
книги из ГПНТБ / Кузьминов С.А. Сварочные деформации судовых корпусных конструкций
.pdfРис. 71. График для определения поперечного укорочения ДВ полотнища от при варки набора сплошным швом с одной стороны конструкций из стали марок ЮЗ и ЮЗХ.
О—О—О — для к |
= 8 мм |
и 17П = 4600 к а л /с м ;------------------ |
для |
К = |
6 мм |
и qn — |
||
= |
2800 кал/см; |
. ------ |
для К. — 5 мм и <7П = |
2000 кал/см; |
|
' ■— Для К ~ 4 мм |
||
и |
<7П = 1400 кал/см; 6П — толщина полотнища, |
мм; 6^ — толщина |
ребра, |
мм; |
1 — при |
|||
|
6р = 4 мм; |
2 — при 6р = 6 мм; 3 — при 6^ — 8 мм; |
4 — при 6р = |
10 мм |
ЛВ,мм
Рис. 72. График для определения поперечного укорочения АВ стыковых соедине ний из стали АК-29 при ручной и автоматической сварке.
I — для соединений с Х-образной симметричной разделкой, собранных на гребенках, с вы полнением корня шва по методу «дуга в дугу»; 2 — для соединений с Х-образной симметрич ной разделкой, собранных на электроприхватках, с выполнением корня шва по методу «дуга в дугу»; з — для соединений с Х-образной несимметричной разделкой кромок, собранных на
электроприхватках, |
с электровоздушной строжкой корня шва; |
4 — для соединений с V- |
образной разделкой |
кромок, собранных на электроприхватках, |
с электровоздушной строж |
|
кой корня шва. |
|
5* |
131 |
Рис. 73. График для определения поперечного укорочения ДВ полотнища от при варки набора с симметричной К-образной разделкой кромок при ручной сварке конструкций из стали марки АК-29.
■— для соединений без сплошного провара корня ш в а ;-------------- — для соеди
нений с выполнением корня шва по методу «дуга в дугу»; 6П — толщина полотнища, мм;
6 — толщина ребра, мм; I — при 6 =10 мм; 2 — при |
6 = 15 мм; 3 — при 6 = 20 мм; |
4 — при 6р = 26 мм. |
|
ЛВ,мм
Рис. 74. График для определе ния поперечного укорочения ДВ полотнища от приварки на бора с V-образной разделкой кромок (с электровоздушной строжкой корня шва) при руч ной сварке конструкций из
стали марки АК-29.
6П — |
толщина |
полотнища; |
мм; |
||
6р — толщина ребра, мм; |
/ — при |
||||
6р — |
10 |
мм; 2 — при 6р == |
14 мм; |
||
3 — при |
бр = |
16 мм; |
4 |
— при |
|
6р = |
20 мм; 5 — при бр = |
|
24 мм. |
'20 |
24 |
28 |
32 |
36 6"n,MM |
132
Рис. 75. График для определения поперечного укорочения ДВ полотнища от при варки набора сплошным швом с одной стороны конструкций из стали марки АК-29.
-------------------для |
а: = 8 м» и (п = 4600 к а л /с м ;------------------- |
для К = 6 мм и |
рп = |
= 2900 кал / см; -------------- |
— для А' —- 4 мм и <?п = 1500 кал/см; 6П — толщина полотнища, |
||
мм ; 6 р — толщина ребра, мм; 1 — при 6р = 6 мм; 2 — при 6р = |
8 мм; 3 — при 6 = |
10 мм |
|
|
4 — при бр = 12 мм. |
|
|
О 4 8 12 16 го 24 28 32 36 40 8,мм
Рис. 76. График для определения поперечного укорочения ДВ стыковых соедине ний из алюминиевых сплавов при полуавтоматической и автоматической сварке плавящимся электродом.
1 — для соединений без разделки кромок; 2 — для соединений с V-образной разделкой кро
мок; 3 — для соединений с |
Х - образной разделкой кромок; |
i |
— при автоматиче |
ской сварке; |
------------------при полуавтоматической |
сварке, |
133
ЛВ, м М
Рис. 77. График для определения поперечного укорочения АВ полотнища от при
варки набора сплошным швом с одной стороны конструкций из алюминиевых спла вов.
•------------------- |
для |
К = 6 мм |
и яп ~ 960 |
кал/см; |
■■■ |
— для |
К = 5 |
мм и qn — |
|
— 720 кал/см; |
—•—•— — для |
К = |
4 мм |
и qn = |
520 кал/см; |
6П — толщина |
полотнища, |
||
мм; 6р — т о л щ и н а |
р е б р а , мм; 1 — п р и |
6р — 3 мм; 2 — п р и 6р = |
4 мм; |
3 — при бр — 6 мм; |
|||||
|
|
4 —п р и б р — 8 мм; 5 — п р и бр = 10 мм. |
|
|
ЛВ,ММ
Рис. 78. График для определения поперечного укорочения АВ стыковых соедине ний из сплава типаСп.З при автоматической сварке плавящимся электродом в ар гоне.
/ — для соединений без разделки кромок, выполненных электродами 0 2 мм; 2 — для соеди нений без разделки кромок, выполненных электродами 0 3 мм; 3 — для соединений с X- образной разделкой кромок, выполненных электродами 0 3 мм; 4 — для соединений с X- образной разделкой кромок, выполненных электродами 0 4 мм.
134
йоложёниймй |
на сварку. . .», |
поперечные укорочения |
стыковых |
|
и тавровых соединений определяются по рис. 72—75. |
сварке плавя |
|||
6. |
При |
автоматической |
и полуавтоматической |
щимся электродом стыковых и тавровых соединений из алюминиевых
Ав,мм
Рис. 79. График для определения поперечного укорочения ДВ стыковых] соединений из сплава типа Сп.З при ручной сварке.
/ — для соединений с V-образной разделкой кромок; 2 — для соединений с Х-образной разделкой кромок.
Рис. 80. График для определения поперечного укорочения ДВ полотнища от при варки набора ручной сваркой из сплава типа Сп.З.
— |
— для |
соединений с К-образной разделкой кромок;------------------ |
для соедине |
|
ний с V-образной |
разделкой кромок; 6П — толщина полотнища; мм; |
6р — толщина ребра, |
||
мм; |
/ — при 6р = |
6 мм; 2 — при 6р = |
10 мм; 3 — при 6р = 20 мм; |
4 — при 6р = 30 мм; |
|
|
5 - |
при 6р = 6П. |
|
сплавов на средних режимах, рекомендуемых «Основными положе ниями на изготовление судовых корпусных конструкций из алю миниевых сплавов», поперечные укорочения определяются по рис. 76—77.
135
7. При автоматической сварке плавящимся электродом и руч ной сварке вольфрамовым электродом в среде аргона сплава типа Сп.З на средних режимах, рекомендуемых «Основными положениями на сварку. . .», поперечные укорочения стыковых и тавровых соеди нений определяются по рис. 78—80.
§ 23
Методика сравнения расчетных поперечных деформаций с результатами измерений
Расчетные формулы дают поперечное укорочение посередине рабочего сечения сварного соединения, т. е. посередине высоты на плавленного металла в случае сварки стыкового соединения (см.
рис. 64).
Рис. 81. Схема замера поперечных деформаций.
Измерить такое укорочение не представляется возможным. За меры поперечных укорочений и угловых деформаций обычно про изводятся по поверхности свариваемых листов или балок. Для определения изменения длины поперечного волокна от i-ro прохода необходимо замерить базу*, а также стрелку прогиба до и после сварки i-ro прохода. Длина волокна по поверхности определяется по формуле (рис. 81)
bt = — V ' |
(203) |
COS - L L
^0
где bt — длина поперечного волокна по поверхности листа, см; а,- — длина базы измерения, см;
— стрелка прогиба, см;
* Расстояние между двумя точками (кернами), лежащими на линии, перпенди кулярной шву, слева и справа от шва. База замеров обычно принимается равной
а0= 300 мм.
136
С0 — расстояние точки замера стрелки прогиба от ближайшего конца базы замеров, см.
Поперечное укорочение по поверхности листа определяется по
формуле: |
|
|
|
|
А&,= |
Щ-1 |
at |
! {а1-м*f Aaoi-i) — {ai + Adot), |
(204) |
ft-1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
где Afl0 = ( ----- ----- - l\a0= |
/2- ^ — поправка к результату |
изме- |
||
1 c o s 4 - |
|
2Со |
|
|
|
Со |
|
|
|
рений а.
Для того, чтобы можно было суммировать поперечные укороче ния от отдельных проходов сварного соединения, а также сравнивать расчетные значения с замеряемыми, необходимо определять их по одному какому-либо поперечному волокну. Обычно суммируют по перечное укорочение от отдельных проходов по волокну, располо женному посередине толщины свариваемых листов.
Поперечное укорочение посередине толщины свариваемых листов в зависимости от расчетного значения поперечного укорочения по
рабочему сечению определяется по формуле |
|
АЬ01 = АЪр1 ± М /. |
(205) |
где Ab0i — поперечное укорочение посередине толщины |
сваривае |
мых листов от i - го прохода, см;
АЬР1 — то же посередине рабочего сечения сварного соединения от i-ro прохода, см;
р£— угол поворота одного листа относительно другого от i-го прохода, рад;
—расстояние середины рабочего сечения после наплавки i-ro прохода от середины толщины свариваемых листов,
см (см. рис. 1—5 приложения 1).
Поперечное укорочение посередине толщины свариваемых листов в зависимости от замеренного значения поперечного укорочения по
поверхности (рис. 70) определяется по формуле |
|
ЛЬ0£ = ДЬ£ ± -М . |
(206) |
Если замеры поперечного укорочения произведены по обеим сто ронам листа, то поперечное укорочение посередине толщины листов определяется по более простой формуле
Abol = \ (A6Bt + Д&и/). |
(207) |
где AbBi — поперечное укорочение, замеренное по верхней поверх ности свариваемых листов, см;
137
А6Ш- — поперечное укорочение, замеренное по нижней поверх ности свариваемых листов, см.
Подставляя значения A b t в формулы (206) и (207), получим сле дующие формулы для определения поперечного укорочения от /-го прохода посередине толщины свариваемых листов в зависимости от замеров по поверхности:
стороны.
а) |
для замеров с одной стороны |
|
|
|||||
Abet |
& i-l + |
t2 |
а0 |
г |
б |
|
_б |
|
( fc~i |
2С§ ± Л - |
С0 |
С0 |
|||||
|
|
|
|
|||||
б) для замеров с двух сторон |
|
|
|
|||||
AЬ01 = 4г |
\ |
+ |
&ei~ 1 + f i —1 |
\ |
+ о«г + fi |
|||
|
|
|
|
|
|
|
^0 / |
°0 |
Значения |
поправок |
приведены |
на рис. |
82 для базы измерения |
а 0 = 300 мм и С0 = 130 мм.
Глава IV
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩИХ СВАРОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ КОНСТРУКЦИЙ
§ 24
Изгиб сварных тавровых балок от приварки пояска к стенке
Продольное укорочение сварного соединения пояска со стенкой вызывает укорочение балки по ее продольной центральной оси и изгиб в плоскости, проходящей через ось шва и центральную ось конструкции, параллельную шву (рис. 83).
[*~А |
. |
А-А |
Рис. 83. Деформация тавровой балки от продольного укорочения сварного соединения пояска со стенкой.
0—0 — положение центральной оси.
Параметры деформаций сечения балки определяются по фор
мулам: |
|
|
= | |
= |
(208) |
С = ‘Т |
= "77_> |
(209) |
где ец-т — относительная деформация волокна, совпадающего с про дольной центральной осью балки;
С — кривизна, 1/см;
F — площадь поперечного сечения балки, см2;
J — центральный момент инерции площади поперечного се чения балки, см4;
I — длина балки, см;
139
z — расстояние от центра тяжести объема |
v до главной цен |
|
тральной оси поперечного сечения, перпендикулярной |
||
плоскости изгиба (рис. 83), см. |
I определяются по |
|
Параметры деформаций всей балки при /ш= |
||
формулам *: |
|
|
AL — ец. т/ — р , |
(210 ) |
|
n |
Vz . |
(2 1 1 ) |
Ф = и = |
— ; |
|
£ ф/ р I2 |
Viz |
(2 1 2 ) |
|
~ 8J ’ |
|
|
|
где AL — укорочение балки по оси, проходящей через центр тяжести поперечных сечений, см;
Ф— угол поворота концов балки относительно один другого,
рад;
/— максимальная стрелка прогиба балки, вызываемая свар кой продольного шва, см.
П р и м е р . |
Определить |
изгиб днищевой продольной балки от приварки пояска |
||||||||||
к стенке автоматом. Размеры балки даны на рис. 84. |
||||||||||||
Материал балки — сталь |
10ХСНД. Из табл. 1 |
и 2 |
||||||||||
|
|
|
|
— |
= |
12,5-0-6 см3/кал; |
es = |
20- Ю'*; |
||||
|
|
|
|
су |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
%8 = |
0,0188 1/см; |
V% = |
0,109; |
т] = 0,85. |
||||
Режим сварки: флюс ОСЦ-45; Зэл = |
2 мм; |
/ св = |
300 — 325А ил = 32 — 34 В; |
|||||||||
Рсв = |
18 — 20 м/ч. Сварка одновременно с двух |
сторон. |
||||||||||
|
|
|
|
дп = |
0,24 |
3 1 3 .3 3 |
|
|
|
8000 кал/см. |
||
|
|
|
|
• 36- 0,85- 2 = |
||||||||
Расчет. Определяем параметры жесткости сечения балки (табл. 5). |
||||||||||||
Принимая Куб = 0,85 |
в первом приближении, |
получим: |
||||||||||
для |
Q = |
— |
Ч*-КХ6Г )= |
1,12 Ку = |
0,69; |
|
|
|||||
|
|
|
су |
es |
|
|
|
|
|
|
|
|
для |
X - |
^ |
^ |
V I = 0,82 Ку = |
0,96; |
|
|
|||||
* |
Формулы справедливы, |
если длина балки I |
больше 4-кратной ее высоты ft, |
|||||||||
а поясок и стенка балки не теряют устойчивости. |
|
|
140