Joint Preparation
-
Upload
salman-rashid -
Category
Documents
-
view
362 -
download
18
Transcript of Joint Preparation
Welding Procedure and Process Planning 153
$ �����������������������������
$ ;����������������"3G���",G�
$ D��� �*��������������������� ������
$ '�������� ������� �������������������,�������� �!����
$ 4���� ������������������������������������� ��������������������������������
(�������� ���
7��������� ���
6�����������������������
0������������� ���
C�����������������
��%�&���#���'�'#�����(���(!������������
0��������������� ���������������������������� ��������������������� ������������ ���
���������������������� ���� ���0������������������ ���� �������
%�& ������ �������������������
%�& ��� �����������
%�& ���������������������!���� ��������������
%�& ������������ ���������������� ���� �����
%�& ��������������� ���� �����������
%�& ��������������
%�& ������������
0�������������������� ��� ����������������������4���� ��������������������
�����������������
8.4.1 Type of Welds
0�������� ���������� �� ����� �� 87����9��� � 8;�9���� ���7�������� �� ����� ��!������ ��
������������� ������������������������������������������������(�������� ������� �����
������������������������������������������������������������ ��0������������� ����
����������� ���������������������+��������������� ���������� ��������������7����/�/�
154 Welding Science and Technology
8.4.2 Joint Preparations for Different Types of Welds
D�������������������� ���������������������������������7�����/�1���/��1�
8.4.3 Fatigue as a Joint Preparation Factor
7������ �������� �������������������������� ���7���� /��3��)������� ����� ��������������
���������������������������� ������������������������������� ������������������
Fillet welds Butt welds
Lap Butt
Tee fillet Tee butt
Corner fillet Corner butt
�������7������� ������� �
MMA welds
P
t
g
ga
Fig. 8.9 Manual metal arc welds
Welding Procedure and Process Planning 155
t
�������� �!�!����"
���)H*�<��;*00�6<�6�<�0('@)
�����2�����)!�����;�
$ 0���������� ,���"���
$ :�� � ������������ ������
$ @������������ ��
�� �'����)!�����;�
$ 0����������≤�-���
$ :�� � ������������ ������
$ @������������ ��
$ ��I���,���"���
��"�)!�����;�����(�������;������
$ 0����������I�"���� �,���
$ @���������������������� ��
$ ��I�"���/���
!��#$
• A������������������� �������������������
�������� �� ������ ���������� ������
��������������������� ���������������� �
• )������������������������������������� �
���� ���� ���������������������������
�������������� ������ ���������� ��� �
����
• *���������������� ����������������
)����������������� ���� �����������
��� ��� ��� ��������������
g
g
Low strength
Better strength
Fig. 8.10 Factors affecting joint preparation (contd.)
Incomplete fusion(superiority is lost)
defect
156 Welding Science and Technology
Distortion
Distortion
Penetration
Backing bars in areasunaccessible for gouging
Backing strip
Backing providedby the part. Italso alligns.
Constraineddistortion canlead to cracks
Fig. 8.10 Factors affecting joint preparation
Welding Procedure and Process Planning 157
"��#% �&��� �!�!����
0����������≤��1���
)��������C
α�I�-3G�I���,�$�"���
��I���,�$�"���
&� ��' (�)*���+%�� (��%!� "
<�������� �I�3� ��� �� ��������� �������
������γC������� ���� � ��� �� ��� � ��� �������
��������������+������������ ���������������� �
�����������C�������������������� �
���� ��� ���=������������� �������� �� �� ���
�������������������������� �����
α�I�,,G β��I��3�$��,G
β �I�#3�$�#,G
��I�3�$���,���
�I���,�$�"����
0�������������
α�I�#,G���I�-���
α�I�"3G���I�-���
α�I� 3G���I�1�,����
Fig. 8.11 Single V preparations
a
g
s
g
g
g
g a
b2
b1
s2
s1
a
a
g
158 Welding Science and Technology
,�-�"�����&�.������������)��/��
• 0������������������������������
����� ��� ������������� ����� �� ���
�� �������������������������������� �
0�1�"��#% �) & %��� �!�!����
0����������≤��1���
α�I�,3G�I���-�$�"� ���
��I���-�$�"� ���
��������������������� ���� ����� ������
���� ����� � � �� ���� ��� ��� ����������� ��
�������������
2����������������� �������� ��������
=������������������������������
(����������������������� ������� ����
������������������ ������������ �������� ���
����� ����
0�-�"�����)�2���.������������)��/��
��������� ����������������� �������������
���������������
αG ����
#, -�"
", /
, 1�,
a
g
a
gs
g
a
n
g
a
g
a°453020
‘g’ mm66
9.5
Fig. 8.12 Single bevel preparation
Welding Procedure and Process Planning 159
3�1�"��#% �$��� �!�!����
0������������������������������������
�������� ���� ����������� ��� ����������������
��� ���������C�������� ���������������������
7�������������������������������� ���� ���
�������� ������������������������ ������� ���
������� ���� ������� ��� �α�0��������� � ������������������������
������������������������������������������
����������
4�1�"��#% ����� �!�!����
0��� ������ ��� ��� � ���� ����� ������ ���
��� �����0��� �������������������������������
J��1�����A����������������������������������
���������������������!�������������������*������
�� ����������������������I�#3G����������� ����
���������������%α �I� 3G&��?��������������I
�1�$�"/�����α�I� 3G�I���I���-�$�"� �����γ�I�1�,�$�� ����
Fig. 8.13 Single U preparation and single J-preparation
Suitable only forout-side corner
b2
b1
25 – 20°
5 – 10°
a2
a1
Asymmetric prep. forhorizontal-verticalwelding
Access and economyin deep groovesIncrease = 30 – 40°
remains 20°�1
�2
a
g
g s
Thickness t
ag
= 19.5 – 38 mm= 20, s = g = 1.6 – 3.2 mm= 6.3 to 9.5 mm
g
s
a
g
160 Welding Science and Technology
a = 20 – 25°
Fig. 8.14 Single J preparation
5�1�(�$)% �&��� �!�!����
P
P s
g
g
at = 12 50 mm= 60° s = 0 – 1.6 g = 1.6 – 6.3 mma
–
b1 = 10 – 15°
b2 = 45 – 40° �b2
b1
a
a
sd2
d1
Unequal preparation for jointsfixed in flat position reducingoverhead welding volume.
Asymmetric preparationfor horizontal-verticalposition welding
Requires less weld metalBalanced welding sequenceControlled distortionLarge solid angleBack gouging needed forefficient high quality joint
g
Fig. 8.15 Double V preparation
)������� ���� ���� �� �� � ���� �� ������
����������� � ���������������������������
������������=�����������������������
�������2�����������������������������*
���������������
Welding Procedure and Process Planning 161
6�1�(�$)% �) & %��� �!�!����
0����������I��1���,����
α�I�,3�$�,,G�I�3�����-���
��I���-���-�"���
6��������� ��� ���� �� �� ���� ��
������������������!���������������C�������
������
2����������������������������� ���
����C��������=������������������������������
Fig. 8.16 (a) Double bevel preparation
Fig. 8.16 (b) Double bevel preparation
��1�(�$)% �$��� �!�!����
a
g
s
g
a
gs
d2
d1
b2
b1
b1 = 5 to 10°b2 = 25 to 20°
t
s
g
38 mm= 20°= 1.6 to 3.2 mm= 1.6 to 3.2 mm= 6.3 to 9.5 mm
³a
g
Fig. 8.17 Double U preparation
s g
g
a
( )a
sd2
d1
a
a
(b)
162 Welding Science and Technology
7�1�(�$)% ����� �!�!����
2���� ��������������� � ��� D������
��������
��≥�"/���
α�I��,��� ,G�I���I���-���"� ���
γ�I�1�,���� ���
Fig. 8.18 Double J preparation
-1��'�8 (��� �!�!����"
@������*������� ���7�������� �*�����
������ ��������������������������
)���������������� ����������������C�������
������
Combination of V and bevel where welding
can be done easily from both sides.
Fig. 8.19 Mixed preparations
��)������������#����
0���������������� ���������������� ���������7������ ����� �����=���������������� ������
�� ��0���������������7����/� 3��0���������������������������������������� ���� ������
������������ �� ����� ������� ��� �� ���� ������ �������� ���0���������� � �������� ��
������������ ������� ����������� ���� �������������
4���������������� �������������������������������������������������0������������
�����K��� ������5��� �K��� �������5��:�� ���������� ����� ������������������������������
������������ ��� ������=������(������������7����/� ��
s
g
g
a
Welding Procedure and Process Planning 163
Flat FlatHorizontal Vertical
Vertical Overhead Overhead Horizontal
Fig. 8.20 Welding positions for butt and fillet welds
Line of root
SlopeSlope
Fig. 8.21 Diagram to illustrate weld slope
:�� ��������� ����� ��������������������������������������������������������
���������������������������������� �������� �������� ��������������������������
������������ �������������������!�� �������������������������� ��(������������ ���
7����/� �
Rotation of weld 0°
Rotation of weld 150°
150°150°
90°90°
Rotation of weld 90°Rotation of weld 45°
45°45°
180°180°
Rotation of weld 180°
Fig. 8.22 Diagrams to show weld rotation
0����� ���������������� ����� ������������
$ (.������������9�������������������������� ��������+��� ��3G��� ������
������� ��������+��� ��3G�
164 Welding Science and Technology
$ �������9����������������������� ��������+��� ���3G�������#,G��� ���������
��� �������� ��������+��� �13G�
$ :�;����<&������9����������������������� ������� ��������+��� ��3G����
����� ����������������������3G����� ��������+��� �13G�
$ &������9������������������������� ��������+��� ��#,G��� ������ ����������
����������13G�
$ �2������9����������� ������� ����� � ������ ������� �+��� �#,G� �� � �����
��������������������13G�
��*��!��'��� "'�#
����������������������������������������������������������������������������������
������� ��������������������������� � �����!������������������������-,�
0�������������������� �������������������������������������������� ��������������
������������������������������ � ������ �� �������� ������ ������������������ ���� �
�������������������������������� ��������
��+����������� ��!����"��#�
�:)� ���������� ��������� ���������� ����� ���� ���� ��������������� ���������������� ���
����� ������������ ��������� �������������� �����(��������������������������������
����� ������� ���� ����� ������� �����������������������������������!��������� �����
�������������������6���� ��������������������������� ��������������������������������
���������7����+���������������������������������������������������)F���� ����!������ �����
�������� �� �������������������������������������� ����� ��������� ������ ��!��������
���� � ���� �� �� ���0����������������� ������!������ ������ ���� ������ ��� � �������
��� ������� ��������������� ����������� ���� ���� ����������������������������� �����
�������������!������������������������ ���������������� �������������������������
������ ������������ ���� ����
0�� �������� � ������������ ��������� ���������������������� �� � ����� �������
�������������������0������������������������ ��������� ��������������������������
������ �������������������������������������(��������������� ���5�������� ������������
������������������ �������������0������������������������������� �����������������
������������������� ������������������������������������������������������������� �
��������������!����������0������������������!������������ ��������������������
����������)�����������������������������������������(��������� ��� ���� ������
����� �������������������� ��� �������� �����!������� ������������������������������ �
�������� ������������������!���� � ����������� ����� �������������
Welding Procedure and Process Planning 165
"$''!�*�+:!��9
0��������������������������������������������������
Materialthickness Manual metal arc Manual CO
DIP transfer2 Manual CO
spray transfer2 Mechanised CO2 Submerged arc
Process
20 S.W.G.
16 S.W.G.1/32 in.
1/8 in.1/16 in.
3/16 in.60°60°
1/16 in.
1/16 in.
1/4 in.60°60°
1/16 in.
1/16 in.
1/32 in.
3/8 in.60°
60°-70°
1/16 in.
1/16 in.
1/16 in.
40°-50°
1/16 in.
40°
1/16 in.
40°
1/16 in.
1/2 in.60°
60°-70°
3/32 in.
3/32 in.
40°-50°
1/16 in.
40°
1/16 in.
40°
1/16 in.1/16 in.
3/4 in.
60°60°-70°
1/8 in.
1/8 in.
50°
1/16 in. 50°
1/8 in.
40°
40°
1/4 in.
40°
40°
1/4 in.
1 in.
60°-70°
1/8 in.
50°
50°
1/8 in.
60°-70°
60°
1/16 in.
60°
40°
40°
1/4 in.40°
40°
1/4 in.
1½ in.
60°-70°
1/8 in.
50°
50°
1/8 in.
60°-70°
60°
60°
1/2 in.
60°
60°
1/16 in.
40°
40°
1/4 in.
3 in.
20°
1/8 in.
50°
50°
1/8 in.
60°
1/16 in.20°
1/4 in. r
60°
30°
1/2 in.
30°
1/4 in. r
30°
1/4 in.
30°
1/4 in. r
1/16 in.
166 Welding Science and Technology
����������������������������
%�& :�� ��������� ����������
%�& <���� ���������������� B��� �������������
%�& F��������������� � L����������������������������������
%�& F��������������� ���������������
%�& 0����������
%�& 6������������������
%�& ��������������
%��& <������� %���& <����� ���
%�& 2������������������ ���
%�& )�������������%���������� � ��������������������������������&
%�& 6��������������������������������
%�& :�� �������������� � �������
%�& F����������� ������������������������ �
%�& ������������������� ������� ���������
%�& )�=����������� �������������
%�& A��������������������� �
%�& 2�����������������
%�& '�����������������
%�& ����������
%�& 6������������� ���
%& 0���������������
%�& @�������� �������������������
%�& :�� ������!�����
%�& 0����!������� ����������������
%�& F�� ���������������������
%�& F������������������������
%�& 6��������������������������� �������������� �
% & 6����� �����������
8.7.1 Type of Joints
0����������+���������������������������������������������������������������� �� ����0���
������������ ����7����/� "����������������������������������������� ��������������������
�� �� ������������������� ���������������������������������� ���������+��������������
��������������������������������� ������� ������������������������� ������������������� ��
��� ��������� �������� ����������� �������������������������������� ����� ��
4������������ � �������������� ����������������� �������������������������
%�& F�������������������������������� ���������
%�& :������� ��������������� ������L����������������������� �
Welding Procedure and Process Planning 167
%�& :����������� ������������������������
%�& D����������������������� ����� ����������������������������������������
������������+������ ����������������
%�& �������L������������� ������ ��!���� � �� �������� �� ������� ��������
��������������������� ������ ��������������� �
%�& 2������������������������������������������ ���������� ������������������������
������������� ���� ��
(A) (B)
(D) (C)
(E) (F)
Fig. 8.23 Major types of joints: (A) Square butt weld (B) Square tee-joint and fillet welds(C) Cruciform joint with four fillet welds (D) Lap joint with single fillet weld (E) Full open corner joint with fillet welds (F) Edge joint with edge weld.
C����������������������� ���� ����� ������� � �����������������������7�����.�1$.��1
%2�����.&�
8.7.2 Welding Parameters
0�� ����������� ��������� ����� �������� ������ ���������� ��������������� ���� � ������ �
��=������������������������� ����������� �������� ��������������������������� ������ ���
���������� ���� ���� ����!����0�� ������������������������ ������ ���� ����������� ��
��������������� ����
%�& !��������� ���������=����������������������������������������������� ���� ���
��������������������� ����� ������*�������������������������������������������������
168 Welding Science and Technology
����������� ������ ������������������������� ��������� �������� �!�������A���������
�������������������������������������
������ �� ��=�� ���� �� ��� ����� ��������� � ��� ����������� �� ���� ���� ��������
A��������=����������!��������� ���������� �������������� ������������ �
Included angle
Angle of bevel
Root face
GapGap
Root radiusIncluded angle
Angle of bevel
Root face
GapGap
Included angle
Angle of bevel
Root face
GapGapRoot radius
Land
Fig. 8.24 Terms pertaining to typical weld preparations
7������������� ������� ���� ������������� ������������� ��������������� ������
���������=���������� ��� ��������������������� ����������������������������������
�� ������������������������0�����������=�������������������� ��������������������
������������#���� �������������������������������� ������������� ��%�����-3�"&���� �"��,
��� ������������������������������� �������%�.3�/&���������� ���� ���������� ����������
����� ����������� �� ������� �������������,���� ������� ������ ��� ����-3�"��������� ��
�.3�/�������
0�������� ����=���������� ���� ����������� �����������������������������������
������(����C�������������+������������� ���������������������������������������� �������
������������������ ����������������������������� �������������=����������������� ��(�
��0������������������ ����������� ������������� ��%-�������/���&����������� ������
�������������������������������������������
Welding Procedure and Process Planning 169
Weld width
Weld face
ToesToes
Toes
Weld face
Toes
Leg (length)
Weld width
Weld face
Toes
Leg
(Length)
Fig. 8.25 Term pertaining to welds
Design throat thickness
Actual throat thickness
Design throat thickness
Fig. 8.26 Actual and design throat thicknesses of welds
(���������������������� ����=����������������� ������� ����������������������
����������� ����������� �������%�����������������&�������������������������(������
�������� �������������� ������������ ����������!��������������������������� ���
������������ ����������������=������������������ �
%�&�"������#���������������0��������������������������������� ��� �����������
�2����42���� ��������������42�������+������ ����������#��������#� ��2�����������������
��� ������� ���� ��� ���:�� ����2�������%0�����#�"����..&
170 Welding Science and Technology
:��������������+���������������������������������������������������������������
����5���������� ���������� ������������������������������������������42��� ��������
������������������ �
%�&�$������������;����� �������� ������������������������� ��7����������������� �
��=���� ��������������� ������������������������� ��� ��������������������� �
0���� ���������������������������� �
(������������������������� ����������������� �������� ��� �����������������������
������������������ ������������ ��������������������������������������� ���������
���������������������+������(���������������� ���������������������� ����������
�����������0�������� ���� � ��� ������ ����� ������� ����� �������������� ��� ���� ��� ��
������ ��������������������� ���0������������� ������������������������� �������� ����
0������������ ����� ������������������������+������������ ����� ������ ��
�������������������� �����7�������� ��������� ������ ������� ���������� ��������
���� ����������� ������������� ���� �������������!���� ���=�������������� �
������ ����������������������������������������������������������������� ��:�
��� ��������� �������� ��� ���� ������ ���� ���� ������������� �������� �� ����������
����������� ������ ���������������������� ����������������������� ���� ��������������=���(�
������������������������������ ������������������������ �����������������������
�������������������������� ����������!������� ����������������������� ���
%�&�%����������������������� ������������������������������!��������� � �����
����� ���� ��������������� ����������2���������������� �����!����� �������������������
�� ��������A���� �������������!������+���������������
%�&� %����������������������� �������� ������������������������ ����������� ����
�������� ���� ��� ������� ������ �� � ����� ������������:�� �������� ������ ��� ������ �� ��
�+�������� ���� ��������������
$�������������
:�� ���������������������� ������� ����������.�
�����!��������'� ����������� ��!����"��#�
)�:�� ��������������� � ��������������� ������ � �������������� ������ ��� �� �����
���������� ��������������������� �����0��� ���������������� ����� ��� ����=����������
������������������������7����/� .�
@������������������������������� �������������� ������� ����������������������
����������������������������+�
(������������������������� �����)�:��������� ���� ����������� �����������
������ ��������(��FF�:��������������������������� ��������������������������������� ���
���� ��� �� ������ ��� �������� ���� ���� ������ ��� ������ ����������� ��� ������ ���� (�
)�:������������� ���������������������������� ��������������������� ���������
�����������������F��������� ������ �� ����� ��� �������� ��� ��� �� ���+�� �� �������� ��
���������� ����������� ������������� ������������������������������������������������