузки для этого типа шва чересчур велики. Холодные трещины ведут к разрушению сварного соединения. Эти недостатки лечатся только повторной сваркой. Если недостатков слишком много, шов срезают и накладывают повторно.
Холодные трещины ведут к разрушению изделия

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).

Оборудование

Для упрощения и процесса сборки и повышения производительности изготовления изделий при помощи сварки широко применяются различные сборочно-сварочные приспособления. По большей части сборка тавровых соединений деталей производиться на специальных столах – стапелях, оборудованных универсальными зажимами, фиксирующими и установочными устройствами. Они обеспечивают четкое и точное расположение деталей в нужном месте конструкции и под заданным углом. Также применяются различные шаблоны и кондукторы в зависимости от сложности сварной конструкции.

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.

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.

Читать также: Устройство и краткая характеристика центробежных насосов

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.

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.

Обозначение углового шва	Вид углового шва	Скосы кромок
Толщина свариваемых деталей от 2 до 40 мм
Т1	Односторонний простой.	—
Толщина свариваемых деталей от 15 до 100 мм
Т2	Односторонний прерывистый.	—
Т3	Двухсторонний.	—
Т4	Двухсторонний с шахматным расположением.	—
Толщина свариваемых деталей от 30 до 120 мм
Т5	Двухсторонний прерывистый.	—
Толщина свариваемых деталей от 3 до 60 мм
Т6	Односторонний;	скошена со стороны шва.
Т7	Двухсторонний;	скошена с одной стороны.
Толщина свариваемых деталей от 8 до 100 мм
Т8	Двухсторонний;	криволинейно скошена с одной стороны на 2/3 толщины детали.
Т9	Двухсторонний;	симметричные с 2 сторон.
Толщина свариваемых деталей от 12 до 100 мм
Т10	Двухсторонний;	симметричные с 2 сторон.
Т11	Двухсторонний;	симметричные с 2 сторон криволинейно скошенные.

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.

Рекомендации

Если сваривать тавровым соединением тонкую и толстую пластину, то угол наклона электрода относительно толстой пластины будет примерно 60 градусов. Чтобы больше металла “стягивать” с толстой части на тонкую.

Также желательно просушить свариваемые поверхности для лучшего качества сварного шва. [ads-pc-2][ads-mob-2]

Сварка труб

Опираясь на ГОСТ16037-80, который распространяется на сварные соединения трубопроводов из сталей и устанавливает основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений труб с трубами и арматурой, правильно будет сказать, что в нем таврового соединение нет. Все швы, которые называют тавровыми, относятся к угловым. Однако, когда к торцу трубы приваривается заглушка из пластины или фланец, это будет являться тавровым соединением. По большому счету, что бы не спорить по этому поводу, необходимо понимать, что тавровое соединение деталей труб или любого другого металлопроката выполняется угловым швом и техника сварки трубопроводов сводится к технике сварке угловых швов.

Прежде всего нужно остановиться на подготовке труб перед сваркой таврового соединения. Трубы должны соответствовать всем требованиям и не иметь дефектов, загрязнения и ржавчины, после чего можно выполнять сварку.

Следует выполнить прихватки, для труб диаметром до 300 мм хватит 4 равномерно расположенных прихваток . Для более широких труб прихватки выполняются с одинаковым интервалом по всему диаметру. Торец одной трубы необходимо выкроить определенным образом что бы он плотно прилегал к боковой поверхности другой трубы. Для труб с небольшим диаметром сделать это не очень сложно при помощи нескольких манипуляций болгаркой. Другое дело, когда предстоит работа с трубами больших диаметров. В данном случае, как правило, при разметке применяются различные шаблоны и развертки.

Видео

Полезные ролик о том, как можно резать трубы для приваривания их торцом к боковине.

[ads-pc-3][ads-mob-3] Далее выполняется сборка деталей на прихватки или в сборочно-сварочном приспособлении. Сварка соединения труб может выполняться как в поворотном положении (есть возможность вращения стыка вокруг своей оси) так и в неповоротном (нет возможности вращения стыка вокруг своей оси). Сваривая трубы, сварной шов приходиться выполнять по криволинейной поверхности, что несколько усложняет процесс. Необходимо стык разделить на участки и выполнять сварку за несколько приемов.

Сварной шов в зависимости от толщины стенки трубы выполняется за один или несколько проходов. Следует обратить внимание на состав труб и подобрать подходящие электроды. Сварной шов на трубах должен быть идеальный, в обязательном порядке проверяется наличие дефектов. Если дефекты имеются, то их исправляют.

Профильные трубы используются для ограждений, каркасов, различных металлических конструкций.

При тавровом соединении профильных труб так же выполняются прихватки. Электрод ведется под углом колебательными движениями снизу вверх. После сварки зачищается шлак.

Видео

В вертикальном положении

При тавровом соединении в вертикальном положении сварочный ток устанавливается более высоким для хорошего проплавления, сварку нужно выполнять снизу вверх с отрывом дуги.

Движение электрода выполняют петлями, уголками, дуговыми колебаниями и т.д., положение электрода должно быть 45 градусов, иногда сварку выполняют сверху вниз. Разжигая дугу, электрод держим перпендикулярно к свариваемой поверхности, такая техника сварки не удобна и нужно тщательно контролировать сварочную ванну. Для контроля ванны необходимо снизить сварочный ток, что бы не перегревать металл, электроду необходимо задать правильное положение, что бы давление дуги поддерживало жидкий металл, а не способствовало его стеканию в низ. Сварка производится на короткой дуге что бы расстояние между торцом электрода и деталью было минимальным.

В нижнем положении

Выполняя сварку в нижнем положении результата сварщик может достигнуть более высокого качества, ток должен быть выше, если полярность прямая и ниже, если полярность обратная.

Соединение вертикальное с разделкой кромки, шов в нижнем положении

Положение электрода направлено в корень сварного соединения, длина дуги меньше при сварке на обратной полярности, вести электрод нужно равномерно, не упуская сварочную ванну.

Чем отличается угловой шов от Таврового?

Угловой шов и тавровый шов — это разные виды соединений металлических конструкций.

Угловой шов используется для соединения двух элементов под прямым углом друг к другу. Это достигается путем наложения одного элемента на другой в форме угла и последующей сварки. Этот тип шва часто используется в металлических конструкциях, таких как рамы окон, дверей, заборы и т.д.

Тавровый шов — это соединение, которое используется для крепления двух элементов на плоскости. Он получил свое название от формы Т-образной балки (тавра), которую он использует для соединения. Тавровый шов используется для создания жестких конструкций, таких как мосты, рамы и т.д. Он может быть сварен, заклеплен или зашуруплен.

Таким образом, угловой шов и тавровый шов отличаются формой и местом применения в металлических конструкциях.