23. Сварные соединения металлических конструкций, типы соединений. Виды угловых швов и их расчет

Сварным соединением как конструктивным элементом называют участок конструкции, в котором отдельные ее элементы соединены с помощью сварки. Свойства сварного соединения определяются свойствами металла самого шва и зоны основного металла, прилегающего к шву, с измененной структурой и во многих случаях с измененными свойствами - зоны термического влияния. Необходимо учитывать и некоторую часть основного металла, прилегающую к зоне термического влияния и определяющую концентрацию напряжений в месте перехода от металла шва к основному металлу и пластических деформаций в зоне термического влияния, что отражается на характере и распределении усилий, действующих в сварном соединении.

По форме сопряжения свариваемых элементов можно выделить следующие основные типы сварных соединений: стыковые (рис. 1,а), тавровые (рис. 1, б и в), угловые (рис. 1, г), нахлесточные (рис. 1,д).

Сварные швы подразделяют по форме поперечного сечения на стыковые и угловые. Разновидностью этих типов являются швы пробочные и прорезные, выполняемые в нахлесточных соединениях. По форме в продольном направлении различают швы непрерывные и прерывистые.

С помощью стыковых швов образуют в основном стыковые соединения (рис. 1, а), с помощью угловых швов - тавровые, крестовые, угловые и нахлесточные соединения (рис. 1, б-д), с помощью пробочных и прорезных швов могут быть образованы нахлесточные и иногда тавровые соединения.

Угловые швы различают по форме подготовки свариваемых кромок в поперечном сечении и сплошности шва по длине. По форме поперечного сечения: без разделки кромок (а), с односторонней разделкой кромки (б), с двусторонней разделкой кромок (в). По протяженности угловые швы могут быть непрерывными и прерывистыми, с шахматным и цепным расположением отрезков шва. Тавровые, нахлесточные и угловые соединения могут быть выполнены отрезками швов небольшой протяженности - точечными швами.

Форму разделки кромок и их сборку под сварку характеризуют четыре основных конструктивных элемента: зазор b (1,5-2 мм), притупление с (2 ± 1 мм. Его назначение -обеспечить правильное формирование и предотвратить прожоги в вершине шва), угол скоса кромки beta и угол разделки кромок alfa (= beta или 2*beta, =60 ± 5 до20 ± 5^о)

РАСЧЁТЫ: Соединения в нахлестку, в тавр, с накладками выполняют угловыми сварными швами.

1)В нахлестку элементы могут соединяться лобовыми или фланговыми швами.

2)Соединения с накладками

3. Соединение в тавр:

Расчетное сечение шва зависит от катета шва. Бывают выпуклые и вогнутые сварные швы

Они в основном работают на срез, поэтому при расчете проверяют два сечения на условный срез:

—коэффициенты условий работы сварных соединений; R_wz, R_wf—расчетное сопротивление шва; l_w—длина шва; B_f, B_z— коэффициенты из СниПа для сталей, К_f—катет шва.

Расчет сварных соединений с угловыми швами на действие момента в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов следует проводить по двум сечениям.

R_wf—зависит от электродов которыми варится шов; R_wz—от стали соединяемых элементов.

Когда швы расположены в плоскости, параллельной плоскости действия момента, то напряжение определяется по следующим формулам:

—по металлу шва;

—по границе сплавов материала

I_x, I_y— моменты инерции сечения швов относительно центральных осей;

х,у—расстояние до наиболее напряженной точки.