Катет шва при сварке 4 мм листа

Расчет катета сварного шва от толщины металла

В производстве металлоконструкций и автомобилей с большим весом сварные соединения должны выдерживать высокие нагрузки. Спай будет качественным только в том случае, если перед началом работ точно рассчитаны все параметры. Один из важных показателей – катет шва (К). Это одна из сторон самого большого условного треугольника с равными боками, который возможно вписать в поперечное сечение соединения (ГОСТ Р ИСО 17659-2009, вступивший в силу 01.07.2010 г). Ее можно измерить или рассчитать, базируясь на размеры свариваемых элементов.

Расчет катета по толщине металла

Выбирая длину стороны треугольника, учитывается размеры заготовок, положение и вид спая. Подбор осуществляется для каждого элемента, но учитываются общие принципы. В домашнем хозяйстве можно использовать шаблон для измерения.

Чтобы соединение было достаточно прочным, обе одинаковые стороны треугольника должны иметь одинаковую длину (если элементы расположены под углом 90 о ).

Соединения могут быть:

• стыковые (без скоса кромок, с односторонним, с V-образным, X-образным, криволинейным скосом);
• торцевые;
• внахлест;
• угловые (угол от 30 о , односторонние, двусторонние без скоса кромок, с одним или двумя скосами);
• тавровые (угол острый или прямой, односторонние, двусторонние, без скоса кромок, с одним или двумя скосами).

Расчет длины катета сварного шва в зависимости от толщины металла возможен для трех видов швов: угловых, тавровых, внахлест.

Расчет длины катета шва, исходя из толщины металла, требуется на промышленном производстве, так как от этого показателя зависит прочность спая, расход сварочной проволоки, ее диаметра (чем длиннее сторона треугольника, тем толще проволока).

Важно! Если сторона треугольника слишком длинная, увеличивается объем жидкого металла (из-за большой площади нагрева) и расход присадки, готовое изделие может деформироваться.

Катет важен так же, если свариваются элементы различных размеров (расчеты производятся, базируясь на меньший показатель).

Формула расчета

Объем наплавленного материала равен квадрату катета. Например, если К увеличивается на 1 мм при длине спая 10 мм, расход проволоки увеличивается на 20%.

Для соединения внахлест материалов с толщиной до 4-х мм К=4. Если показатель больше, нужно взять 40% толщины и приплюсовать 2 мм.

Угловые сварные соединения бывают:

• нормальные (без выпуклости и вогнутости) — К равен толщине металла;
• вогнутые — К=0,85;
• выпуклые — К= s×cos45°, где s – ширина спая, cos45°=0,7071;
• специальные (треугольник не равнобедренный).

При расчете длины катета сварного шва в зависимости от толщины металла формулы недостаточно — важен способ сварки и текучесть свариваемого металла.

Полученный результат необходимо сверить с требованиями ГОСТ 11534-75 и ГОСТ 5264-80 или справочными материалами.

При проведении сварочных работ в домашнем хозяйстве достаточно установить сторону треугольника, превышающую толщину на 1-1,5 мм, или определить показатель по таблице. Существуют правила, которые необходимо соблюдать всегда. К должен быть меньше, чем толщина самого тонкого элемента, умноженная на 1,2. Протяженность спая должна быть меньше, чем К*4.

Расчет катета для шва 1м

На практике все расчеты достаточно условные, так как базируются на предпосылках:

• нагрузка распределяется равномерно по всей длине наплавленной присадки;
• разрушение возможно только по слою присадки, равному 0,7 К.

Цель проектировочных расчетов – определить оптимальный размер спая для определенного показателя растяжения и осевого напряжения.

Оптимальная протяженность наплавленной присадки по нагрузке на растяжение определяется по формуле:

L – протяженность спая;

F – планируемая реальная нагрузка на соединение;

ρ – допустимая нагрузка на соединение.

Оптимальная протяженность по осевому напряжению:

Из этой формулы можно вывести формулу для расчета К при протяженности наплавленной присадки 1 м:

Это значит, что К полностью зависит от величины допустимой нагрузки.

Допустимые нагрузки на сжатие, растяжение и срез для различных методов сварки определены в специальных таблицах.

При разработке проектной документации:

• выбирается метод сварки, вид сварки, марка электрода (проволоки);
• определяют нормативную допустимую нагрузку;
• рассчитывают длину спая на растяжение и осевое напряжение;
• создают чертеж соединения;
• уточняют технические характеристики и размеры свариваемых элементов.

При разработке проектной документации сварки определение точной величины катета шва от толщины металла и оптимальной длины спая проводится с целью повысить качество работ и минимизировать их себестоимость. Важно получить прочные и надежные соединения при минимальных затратах. Особенно важен этот показатель на больших промышленных предприятиях, изготавливающих металлоконструкции, которые должны выдерживать во время эксплуатации повышенные нагрузки.

Катет сварного шва

Прочность сварных швов определяется не только правильно выбранным режимом сваривания двух металлических заготовок или правильно подобранными расходными материалами, но и точными размерами самого сварочного шва. И если при стыковом виде сварки за основу берется ширина валика, то при угловом катет сварного шва. Что это такое, и почему именно этот параметр влияет на прочностные характеристики соединительного участка.

Что такое катет сварочного шва

Если рассмотреть сварочный шов в разрезе при угловой сварке, то это в идеале должен быть равнобедренный треугольник. Так вот его катет, а это расстояние от конца шва одной детали до плоскости другой. По сути, катет шва и есть катет треугольника, поэтому данный показатель так и назван.

Итак, от значения катета углового соединения зависят прочностные характеристики стыка. Но в этом плане нельзя говорить о том, что чем больше катет, тем прочнее соединение. Потому что большое количество наплавленного металла может привести к сварочным деформациям. Плюс, это всегда большой расход электродов, газа, флюса и присадки, и как следствие повышение себестоимости проводимых сварочных работ.

Поэтому необходимо учитывать геометрию стыка с таким учетом, чтобы в него поместился катет с большими параметрами продольного сечения. Если производится сваривание двух заготовок разной толщины, то катет определяется по детали с меньшей толщиною. Обычно данный параметр сварочного шва определяется и измеряется специальными шаблонами. Сегодня все чаще сварщики пользуются универсальными измерительными инструментами УШС-2. Их называют катеомерами сварщика.

Это несколько тонких пластин, на концах которых есть выемки, определяющие разные размеры катетов. Соединяются пластины кольцом или шарниром. Прикладывая поочередно каждый шаблон к сварочному шву, находится тот, который точно будет прилегать к образовавшемуся валику.

По форме шов должен быть без выпуклостей и вогнутостей. Но так получается редко.

• Обычно сварной шов – это валик с выпуклой поверхностью. Специалисты отмечают, что это не самый лучший вариант, потому что внутри такой формы концентрируются напряжения, плюс увеличивается расход материалов.
• Идеальный же вариант – валик с вогнутой поверхностью, который получить очень сложно. Для этого необходимо правильно настроить параметры сварочного аппарата, а также точно соблюдать определенную одинаковую скорость электрода. А этим владеют только сварщики с большим опытом. Поэтому вогнутую поверхность получают после сварки механической обработкой. Данный вид сварного шва в сборке металлоконструкций не используется.

Что касается размеров катета углового соединения, то, как уже было сказано выше, все зависит от толщины свариваемых деталей. К примеру, если их толщина находится в пределах 4-5 мм, то катет не должен превышать 4 мм. Если толщина больше данного показателя, то и катет не должен быть 5 мм – и это минимальный показатель.

Необходимо отметить, что вогнутость и выпуклость сварного валика во многом зависит от того, каким электродом проводился сварочный процесс. Здесь имеется ввиду химический состав стержня. К примеру, если сварка проводилась электродом, расплавленный металл которого становился вязким и густым, то получается в конечном итоге выпуклая поверхность валика. Если расплавленный металл был жидковатым и растекающимся, то получается вогнутая поверхность.

Что касается режима и скорости проведения сварочного процесса.

• В основе выбранного режима лежат две величины: сила тока и напряжение. Так вот при увеличении силы тока и стабильном напряжении увеличивается глубина проварки, и уменьшается ширина шва. При стабильном токе и изменении напряжения наблюдается снижения параметра глубины проварки и увеличения ширины валика. Понятно, что и катет шва при сварке будет изменяться.
• Если скорость перемещения электрода вдоль сварочного стыка не превышает 50 м/час, то глубина проварки стыка увеличивается, а его ширина уменьшается.
• Все происходит наоборот, если скорость начинает увеличиваться и превышает обозначенное значение. В любом случае, не только уменьшается катет шва, но и снижаются характеристики металла внутри зазора между заготовками, потому что нагрев ванны производится незначительный.

Расчет катета шва

Так как в сечении сварной шов – это прямоугольный равнобедренный треугольник, то размер его катета рассчитать несложно. Для этого можно воспользоваться тригонометрической формулой: T = S cos 45º, где

• Т – это величина катета шва;
• S – это ширина валика или гипотенуза треугольника.

Чтобы узнать размер катета, необходимо в первую очередь замерить ширину сварного шва. Сделать это несложно. При этом cos 45° равно 0,7. Подставляя все значения в формулу, можно с большой точностью определить размер катета сварного шва.

К примеру, если ширина валика равна 3 мм, то его катет будет равен: 3х0,7=2,1 мм. А так как существуют определенные стандарты, которые гарантируют качество конечного результата в зависимости от ширины сварочного валика, то можно установить стандартные значения и самого катета. Так при сваривании двух заготовок толщиною 12-19 мм, оптимальное значение ширины шва находится в пределах около 6 мм, а значит, стандартный размер катета будет равен 4,2 мм или выбирается диапазон 4-5 мм.

То есть, сварив две заготовки данной толщины, можно измерить катет шва, выбрав катетомер определенного размера. Если он не совпадает, значит, сварка была проведена неправильно, и гарантировать ее высокое качество нельзя.

Выводы

Давая определение катету сварного шва, необходимо понимать, что данный показатель относится к категории качественных. От него во многом зависит прочность и надежность свариваемой конструкции, поэтому при создании схемы сварки на больших производствах обязательно данный параметр оговаривается. И если в неответственных конструкциях к нему отношение «прохладное», то для тех соединений, которые будут подвергаться большим нагрузкам, данному значению отводится важная роль.

В сложных сварочных технологиях катет выбирается индивидуально для каждого стыка. Но, в сущности, для него используют стандартные общие принципы выбора. А это, как уже было сказано выше, толщина соединяемых металлов, их химический состав, режим сварки, тип электрода или присадочной проволоки.

Какой максимальный катет может быть у сварного шва Т3 прикрепления пластины в тавр к пластине?

Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов

Сообщение от Tyhig:
Как между собой связаны диаметр электрода и катет шва ?

Катет шва никак не связан с диаметром электрода, он назначается конструктором, а вот диаметр электрода с катетом шва некоторым образом связан, ну там экономикой(не выгодно сваривать например крупные швы тонкими электродами), ну и например возможностью исполнения (попробуйте исполнить шов с катетом 3 электродами в два раза более толстыми)
Ну наверное где-то так :-), но это все технология

Сообщение от Tyhig:
Как между собой связаны диаметр электрода и катет шва ?

Сообщение от Tyhig:
Как между собой связаны диаметр электрода и катет шва ?

В любом справочнике и даже учебнике по сварке расписано много и подробно. “Ноги растут” только от толщины свариваемых деталей + типы соединений.

Сообщение от МишаИнженер:
какой может быть максимальный катет у двустороннего шва прикрепления одной пластины в тавр

“Просто такового” максимального катета не существует

Сообщение от BM60:
“Просто такового” максимального катета не существует

Странное выражение!
Подход 1:
Допустим если привариваемая пластина 10 мм и катет шва 8 мм, то с одной стороны пластина прожгётся на 8 мм и с другой стороны на 8 мм, в сумме получится 16 мм.
А максимальный катет=1,2*10=12 мм (то есть пластину можно прожигать катетом не более 12 мм) а у меня суммарный катет 16 мм. Получается что катет 8 мм для двустороннего шва назначать нельзя? Максимально возможный катет получается равен 6 мм?
Подход 2:
С другой стороны если сделать шов с одной стороны то толщина пластины увеличится на ширину катета: 10+8=18 мм
Максимальный катет шва с другой стороны=1,2*18=21,6 мм
В пределе если с одной стороны сделать катет 1,2*10=12 мм, то с другой стороны можно делать катет=1,2*12=14,4 мм.
Таким образом максимальный катет для двустороннего шва приварки пластины 10 мм равен 12 мм.
Какое и этих рассуждений правильное?

Сообщение от МишаИнженер:
Допустим если

Вот с этого “допустим” и нужно ставить вопрос свой. Не надо выискивать экзотику. ВСЁ в ГОСТе есть. А для техники вопроса учебник по сварке и справочник по сварке.
Никакое рассуждение твое неправильно, если не сказать жестче. Забудь о них. Не надо придумывать чушь. Каковы толщины, каков тип соединение = ФСЁ! В таблицах соединений есть катеты. И максимальный никогда никого не интересовал. Он априори всем известен, и известна его зависимость. Никаких гипотетических условностей, тем более они тобой придуманы – если бы да кабы.
Эти твои “суждения” напоминают одного юного конструктора. Он вместо учения матчасти постоянно ломал свою голову и измордовал всех своих коллег – а если сварщик поддатый, он прожГет лист с той стороны?, а если он варить будет четверкой, он проварит полностью, или мне написать с двух сторон, чтобы наверняка.
.
Лист 10 варится тавром к листу 8, катет 8! Лист 3 варится также к листу 10, катет 3! А тип шва думаешь сам.
А места на полке хватает всем и всегда.

Сообщение от BM60:
Эти твои “суждения” напоминают одного юного конструктора. Он вместо учения матчасти постоянно ломал свою голову и измордовал всех своих коллег – а если сварщик поддатый, он прожГет лист с той стороны?
.
Лист 3 варится также к листу 10, катет 3! А тип шва думаешь сам.

Совершенно правильно “юный конструктор” ставил вопросы, потому как должен думать “и за себя и за того парня”.
По ГОСТу 5262-80 для приварки к пластине толщиной 10 минимальный катет – 5 (Приложение 1). Так что матчасть необходимо и Вам подучить.

Сообщение от МишаИнженер:
А максимальный катет=1,2*10=12 мм (то есть пластину можно прожигать катетом не более 12 мм)

ИМХО, в данном случае это правило не действует, есть ведь тавровые швы с полным проваром. Здесь не стоит прожигать лист, к которому привариваем, по-видимому.

Сообщение от МишаИнженер:
Подскажите пожалуйста какой максимальный катет может быть у сварного шва Т3 прикрепления пластины в тавр к пластине?

Для строительных конструкций согласно СНиП максимальный (ну и заодно минимальный) катет углового шва (да, швы угловые, а соединение – тавровое, тип Т3):

Сообщение от :
15.1.7 Размеры сварных угловых швов и конструкция соединения должны удовлетворять следующим требованиям:
а) катет углового шва не должен превышать, где – наименьшая из толщин свариваемых элементов; катет шва, наложенного на закругленную кромку фасонного проката толщиной , как правило, не должен превышать ;
б) катет углового шва, должен удовлетворять требованиям расчета и быть, как правило, не меньше указанного в таблице 35;

О подобных ограничениях написано также и в самих ГОСТ (в конце).

Сообщение от МишаИнженер:
Вопрос возникает потому что в толстых Гостах 5264-80, 8713-79 даны только рисунки а размеры катетов не регламентируются.

В этих ГОСТах (и в еще нескольких подобных) катеты для Т3 и многих других типов соединений не могут регламентироваться – катет, наоборот, назначается конструктором (из расчета или конструктивно).

Сообщение от МишаИнженер:
. очень много путаницы в обозначении . По моему мнению. наверное. Хотя. должно хватать. можно написать в примечаниях. Но похоже такой простоты наши законодатели в ГОСТах не хотят позволить простым инженерам..

Есть стандарты по оформлению чертежей, также можно изучить примеры оформления, лучше КМД или даже КД.

Сообщение от МишаИнженер:
ГОСТов придумали кучу, только техника в стране никудышная..

Которая техника? Черчения или сварочная?

Сообщение от МишаИнженер:
катет шва 8 мм, то с одной стороны пластина прожгётся на 8 мм..

Катет шва – это внешний размер (какой конкретно, можно посмотреть в таблицах размеров в “толстых Гостах 5264-80, 8713-79“). То, что Вы называете “прожгется” – это глубина проплавления. Глубина проплавления мало связана с катетом.
Добрый Человек

Сообщение от :
..знает квалифицированный сварщик. Ему вроде бы как и не надо указаний

Сварной шов на чертеже так или иначе должен быть определен по всем параметрам. Просто проекты изобилуют указаниями типа “минимальный катет швов принять равным минимальной толщине. “. Такое указание – не мода, а просто уместно на данном чертеже.
А на другом – может быть неверным. Если ничего не написано – значит, не определено. Толстый шов не всегда означает гуд.

Сообщение от Tarbar:
По ГОСТу 5262-80 для приварки к пластине толщиной 10 минимальный катет – 5 (Приложение 1).

Соответственно деталь толщиной меньше 4.16 мм к десятке не приварить?
Вот блин, а как же стойку к опорной пластине приварить если толщина стенки трубы t=4 а пластины 20 мм.

Есть расчет сварных швов в соответствии с которым и назначаются катеты. Есть конструктивные требования к минимальным размерам швов. Следовательно по расчету определяется минимальный, а по конструктивным фактический, но заведомо обеспечивающий передачу усилия.
А для указанных случаев существуют положения СНиП п. 12.8 а и 12.8 б.

Сообщение от Foksolic:
Соответственно деталь толщиной меньше 4.16 мм к десятке не приварить?

В Приложении 1 говорится про угловые швы. На тавровые соединения не распространяется?
Можно ведь применить тавровый шов с разделкой кромок – в этом случае катет не назначается.

Сообщение от :
По ГОСТу 5262-80 для приварки к пластине толщиной 10 минимальный катет – 5 (Приложение 1). Так что матчасть необходимо и Вам подучить.

Сообщение от Tarbar:
В Приложении 1 говорится про угловые швы. На тавровые соединения не распространяется?

да вообще то о табл. 38* СНиП. А там минимальный катет обозначен и максимальный тоже.

Сообщение от Serge Krasnikov:
приложение 1 является не обязательным, а рекомендуемым

А таблица 38 СНиП II-23-81* тоже рекомендуемая? Ну-ну.

Сообщение от Foksolic:
да вообще то о табл. 38* СНиП.

Фактически эта таблица и Приложение 1 ГОСТа повторяют друг друга, только в СНиПе почему-то не рассматривается вариант с толщиной листа от 3 до 4 мм.

Источники:

http://solidiron.ru/obrabotka-metalla/svarka/raschet-kateta-svarnogo-shva-ot-tolshhiny-metalla.html
http://svarkalegko.com/tehonology/katet-svarnogo-shva.html
http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=78624