Экзаменационный билет № 6

1. Преимущества и недостатки сварных соединений. Типы электродов, виды сварных швов.

Виды сварных швов и соединений

Сварным швом (в дуговой сварке) называется конструктивный элемент сварного соединения на линии перемещения источника сварочного нагрева, (дуги), образованный затвердевшим после расплавления металлом.

Сварным соединением является комплекс сварного шва и части основного металла соединяемых элементов, прилежащего к шву. В сварное соединение включается зона влияния, характеризующаяся изменением структуры и свойств металлов соединяемых элементов.

Сварные швы. Сварные швы классифицируют по конструктивному признаку-, назначению, положению, протяженности и внешней форме.

По конструктивному признаку швы разделяют на стыковые и угловые (валиковые). В табл. 1 показаны виды швов и необходимая форма разделки кромок соединяемых элементов различной толщины для обеспечения качественного соединения при автоматизированной и ручной сварке.

Стыковые швы наиболее рациональны, так как имеют наименьшую концентрацию напряжений, но они требуют дополнительной разделки кромок. При сварке элементов толщиной больше 8 мм для проплавления металла по всей толщине сечения необходимы зазоры и обработка кромок изделия. В соответствии с формой разделки кромок швы бывают V-, U-, Х- и К-образные. Для V- и U-образных швов, свариваемых с одной стороны, обязательнаподварка корня шва с другой стороны для устранения возможных непроваров (рис. 1), являющихся источником концентрации напряжений.

Угловыми швами, весьма часто применяемыми в конструкциях, являются поясные швы в балках и колоннах. Угловые (валиковые) швы наваривают в угол, образованный элементами расположенными в разных плоскостях.

Угловые швы, расположенные параллельно действующему осевому усилию, называют фланговыми, а расположенные перпендикулярно – лобовыми.

Швы могут быть рабочими или связующими (конструктивными), сплошными или прерывистыми (шпоночными). По положению в пространстве во время их выполнения они бывают нижними, вертикальными, горизонтальными и потолочными (рис. 2). Сварка нижних швов наиболее удобна, легко поддается механизации, дает лучшее качество шва, а потому при проектировании следует предусматривать возможность выполнения большинства швов в нижнем положении. Вертикальные, горизонтальные и потолочные швы в большинстве своем выполняются при монтаже. Они плохо поддаются механизации, выполнить их вручную трудно, качество шва получается хуже, а потому применение их в конструкциях следует по возможности ограничивать.

2. Балки, их классификация в зависимости от статической схемы работы и типа сечения. Генеральные размеры балок.

Балками называют конструктивные элементы сплошного сечения, работающие на изгиб. Благодаря простоте и малой стоимости изготовления, удобной конструктивно форме, небольшой строительной высоте балки находят широкое применение в строительных конструкциях. Они применяются в различных покрытиях и междуэтажных перекрытиях гражданских, производственных зданий, на рабочих площадках, эстакадах, мостах и других сооружениях.

Особенно широко применяются сплошные балки для относительно небольших пролетов при больших нагрузках. При больших пролетах и малых нагрузках наиболее рационально применение сквозных балок (ферм), так как получаемая в этом случае экономия металла является более существенной, чем увеличение трудоемкости изготовления.

Балки классифицируются в зависимости от статической схемы работы:

 на разрезные (однопролетные) и неразрезные (многопролетные);

В практике строительства чаще всего применяют разрезные балки, наиболее удобные в монтаже. В неразрезных балках расход металла меньше, так как меньше расчетные изгибающие моменты и равномернее их распределение по длине. Поэтому их чаще всего используют при больших пролетах, где каждый процент экономии металла может составить значительную сумму.

 типа поперечного сечения: двутавровые, швеллерные из стальных прокатных, гнутых или алюминиевых прессованных профилей (рис.1, а–г);

 способа изготовления: прокатные, гнутые и прессованные (для небольших пролетов), составные (сварные, на болтах и клепаные) (рис. 1, д–ж).

Наиболее просты и дешевы прокатные балки, к применению которых всегда следует стремиться. Однако из-за ограниченности сортамента прокатных балок большие балки приходится применять составного сечения.

Наибольшее распространение получили сварные балки – они более экономичны по затрате металла и менее трудоемки при изготовлении. Клепаные балки применяют только для конструкций под тяжелые динамические или вибрационные нагрузки.

3. Задача. Подобрать сечение основной стальной колонны выполненной из двух прокатных швеллеров (коробчатой формы), нагрузка, действующая на колонну N=580кН, материал – сталь марки ВСт3пс6-1, расчетная длина колонны l_ef=6м, коэффициент условий работы γ_с=0,95.