Определения объема наплавленного металла

Шов №1:

1432 мм

=8 1432=11456

Шов №2:

2505 мм

=10 2505=25050

Шов №3:

131 мм

=17 131=2227

Шов №4:

1432 мм

=8 1432=11456

Определение массы наплавленного металла

Плотность наплавленного металла принимается равной плотности основного металла,

Переведем объем наплавленного металла в см³. Рассчитаем массу.

Шов №1:

Шов №2:

Шов №3:

Шов №4:

Расчет на прочность сварных швов

Основным критерием работоспособности швов сварных соединений является прочность. Расчет на прочность основан на допущении, что напряжения в шве распределяются равномерно как по длине, так и по сечению.

Стыковые соединения.Расчет швов производят на растяжение или сжатие по сечению соединяемых деталей без учета утолщения шва[14,стр.86].

рис.№4Распределение усилий и изображение элементов для расчета стыкового соединения

Условие прочности шва для соединения при растяжении:

Условие прочности шва для соединения при сжатии:

где F — растягивающая сила; S — толщина шва (принимается равной толщине детали); l — длина шва; [σ]сжи [σ]ρ — допустимые напряжения для сварного шва при растяжении и сжатии

Найдем допустимое усилие при cжатиидля шва №2(С2):

гдеsin90⁰ - соединение без скоса кромок, [σ]сж=180МПа.

Найдем допустимое усилие при растяжении для шва №2(C2):

гдеsin90⁰ - соединение без скоса кромок, [σ]ρ =170МПа.

Расчет показал, что колцевые швы выдержат усилия на сжатие P1=1660кН, на растяжение P2=1567,7кН.

Таблица №6

Показатели деформаций и напряжений

Нахлёсточные. Расчет нахлесточных швов производят на срез по опасному сечению,совпадающему с биссектрисой прямого угла. Расчетная высота опасного сечения шва равна к sin 45°. 

рис.№5Распределение усилий и изображение элементов для расчета нахлесточного соединения

Условие прочности шва на срез, при действии растягивающей или сжимающей силы при механизированной сварке принято

[τ'_cp] = 0,65 ⋅[σ]ρ

[τ'_cp] = 0,65 ⋅[σ]сж

  где[σ]ρ — допустимое растяжение при растяжении,[σ]сж—при сжатии.

Находим прочность шва на срез:

[τ'_cp]1 = 0,65 ⋅170 = 110,5МПа

[τ'_cp]2 = 0,65 ⋅180 = 117МПа

Допустимое усилие при механизированной сварке:

P= 0,6⋅ [τ'_cp]1,2⋅ K ⋅ L

Найдем допустимые усилия на растяжение для нахлесточногошва №4(Н1), при механизированной сварке:

P₃ = 0,6⋅170⋅3⋅360=110160 =110Н

Найдем допустимые усилия на сжатиедля нахлесточного шва №4(Н1), при механизированной сварке:

P₄ = 0,6⋅180⋅3⋅360=115240Н = 115,24кН

Минимальный катет углового шва K принимают равным 3 мм, если толщина металла S > 3 мм.

Расчет показал, что швы выдерживают усилия на сжатие P3=110кН, на растяжение P4=115,24кН.

Тавровые соединения и угловые. Расчет тавровых швов производят аналогично угловым. Все тавровые соединения нашей конструкции привариваются с помощью механизированной сварки в среде защитных газов..

рис.№6Распределение усилий и изображение элементов для расчета таврового и углового соединений

Допустимое усилие при механизированной сварке в среде защитных газов:

P = 0,7⋅ [τ'_cp]1,2⋅ K ⋅ L

Найдем допустимые усилия на растяжение для таврового шва №1(Т1), при механизированной сварке в среде защитных газов:

P₅ = 0,7 ⋅170⋅3⋅360=110160 =110кН

Найдем допустимые усилия на растяжение для таврового шва №1(Т1), при механизированной сварке в среде защитных газов:

P₆ = 0,7 ⋅180⋅3⋅360=115240Н = 115,24кН

Расчет показал, что швы №1 выдержат усилия на сжатие P6=110кН, на растяжение P5=115,24кН

Найдем допустимые усилия на растяжение для таврового шва №3(Т1), при механизированной сварке в среде защитных газов:

P₇ = 0,7 ⋅170⋅2⋅65=15470 =15,5кН

Найдем допустимые усилия на сжатие для таврового шва №3(Т1), при механизированной сварке в среде защитных газов:

P₈ = 0,7 ⋅180⋅2⋅65=16800Н = 16,8кН

Расчет показал, что швы приварки опорных лап выдерживают нагрузку на сжатие P7=15,5кН, на растяжение P8=16,8кН.

Вывод: был выполнен расчет на прочность наиболее нагруженных швов .Из расчетов видно, что швы выдерживают большие усилия. Все сварные швы способны выдержать рабочее давление трубопровода.