16 Вопрос. Стыковые сварные соединения.
Стыковые сварные соединения. Они наиболее надежны и экономичны по расходу материала. Предназначены для соединения листов, прокатных профилей – двутавры, швеллеры, уголки, а также для элементов воспринимающих продольные усилия. Эти швы имеют наименьшую концентрацию напряжений, а если сняты выступающие за плоскость стыковых элементов наплавленные части шва, то концентрация напряжений снимается полностью. Для достижения сварного шва равнопрочного основному металлу в стыковых соединениях применяют косой шов (рисунок 11).
Стыковые швы имеют свои недостатки. Они требуют подварки корня, т.е. дополнительной затраты труда. Это необходимо для предотвращения концентраций напряжений. При толщинах свариваемых элементов более 8 мм требуется разделка кромок в месте стыка. Эта операция является весьма трудоемкой.
Рисунок 11.
На рисунке 12 представлены различные типы стыковых сварных швов.
Рисунок 12. Типы стыковых сварных швов.
Сварные швы любого типа имеют непровары, которые в начале шва вызываются недостаточным нагревом соединяемых элементов и неустановившейся электрической дугой, а в конце шва снятием электрода и образованием кратера. Наличие некачественных участков шва учитывается в расчетах уменьшением длины шва по сравнению с длиной соединяемых элементов. В стыковых швах длина шва уменьшается на две толщины соединяемых элементов. Чтобы избежать этих недостатков, рекомендуется в ответственных стыках выводить начало и конец шва на подкладки, которые после наложения шва срубают, а шов шлифуют (рисунок 13).
17 Вопрос включает в себя 3 последующих
18 Вопрос Расчет стыковых швов при действии осевой нагрузки.
В стыковых швах первоначальная концентрация напряжений (предопределенная дефектами сварки) не влияет на его прочность, поскольку развитие пластических напряжений в точках концентрации напряжений выравнивает напряженное состояние в рассчитываемых сечениях. Поэтому расчет выполняется в предположении, что распределение напряжений в поперечном сечении сварного шва равномерно.
Расчет сварных стыковых соединений при работе на центральное растяжение и сжатие (рисунок 16) производят по формуле:
(7.1)
где
– внешнее усилие;
t – меньшая толщина соединяемых элементов;
lw – расчетная длина шва, равная b-2t;
Rwy – расчетное сопротивление сварного стыкового шва, равное расчетному сопротивлению основного металла Ry в случае применения физических методов контроля сварного шва, в случае если неразрушающий контроль сварного шва отсутствует Rwy=0,85Ry;
– коэффициент условий работы (таблица 6, СНиП II-23-81) .
Рисунок 16.
В тех случаях, когда условие прочности не выполняется, рекомендуется применять косой сварной шов.
Расчет прочности такого сварного шва учитывает возникновение в рабочем сечении как нормальных, так и касательных напряжений
(7.2) где
– расчет длины косого шва.
Касательными
напряжениями
от силы
пренебрегают при статических нагрузках.
В случае динамических или переменных
нагрузок прочность косого шва проверяют
по эквивалентным напряжениям.
(7.3)
где
.