16.Соединение при стыковой сварке. Принципы расчета прочности.

 Контактная стыковая сварка имеет распространение в различных конструкциях. Особенно эффективно ее применение при сварке изделий в Рис. 3.11. Соединения прн стыковой коптактной сварке массовом производстве, например арматуры железобетона, типизированных конструкций рам, продольных швов труб. Хорошо свариваются конструкции из низкоуглеродистых, углеродистых и некоторых высоколегированных сталей с площадью поперечного сечения до нескатьких сотен квадратных сантиметров. Контактным способом получают стыковые соединения элементов с круглыми, квадратными, прямоугольными, трубчатыми, профильными сечениями (уголки, тавры, рельсы). С увеличением периметра детали и уменьшением ее толщины процесс сварки усложняется. Наиболее хорошо соединяются элементы одинакового поперечного сечения. Диаметры соединяемых элементов круглого сечения , а также толщины труб по возможности не должны отличаться друг от друга более чем на 15%.

Возможность контактной сварки больших поперечных сечений зависит от используемого оборудования. ИЭС им. Е. О. Патона созданы установки для сварки газопроводных труб диаметром 1420 мм, и это не является пределом. Площадь поперечных сеченнй деталей, свариваемых контактным способом, приближается к 1000 см*. Специальный расчет прочности стыков, сваренных контактным способом и работающих под статической нагрузкой, не производится. Прочность стыка соответствует прочности самого элемента. Стыковой контактной сваркой сваривают не только различные марки сталей, но и цветные сплавы.

При расчёте полосы, сваренной встык (рисунок 5.7, а) и нагруженной растягивающей силой F, условие прочности определяют по формуле

 

.                                             (5.3)

 

При нагружении изгибающим моментом М (рисунок 5.7, б) условие прочности определяют по формуле

 

                                .                                            (5.4)

 

Условие прочности при совместном действии F и M определяют по формуле

 

                 .                                            (5.5)

 

где  и  – ширина и толщина полосы соответственно; длину шва принимают равной ширине полосы соответственно;  – допускаемое напряжение растяжения для сварных соединений (см. подразд. 5.2); А – площадь поперечного сечения шва, мм²; W – осевой момент сопротивления сечения, мм³.

Иногда для повышения прочности стыкового соединения применяют косые швы. Расчёт этих соединений производят по тем же формулам, приняв значение допускаемого напряжения сварного соединения, равным допускаемому напряжению основной детали .

17.Соединение при точечной сварке. Принципы расчета прочности. Соединения при точечной сварке. В большинстве случаев точечной сваркой сваривают изделия при условии расположения электродов с двух сторон относительно свариваемых частей. Это предъявляет определенные требования к габариту конструкций. Разработаны установки, позволяющие производить точечную сварку при одностороннем расположении обоих электродов. Точечной контактной сваркой наиболее часто соединяют элементы, имеющие малые толщины — от долей до нескольких миллиметров (рис. 3.12, о). Хорошо свариваются прочные и высокопрочные углеродистые стали, различные сплавы, в частности алюминиевые и титановые. Не рекомендуется допускать точечных соединений элементов, отношение толщин которых больше 3. Точечной сваркой можно сваривать также три и более деталей. При этом элемент большей толщины следует укладывать между двумя другими (рис. 3.12,6). Сварными точками соединяют между собой не только плоские, но и цилиндрические детали (рнс. 3.12, в), стержни круглого сечения с пластинами (рис. 3.12, г) и т. п. Весьма целесообразны для сварки точками заготовки, имеющие открытые профили или с отбортовкой (рис. 3.12,5). На рис. 3.12, е показан узел менее рациональный, так как в процессе сварки ббльшая масса металла вводится в контур вторичной цепи, вследствие чего увеличивается индуктивное сопротивление машины. На рис. 3.12, ас показана конструкция, свариваемая изогнутым электродом, трудно выполняемая на точечной машине; на рис. 3.12, з изображен рациональный узел. Сварными точками соединяют между собой не только плоские, но и цилиндрические детали (рнс. 3.12, в), стержни круглого сечения с пластинами (рис. 3.12, г) и т. п. Весьма целесообразны для сварки точками заготовки, имеющие открытые профили или с отбортовкой (рис. 3.12,5). На рис. 3.12, е показан узел менее рациональный, так как в процессе сварки ббльшая масса металла вводится в контур вторичной цепи, вследствие чего увеличивается индуктивное сопротивление машины. На рис. 3.12, ас показана конструкция, свариваемая изогнутым электродом, трудно выполняемая на точечной машине; на рис. 3.12, з изображен рациональный узел. В сварном точечном соединении приняты следующие обозначения (рис. 3.13, о. . .в): d — диаметр точки; t — шаг точки; U — расстояние от центра сварной точки до края детали в направлении действия силы Р tt — расстояние от точки до свободной кромки в направлении, перпендикулярном действию силы Р (t и tt нормируются с учетом технологических и силовых факторов).

(59)

на отрыв основного металла (условно)

(60)

Здесь   п— количество точек в соединении;

 n_ср—количество срезов точки;  F_T—площадь точки;  r_т—радиус точки;

 d — наименьшая толщина свариваемых элементов; 

 где R—расчетное сопротивление растяжению основного металла.