Сварные соединения, общая характеристика, классификация. Рас­чет и конструирование сварных соединений.

Основным видом соединений металлическйх строительных конструк­ций является сварка. Она почти полностью заменила другие виды сое­динений при изготовлении конструкций и широко применяется как на заводе, так и при монтаже на строительной площадке. Сварка упрощает конструктивную форму соединения, дает экономию металла, позволяет применять высокопроизводительные механизированные способы, что значительно уменьшает трудоемкость изготовления конструкций. Свар­ные соединения обладают не только прочностью, но и водо- и газонепро­ницаемостью, что особенно важно для листовых конструкций.

Однако возникающие при сварке внутренние остаточные напряже­ния в соединении усложняют его работу и в ряде случаев при действии динамических нагрузок и низких температур способс^твуют хрупкому разрушению. Выполнение сварки часто бывает затруднено при монтаже конструкций и соединении нескольких листов в пакеты. Оба эти обсто­ятельства в ряде случаев затрудняют применение сварки и заставляют обратиться к традиционным болтовым видам соединений.

В строительстве применяется главным образом электродуговая свар­ка: ручная, автоматическая, полуавтоматическая, а также электрошла- ковая. Реже применяется контактная и газовая сварка. Другие виды сварки при сборке и монтаже строительных конструкций пока не полу­чили распространения.

1. Ручная электродуговая сварка универсальна и широко распрост­ранена, так как может выполняться в любом пространственном положе­нии. Она часто применяется при монтаже в труднодоступных местах, где механизированные способы сварки не могут быть применены. Меньшая глубина проплавления основного металла и меньшая производитель­ность ручной сварки из-за пониженной силы применяемого тока, а так­же меньшая стабильность ручного процесса по сравнению с автоматиче­ской сваркой под флюсом являются недостатками ручной сварки.

Электроды, применяющиеся для ручной сварки, подразделены на несколько типов по значению временного сопротивления металла шва. Например, электрод типа Э42 позволяет получить шов, имеющий а_в^ ^410 МПа (42 кге/мм²), и применяется для сварки сталей, имеющих а_в^430 МПа; электрод типа Э50 дает соответственно а_в^490 МПа и применяется для сварки сталей, имеющих а_в^520 МПа. Добавление к названию электрода буквы А означает, что данные электроды дают ме­талл, обладающий повышенной пластичностью, характеризуемой отно­сительным удлинением и повышенной ударной вязкостью.

2.Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом осу­ществляется автоматом с подачей сварочной проволоки d = 2—5 мм без покрытия. Дуга возбуждается под слоем флюса, флюс расплавляется, легирует расплавленный металл содержащимися в нем примесями н надежно защищает его от соприкосновения с воздухом. Металл получа­ется чистым с ничтожными количествами вредных примесей — кислоро­да, азота и др. Благодаря хорошей теплозащите расплавленный металл под слоем флюса остывает медленно, хорошо освобождается от пузырь­ков газов и шлака и отличается значительной плотностью и чистотой. Большая сила тока (600—1200 А и более), применяющаяся при автома­тической сварке, и хорошая теплозащита шва обеспечивают глубокое проплавление свариваемых элементов и большую скорость сварки. Та­ким образом, хорошее качество швов и высокая производительность яв­ляются большими достоинствами автоматической сварки под флюсом, и ее применение желательно во всех соединениях, где это возможно.

К недостаткам относится затруднительность выполнения этой свар­ки в вертикальном и потолочном положении и в стесненных условиях, что ограничивает ее применение на монтаже.

Для коротких швов с успехом применяется полуавтоматическая свар­ка шланговым полуавтоматом. Процесс сварки ведется голой проволо­кой d^3 мм под флюсом в нижнем положении или порошковой прово­локой, свернутой в трубочку стальной лентой, внутри которой запрессо­ван флюс, в любом положении. Сварка порошковой проволокой должна найти себе широкое применение при монтаже конструкций.

1. Электрошлаковая сварка представляет собой разновидность свар­ки плавлением; этот тип сварки удобен для вертикальных стыковых швов металла толщиной от 20 мм и более. Процесс сварки ведется голой электродной проволокой под слоем расплавленного шлака, сварочная ванна защищена с боков медными формирующими шов ползунами, ох­лаждаемыми проточной водой. Качество шва, выполняемого этим спосо­бом, получается очень высоким.

Сварка в среде углекислого газа ведется голой электродной про­волокой d —1,4—2 мм на постоянном токе обратной полярности. Угле­кислый газ при высокой температуре активно взаимодействует со сталью, окисляя ее, что компенсируется повышенным содержанием рас- кислителей в электродной проволоке. Сварка в среде углекислого газа.