Виды сварных соединений. Работа и расчет сварных соединений

Расчет стыковых швов. (Металл)

Сварным соединением называется неразъемное соединение нескольких деталей, полученное сваркой. В зависимости от взаимного расположения свариваемых элементов в пространстве различают следующие основные виды сварных соединений: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные и торцовые (рис. 8).

При газовой сварке основное применение нашли стыковые соединения (рис. 8, а). В стыковом соедннении составляющие его элементы расположены в одной плоскости или на одной поверхности.

Металл толщиной до 2 мм соединяют встык без разделки кромок и без зазора или с отбортовкой кромок без применения присадочного материала. При толщине металла от 2 до 5 мм стыковые соединения выполняют без разделки кромок с зазором между свариваемыми кромками, больше 5 мм — с разделкой кромок. При толщине металла от 5 до 15 мм применяют V-образную разделку кромок, свыше 15 мм — Х-образную разделку кромок. Нахлесточным называется такое сварное соединение (рис. 8,6), в котором свариваемые элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга. При газовой сварке металла толщиной свыше 3 мм нахлесточное соединение применять нежелательно, так как в результате больших собственных напряжений возникают значительные деформации, которые при жестком закреплении свариваемых деталей могут привести к образованию трещин.

Тавровые соединения (рис. 8, в) применяют при сварке деталей толщиной до 3 мм. Тавровым называется сварное соединение, в котором торец одной детали соединяется с боковой поверхностью другой. Тавровое соединение используют при приварке ребер жесткости, косынок, трубопроводных муфт и др.

Угловым называется соединение (рис. 8, г), в котором свариваемые детали расположены под прямым углом и соединяются по кромкам. Большое распространение при газовой сварке металла малой толщины получили торцовые соединения (рис. 8, д), в которых соединяемые детали соприкасаются своими боковыми поверхностями и свариваются по смежным торцам.

Для обеспечения полного провара по всей толщине свариваемого металла и получения прочного сварного соединения необходимо правильно подготавливать свариваемые кромки. Общий угол разделки свариваемых кромок составляет 70—90°. При малых толщинах свариваемого металла сварные соединения свариваются без скоса кромок. При толщине металла свыше 5 мм делается разделка кромок. Перед сваркой свариваемые кромки, а также прилегающие к шву участки основного металла, тщательно очищают пламенем газовой горелки от масла, ржавчины, окалины, влаги и других загрязнений.

Расчет сварного шва работающего на действии центрально приложенной силы N:

σ_ш = N/t*l_ш≤ R^св * γ

Где

N – расчетное усилие

t – рабочая толщина шва

l_ш – расчетная длинна шва, равна его полной длине при условии если начало и конец шва выведены за пределы стыка.

l_ш =l-2t – фактическая длинна шва.

γ – коэффициент условий работы элемента.

R^св – расчетное сопротивление сварного шва на сжатие или растяжение.

t – равно 0.7*t при условии, что в стыковом соединении не обеспечивается полный провар по толщине сварных элементов при помощи подварки корня шва.

R^св = 0.85*R – если сварной шов работает на растяжение и не был проверен физическими методами контроля.