Расчёт стыковых сварочных соединений

При расчете сварных соединений необходимо учитывать вид соединения, способ сварки (автоматическая, полуавтоматическая, ручная) и сварочные материалы, соответствующие основному материалу конструкции (табл. 4.2).

Расчет стыковых сварных соединений при действии осевой силы, проходящей через центр тяжести соединения, выполняют по формуле

N/tl_w≤R_wyy_c. Отсюда l_w= N/ t R_wyy_c (4.1)

где t - наименьшая из толщин соединяемых элементов; l_w - расчетная длина шва, равная полной его длине, уменьшенной на 2t, или полной его длине, если концы шва выведены за пределы стыка (например, на технологические планки, см. рис.4.4,б); R_wy - расчетное сопротивление стыковых сварных соединений по пределу текучести (см.СНиП II-23-81*, прил.5); y_c - коэффициент условия работы.

Рис. 4.4. Виды сварных стыковых соединений

а – прямой стык; б – косой стык; в, г – при разной ширине соединяемых элементов;

д, е – при разной толщине соединяемых элементов; ж – однослойный с подваркой корня; 1 – технологические планки; 2 – подварочный шов

При отсутствии физических методов контроля расчетное сопротивление металла сварного соединения по нормам составляет R_wy=0,85R_y

Чтобы соединение было равнопрочным основному элементу, длина шва должна быть больше размера “b” (рис.4.5), поэтому в соединении применяют косой шов, который выполняют с наклоном реза a при tga=2:1. Такой шов равнопрочен с основным металлом и не требует проверки прочности. При действии сдвигающей силы Q на стыковой шов, в шве возникают срезывающие напряжения ῖ_w.

Расчетное сопротивление при сдвиге соединения R_ws=R_s, где R_s - расчетное сопротивление основного металла на сдвиг.

Если расчетное сопротивление металла шва в стыковом соединении R_ws меньше расчетного сопротивления основного металла, проверку выполняют по сечению металла шва.

В отдельных случаях, например, при вибрационной нагрузке, рассчитывают и косые швы, разложив действующее усилие на перпендикулярное оси шва и действующее вдоль шва, находим (рис.4.5,б)

Ϭ_w=Nsina/ tl_w - перпендикулярно шву,

ῖ_w=Ncosa(tl_w) - вдоль шва,

где l_w=blsina-2t - расчетная длина косого шва.

Сварные стыковые соединения, выполненные без применения физических методов контроля качества, при одновременном действии в одном и том же сечении шва нормальных напряжений Q_wx и Q_wy, действующих по взаимно

Рис. 4.5. К расчету стыковых швов

а – на продольную силу; б – на продольную силу стыка с косым швом; в – на изгиб перпендикулярным направлениям «Х» и «У» и касательных напряжений

следует проверять по формуле

√Q²_wx+Q²_wy-Ϭ_wx Ϭ_wy+3ῖ²_wxy ≤ 1,15 R_wy -y_c (4.2)