8.2.1. Типы сварных соединений.
Тип соединения определяется взаимным расположением свариваемых элементов и формой их кромок. Разделка или подготовка кромок под сварку , необходима для обеспечения равнопрочности сварного соединения с основным металлом.
Различают 4 типа сварных соединений.
Стыковое. 2. Угловое. 3. Тавровое. 4. В нахлёст.
Конструктивно каждый из типов соединений подразделяется по формам подготовки кромок под сварку, в зависимости от конструкции соединяемых деталей.
Стыковое соединение.
Стыковое соединение является наиболее прочным и простым из всех типов соединений
1. С отбортовкой кромок Рис.8.11 применяется при сварке листов толщиной = 0.1 – 3 мм ручной дуговой сваркой.
Рис. 8.11
2.Без скоса кромок - обеспечивает более равномерное распределение деформаций и напряжений при сварке тонкостенных деталей Рис.8.12 Толщина соединяемых листов =1 – 5мм. Зазор между деталями а = 0 – 0.5 мм.
Рис. 8.12
Со скосом кромок – односторонний или двухсторонний скос кромок. Рис.8.13. Позволяет сваривать детали достаточно большой толщины = 4 – 60 мм.
Односторонний Двухсторонний
Рис. 8.13
Угловое соединение.
У
гловое
соединение – сваривается в большинстве
случаев ручной дуговой или газовой
сваркой. На рис.8.14. приведены основные
виды угловых соединений из листового
материала и профилей.
Рис. 8.14
Тавровое соединение
Тавровое
соединениеРис.8.15, как и угловое,
осуществляется ручной сваркой. В
зависимости от точности взаимного
положения деталей и их габаритов, они
могут фиксироваться с помощью специальных
приспособлений.
Рис. 8.15.
Соединения в нахлёст.
Соединение внахлёст менее прочное чем встык, но не требует подготовки кромок под сварку.
Н
а
Рис.8.16 представлены типы соединений в
нахлёст. На рис. 8.16 б изображено соединение
полученное контактной точечной или
роликовой сваркой.
а) б)
Рис. 8.16
8.2.2.Технологичность сварных соединений.
Технологичность обеспечивается в процессе проектирования конструкции, за счет правильного выбора материала, типа соединения и формы свариваемых элементов, способов сварки. При проектировании сварных соединений конструктор должен руководствоваться следующими основными требованиями. 1. Конструкция швов должна позволять применение механизированной или автоматизированной сварки. 2. Искажения формы детали от температуры должно быть минимальным. 3. Подходы к месту сварки должны быть свободными.
Конструкция сварного узла может состоять из деталей заготовками, для которых служат лист, труба, профиль, литьё, поковка или штамповка. Их размеры и форма должны выбираться с учетом влияния перечисленных требований, а также применяемого вида сварки. В ряде случаев сварные конструкции узлов или деталей являются более технологичными в изготовлении, чем детали изготовленные другими технологическими способами, т.е. имеют меньшую массу, трудоёмкость, при прочих равных условиях.
В процессе сварки, при заполнении
сварного шва с односторонним скосом
кромок, расплавленным материалом
электрода, происходят значительный
нагрев и структурные изменения материала
в зоне 1-2 Рис.8.17 а. Вследствие охлаждения
материала, за счёт усадки и внутренних
напряжений, происходит изменение формы
и размеров детали Рис 8.17 б. Металл в зоне
шва и около шовной зоне после охлаждения
даёт усадку , укорачивается. Укорочение
1
и
2
пропорционально длине зон 1 – 1 и 2 – 2
сварного шва. При симметричном шве
Рис.8.17 в (двухстороннем) происходит
только деформация заготовки в поперечном
п
и продольном
пр
направлениях, т.е. укорочение сварной
конструкции за счет усадки материала
шва.
Для их компенсации предусматривается припуск на механическую обработку посадочных мест и стыковочных поверхностей. Однако не во всякой конструкции, после механической обработки можно достичь высокой точности. Иногда при наличии высоких остаточных напряжений, после механической обработки, может нарушаться внутреннее равновесие , что приводит к деформации формы детали. Для снижения деформации (коробления) сварной конструкции используются специальные приёмы, и в частности.
Увеличивают размеры заготовок на величину предполагаемой усадки, в поперечном и продольном направлениях.
Осуществляют предварительный изгиб заготовки под углом
с учётом угловой деформации.
Рис 8.18.
Применяют в конструкции швы со скосом кромок с двух сторон. Рис 8.19.
Применяют специальные приспособления, обеспечивающие жесткое крепление деталей .Рис 8.20 при сварке.
Предусматривают в конструкции рёбра жёсткости. Рис 8.21
В зависимости от длины и формы шва сварку производят в определённой последовательности исключающей или уменьшающей коробление сваренных деталей.Рис.8.22.
А) б) в)
Рис. 8.17
Рис 8.18 Рис .8.19 Рис. 8.20
Рис 8.21
Рис 8.22