Spawanie jest jednym z najważniejszych sposobów na łączenie elementów metalowych. Różnorodność łączonych elementów sprawia, że także rodzaje spoin mają wiele kształtów. Jednym z powszechnie stosowanych jest spoina pachwinowa, którą tworzy się przy szczególnym ułożeniu powierzchni łączonych. Z poradnika dowiesz się, co to jest za ścieg, jak oznacza się go na rysunku spawalniczym i jakie powinien mieć wymiary.
Ten artykuł to efekt naszej kreatywnej współpracy z encyklopedia.org.pl
Połączenie spawane – charakterystyka
Spoina pachwinowa, nazywana też złączem teowym, to jeden z typów spawów, które powszechnie stosuje się do łączenia elementów metalowych i tworzyw sztucznych. Żebyś łatwiej zrozumiał, w jakich sytuacjach stosuje się ten rodzaj spoiny i czym się wyróżnia, warto przybliżyć samą charakterystykę połączeń spawanych. Opisując kilka pojęć, łatwiejsze stanie się przedstawienie samego spawu, a także wskazanie na różnice pomiędzy nimi.
W większości złączy i spoin można wyróżnić następujące części:
- lico – jest to widoczna część łączenia, która pokrywa całą szczelinę;
- grań – to pojęcie dotyczy wewnętrznej części spoiny, która powstaje w czasie prowadzenia łączenia. Jest widoczna tylko przy spoinach jednostronnych i znajduje się po przeciwnej stronie od lica;
- nadlew – wypukła część spoiny, która wystaje ponad powierzchnię lica łączonych materiałów;
- linia wtopienia – inaczej strefa przetopu, można rozpoznać ją we wszystkich typach spoin i oznacza linię, na której doszło do roztopienia materiału. Widoczna jest zarówno od strony lica łączenia, jak i w poprzecznym przekroju spoiny;
- strefa wpływu ciepła – widoczna pod mikroskopem strefa, w której działanie wysokiej temperatury wywołało zmianę struktury i właściwości materiału.
Co to jest spoina pachwinowa i kiedy się ją stosuje?
Przejdźmy zatem do samej spoiny pachwinowej. Jest to rodzaj połączenia, w którym łączone są powierzchnie ustawione do siebie pod kątem. Wykonuje się ją w rowku, który powstaje po przyłożeniu do siebie powierzchni przeznaczonych do łączenia. Jest stosowana przy dwóch metodach łączenia:
- nakładkowej – jeden element jest nakładany lub przykładany do drugiego prostopadle;
- zakładkowej – blachy lub płaskowniki są układane równolegle do siebie, a łączenie przebiega na pionowej krawędzi jednej z nich i poziomej powierzchni drugiej.
Charakterystyczną cechą spoin pachwinowych jest to, że grań spoiny jest niewidoczna. Spód spawu najczęściej opiera się na styku krawędzi spawanych i nie ma charakteru przelotowego. W większości przypadków nie można wyróżnić też linii wtopienia, ponieważ przebiega ona na powierzchni ścianek materiału.
Spoina pachwinowa może być stosowana niezależnie od tego, pod jakim kątem do siebie ułożone są obie krawędzie materiału. Najmocniejszy spaw jest jednak przy ustawieniu powierzchni pod kątem prostym. Przed rozpoczęciem procesu spawania powierzchni materiału nie trzeba ukosować i wystarczy jedynie ich oczyszczenie i wygładzenie.
Łączenie pachwinowe stosowane jest w wielu typach konstrukcji. Najczęściej w ten sposób łączone są blachy o grubości ponad 3 milimetry. Ten rodzaj spawu jest wykorzystywany przy doczołowym łączeniu elementów. Bardzo często spaw pachwinowy typu nakładkowego jest wykorzystywany przy naprawach i wzmacnianiu konstrukcji stalowych.
Spoina pachwinowa i czołowa – różnice pomiędzy dwoma typami złączy
Poza spoiną pachwinową drugim najczęściej stosowanym typem łączenia jest spoina czołowa. Ten drugi wariant stosuje się w sytuacjach, kiedy powierzchnie spawanych elementów są skierowane równolegle do siebie. Ścieg spoiny prowadzony jest wówczas wewnątrz grubości elementów, a nie na zewnątrz, jak w przypadku spawania pachwinowego. Dodatkowo przed położeniem spoiny czołowej należy wykonać odpowiednie nacięcia w krawędziach, które pozwolą na lepsze wtopienie się dwóch elementów.
Oznaczenia złączy spawanych pachwinowych na rysunku
Skoro znasz podstawowe pojęcia dotyczące spoin i wiesz już, czym jest spoina pachwinowa, pora poznać najpopularniejsze warianty i oznaczenia tej metody spawania. Na rysunku spawalniczym ten rodzaj spoiny jest oznaczany za pomocą skrótu literowego FW (ang. fillet weld). W zależności od rodzaju spoiny różnią się też jej oznaczenia rysunkowe. Najczęściej stosuje się następujące symbole:
- trójkąt równoboczny, który krawędzią ramion przyprostokątnych wskazuje kąt powierzchni łączonych – ten sposób rysowania spoin jest stosowany w sytuacjach, kiedy linia wtopienia przebiega po powierzchni krawędzi łączonych;
- dwie linie prostopadłe i trzecia poprowadzona pod kątem 45 stopni połączone na jednym wierzchołku – przy takiej spoinie linia wtopienia przebiega w głębi materiału.
W szczególnych przypadkach możesz trafić na symbol, który stanowi połączenie obu wymienionych. Są one wówczas przedstawiane w osi pionowej jedne nad drugim. Warto dodać, że wtopienie jest uzyskiwane poprzez ustawienie odpowiednich parametrów maszyny i przeważnie nie ma związku z wykonywaniem otworów w żadnej powierzchni spawanej.
Dla spoiny pachwinowej stosuje się jeszcze dodatkowe oznaczenia, które dotyczą lica spoiny. W zależności od jej kształtu stosowane są następujące oznaczenia:
- lico proste – linia prosta nad symbolem łączenia;
- lico wypukłe – linia krzywa skierowana na zewnątrz spawu nad symbolem łączenia;
- lico wklęsłe – linia krzywa skierowana do wewnątrz spawu nad symbolem łączenia.
Pozostałe oznaczenia złączy i spoin
Poza podziałem i symbolami charakterystycznymi dla spoin pachwinowych powszechnie stosuje się także inne oznaczenia spawów. Są one jednakowe dla wszystkich spoin i występują nie tylko w konstrukcjach pachwinowych. Najważniejszy podział dotyczy ciągłości ściegu spawalniczego. Wyróżniamy ściegi ciągłe, w których linia spawania jest prowadzona przez całą długość łączenia, a także przerywane. W zależności od rodzaju ściegu stosuje się oznaczenia odpowiednio za pomocą linii prostej lub przerywanej, jednak z informacją o długości ściegów i przerw między nimi.
Spoiny pachwinowe nie zawsze są proporcjonalne i przy spawaniu materiałów mocno różniących się grubością inżynierowie projektują łączenia niesymetryczne. Ich oznaczenia są jednakowe, jednak o charakterystyce spoiny informują inne wskazówki w dokumentacji. Przy szczegółowych rysunkach stosuje się dodatkowe opisy do każdej spoiny. Znajdują się tam precyzyjne informacje dotyczące grubości i długości spoiny, proporcji między bokami, a także kąta nachylenia łączonych części, a nawet metody spawania.
Jakie wymiary powinna mieć spoina pachwinowa?
Projektowanie konstrukcji stalowych przewiduje występowanie rozmaitych naprężeń, które także oddziaływują na same spoiny. Dlatego przy spoinach pachwinowych określono minimalne wymiary jej grubości. Nie powinna ona być większa niż 70 % grubości cieńszego elementu. Dodatkowo trzeba wziąć pod uwagę, że najmniejsza grubość spoin pachwinowych w elementach istotnych konstrukcyjnie wynosi 4 mm, a przy drugorzędnych 3 mm.
Każda spoina pachwinowa jest projektowana na podstawie skomplikowanych obliczeń konstrukcyjnych. Jej wymiary i kształt mają zapewnić trwałość połączenia. Warto zatem wykonywać je zgodnie z założeniami konstruktora i jego wytycznymi. Podczas wykonywania łączenie nie można też zapomnieć o instrukcjach stanowiskowych WPS.
