Соединения стальных элементов

8.1.1. Соединения на сварке Виды сварки

Для соединений элементов металлических конструкций применяют: ручную электродуговую сварку; автоматическую и полуавтоматическую сварку под слоем флюса; сварку в среде углекислого газа; сварку порошковой проволокой и др.

При производстве ручной электродуговой сварки используются электроды, марка которых принимается в зависимости от группы и климатического района. Электроды Э42А, Э46А, Э50А, ЭбОАс повышенными пластическими свойствами применяются для свар-ки конструкций, относящихся к 1-й группе (испытывающих слож-ное напряженное состояние), или при воздействии на соединение низких температур (климатические районы:I,, 1₂, П₂. И₃). В ос-тальных случаях применяют электроды, в обозначениях которых нет буквы «А» (Э42, Э46, Э50, ЭбО). За один проход при ручной сварке можно выполнить шов высотой до 8 мм, в случае необхо-димости выполнения шва большей высоты требуется несколько проходов электродом.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под слоем флюса во много раз производительней ручной сварки, обеспечивает глубокое и более качественное проплавление свариваемых дета-лей (до 16 мм за один проход). При полуавтоматической сварке механизирована подача сварочной проволоки, а движение сварочного аппарата вдоль шва производится вручную.

Сварка в среде углекислого газа может выполняться вручную или механизированным способом. Углекислый газ подается в свароч-ную зону и защищает шов от атмосферного воздуха, что способ-ствует получению более качественного шва.

Сварка порошковой проволокой производится с помощью флю-са, завернутого в металлическую ленту, который обеспечиваетза-щиту сварочной зоны, раскисление и легирование металла шва, в результате чего получают качественный шов.

Швы сварных соединений делят на заводские и монтажные (выполняемые при монтаже конструкции на строительной пло-щадке

Вцды сварных соединений

Различают следующие виды сварных соединений стальных элемен: стыковые, внахлестку, комбинированные, соедин впритык

Швы, расположенные вдоль усилия, называются фланговыми, поперек — фронтальными. При расчетах считается, что фронтальные и фланговые швы работают одинаково. Несимметричное соединение внахлестку работает хуже симметричного,так как в нем образуется эксцентриситет приложения силы е₀ и в сечении возникает изгабающий момент.

Комбинированные соединения представляют собой сочетание стыкового соединения и соединения внахлестку.

При выполнении соединений могут возникать пороки шва (не-качественные участки): в начале движения электрода — непровар, при отрыве электрода — кратер. Наличие некачествен-ных участков шва учитывается в расчетах уменьшением длины шва по сравнению с дяиной соединяемых элементов. В стыковых швах длина шва уменынается на две толщины соединяемых элементов, в угловых швах — на 10 мм. Для устранения этих недостатков, швы начинают и заканчивают на технологических планках, при этом расчетная длина шва принимается равной длине соединяемых элементов. Технологические рланки после выполнения шва обру-баются, а шов шлифуется.

Сваривая толстые детали, можно не обеспечить полный про-вар соединяемых элементов, в этом случае образуется непровар корня шва. Непровар корня шва не допускается, в случае его об-разования производится подварка с другой стороны соединяемых элементов. При сварке элементов толщиной более 8 мм производят разделку кромок.

Контроль качества сварных швов осуществляется либо визуаль-но, либо физическими методами (при помощи ультразвуковых или рентгеновских аппаратов). В случае обнаружения брака производит-ся повторная проварка некачественно выполненного участка шва.

Болтовые соединения

Общие сведения

Болты применяют ддя соединения металлических конструкций при их монтаже. Болтовые соединения металлических конструк-ций по сравнению со сварными соединениями более металлоем-ки, и отверстия для болтов ослабляют сечение соединяемых эле-ментов, но их использование значительно проще, так как не тре-бует сварочного оборудования.

Различают болты грубой, нормальной и повышенной точнос-ти, а также высокопрочные болты. Болты делятся на классы, ко-торые обозначаются двумя цифрами, класс болта принимается по табл. 57* СНиП И-23-81* в зависимости от кли-матического района строительства и характера болтового соеди-нения, в конструкциях рекомендуется применять болты класса 5.6 нормальной точности.

Болты грубой и нормольной точности различаются величиной допуска на отклонение диаметра болта от его номинала. Болты ставятся в отверстия диаметром на 2—3 мм больше диаметра бол-та. Отверстия выполняются продавливанием или сверлением в от-дельных элементах. При таком выполнении отверстий в собран-ном состоянии отверстия в элементах совпадают не полностью, что ггриводит к неравномерной работе отдельных болтов и повы-шает деформативность соединения (класс точности В и С). По-добные соединения рекомендуется использовать в монтажных соединениях, где болты работают на растяжение или являются крепежньши элементами.

Болты повышенной точности обтачиваются на станках и име-ют строго цилиндрическую форму. Диаметр отверстия под такие болты превышает диаметр болта не более чем на 0,3 мм. Отвер-стия выполняют в заранее собранных элементах сверлением или рассверливая продавленные отверстая. Болты в таких соединениях сидят плотно, что улучшает работу соединения (класс точности А), но выполнение таких соединений усложняется из-за требований повышенной точности.

Высокопрочные болты являются болтами нормальной точности, т.е. ставятся в отверстия большего, чем болт, диаметра. Гайки вы-сокопрочных болтов затягиваются специальными ключами, позво-ляющими контролировать усилие затяжки. Полученное соединение работает за счет сил трения, которые возникают лри действии на него сдвигающих сил. Для увеличения сил трения поверхность со-единяемых элементов очищают, обрабатывают дробеструйными аппаратами, проводят огаевую очистку и не окрашивают.