Конструкция угловых (валиковых) швов.
Угловые швы применяют в нахлесточных соединениях, в соединениях с накладками, в тавровых и угловых соединениях. По своей прочности они уступают стыковым швам.
По профилю поперечного сечения угловые швы могут быть:
- нормальные (рис.10, а); катет шва принимается равным толщине листа (К= 5);
- вогнутые (рис.10, б) с катетом шва К= 0,85;
- выпуклые (рис.10, в);
- специальные (рис.10, г); их профиль представляет неравнобедренный прямоугольный треугольник (один из катетов K=δ).
Рис.10. Типы угловых швов: а — нормальный;
б — вогнутый; в — выпуклый; г — специальный
Вогнутые швы применяют в особо ответственных конструкциях при переменных нагрузках, так как вогнутость обеспечивает плавный переход шва в основной металл детали, благодаря чему снижается концентрация напряжений. Вогнутый шов повышает стоимость соединения, так как требует глубокого провара и последующей механической обработки для получения вогнутости, выпуклые - вызывают повышенную концентрацию напряжений. Наиболее приемлем нормальный профиль углового шва. Специальные швы применяют при переменных нагрузках, так как значительно снижает концентрацию напряжений.
По расположению шва относительно действующей нагрузки угловые швы конструктивно разделяют на:
- лобовые, расположенные перпендикулярно к линии действия нагрузки F (см. рис.5, а); длина лобовых швов не ограничивается;
- фланговые, расположенные параллельно линии действия нагрузки F (см. рис.5, б); максимальная длина флангового шва принимается lш = (50...60)К;
- комбинированные, состоящие из лобовых и фланговых швов.
Нахлесточные соединения и соединения с накладками сваривают угловыми швами.
По своей прочности нахлесточные соединения уступают стыковым. Их применяют, когда по конструктивным соображениям стыковые швы применить невозможно. Соединения с накладками применяют, когда сварные швы не обеспечивают необходимой равнопрочности. В конструкциях, подверженных действию вибрационных и знакопеременных нагрузок, нахлесточные соединения и соединения с накладками применять не рекомендуется (создается значительная концентрация напряжений).
Для обеспечения нормальных условий работы нахлесточных соединений размер перекрытия шва (нахлестку) принимают ln < 48 (см. рис. 5, а). Длину накладок принимают конструктивно.
Сварным швом (в дуговой сварке) называется конструктивный элемент сварного соединения на линии перемещения источника сварочного нагрева (дуги), образованный затвердевшим после расплавления металлом.
Сварные швы классифицируются по конструктивному признаку, назначению, положению, протяженности и внешней форме.
По конструктивному признаку швы разделяют на стыковые и угловые (валиковые). Стыковые швы наиболее рациональны, так как имеют наименьшую концентрацию напряжений, но требуют дополнительной разделки кромок швы бывают V-, U-, X- и K-образные. Для V- и U-образных швов, свариваемых с одной стороны, обязательна подварка корня шва с другой стороны для устранения возможных не проваров (рис.4.1), являющихся источником концентрации напряжений.
При автоматической сварке принимаются меньшие размеры разделки кромок швов вследствие большего проплавления соединяемых элементов (см. табл.4.1). Чтобы обеспечить полный провар шва, односторонняя автоматическая сварка часто выполняется на флюсовой подушке, медной подкладке или стальной остающейся подкладке.
При электрошлаковой сварке разделка кромок листов не требуется, но зазор в стыке принимают не менее 14 мм.
Угловыми швами, весьма часто применяемыми в конструкциях, являются поясные швы в балках и колоннах. Такими швами привариваются элементы конструктивного оформления (ребра, накладки), а также элементы в углах решетчатых конструкций и т.п. Угловые (валиковые) швы наваривают в угол,
образованный элементами, расположенными в разных плоскостях. Применяющаяся при этом разделка кромок изделий показана в табл. 4.1.
Угловые швы, расположенные параллельно действующему осевому усилию, называются 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. 4.2.). Сварка нижних швов наиболее
Рис. 4.1. Виды швов.
а – стыковой шов в однопроходном стыковом соединении; б –стыковой шов с подваркой корня в однопролетном стыковом соединении; в – фланговый и лобовой швы в нахлесточном соединении; г – угловые швы в тавровом соединении; д – прерывистые (шпоночные) швы в нахлесточном соединении; 1 – подварка корня шва; 2 – лобовой шов; 3 – фланговый шов; 4- угловые швы; 5 - прерывистые или шпоночные швы
удобна, легко поддается механизации, дает лучшее качество шва, поэтому при проектировании следует рассматривать 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 хуже, поэтому применение их в конструкциях ограничено.
Различают следующие сварные соединения: стыковые, внахлестку, угловые и тавровые (рис.4.3).
Стыковыми называются соединения, в которых элементы соединяются торцами и один элемент является продолжением другого. Такие соединения наиболее рациональны, так как имеет наименьшую концентрацию напряжений при передаче усилий, экономичны и удобны для контроля.
Стыковые соединения листового металла выполняют прямым или косым швом.