2.3. Тавровые соединения

Тавровые соединения, элементы которых расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, могут быть выполнены швами с глубоким

проплавлением (рис.2.12, а, б), получаемы-ми при автоматической сварке и при сварке с подготовкой кромок (стыковым швом), или угловыми швами при ручной сварке (рис.2.12, в). Швы с глубоким проплавлением проч-нее основного металла, расчет проводят по напряжениям деталей (как стыковых швов)

Рис. 2.12

в зоне термического влияния сварки.

Для угловых швов поверхность разрушения расположена в биссекторной плоскости прямого угла (h = 0,7k).

Расчет таврового соединения, нагруженного комбинацией сил и моментов

Как и при расчете нахлесточного соединения, внешнюю нагрузку F приводят к центру масс О сварного шва (рис. 2.13) В общем виде на соедине-ние действуют: − растягивающая сила P = Fsinα, H; − сдвигающая сила Q = Fcosα, H; − момент M = Ql, перпендикулярный плоскости стыка, Н·м.

Рис. 2.13

1. Соединение со швами глубокого проплавления (по типу рис.2.12, а, б)

Напряжения:

- изгибное от момента М: σ_М = 10³M /W, (2.14)

где W – момент сопротивления изгибу фигуры шва, мм³;

- растяжения от силы Р: σ_Р = Р/А; (2.15) - сдвига от силы Q: _Q = Q/А, (2.16)

где А – площадь стыка соединения, мм².

Наиболее опасной является точка 1 (рис.2.13). Эквивалентное напряжение в точке 1: _Е = [(_М + _Р)² + 3_Q²]^{1/ 2}  []_Р , (2.17)

где []_Р – допускаемое напряжение на разрыв в сварном шве, МПа.

2. Соединение с угловым швом (по типу рис.2.12, в).

Напряжения  вычисляют по формулам (2.14...2.16) с заменой символов  на , где, например, для прямоугольного сечения листа (хb), приваренного двумя швами, W = 2·0,7kb² / 6, А΄ = 2·0,7kb, где k − катет шва, мм.

Суммарное напряжение в опасной точке 1 (рис. 2.13):

τ_Σ = [(τ_M + τ_P)² + τ_Q²]^{1/ 2} ≤ [τ΄], (2.18)

где [τ΄] − допускаемое напряжение на срез в сварном шве.

2.4. Подготовка кромок деталей под сварку

На рис.2.14 приведены наиболее характерные способы подготовки кромок деталей под сварку [2, с.14].

Рис.2.14

Кромки тонких листов (δ < 3мм) стыковых и угловых соединений разделы-вают по рис.2.14, а, и.

Кромки листов толщиной δ ≤ 8мм при ручной дуговой сварке и δ ≤ 16мм при автоматической сварке делают прямыми (рис.2.14, б, к). Для проварки на полное сечение детали собирают с зазором m = 1…2мм, который при сварке заполняется жидким металлом.

При большей толщине необходима разделка кромок. Основные виды разделки (рис.2.14): в…з − стыковые соединеия; л…н − угловые соединения; о…р − тавровые соединения.

Размеры подготовки кромок и рекомендуемые катеты швов в зависимости от толщины деталей δ приведены в [1, с.30…47] и в приложении А.