Классификация сварных соединений и швов
В зависимости от расположения соединяемых деталей различают следующие виды сварных соединений: стыковые, внахлёстку, угловые, тавровые.
Сварные швы стыковых соединений называют стыковыми. Классификация стыковых швов по форме подготовки кромок деталей представлена на рисунке 2.1.
Сварные швы соединений внахлёстку, а также угловых соединений и тавровых называют угловыми. По форме подготовки кромок угловые швы бывают: бесскосные, со скосом одной кромки, со скосом двух кромок. По характеру выполнения бывают: односторонние и двусторонние.
По форме сечения угловые швы подразделяются: нормальные, специальные, вогнутые и выпуклые.
По расположению шва относительно линии действия силы различают лобовые (Рис. 2.2, а), фланговые (Рис. 2.2, b) косые (Рис. 2.2, с) и комбинированные (Рис. 2.2, d).
Рис. 2.14. Разделка кромок в стыковых сварных соединениях: бесскостная (а, б); V-образная (c, d, е); X-образная (f ); U-образная (g, h)
Рис. 2.15. Сварные соединения внахлестку
При значительной разнице толщины соединяемых деталей (для соединений малонагруженных) применяют пробочные, прорезные и проплавные швы (Рис. 2.3)
Основным требованием при проектировании сварных конструкций является обеспечение равнопрочности шва и соединяемых ими деталей.
Рис. 2.16. Сварные швы: пробочные (а); прорезные (б); проплавные (в)
Расчет стыковых сварных швов
Если сварное соединение осуществляется несколькими швами, то эти швы нужно располагать так, чтобы они были нагружены возможно равномернее.
В ряде случаев целесообразнее назначать все размеры шва, а затем выполнять проверочный расчёт на прочность.
Проектируемые сварные соединения должны отвечать условию равнопрочности сварного шва и соединяемых деталей. В соответствии с этим требованием для того или иного вида соединения выбирают соответствующий тип шва. Если соединение осуществляется несколькими швами, то их располагают так, чтобы они были равномерно нагружены.
Допускаемые напряжения сварных швов выбирают в зависимости от вида сварки, применяемых электродов и допускаемых напряжений на растяжение материала соединяемых деталей (таблица 3).
Допускаемые напряжения для сварных швов при статической нагрузке
Метод сварки |
Допускаемые напряжения |
||
при растяжении [σ]р |
при сжатии [σ]сж |
при срезе [τ]ср |
|
Автоматическая и ручная электродами Э42A и Э50А в среде защитного газа |
[σ]р |
[σ]р |
0,65[σ]р |
Ручная электродами обыкновенного качества |
0,9[σ]р |
[σ]р |
0,6[σ]р |
Примечание: [σ]р – допускаемые напряжения при растяжении металла свариваемых деталей. Ориентировочно [σ]p ≈ (0,4…0,5) σТ |
|||
Сварное соединения может быть стыковым или внахлестку. Стыковые швы рассчитывают на растяжение, сжатие и изгиб в плоскости шва в зависимости от направления и расположения нагрузки. При расчете на прочность стыковых швов утолщение их (наплыв металла) не учитывается. Стыковые швы рассчитываются на растяжение или сжатие (Рис. 2.4).
На растяжение (сжатие):
где: p, с, []p, []c – соответственно расчетные и допускаемые напряжения в сварном шве при растяжении и сжатии;
S – толщина более тонкой свариваемой детали;
ℓ – длина сварного шва.
Рис. 2.17. Схема к расчету стыкового шва
При действии на стыковой шов момента Ми в плоскости перпендикулярной к плоскости стыка, расчет шва производят по формуле:
Если же на шов действуют одновременно момент Ми и сила P, то
