2. Швы внахлестку.

Рис. 3

а) лобовой; б) фланговый;

в) прорезной;

г) пробочный;

Расчет швов:

Опасными принято считать касательные напряжения в сечении под углом 45° к основанию шва (рис.4), там, где они достигают максимального значения.

Касательное напряжение (рис.4):

Рис. 4

где [] - допускаемое касательное напряжение для ме­талла шва; К - катет шва.

Как это видно ив рис.5 , эпюра распределения нагрузок по длине флангового шва неравномерна, поэтому фланговые швы не рекомендуется делать длинными. При большой длине их делают прерывистыми.

Рис.5. Эпюра распределения нагрузки во фланговом шве.

3. Угловые и тавровые швы

Рис. 6

Расчет тавровых швов:

Рассматриваются наиболее характерные случаи нагружения тавровых швов, которые могут встречаться также и в комбинациях.

Рис. 7

а) нагрузка моментом в плоскости шва

Если привариваемая деталь круглая (рис.7а) (шов круглый кольцевой), то расчет шва проводится на кручение в кольцевом сечении, расположенном под углом 45° к основанию шва.

Здесь: J_p - полярный момент инерции расчетного сечения;

R - расстояние до наиболее удаленного от центра волокна, сечения шва.

Если сечение шва не круглое (рис.76), то оно всё же условно рассчитывается по уравнение кручения для круглых стержней. В этом случае принято пренебрегать возникающим при такой расчетной схеме короблением сечения и нелинейный характером эпюр напряжений:

 =  []

Здесь: J_p - условный полярный момент инерции сечения;

[] - допускаемое напряжение кручения для наплавленного металла шва.

Для указанного на рис. 7 6 примера:

J_p = J_y - J_z

J_z = 2; J_y = 2.

б) внецентренно приложенная нагрузка или нагрузка моментом (рис.8)

Нагрузка состоит из изгибающего момента M = M₀ или M = Pl и перерезывающей силы Р (при нагрузке только моментом M₀ перерезывающая сила отсутствует).

Шов рассчитывается на изгиб и срез, но не по нормальным, а по касательным напряжениям в наклонных сечениях под углом 45° к основанию шва. Полное касательное напряжение равно векторной сумме напряжений от момента _m и перерезывающей силы _р

_m =;_р=.

В данном примере

_m =;_р=.

Рис. 8

Выбор допускаемых напряжений

Если правильно разработана технология процесса сварки и проведен в последствии термический отпуск всей сваренной конструкции, то сварное соединения считается равнопрочным с основным металлом. Как правило, в большинстве случаев разрушение происходит не по сварному шву, а около него, поскольку в основном металле неизбежно возникли термические напряжения, которые полностью устранить невозможно. В большинстве случаев допускаемое напряжение на растяжение для сварного шва принимают 0,9 от основного металла. При сварке различных металлов и заготовок с большими колебаниями по толщине стыкуемых деталей,

допускаемые напряжения для наплавленного металла сварных швов определяются по справочникам в зависимости от марки электрода, способа сварки (ручная или автоматическая) и характера нагрузки.

При циклических нагрузках, в связи с возможностью образования опасных термических трещин, выбранные по справочникам допускаемые напряжения уменьшают ещё на 20-30%.