Напусткові з'єднання

Напусткові з'єднання виконуються кутовими швами з розрахунковим перерізом у вигляді прямокутного трикутника (рис. 3.4).

Рисунок 3.4 – Зварний кутовий шов

Залежно від співвідношення катетів розрізняють шви:

1) нормальний (k₁ = k₂);

2) посилений (k₁ : k₂ = 2:1 – 3:1);

3) увігнутий, який отримують глибоким проплавленням або механічною обробкою;

4) випуклий, який не потрібно застосовувати, бо знижується міцність з'єднання.

Навантажувальна здатність конструкцій із посиленими та увігнутими швами завдяки меншій концентрації напружень (плавніший перехід від однієї деталі до іншої) вища, ніж у з'єднань з нормальним швом.

Залежно від розміщення щодо навантаження у напусткових з'єднаннях розрізняють такі кутові шви (рис. 3.5):

1) лобовий (поперечний, що утворює кут 90° з лінією дії сили);

2) фланговий (поздовжній, паралельний лінії дії сили);

3) скісний (під кутом до цієї лінії);

4) комбінований, що складається з лобового та флангових швів.

Уздовж лобових швів навантаження, а відповідно і напруження, розподіляються рівномірно (рис. 3.5).

Уздовж 39 флангових швів навантаження розподіляються нерівномірно, тому довжину флангових швів обмежують (≈50 k).

Рисунок 3.5 – Напусткове з'єднання

Особливості конструювання напусткових з'єднань такі:

1) катет шва повинен бути менше мінімальної товщини двох зварюваних деталей (k ≤ S_min);

2) напуск с ≥ 4 k ;

3) шви мають бути з двох боків з'єднання (рис. 3.5);

4) довжина шва l ≥ 30 мм для зниження впливу початку та кінця шва як менш якісних на міцність з'єднань;

5) довжина флангового шва l_ф ≤ (50 – 60) k .

3.1.4 Види їх ушкоджень та критерії працездатності

Значна частина руйнування металоконструкцій викликається втомою зварних з'єднань під впливом перемінних у часі навантажень. Частка руйнувань внаслідок втоми продовжує зростати, складаючи приблизно ЗО % загального числа передчасних ушкоджень і відмовлень зварних металоконструкцій.

Основні положення міцності і довговічності металів при перемінних навантаженнях залишаються справедливими й у відношенні зварних з'єднань.

Разом з тим, останнім властиві такі специфічні особливості, як характерна форма з'єднань і швів ( наявність концентраторів напружень, неоднорідність напруженого стану), неоднорідність механічних властивостей, можливість виникнення при зварюванні технологічних дефектів, значні залишкові напруження.

Основні характеристики циклічного навантаження. Циклічне (багаторазове) навантаження супроводжується періодичною зміною напружень, сукупність послідовних значень яких за один період їх зміни при регулярному навантаженні називається циклом напружень.

3.1.5 Розрахунок на міцність з'єднань зварних швів на стаціонарні навантаження

Розрахунки на міцність усіх зварних з'єднань, виконаних кутовими швами, виконують за дотичними напруженнями зрізу, які виникають у площині бісектриси прямого кута (рис. 3.4) незалежно від діючого навантаження.

Коли на з'єднання діють кілька силових факторів, доцільно використовувати принцип суперпозиції

τ' = ∑ τ_і' ≤ [τ'] ,

де τ_і' – дотичні напруження зрізу, зумовлені дією і-го силового фактора. Причому в окремих випадках мають на увазі геометричну суму.