6. Расчет угловых сварных швов

Угловые швы рассчитываются по наименьшему сечению, расположенному в биссекторной плоскости прямого угла поперечного сечения шва.

Расчет угловых швов унифицирован и производится по единым формулам (Рис. 2.5).

Если угловой шов нагружен моментом М_и, то:

,

где W_c – момент сопротивления опасного сечения шва.

Рис. 2.18. Схема к расчету угловых (валиковых) швов

Тогда

.

При нагружении простого углового шва моментом М и силой Р условие прочности имеет вид:

.

Окончательно:

,

где (0,7·K·ℓ) – площадь расчетного сечения.

Катет сварного шва, как правило, принимают равным толщине листов δ. При расчете может оказаться, что величина K меньше δ, тогда в этом случае принимают при δ > 3мм катет шва по минимальной величине K_min = 3 мм. Требуемую длину шва определяют из расчета соединения на прочность.

При расчете сварных соединений втавр (рис. 2.6), выполненных угловым швом с обваркой по контуру, нередко возникают затруднения при определении моментов инерции расчетного сечения шва. В таких случаях можно пользоваться приближенными зависимостями [4].

Рис. 2.19. Соединение угловым швом

Момент инерции и момент сопротивления для прямоугольного поперечного сечения

для двутаврового профиля

Можно использовать и другие приближенные зависимости, например, приведенное в [6].

При более сложных конструкциях сварных швов при их расчете необходимо правильно учесть все параметры шва и величины действующих нагрузок. Пробочные, прорезные и проплавные швы также рассчитываются на срез.

7. Уточненный расчет комбинированного сварного шва

Принимают, что привариваемый элемент стремится повернуться вокруг центра тяжести (ц.т.) площади сечения шва (Рис. 2.7). Тогда напряжения сдвига τ в отдельных точках шва будут пропорциональны радиусам-векторам, проведенным из центра тяжести и направлены перпендикулярно этим радиусам:

,

где τ_mах – максимальное напряжение в наиболее удаленной точке с радиусом ρ_mах.

Момент, воспринимаемый сечением сварных швов (по аналогии с кручением), равен

,

где J_ρ – полярный момент инерции шва

Отсюда:

Напомним, что J_ρ =J_х + J_y

Рис. 2.20. Схема к уточненному расчету комбинированного сварного шва

8. Условное изображение сварных швов на чертеже

Условные изображения и обозначения швов сварных соединений установлены ГОСТ 2.312-72. В зависимости от расположения соединяемых деталей различают следующие виды сварных соединений: стыковые; внахлёстку; угловые; тавровые. Видимые швы изображают сплошными линиями, а невидимые – штриховыми. Условное обозначение шва наносят: на полке линии-выноски, проведенной от изображения шва с лицевой стороны (Рис. 2.8); под полкой линии-вноски, проведенной от изображения шва с оборотной стороны (Рис. 2.9).

Условное обозначение сварных швов в общем случае должно содержать следующую информацию в строго установленном порядке (Рис. 2.10).

Вспомогательные знаки должны быть одинаковой высоты с цифрами, входящими в обозначение шва:

 – шов по замкнутой линии (диаметр знака – 3…5 мм );

┐– шов выполнить при монтаже изделия, т.е. при установке его по монтажному чертежу на месте применения;

/ – шов прерывистый или точечный с цепным расположением (угол наклона  60);

Z – шов прерывистый или точечный с шахматным расположением;

– шов по незамкнутому контуру.

Рис. 2.21

Рис. 2.22

Обозначение стандарта показывает ГОСТ, согласно которому выполнены конструктивные элементы швов сварных соединений:

а) ГОСТ 5264–80 – основные типы и конструктивные элементы швов, выполненных ручной дуговой сваркой;

б) ГОСТ 8713–79 – то же, что и ГОСТ 5264–80, но швы выполнены автоматической или полуавтоматической сваркой;

в) ГОСТ 11533–75 – основные типы, конструктивные элементы и размеры швов при расположении свариваемых элементов под острым или тупым углом; швы выполнены автоматической и полуавтоматической дуговой сваркой под флюсом;

г) ГОСТ 11534-75 – то же, что и ГОСТ 11533 – 75, но швы выполнены мой дуговой сваркой;

д) ГОСТ 15878-79 – соединения, выполненные контактной сваркой.

Рис. 2.23. Обозначение стандартного шва (ГОСТ 2.312-72)