Birleşme Hazırlığı Dikdörtgeni
Kavanoz Dikdörtgeni Dikdörtgeni Dikdörtgeni
İki parça arasındaki dikenli tam birleştirme yapabilmeden önce kenarları hazırlanmalıdır: yükseltildi: bir kaba doldurmak için bir çukur oluşturmak.
Bu çukurun geometriği her şeyi belirir: gerekli diken metal miktarı, erime penetrasyonu derinliği, bağlantıın gücü ve parçanın sarkması.
V-kavanoz tam birleştirme bağlantılarının ana boyutları:
- Yükseltme açısı: Her plaka kenarına işlenen açısı, genellikle her tarafta 30° ila 37,5°.
- Dahil açısı: Kavanozun (her iki yükseltme birleştirildiğinde) toplam açısı. Simetrik bir V-kavanozda 30° yükseltmelerle, dahil açısı 60°'dır.
- Taban açığı: Kavanozun tabanındaki iki plaka arasındaki aralık, genellikle 1-3 mm. Bu açıklık, arkadaki arkın geçmesine izin verir.
- Taban yüzü: Kaba yükseltmenin altındaki küçük düz bir alan, genellikle 1-2 mm. Bu, arkın açıklığından geçmesine izin verir.
Kavanoz Profilleri
V-Kavanoz, J-Kavanoz, U-Kavanoz
V-kavanoz en basitidir: her iki tarafında da düz yükseltmeler ve taban. Bir freze veya alevle kolayca kesilebilir. Ama V şeklinin geniş açıklığı, özellikle kalın parçalarda, çok fazla diken metaline ihtiyaç duyar.
J-kavanoz, her iki profilin (harici görünüm olarak J harfinin çapraz kesitinde) yerine eğrilmiş bir profilde kullanılır. Eğrilme, çukurun hacmini azaltırken, erimeye erişim sağlar. 1 inç ve daha kalın parçalarda kullanılır.
U-kavanoz, her iki tarafında da eğrilmiş profilde kullanılır (harici görünüm olarak U şeklinde). En az diken metaline ihtiyaç duyar, ancak en zorlu makineyi gerektirir. Yüksek değerli ve kalın bağlantılar için: basın kapları, nükleer borular.
Tek-V ve Çift-V: Çok ince parçalarda (yaklaşık olarak 3/4 inç), bir taraftan yükseltme yapılır: tek-V. Kalın parçalarda, her iki taraftan yükseltme yapılır: çift-V (çapraz kesitte X şeklinde görünür). Çift-V, aynı kalınlıkta tek-V'den yaklaşık olarak yarı kadar diken metaline ihtiyaç duyar ve her iki taraf arasında diken ısısının dengelenmesine yardımcı olur, böylece sarkma azalır.
Diken hacmi geometrik olarak katlanır: V-kavanoz için, kavanozun kesit alanı yaklaşık olarak bir üçgen şeklindedir. Üçgenin alanı = ½ taban × yükseklik. Parça kalınlığının iki katına çıkarken, hem taban hem de yükseklik iki katına çıkar, böylece diken hacmi dört katına çıkar. Bu nedenle, kalın parçalar diken maliyetinin pahalı olduğu nedenidir: maliyet geometrik değildir, lineardır.
Dikenli Cisim Hacmini Hesaplamak
Bir çivi, iki 1 inç kalınlığında levhadan oluşan tek bir V arka bağlantı hazırlıyor. Her levha, her iki tarafında da 30° eğimle eğimli (toplam açılı 60°). Kök açıklığı 2 mm (yaklaşık 0,08 inç), ve kök yüzü 2 mm (0,08 inç).
Bağlantı 12 inç uzunluğundadır.
Bacaklar, Gövde ve Üçgenler
Dikenli Çivi Geometri
Dikenli çivi, iki yüzeyin bir açıyla birleştirilmesine yardımcı olur: en yaygın olarak, 90°'lık bir T-joint veya bir kenar bağlantıda kullanılır. Dikenli çivi kesit alanı, yaklaşık olarak bir doğru üçgen şeklindedir.
Ana boyutlar:
- Bacak boyutu: Üçgenin taban metaline değen her kenarın uzunluğu. Standart eşit bacaklı bir dikenli çivi için, her iki bacak da aynı uzunluktadır.
- Göğüs kalınlığı: Kök (iç köşe)ten dikenli çivi yüzüne (hipotenüs) paralel olan üçgenin en ince kısmı. Eşit bacaklı bir dikenli çivi için, göğüs kalınlığı = bacak × cos(45°) = bacak × 0.707.
Göğüs kalınlığı, gücün temelidir: yük altında başarısız olan ve dikenli metalin en ince kısımlarıdır.
Örnek: 3/8 inçlik bir dikenli çivi için, teorik göğüs kalınlığı 0.265 inç (3/8 × 0.707) olacaktır.
Kavisli vs. İğneyli Profiller
Bir konveks fillet weld, düz hipotenüsün üzerinde dışarıya doğru büzülür. Daha fazla diken (daha fazla malzeme) olmakla birlikte, dikenlerin taban metalle ile temas ettiği noktalar (yani taban metalinin olduğu yerler) üzerinde gerilim konsantrasyonları oluşturur: çünkü geometrik geçiş keskinleşir.
Bir konkav fillet weld, içe doğru kıvrılır. Daha az diken metaline (hafif, ucuz) sahiptir ve dikenlerin tabanlarında geometrik geçiş daha düzgün hale gelir: daha az gerilim konsantrasyonu. Ama boğumun kalınlığı teorik hesaplamadan daha ince olduğu için, çelik possibly weaker olabilir.
İdeal profil düz veya hafif konvekstir: yeterince boğum için güç, yorgunluk direnci için yeterince düzgün diken uçları.
Boğum Kalınlığı ve Çelik Gücü
Bir yapı mühendisi, T- birleştirme üzerinde bir fillet weld ile en az 5 mm boğum kalınlığı gerektirir.
Sıcaklık Şekil Değişimi ve Geometrik Deformasyon
Neden Dikme Deformasyon Oluşur
Dikme, 1500°C'den yüksek sıcaklıklarda erimiş metal depolar. Dikme soğurken, daralır: ve bu daralma, çevresindeki temel metal üzerinde çekme yapar, parçayı sapa çevirir.
Deformasyon paternleri, geometrik ve öngörülebilir:
- Uzunlamasına daralma: Dikme soğurken, uzunluğunun boyunca kısalır. 10 fitlik bir dikme, 1-3 mm uzunluğunda kısalabilir.
- Yatay daralma: Dikme, iki levhayı V-groove butt weld gibi, kenarına yerleştirir. İki levhayı, orijinal uyumuyla 2-5 mm daha yakın hale getirir.
- Yükseklik distorsiyonu: Jig'ın en üst kısmında (V deliği'nin geniş kısmı) daha fazla dikenli metal bulunur. Daha fazla metal, üst tarafta daha fazla küçülme anlamına gelir. Sonuç: plakalar, jigrin yukarı doğru hareket ederek V şeklinde deformasyon oluşturur. Distorsiyonun açısı, delik geometrisine ve geçiş sayılarına bağlıdır.
Önleme Stratejileri
Her önleme stratejisi geometridir:
- Dengeli bir kaynak dizini: Bir çift-V jigs için kaynak geçişlerini her iki taraf arasında değiştirerek küçülme kuvvetlerini eşitler.
- Ön bükme (öncelikli ayarlamalar): Kaynağa başlamadan önce, plakaları beklenen yükseklik distorsiyonunun zıt yönünde bükün. Kaynaşmanın küçülmesi, plakaları düzleştirir.
- Gerileme: Solundan sağa sürekli bir geçişle kaynak yapmamak ve ters yönde kısa segmentler kaynaklayarak, ısı daha dengeli bir şekilde dağıtılır ve birikimli uzunlamasına küçülme azalır.
- Kaynak dizini planlama: Karmaşık montajlar için, orta noktadan dışarıya (bir ucundan diğerine değil) kaynaklayarak, küçülmenin simetrik olarak dağıtılmasına izin verilir.
Küçülme ve Distorsiyonu Öngörmek ve Önlemek
Bir fabrikatör, bir dikey plaka ile bir dikey temel plaka arasında bir T-jig yapıyor. Dikey plaka boyunca hem iki tarafında hem de iki tarafında fillet kaynakları: çift taraflı fillet kaynakları.
Eğer bir tarafı tamamen kaynaklandıktan sonra diğer tarafı kaynaklarsa, temel plaka ilk kaynaklanan tarafta yukarı doğru eğrilir ve yükseklik distorsiyonu oluşur.
Dik Dikme Dürüstlük Öncesi Arc Atış
Uygunluk: Dolgu Öncesi Dikme Hati
Bir çentiklerin kalitesi, çentikçi arc atış yapmadan önce büyük ölçüde belirlenir. Uygunluk, dolgu yapmadan önce birleşimin geometrik hizalanmasıdır ve sık toleranslara sahiptir.
Eleştirel uygunluk boyutları:
- Kök açıklığı: İki parçanın birleşimin kökünde olan aralık. Genellikle kod için ±1 mm. Çok dar: arc, arka tarafa ulaşamaz. Çok geniş: çimento metal düşer.
- Yanlış hizalam (yükseksürek): İki levhanın yüzleri düzgün bir şekilde hizalanmamaktadır: biri diğerinden vertical olarak sarkıtmaktadır. Maksimum izin verilir: genellikle 1.5 mm veya levha kalınlığının %10'u, her iki durumda da daha az.
- Eğik hizalam: İki levha, istenmeyen bir açıdan birleşmemektedir. Maksimum: genellikle kod için 5°.
Her Bozukluk Bir Dikme İmzası Bırakır
- Dolgu eksikliği: Root opening çok sıkı: arc, arka tarafa ulaşamamıştır. Geometrik sonuç: kökte metalin birleşmemiş olduğu, gizli bir delik benzeri hasar.
- Yetersiz güçlendirme: Plaka yüzeyinden daha fazla dolgu metalinin birikmesi. Geometrik sonuç: dolgu kapağının dizginlerinin ucunda gerilim yükseltici.
- Alt kesme: Taban metalinin yanında, dolgu metalinin doldurmadığı bir groove. Geometrik sonuç: camda bir çizgi gibi gerilimi yoğunlaştıran bir delik.
- Buharlaşma: Dolgu metalinde yakalanmış gaz kabarcıkları. Geometrik sonuç: etkili göğüs kalınlığını azaltan küresel boşluklar.
Dikme Geometrik Bozukluklarını Tanımlama
Tamamlanmış bir V-groove butt dolgu inceleyen bir çentik müfettişi buluyor:
1. Dolgu güçlendirme kapağı, plaka yüzeyinden 5 mm yüksektir (izin verilen maksimum 3 mm).
2. Soldaki dolgu kapağının ucunda 1 mm derinlikte bir groove bulunmaktadır.
3. Radyografi, birleşme noktasının kökte metalin birleşmemiş olduğu bir çizgi ortaya koyuyor.
Kaynaklama geometrisi: Özeti
Ne Öğrendiniz
Kaynaklama, yapısal sonuçları olan uygulanan geometridir:
- Bevel geometrisi: V-kesit, J-kesit, U-kesit profilleri. Bevel açısı, kök açıklığı, kök yüzü. Kaynak hacmi plaka kalınlığının karesi ile orantılıdır: kalınlığı iki kat artırmak, kaynak metalini dört kat artırmaya neden olur.
- Fillet geometrisi: Gövde boyu = bacak × 0.707. Gövde boyu: değil, bacak: kaynak gücünü belirir çünkü kaynakın en küçük kesişme alanıdır. Konveks profiller ek metal ekler ancak kaynakların ucunda gerilme yaratır.
- Yanlışlık geometrisi: Uzunlamasına küçülme, yatay küçülme, eğimli küçülme. Her önleme yöntemi (önceden bükme, alternatif sıra, geri adım) dengesiz termal küçülmeye karşı geometrik bir önlemdir.
- Uygunluk toleransları: Kök açıklığı ±1 mm, yükseklik-frekans ≤ 1.5 mm, eğimli hatalı ≤ 5°. Her kaynak kusuru, gerilme yoğunluğunu artırabilecek bir geometrik imza taşır: delikler, boşluklar ve kaynatılmamış planlar.
Geometri, başarısızlık durumunda yapısal sonuçları nedeniyle dikkatli bir şekilde uygulanmalıdır. 1 mm alt kenar kesintisi veya 2 mm hatalı bir uyum, bir yapının on yıllar süren hizmet ömrünü ve ilk yük döngüsünde çatlamayı belirleyen farktır.