Выполнение расчетов и конструирование сварных

Соединений и конструкций.

Для удобства передачи силовых пото­ков наиболее совершенными являются соединения встык, так как в них практически нет отклонений этих потоков, а следовательно, по­чти отсутствуют концентрации напряжений. Поэтому из всех сварных соединений под динамической нагруз­кой лучше работают соединения встык. Кроме того, эти соедине­ния экономичны по затрате материалов. Основной недостаток сты­ковых соединений — необходимость весьма точно резать соединя­емые элементы, а часто и разделывать кромки. Ручную сварку встык можно вести без специальной обработки кромок при толщине t соединяемых элементов до 8 мм, а при автома­тической — до t= 20 мм (рисунок ниже). При большей толщине элементов кромки для удобства сварки и для обеспечения полного провара разде­лывают (скашивают под углом). Скосы можно делать только с одной стороны (V- и U- образные швы, рисунки ниже) или с двух сторон (X- и К-образные швы, рисунки ниже). Односторонняя сварка проще в отношении производства работ, допускает контроль за проваром кор­ня шва (где больше всего дефектов) и последующее усиление со сто­роны корня (обратная подварка). Однако при односторонней сварке из-за усадки швов происходит коробление свариваемых элементов.

 

Рисунок 5. Разделка кромок стыковых сварных соединений

При двусторонней сварке (X- и К- образные швы) меньше объем шва, а следовательно, и ниже расход наплавленного металла. Симметричность расположения шва благоприятно отражаются на усадочных деформациях. Недостаток двусторонней сварки — трудность контроля за качеством провара средней части (корня шва) повышенная сложность изготовления, так как необхо­димо вести сварку с двух сторон, для чего изделие приходится кан­товать. В начале и конце шва наплавленный металл получается низкого качества. Для устранения этого недостатка следует начинать и заканчивать сварку на специальных подкладках — выводных планках, временно удлиняющих швы. В случае соединения стыковым швом листов разной толщины переход от большей толщины к меньшей можно за счет соответствующего оформления наружной поверхности шва только при условии, если разница в толщинах не более 4 мм, а величина уступа в месте стыка не превышает 1/8 толщины более тонкого листа.

Рисунок 6. Вид стыкового шва в листах разной толщины

 

При большей разнице в толщинах и при динамических нагруз­ках принимаем скосы у более толстого листа с укло­ном до 1:5. За расчетную толщину стыкового шва при­нимаю толщину соединяемых элементов, а если толщина их раз­лична, то толщину более тонкого элемента (без учета наплавленного валика сверху). Расчётной длиной шва l_w, считают фактическую его длину за вычетом 2t, учитывающих непровар в начале и конце шва. Если сварка была начата и закончена на выводных планках, то умень­шение длины шва не производят. Напряжения в шве проверяют но формуле

где: N -  расчетное усилие;

   R_wy — расчетное сопротивление сварно­го соединения встык растяжению

               или сжатию.

Расчетные сопротивления растяжению сварных соединений, выполненных ручной или полуавтоматической сваркой, при обычных способах контроля за качеством шва ниже, чем расчетные сопротив­ления основного стыкуемого металла, и потому прямой стык, выпол­ненный такой сваркой, не будет равнопрочен основному металлу. Для получения равнопрочного соединения применяют косой шов, с наклоном 2:1.