Koutový svar: co, symbol, diagram, proces, stroj, síla a několik faktů

Fillet Weld je spojitý svar používaný ke spojení dvou kovových dílů, které svírají úhel, ve většině případů k sobě 90 stupňů.

Koutové svary mohou vlivem svařovací techniky dosáhnout trojúhelníkového, konkávního, konvexního nebo plochého tvaru. Nejčastěji používaný typ svaru ve zpracovatelském průmyslu, který pokrýval široký rozsah (téměř 70-80 %) spojů připravených metodou obloukového svařování.

Netavné procesy, jako je pájení natvrdo a pájení, se také používají pro koutový svar.

Koutové svary jsou považovány za T spoje, kde jsou dva kovové kusy navzájem spojeny v pravém úhlu, a také jako přeplátované spoje, kde jeden kus kovu překrývá druhý kus kovu.

Co je to koutový svar?

Koutový svar vyžaduje méně přípravy hrany a má téměř trojúhelníkový průřez.

Fillet Weld je velmi nákladově efektivní a také jednoduchý způsob spojování, proto jeden z nejrozšířenějších typů svarů ve zpracovatelském průmyslu. Odlišný Pro získání koutového svaru se používají procesy obloukového svařování, jako je kovový oblouk, wolframový oblouk, stíněný kovový oblouk atd.

Příklad koutového svaru

Ve svářečském průmyslu se koutový svar nejčastěji používá pro různé účely.

Obecně svářeči preferují koutové svary, když chtějí připojit příruby k potrubí, svařovat průřezy infrastruktur a vyměnit šrouby, protože nejsou dostatečně pevné a mají vysoké šance na opotřebení.

Koutový svar

Koutový svar ke spoji dochází, když jsou dva kovové povrchy nebo jiné tvary spojeny nebo svařeny navzájem kolmo nebo pod úhlem.

T-spoj, přeplátovaný spoj, rohový spoj, všechny jsou součástí koutového svaru. Koutové svary dosahují vzhledu trojúhelníku a v závislosti na technice svářeče a různých parametrech mohou mít konkávní, plochý nebo konvexní povrch.

Symboly také uvádějí rozměry svaru různými způsoby, jako je délka ramene, délka svaru, mezery mezi svary. Síla svaru je také uvedena pomocí kombinace písmen a číslic stejně jako E60.

Symboly koutového svaru

Základní symbol pro Fillet Weld je ve tvaru trojúhelníku skládajícího se z referenční čáry a šipky a ocasu.

Trojúhelník leží buď pod nebo nad referenční čárou, šipka vždy směřuje k místu svaru. Ocas je volitelný prvek symbolu, který poskytuje informace týkající se svaru.

V ISO 2553 se jako referenční čára používá jedna spojitá a jedna přerušovaná čára umístěná vzájemně rovnoběžně. Pokud se symbol skládá z jediné referenční čáry s trojúhelníkem nad čarou, znamená to, že svar bude na opačné straně šipky.

Pokud se spoj skládá ze dvou zaoblení, pak se pro označení použije šipka se dvěma trojúhelníky nad a pod referenční čárou. Pro souvislý svar kolem spoje se pak kolem bodu spojení referenční čáry a šipky směřující ke spoji umístí malý kruh.

Pro popis estetiky svaru existují různé symboly. Pro konkávně tvarovaný svar je pro znázornění použita jednoduchá křivka směřující od přepony zaobleného trojúhelníku a pro konvexní svar křivka směrem k přeponě.

Části koutového svaru

Běžně používané konstrukce spojů pro koutové svary jsou T-spoj, přeplátovaný spoj a rohový spoj, v každém ze spojů jsou dva povrchy navzájem pod pravým úhlem.

Různé části koutového spoje lze vysvětlit pomocí obrázku níže:

Části koutového svaru jsou vidět na obrázku výše: noha, kořen, obličej, špička a hrdlo. Délka (5) představuje tloušťku hrdla, vzdálenost mezi středem čelní plochy zaoblení a kořenem koutového spoje.

Tloušťka hrdla by se měla rovnat tloušťce kovového kusu, který má být svařován. Pomocí délky hrdla můžeme vypočítat pevnost, kterou může vydržet koutový spoj.

Délka nohy (1) představuje dvě strany trojúhelníkového filetu. Pro specifikaci velikosti svaru se používá délka zaoblení. Face(3) dodává vnějšímu vzhledu svaru, kořen (2) představuje nejhlubší průnik.

Jak změřit velikost koutového svaru?

V technickém výkresu může symbol pro zaoblení obsahovat rozměry svaru.

Velikost svaru můžeme definovat různě, jako je délka svaru, velikost ramen, měření mezery mezi svary.

V symbolu je vlevo umístěna velikost nohy, u filetového spoje s nestejnou velikostí nohy musíme uvést oba rozměry jako 1″ x 1.3″. Na druhou stranu u svaru se stejnou velikostí nohou stačí pro znázornění jeden rozměr.

Na pravé straně zaobleného trojúhelníku uvádíme délku svaru. V případě dvojitého zaoblení jsou velikosti uvedeny samostatně pro obě strany spoje. Pokud koutový svar není souvislý, délka a rozteč mezi středem přerušovaných koutů jsou uvedeny vpravo od symbolu.

Vzorec velikosti koutového svaru

Výpočet minimální a maximální velikosti koutového svaru je nutný pro vydržení maximálních napětí působících na svar.

Vždy preferujeme optimální hodnotu pro svarový spoj, je nutný přesný výpočet pro získání správné velikosti koutového svaru. Pokud se konstruktér rozhodne pro velikost svaru nad optimální hodnotou, nepřidá to pevnost svarovému spoji, místo toho je pozorován nárůst svarového kovu, lidské síly a nákladů.

Při rozhodování o délce ramena koutového svaru si vždy musíme pamatovat, že minimální velikost ramene by měla být 3/4 tloušťky plechu a pro nestejnou tloušťku plechu zvažte tenčí.

Minimální velikost koutového svaru = 3/4, t = tloušťka koutového svaru s ohledem na oboustranně svařovaný koutový spoj s celodélkovým koutovým svarem. Pouze pro jednu stranu Délka filetové nohy by měla být zdvojnásobena.

Efektivní délka koutového svaru

Přizpůsobivost staveniště a snadná výroba jsou přednostmi, díky nimž se koutový spoj opouští jeden. Jeden člen překrývá druhý, proto vyžaduje menší přesnost při montáži.

Abychom vypočítali efektivní délku koutového svaru, musíme od celkové délky koutového svaru odečíst dvojnásobek velikosti zaoblení.

Efektivní délka filetu, l_eff = l – 2. Z

l_eff musí mít minimální hodnotu čtyřnásobku velikosti svaru, l_eff > 4. Z

Délka svaru uvedená v diagramu je považována za efektivní délku svaru a 2 . Z je dodatečná délka poskytovaná svářečem.

Tloušťka hrdla koutového svaru

Průřez koutového svaru může být reprezentován pravoúhlým trojúhelníkem a kolmá vzdálenost přepony od průsečíku ramen je známá jako tloušťka hrdla.

Postup výpočtu tloušťky hrdla krok za krokem je uveden níže:

Na výše uvedeném obrázku pro trojúhelník ABC Z= velikost ramene nebo velikost svaru

BD= tloušťka hrdla=t

Délka svaru=l

Minimální plocha hrdla se získá u hrdla BD, která je dána součinem t a Z.

Nyní t= z cos 45⁰ Nebo 0.707 Z

Minimální plocha svaru nebo hrdla

A= tloušťka hrdla X délka svaru=0.707 Z l

Pokud σ_t je přípustné napětí v tahu pro svarový kov, potom pevnost v tahu spoje pro jednotlivé kouty

P=Oblast hrdla x přípustná pevnost v tahu=

Spoj s dvojitým filetem,

Provedení koutového svaru

Koutové spoje jsou sice velmi běžné, ale před vytvořením takového svaru je třeba zvážit různé aspekty.

Tloušťka hrdla a velikost ramen by měly být vždy v určitém rozmezí pro dokonalý koutový svar.

Je trochu obtížné dosáhnout správné velikosti svaru při zachování požadované délky ramene a tloušťky hrdla. Obecně konstruktéři při výpočtu velikosti připouštějí bezpečnostní faktor, proto je velikost svaru uvedená ve výrobním výkresu obecně větší než požadovaná konstrukční velikost

Koutové svary lze upřesnit dvěma termíny, Z= velikost svaru nebo velikost ramen a t= velikost hrdla.

Hrdlo je minimální průřez svaru umístěný na 45⁰ na velikost nohy.

Nyní t= z cos 45⁰ Nebo 0.707 Z

Velikost svaru je určena velikostí jeho nohy (Z).

Paralelní koutový svar je vystaven porušení smykem v části hrdla,

Pevnost jediného koutového svaru je

Kde l= délka celého svaru

= maximální dovolené smykové napětí

P = zatížení působící na desky.

Příčný koutový svar

Koutové spoje jsou dvou typů: příčný spoj a paralelní spoj. Hlavním účelem návrhu příčného koutového spoje je odolat pevnosti v tahu.

U příčného koutového svaru je směr svaru kolmý ke směru síly působící na spoj a u paralelního spoje je směr svaru rovnoběžný se směrem síly působící na spoj. Příčný svar lze rozdělit na jednoduchý a dvojitý příčný koutový svar.

Jediný příčný spoj se může vychýlit z tvaru od okraje, který není svařen, to je hlavní nevýhoda jediného příčného koutového svaru. V příčném koutovém svaru je zatížení považováno za tahové, protože zatížení je kolmé na svar.

Únosnost neboli pevnost svaru je σ_t = F/A kde

σ_t= pevnost svaru v tahu

F= Síla, kterou svar zvládne

A = účinná plocha svaru

Efektivní vzhledem k tomu, že obě nohy jsou stejné, teoretické hrdlo bude z cos 45⁰

Nebo 0.707 Z

Pro všechny koutové spoje lze plochu vypočítat vynásobením hrdla svaru k délce ramene (z) svaru.

Pokud σ_t je přípustné tahové napětí svarového materiálu, pak pevnost v tahu jednoho příčného koutového svaru je

P= plocha hrdla x dovolené napětí v tahu

P = 0Z. l σ_t

Pro dvojitý příčný koutový svar

P = 2 x 0Z. l σ_t

Koutový svar vs. Buttweld

Rozdíly mezi koutovými a tupými svary jsou uvedeny níže:

Vzorec velikosti koutového svaru

Zkreslení je běžná porucha spojená se svarovými spoji, hlavními příčinami zkreslení je tepelná roztažnost a smršťování svarového materiálu a základního materiálu při svařování.

Symetrický svar snižuje zkreslení, ale přizpůsobení symetrického svaru v každém případě není možné. Převařování také způsobuje zkreslení.

V evropských zemích technické výkresy pro zaoblení uvádějí velikost hrdla a ve Spojeném království se obecně uvádí velikost nohy. Pro koutový svar se stejnou délkou ramen je trojúhelník průřezu pravoúhlý trojúhelník s úhly 45 stupňů v každém rohu.

Vztah mezi velikostí hrdla a velikostí nohou je uveden níže:

Pokud \\tau je povolené smykové napětí materiálu svaru, pak pevnost ve smyku jednoho paralelního koutového svaru je

 P= plocha hrdla x dovolené smykové napětí=

Pro dvojitý paralelní koutový svar

Vzorce pro výpočet pevnosti v tahu pro příčný koutový svar jsou uvedeny výše (záhlaví příčný koutový svar).

Obecně by zaoblení měla být navržena tak, aby vydržela namáhání ve smyku. Pro koutový spoj se stejnými rameny je tloušťka hrdla 0.707 násobek velikosti ramene, což dává plochu svaru rovnou rozměru hrdla krát délce svaru.

Jak používat měřidlo svaru?

Dvě hlavní použití měřidla koutového svaru je měření délky ramene a kontrola tloušťky hrdla.

Čtení měřidla zaoblení je poměrně jednoduché a velmi jasné, bez jakékoli složitosti. Každý konec měřidla měří jak délku nohy, tak tloušťku hrdla. Konvexní strany počítají délku nohy a strany s výstupky uprostřed měřidla svaru počítají tloušťku hrdla.

V závislosti na typu koutového spoje se musíme rozhodnout, kterou stranu měřidla použijeme k měření. Vždy je třeba se vyvarovat nadměrné konvexnosti, protože vysoká konvexita spoje přispívá ke zvýšení napětí a vede k prasklinám a poruchám svarů.

V případě konkávního svaru se velikost svaru měří pomocí té strany měřidla svaru, kde se středový jazýček musí dotýkat svarové plochy. Tloušťka nejhlubší penetrační části je obtížně měřitelná, protože se nachází v tepelně ovlivněné zóně a je obtížné přesně definovat její rozsah.

Závěr:

Na závěr našeho příspěvku můžeme uvést, že pro inženýra je nezbytná důkladná znalost návrhu koutových svarů. Pro reprezentaci velikosti svaru je nutný vhodný symbol svaru. Ve Velké Británii je délka ramene specifikována „Z“ v EN ISO 2553 a číslo udává velikost svaru v milimetrech.

Sangeeta Das

Jsem Sangeeta Das. Absolvoval jsem magisterské studium ve strojírenství se specializací na spalovací motory a automobily. Mám asi deset let zkušeností z průmyslu a akademické sféry. Mezi mé oblasti zájmu patří spalovací motory, aerodynamika a mechanika tekutin. Můžete mě kontaktovat na