§ 5, Злентр0дуг0вые сварные соединения

Сварные соединения должны быть по возможности равно­прочными с основным металлом элементов конструкций при всех температурах во время эксплуатации, а также при всех видах нагрузок (статических, ударных и вибрационных).

Слабыми участками в сварных соединениях могут быть швы, зоны термического влияния и сплавления. Зоной термического влияния называют участок основного металла, прилегающий к швам, который в результате сварки изменяет механические свойства. Последнее обстоятельство особенно имеет место при сварке термически обработанных, а также наклепанных сталей н сплавов.

Улучшение механических свойств сварных соединений дости­гается: 1) выбором рациональной конструктивной формы соеди­нения; 2) применением рациональных методов сварки; 3) терми­ческой и механической обработкой сварных конструкций после сварки.

Конструкции с равнопрочными сварными соединениями отве­чают требованиям экономичности. Значительное усиление свар­ного соединения, по сравнению с целым элементом, удорожает конструкцию и не улучшает условий ее эксплуатации. Недоста­точная прочность сварного соединения снижает несущую спо­собность всей конструкции и не позволяет полностью использо­вать рабочие сечения ее элементов.

Если элемент работает при продольной растягивающей силе, то расчетным усилием для его соединения является

P=H_PF. (4.3)

38

Если же элемент работает при продольной сжимающей силе, расчетное усилие равно

P=l°]c*F. (4.4)

При изгибе элемента расчетный момент равен

M=*[o]_pW. (4.5)

В конструкциях со сварными соединениями в металле швов могут возникать напряжения двух родов -—рабочие и связую­щие. Чтобы установить различие между рабочими и связующи­ми напряжениями, рассмотрим несколько примеров.

Рис. 4-\. Примеры рабочих, (а, б) и езпзукжшч (в, г) швов

Ня рис. 4-1, а изображены две полосы, соединенные стыко­вым швом. Полосы подвергаются растяжению. Очевидно, что сварной шов в этой конструкции необходим,-так как при разру­шении шва разрушится и вся конструкция. То же самое произой­дет и в соединении, изображенном на рис. 4-1,6. Сварной шов в этом соединении также необходим.

Сварные соединения, разрушение которых влечет за собой выход из строя конструкции, будем называть рабочими, а напря­жения, действующие в этих соединениях,— рабочими напряже­ниями.

Совершенно иначе работает наплавленный металл в шве, со­единяющем две полосы, показанные на рис. 4-1, в. Наплавленный металл, соединяющий полосы, деформируется вместе с основ­ным металлом; при этом в нем возникают напряжения. Так как модуль упругости наплавленного металла незначительно отли­чается от модуля упругости основного, то в швах при их работе в пределах упругих деформаций образуются напряжения при­близительно той же величины, что и в растягиваемых полосах. Эти напряжения, возникающие в наплавках, вследствие их

39

совместной работы с основным металлом во многих случаях не опасны дли прочности конструкции и называются связующими. Пример связующих швов показан на рис. 4-1,г.

При расчете прочности сварных соединений необходимо пом­нить, что определяются только рабочие напряжения. Связующие напряжения, значительные по величине, равны напряжению в основном металле.

Исследования, как правило, подтверждают, что при анализе прочности сварных конструкций можно не учитывать связующие напряжения.

Основными типами сварных соединений являются соединения встык, внахлестку, втавр, проплавные. Наиболее распростране­ны в сварных конструкциях стыковые соединения.

СОЕДИНЕНИЯ ВСТЫК

Соединения при автоматической и полуавто­матической сварках под слоем флюса. Разрабо­танная Институтом электросварки им. Е. О. Патона совместно с другими НИИ и заводами автоматическая сварка под флюсом находит широкое применение на заводах машиностроительной и строительной промышленности при изготовлении балочных и рамных конструкций, ферм, а также листовых конструкций (резервуаров, баков, цистерн и т. п.) индустриальным путем, на поточно-механизированных линиях, а во многих случаях на мон­тажных работах, например, при сварке кольцевых стыков труб. Автоматическая сварка под флюсом применяется для соедине­ний толстостенных котлов, различных сосудов и аппаратов хими­ческой аппаратуры, корпусов судов и всевозможных деталей машин: барабанов, редукторов, маховиков и др.

Автоматической сваркой под флюсом в нижнем положении соединяются углеродистые и низколегированные стали, многие стали аустенитного класса, алюминиевые, титановые и другие сплавы. Эта сварка наиболее целесообразна при укладке длин­ных прямолинейных и кольцевых швов, а также коротких швов в серийном и массовом производствах. При сварке коротких и разбросанных по конструкции швов рациональнее применение полуавтоматической сварки под флюсом шланговыми полуавто­матами.

Автоматической сваркой под флюсом сваривают изделия с широким диапазоном изменения толщин, как правило, от 1 до 50 мм, иногда и более.

Подготовка кромок для сварки зависит от толщины соеди­няемых элементов и технологического процесса.

В табл. 4.7 приведены примеры подготовок кромок соедине­ний при сварке под флюсом.

40

Формирование шва при автоматической сварке под слоем флюса при малых и средних толщинах производится преимуще­ственно за счет основного металла, при больших — преимуще­ственно за счет наплавленного металла.

Соединения при ручной дуговой сварке. Руч­ная дуговая сварка является универсальным технологическим процессом. с)тим способом сваривают конструкции во всех прост­ранственных положениях из разных марок сталей, цветных спла­вов, в случаях, когда применение автоматических и полуавтома­тических методов не представляется возможным, например, при отсутствии требуемого оборудования, недостаточного освоения технологического процесса.

Способы подготовки кромок соединений для сварки вручную в зависимости от толщины элементов н технологического процес­са сварки приведены в табл. 4.8.

При сварке листов неравных толщин должны быть сделаны скосы: при одностороннем превышении кромок более толстого листа на длине 5(S|—s₂) и при двустороннем превышении на длине 2,5 (si—s₂).

Соединения при сварке в среде защитных газов. Применение автоматической и полуавтоматической сварки в среде защитного углекислого газа, разработанной ЦНИЙТМаш, Институтом электросварки им. Е. О. Патона, МВТУ и другими организациями, непрерывно расширяется. Этим способом производится укладка швов во всех пространственных положениях, хорошо свариваются конструкции из углеродистых, низколегированных сталей н некоторых высоколегированных, в частности аустенитных, свариваются конструкции малых, сред­них и больших толщин в несколько десятков миллиметров. Уста­новлено, ч.то сварка в среде углекислого газа в некоторых слу­чаях уступает сварке под флюсом по производительности, но значительно превосходит ее по экономичности вследствие мень­шей стоимости применяемых материалов.

Конструкции из аустенитных, мартеыситных и феррктных сталей, жаропрочных, теплоустойчивых, многих алюминиевых, титановых, медных, магниевых и других сплавов успешно свари­ваются в защите нейтральных газов. Вольфрамовым электродом, как правило, сваривают изделия малых толщин (от долей мил­лиметра до нескольких миллиметров), плавящимся — изделия средних и больших толщин. Соединения при сварке в среде за­щитных газов при малой толщине выполняют как без присадки, так и с присадкой металла (рис. 4-2).

При больших толщинах свариваемых элементов придают V-образнуго и Х-образную форму кромкам аналогично соеди­нениям, применяемым при ручной дуговой сварке. Как правило, стыковые швы делают прямыми, т. е. направленными перпенди­кулярно действующим усилиям.

41

Подготовка кромок соединений для сварки под флюсом

по форме

подготовки

кромок

Тип шва

по характеру выполнения шва

Односторонний

Двусторонний

Толщина свариваемого металла, мм

ЭСКИЗ СО(.'Л!ШЫ1ИИ

1,5-3,0

Уф/ШШ//^*№/?.?/Ж>7Л7ЯЪ

Г7т/ж;м;;/,'?7ГЖ-'М-У7гл?яг:г7Л

^ Без скоса кромок

Односторонний

То же

2-5 2-10

№МУ/М1Ш&Л*:&МЛЖ&/Л&М\К..'/(Л

УУ_/у/.^/у^/^/ЛШ.'АуУШ/////А

Со скосом двух кромок

Двусторонний

Односторонний

То же

16-24

14—30

8—24

tWsVSXW/.'. ^■\Г^~Г^7ПГ.

Sv.KWA'M-Wbt-,.. ■"/;*»■ У А

	Тип шва	Толщину свариваемого металла, мм
по форме подготовки кромок	по характеру выполнения шва
U-образный	Двусторонний	30-130
X-образный с симметрич­ным скосом двух кромок	То же	2-1 -60

То же, с не­симметричным скосом

20—60

Эскиз

w;;//////////s^

Г/. ■■/.','/■.'^J/J-

Подготовка кромок соединений для ручной сварки

Tim ifssj

по форме подготовки кромок

по характеру выполнения из в а

С отбортовкой

Односторонний

[ олщшщ L'ij-quiisavMtiro

MCra.'lyiil _r MAI

Эсхил t

Без скоса кромок

Двусторонний

Односторонний То же

з ч

1--G 1-6

V-образный со скосом двух

кромок

Двусторонний Односторонний

То же

3-26 3-26

3—26

Tiln шва

по форме подготовки кромок

по характеру выполнения шва

Толщина свариваемого металлу, мм

U-образньш с криволиней­ным скосом двух кромок

Двусторонний

20-60

Х-образный со скосом двух кромок

То же

12—GO

Х-образный с криволиней­ным скосом двух кромок

30—60

Если элемент работает на растяжение, то допускаемое уси­лие в сварном стыковом соединении равно

V\,*l;

при сжатии допускаемое усилие составляет

(4.6) (4.7)

У////?,

где s —толщина основного металла, так как усиление шва не учитывается; / — длина шва. Если (сг]_р = [а']р, то сварной шов равнопрочен основному металлу.

При работе элементов па усталость наиболее слабым участ­ком в сварном соединении оказывается не металл шва, а приле­жащая к нему зона, которая в результате термического дей­ствия дуги или образования концентраторов напряжений может оказаться разупрочнен-ной. В таких случаях необхо­димо заменить расчет прочно­сти швов расчетом прочности соединений в ослабленных зонах с учетом особенностей механических свойств металла, его термической обработки и других факторов, зависящих от конкретных условий. Если шов направлен под углом а к усилию (как правило, а — 45°), то проверка его прочности условно производится по формуле

Р= К] si. (4.8)

СОЕДИНЕНИЯ ВНАХЛЕСТКУ

В соединениях внахлестку швы имеют форму валиков и на­зываются валиковыми или угловыми.

Соединения угловыми швами при сварке на автоматах и полуавтоматах под слоем флюса и в среде газов. Сварку на автоматах под слоем флюса производят при вертикальном и наклонном положениях элект­рода. При сварке вертикальным электродом свариваемые дета­ли устанавливают в положение, называемое «в лодочку» (рис. 4-3,а). При сварке наклонным электродом сварочный про­цесс выполняется, как показано на рис. 4-3,6.

у//М(Щид&

Рис. 4-2, Соединения при сварке в среде защитных газов

46

Угловые швы при сварке под слоем флюса получаются с бо­лее глубоким проплавлением, чем при ручной сварке. Их очер­тания показаны на рис. 4-3,в. Параметрами, определяющими размеры угловых швов, являются катет шва к и длина I.

Обычно при автоматической сварке под слоем флюса катет шва к=5, где s — толщина свариваемого металла.

Соединения угловыми швами при сварке ручным способом. При сварке вручную угловые швы име­ют различные очертания: нормальные, условно принимаемые очерченными в форме-равнобедренного треугольника, выпуклые, вогнутые (рис. 4-4, а, б, в).

Выпуклые швы нецелесообраз­ны ни с технической, ни с эконо­мической стороны. Они требуют больше наплавленного металла, вызывают концентрацию напря­жений.

Целесообразны швы, имеющие очертания неравнобедренных

треугольников, с отношением ос­нования шва к высоте 1,5; 1; 2: 1; 3: 1 (рис. 4-4,г, д), В швах этого типа удобно производить механическую обработку концов, чтобы обеспечить плавное сопря­жение наплавленного металла с основным (рис. 4-4, е). Подоб­ного рода швы, как будет показа­но ниже, целесообразно приме­нять в конструкциях, работающих на усталостные нагрузки.

Вогнутость может достигаться обычно механической обработкой с помощью фрезы или других ин­струментов. Подобного рода швы применяют в конструкциях относительно редко.

В широкой практике конструирования распространено приме­нение угловых швов с нормальными очертаниями. Размер кате­та углового шва нормального очертания называют толщиной шва и обозначают буквой к. Длина перпендикуляра, опущенного из вершины прямого угла на гипотенузу, носит название расчет­ной толщины шва. В швах с формой равнобедренного треуголь­ника расчетная толщина равна K-sm45°=0,7K. В большинстве случаев катет шва к равен толщине s детали, но он может быть и меньше s.

Наименьшая толщина рабочих швов в машиностроитель­ных конструкциях 3 мм. Исключение составляют конструкции,

Рис. 4-3. Угловые швы при сварке под флюсом;

а) при укладке «в лодочку»: б) при

укладке 'Наклонным электродом; в) с

глубоким проплавлением

47

в которых толщина самого металла меньше 3 мм. Верхний пре­дел толщины швов не ограничен, но применение швов, у которых к>-20 мм, встречается редко. В местах зажигания и обрыва

дуги механические свойства швов ухуд­шаются, поэтому ми­нимальную длину рабочих швов целе­сообразно ограни­чивать и принимать равной 30 мм. Швы меньших размеров применяют лишь в качестве нерабо­чих соединений.

Расчет проч­ности соедине­ний внахлест­ку. В зависимости от направления угловых швов по отношению к действующему усилию их разделяют на лобовые, косые, флан­говые, комбинированные.

Лобовые швы направлены перпендикулярно усилию.

Рис. 4-4. Очертания угловых швов:

а) нормальное; 6} выпуклое; в) вогнутое; £) с отно­шением катетов 1:1,5; д) с отношением катетов ■ 1:2; е) то же, с обработкой конца шва

7

Уголок

Рис, 4-5. Соединения с лобовыми и фланговыми швами:

а) с двумя расчетными лобовыми швами; 6) с одним расчет­ным лобовым швом; в) схема усилия .в лобовом шве; £) флан­говые швы; д) косой шов; е) комбинированное соединение; ж) прикрепление уголка

48

В соединении, показанном на рис. 4-5, а, б, усилие передается двумя лобовыми швами. Вследствие эксцентриситета элементы несколько искривляются. Расстояние между лобовыми швами следует принимать С>-4s. На рис. 4-5,6 усилие Р передается через один лобовой шов на накладку; далее это же усилие пере­ходит с накладки на второй лист. Таким образом, в соединении этого рода имеется лишь один расчетный шов.

Рассмотрим расчет прочности угловых швов, сваренных вручную.

В лобовом шве возникает несколько составляющих напряже­ний (рис. 4-5,е): нормальные напряжения а на вертикальной плоскости, касательные х и др., определяемые с помощью точных методов расчета прочности.

По методу, принятому в инженерной практике, расчет проч­ности лобовых швов производится на срез. Этот метод является условным и приближенным. Экспериментальные исследования показывают, что при статических нагрузках и треугольном очер­тании шва разрушение наступает обычно по наименьшему сече­нию, совпадающему с биссектрисой О—О прямого угла. По этой плоскости проверяют прочность лобового шва; напряжение при этом не должно превышать (У].

Формула определения допускаемого усилия для соединения, состоящего из одного расчетного лобового шва (рис. 4-5, б), име­ет следующий вид:

р = [?'] . 0,7 к1, (4.9)

где / — длина шва;

к — катет шва (обычно к—s), а для соединения, приведенного на рис. 4-5, а,

P = 2[S] -0,7 id. (4.10)

Фланговые швы направлены параллельно усилию (рис. 4-5,г). В них возникают два рода напряжений. В резуль­тате совместной деформации основного и наплавленного метал­ла во фланговых швах образуются связующие напряжения. Как было указано выше, их не учитывают при определении прочно­сти соединения. По плоскостям соприкосновения валика фланго­вого шва с каждым из листов, а также в самом валике возни­кают напряжения среза, которые являются рабочими напряже­ниями соединения.

Расчет прочности швов производится по опасной плоскости среза, совпадающей с биссектрисой прямого угла. Расчетная формула прочности составлена в предположении, что напряже­ния вдоль флангового шва распределены равномерно.

4 Ш

49

Для конструкции, приведенной на рис. 4-5, г, формула проч­ности имеет вид

Р-2[т']0,7 к1. (4.11)

¹ С учетом концентрации напряжений (см. гл. V) расчетная длина фланговых швов 1-^ЪОк,

Косые угловые швы. направлены к усилию под некоторым углом а (рис. 4-5, д). Их часто применяют в сочетании с лобовы­ми и фланговыми.

Расчет прочности косых швов производится аналогично опи­санному выше. Формула прочности имеет вид

Я= [z'\ -0,7 к1. (4.12)

у'Пример комбинированных швов приведен на рис. 4-5, е. Распределение усилий в отдельных швах, составляющих ком­бинированное соединение, неодинаково. Однако расчет прочно­сти комбинированных соединений производится согласно хорошо известному из курса «Сопротивление материалов» принципу независимости действия сил. В соединении с лобовыми и флан­говыми швами формула прочности следующая:

Р = Р₁ + Р_Ф.₁, (4.13)

где Р —допускаемое усилие для комбинированного соеди­нения; Р_л — допускаемое усилие для лобового шва; Рф_Л —допускаемое усилие для фланговых швов. С учетом формул (4.9) и (4.11) формула (4.13) примет вид

P=W] (0,7к1_л-г2-0,7Ы_фя). (4.14)

^Если катеты всех швов, входящих в состав комбинированно­го соединения, равны между собой, то

Р= [т'] -OJkL, (4.15)

где L — длина периметра швов. Этим соотношением пользуются при расчете соединения, показанного на рис. 4-5, е.

Некоторую особенность представляет расчет прочности швов, прикрепляющих утолок, работающий под действием продольной силы. Принимаем, что усилие Р в уголке действует в плоскости прикрепленной полки (рис. 4-5,ж).

Усилие, воспринимаемое лобовым швом,

Я_Л=М -0,7«/_Я1 (4.16)

где [т']—срезывающее допускаемое напряжение в лобовом шве; 1_Я — его длина.

50

Эксцентриситет приложения силы в расчете не учитывается, Усилие, передаваемое на фланговые швы,

Р_Ф»--Р--Р_Л- (4Д7>

Величина этого усилия распределяется между швами обрат­но пропорционально-расстоянию от оси уголка до обеих кромок. Таким образом, усилие в шве / будет

Л-Ли ^ (4.18)

усилие в шве 2

А-Р_ф, ^. (4.19)

При расчете прочности прикреплений равнобоких уголков приближенно можно принять

Я, = 0,ЗЯф..„ Р₂-0,7Р_ф., (4.20).

Касательные напряжения в швах равны

Напряжение в каждом из фланговых швов не должно пре­вышать допускаемого ft'].

Конструктивно можно увеличить длину 1\ относительно раз­меров, требуемых по расчету прочности, до величины I».

При сварке автоматами под слоем флюса угловыми швами основной металл расплавляется на значительную глубину, и со­единение принимает вид, приведенный на рис. 4-3, в.

Плоскости среза имеют большую величину, чем в швах с та­кими же размерами к, но сваренными без глубокого проплавле-ния. Некоторые авторы считают возможным при расчете швов с глубоким проплавлением не учитывать коэффициент 0,7. Тогда расчетная формула будет следующей:

Р^Ь'] kL, (4.22)

где L — длина периметра всех угловых швов, входящих в соеди­нение (лобовых, фланговых и косых). В настоящее время этой формулой не пользуются, и в запас прочности вводят коэффициент 0,7.

СОЕДИНЕНИЯ ВТАВР

Втавр соединяют элементы, расположенные во взаимно пер­пендикулярных плоскостях. При ручной дуговой сварке соеди­нения втавр выполняют, как правило, без подготовки кромок (рис. 4-6,а).

51

В большинстве случаев швы делают непрерывными, так как при этом они успешно накладываются автоматами.

Эти соединения применяют преимущественно в элементах,

работающих на изгиб.

На рис, 4-6,6 показаны соединения втавр с односторонней

подготовкой кромок и подваром при толщине листов от 4 до

26 мм, а на рис. 4-6, в — с двусторонней подго­товкой кромок для эле­ментов толщиной 12-н 60 мм.

Соединения втавр при автоматической и полуавтоматич е с к о й сварках существенно не отличаются от со­единений, выполняе­мых вручную.

При работе соеди­нений на растяжение расчетная формула

прочности имеет вид:

г)

Рис. 4-G. Соединения втанр:

а) без подготовки кромок; б) с односторонней подготовкой и подваром; в) с двусторонней под­готовкой; г) точечные дуговые швы

для соединения, приведенного на рис. 4-6, е, Я-21т'] -0,7 к1-

(4.23)

для соединения, приведенного на рис. 4-6,(5, в,

Я=К]_Р5/,

(4.24)

где s —толщина меньшего из соединяемых элементов; [т'] — допускаемое напряжение в шве при срезе; [^а']р —допускаемое напряжение в шве при растяжении.

При работе на сжатие конструкции, изображенной па рис. 4-6, а, усилие Р в действительности частично передается с горизонтального листа на вертикальный через плоскость сопри­косновения листов.

Проверка прочности швов этого соединения производится, исходя из условного предположения, что усилие передается че­рез швы. При этом [т'] повышается до величины 1<г']_сж.

При сварке шланговыми полуавтоматами соединения втавр могут выполняться угловыми точечными швами (рис. 4-6, г).

Применение точечных швов целесообразно главным образом в конструкциях с толщиной листов s™4-^5 мм.

52

УГЛОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Угловые соединения, выполняемые дуговой сваркой вручную, показаны на рис. 4-7_тб.

51

Ф _____________

Рис. 4-7, Угловые соединения

При автоматической и полуавтоматической сварках соедине­ния имеют вид, приведенный на рис. 4-7, a (s —6-^ 14 мм) и на рис. 4~7,e (s = 10-:-40 мм),

Угловые соединения в основном применяют в связующих элементах и расчету на прочность не подлежат.

СОЕДИНЕНИЯ ПРОПЛАВНЫМИ ЭЛЕКТРОЗАКЛЕПКАМИ

Электрозаклепки ставят при соединении листов внахлестку, проплавляя верхний более тонкий лист, в результате чего обра­зуются круглые проплавные сварные соединения (рис. 4-8).

Наложение шва в виде электрозаклепок производится с по­мощью полуавтомата.

Проплавные электрозаклепки можно получить также свар­кой пистолетами в струе аргона.

Соединения электрозаклеп­ками рациональны при толщине верхнего листа не более 5 мм.

При применении усовершен­ствованного оборудования с при­нудительной подачей электродной проволоки в зону дуги можно сваривать проплавными электро­заклепками элементы толщиной 10, 12 мм и более.

Проплавление электрозаклепки заменяют просверливанием отверстия в одном из соединяемых листов и заполнением его наплавленным металлом. При этом диаметр отверстия может достигать 40 мм и более. Заполнение наплавленным металлом отверстия может производиться не только одной, но и несколь­кими дугами в среде углекислого газа, под флюсом. Полуавто­матическая установка для постановки электрозаклепок облада­ет большей производительностью.

Рис. 4-8. Соединения электроза­клепками

53

Разработаны установки для сварки электрозаклепками в за­щитной среде СО_э различных марок сталей.

-Ввиду простоты оборудования и высокой производительности процесса соединения проплавными электрозаклепками весьма экономичны. Их применяют при изготовлении конструкции сель­скохозяйственных машин и др.

В значительном большинстве случаев соединения электроза­клепками являются связующими и рабочих усилий не передают. Расчет прочности электрозаклепок, участвующих в передаче усилий, производится аналогично расчету прочности точечных соединений при контактной сварке.

СВАРНЫЕ ЭЛЕКТРОДУГОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ

СПЛАВОВ

Дуговой электросваркой сваривают практически все алюми­ниевые сплавы, но свариваемость их различна (табл. 4.9).

Сварные соединения алюминиевых сплавов обладают повы­шенной чувствительностью к концентраторам напряжений по сравнению с рядом сталей, применяемых в конструкциях. Поэто­му к соединениям из алюминиевых сплавов предъявляют ряд требований, обязательных для выполнения. На рис. 4-9 приведе­ны рациональные виды сварных соединений при сварке алюми­ниевых сплавов.

На рис. 4-10,(7, б приведены примеры соединений деталей из алюминиевых сплавов разных толщин, сваренных встык при отсутствии эксцентриситета, а на рис. 4-10, в, г —при наличии эксцентриситета. Предусмотрены варианты плавных сопряжений швов с основным металлом. Это сделано в целях устранения концентраторов напряжений, могущих оказать вредное влияние на понижение предела прочности соединений.

Соединение, показанное на рис. 4-11,6, рационально, так как сварной шов удален от зоны наибольших напряжений, и соеди­нение, приведенное на рис. 4-11,6, также целесообразно, так как при этом обеспечена деформируемость конструкции, и это свой­ство смягчает вредное влияние концентраторов напряжений. Соединение, показанное на рис. 4-11, а, менее рационально вслед­ствие малой деформируемости. При изготовлении конструкций из алюминиевых сплавов рекомендуется применять стыковые соединения, а также соединения, в которых сварные швы распо­ложены в зонах пониженных рабочих напряжений. Целесооб­разны конструкции повышенной гибкости (деформируемости).

На рис. 4-12 приведены многочисленные примеры рациональ­ных и нерациональных сварных соединений из алюминиевых сплавов. Соединения на рис. 4-12, а, б, г, ж, з, и, н, о, п, с, т ра­циональны, так как сварные швы удалены от зоны резкого изме-

54

Характеристики свойств некоторых алюминневых сплав

Система алюминиевого сплава	Коррозионная СТОЙКОСТЬ	Технологичность
А1 (технический)	Высокая	Высокая
А1 — Мп	To же	То же
Al — Mg	Средне-высокая	Средне-вы­сокая
То же	То же	То же
»	»	»
»	»	»
Al - Mg —Si	»	»
То же	»	»
»	»	»
9	»	»
At - Mg —Zn	Средняя	Средняя
Ai - Си - Mg	Низкйя	То же
To же	То же	9
Al - Z\\ — Mg - Cu	»	»

Виды соединений и способы подготовки

s

s-Q£+i5 мм

с оъ5орто§кди

Зстык с подкладкой

-5 мм

.1\

бтаОр, уг/юдои одиночный шод

Ж

5>1ММ

s>2mm

$щбр> углоЬой двойной шоб

ъ~4--*-10мм

Ьстык с V-вфазным швом

S-^-Q-i-20MM

беты*. с U~ одразшм iiiSom

Зтавр с подготовкой кромок

(/еловой Внахлестку

ктых с Ж~ фазным швом

3>ЦвММ

1~2+4s+ZQmm

дОойной узловой

внахлестку

Рис, 4-9. Сварные соединения из алюминиевых сплавов б) В) г)

Рнс, 4-Ю. Стыковые соединения алюминиевых сплавов: а, в) более рациональные; б, г) менее раднояальны»

;;ения сечений; соединения на рис. 4-12, в, д, к, р, у имеют значи­тельную угловую жесткость и находятся в зоне концентрации; ■з соединениях, показанных на рис. 4-12, е, ж, л, я₃ обеспечена

а)

6}

в)

а =

£==ч

А =

А В,

Рис. 4-1L Примеры менее рациональ­ных (а) и более рациональных {б, в) соединений алюминиевых сплавов

а)

S)

31 и) к) s>/ *j

ттттг!

Pfic. 4-12. Вилы элементов гктгошшиевых Конструкций

'повышенная деформируемость. Рациональны соединения с. повы­шенной деформируемостью (рис. 4-12. ф, ц), а менее рациональ­ные показаны на рис. 4-12,;х, у,

57