25 Составьте алгоритм расчёта и конструирования сварных соединений. Перечислите конструктивные требования,предъявляемые к сварным соединениям

 Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил следует рассчитывать на срез (условный) по двум сечениям:

по металлу шва N / ( βf kf lw ) ≤ Rwf γwf γc ;                                           

по металлу границы сплавления N / ( βz kf lw ) ≤ Rwz γwz γc .                                          где lw - расчетная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10 мм; β f и β z - коэффициенты, принимаемые при сварке элементов из стали: с пределом текучести до 580 МП а (5900 кгс/см2) по табл. 1 (34); с пределом текучести свыше 580 МПа (5900 кгс/см2) независимо от вида сварки, положения шва и диаметра сварочной проволоки β f = 0,7 и β z = 1; γ wf и γ wz - коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах I 1 , I 2 , II 2 и II 3 , для которых γ wf = 0 ,8 5 для металла шва с нормативным сопротивлением Rwun = 410 МПа (4200 кгс/см2) и γ wz = 0, 85 для всех сталей.

При сварке с использованием технологических приемов, направленных на повышение производительности наплавки, которые сопровождаются снижением глубины проплавления (например, сварка при удлиненном вылете электрода, при прямой полярности постоянного тока, с применением дополнительного присадочного материала и т.п.), значения коэффициентов рекомендуется принимать β f = 0,7 и β z = 1.

    Для обеспечения высокого качества и надежной работы сварных соединений они должны отвечать ряду требований, диктуемых возможностью и удобством производства сварки, возможным уменьшением сварочных напряжений и деформаций, полноценной работой сварных швов в различных видах соединений и т. д. Все эти требования должны учитываться при проектировании металлических конструкций.

Швы должны иметь наименьший катет и выполняться строго по расчету. Катет стыковых швов диктуется толщиной соединяемых, элементов и принимается равной меньшей из них (при разных их толщинах).

Наименьший катет угловых швов 4 мм, дальнейшая градация 5, 6, 7, 8, 10 мм и далее через 2 мм. Угловые швы толщиной свыше 20 мм имеют большие внутренние напряжения, и применять их не рекомендуется.

При ручной сварке за один проход может быть выполнен шов катетом до 8 мм. В поперечном сечении угловые швы должны иметь соотношение катетов шва 1:1. Чтобы уменьшить концентрации напряжений в конструкциях, воспринимающих динамические и вибрационные нагрузки или при статической нагрузке, ноэксплуатируемых с расчетной температурой ниже –40°С , а также в любых конструкциях из высокопрочных сталей в лобовых угловых швах соотношение катетов принимают 1:1.5, при этом больший катет должен быть направлен вдоль усилия, воспринимаемого соединением.

Наименьшая расчетная длина  углового шва должна быть не менее  и не менее 40 мм из-за наличия непровара в начале и в конце шва. Наибольшая расчетная длина фланговых угловых швов должна быть не более  , так как фактически напряжение в шве по длине распределяется неравномерно, то при очень длинных швах его крайние точки могут быть перенапряжены, а средняя часть не полностью включена в работу.

Это ограничение не распространяется на те фланговые швы, в которых усилия передаются по всей длине шва, например на поясные швы сварных балок.

Конструктивная длина шва, т.е. та длина, которая указывается на чертежах, принимается примерно на 10 мм больше расчетной длины (определенной по расчету), так как начало и конец шва могут иметь непровар и кратер, поэтому участки по 5 мм у концов шва в расчете учитывать не следует.

Если в конструкции применяются прерывистые швы, то для обеспечения надежной совместной работы соединяемых элементов расстояние между участками швов в свету должно быть не более 15t в сжатых элементах и не более 30t в растянутых и нерабочих элементах (t – наименьшая толщина соединяемых элементов).

Напуск в соединениях внахлестку должен быть не менее 5t наиболее тонкого из соединяемых элементов, иначе в швах могут образоваться трещины, вызванные сварочными деформациями.

При соединении встык листов различной толщины, если разница в толщинах не сталей превышает 4 мм и величина уступа не превышает 1/8 толщины более тонкого листа, стык может быть выполнен без скоса кромок для сталей (для более прочных соответственно 2 мм и 1/12).

В противном случае для плавного перехода усилий в стыке необходим односторонний или двусторонний скоскромок с уклоном не более 1/5.

Следует избегать пересечений сварных швов, близкого их расположения друг к другу и образования швами замкнутых контуров.