Сварные, клеевые, паяные, заклепочные соединения / Лекция 15_Сварные, клеевые, паяные, заклепочные соединения
.pdf
Сварные соединения
Виды соединений
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Достоинства сварных соединений: |
|
|
Недостатки сварных соединений: |
|
|
||||
|
• являются |
наиболее |
прочными |
среди |
|
• неоднородный нагрев и наличие остаточных |
||||
|
неразъемных соединений |
|
|
|
напряжений в шве |
|
|
|
||
|
• могут быть получены на автоматических и |
|
• возможность |
существования |
скрытых |
|||||
|
полуавтоматических линиях |
|
|
дефектов (трещин, непроваров, раковин, шлак) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Виды сварных соединений:
•Стыковые соединения – соединяемые элементы являются продолжением один другого, сварку производят по торцам.
•Нахлесточные соедиения – боковые поверхности соединяемых элементов частично перекрывают одна другую.
•Тавровые соединения – соединяемые элементы перпендикулярны или реже наклонены друг к друг, один элемент торцом приваривается к боковой поверхности другого.
•Угловые соединения – соединяемые элементы перпендикулярны или наклонны друг к другу и привариваются по кромке.
11
Сварные соединения
Виды соединений
Виды сварных соединений:
• Стыковые соединения – соединяемые элементы являются продолжением один другого, сварку производят по торцам.
односторонний шов |
двусторонний шов |
СТЫКОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Для элементов малой толщины применяют сварку с отбортовкой (рис. а),
для элементов средней толщины – сварку без скоса кромок двусторонним швом (б), односторонним швом на флюсовой подкладке (в), или со скосам (г),
для элементов большой толщины – с криволинейными скосами (д) и с четырьмя скосами.
12
Сварные соединения
Виды соединений
НАХЛЕСТОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, как правило, выполняют угловыми швами: а) поперечные (лобовые) швы -- расположенные перпендикулярно направлению силы; б) продольные (фланговые) – расположенные параллельно направлению силы; в) комбинированные; г) косые – расположенные под углом к направлению силы.
13
Сварные соединения
Виды соединений
НАХЛЕСТОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
точечная или шовная контактная сварка (тонколистовые конструкции)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d = 1.2s + 4 мм |
a = (3...4)d |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сварные соединения
Виды соединений
ТАВРОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
УГЛОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
15
Критерии работоспособности
Виды повреждений сварных соединений
РАЗРУШЕНИЕ (срез) сварного шва РАЗРУШЕНИЕ (срез) сварного шва
|
Допускаемые напряжения |
|
|
Запас прочности |
|
|
|
||
|
Допускаемые напряжения |
|
|
|
|
|
|
|
|
Статическая прочность |
|
Усталостная прочность |
|
|
|
Критерии работоспособности 16
Расчет сварного соединения
Стыковые соединения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ = F |
|
|
|
|
|
|
|
|
ls |
|
|
|
Стыковые швы рассчитывают на прочность по номинальному |
|
|
|
|
|
||
|
σ ≤[σ′Р ] |
|||||||
|
сечению соединяемых деталей (без учета утолщения швов) как целые |
|
||||||
|
детали. Условие прочности по допускаемым напряжениям имеет вид: |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||||
|
|
– допускаемое напряжение сварного шва |
при растяжении; |
|||||
|
[σ′Р ]= (0.9...1.0)[σР ] |
|||||||
|
зависит от допускаемого напряжения при растяжении детали |
|||||||
|
|
из основного материала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Допускаемая растягивающая сила равна: |
F =[σ′Р ]ls |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Напряжения в шве при совместном действии |
|
σmax = Mи + F ≤[σ′Р ] |
|
||
растягивающей силы и изгибающего момента: |
|
|
|||
|
Wz |
ls |
17 |
||
|
|
||||
Расчет сварного соединения
Нахлесточные соединения
Испытывают, строго говоря, сложное напряженное состояние. Упрощенный расчет проводится по касательным напряжениям (A – площадь расчетного сечения):
τ = FA
Экспериментальные исследования и практический опыт показали, что нахлесточные (фланговые и лобовые швы) разрушаются по сечению, проходящему через биссектрису прямого угла.
|
|
|
L – длина шва |
|||
A = LkР cos 45° = 0.7 LkР |
||||||
|
kР – расчетный катет шва |
|||||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Условие прочности: |
τ = |
|
F |
≤[τШ ] |
|
|
|
0.7 kР L |
|
||||
|
|
|
|
|
||
[τш] – допускаемое напряжение в сварном шве при срезе
Требуемая длина шва: |
|
L ≥ |
F |
|
|
|
|
0.7 kР [τШ ] |
|
|
|
||
Допускаемая |
|
|
|
|
|
|
|
[F ]=0.7 kР L[τШ ] |
|
||||
растягивающая сила: |
|
18 |
||||
|
|
|
|
|
||
Расчет сварного соединения
Комбинированные угловые швы
Расчет комбинированных угловых швов под действием момента в плоскости стыка выполняют, полагая, что швы работают независимо друг от друга, а фланговые швы передают силы только вдоль своей оси.
|
|
|
|
|
|
M = τAh + τW |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– площадь |
продольного |
|||
|
A =0.7 LkР |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
сечения флангового шва |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– момент сопротивления |
||||
|
W = |
0.7 k |
Рh |
2 |
|
|||||||||
|
|
|
продольного |
|
сечения |
|||||||||
|
|
6 |
|
|
|
|
|
лобового шва |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Условие прочности имеет вид: |
|
τ = |
|
M |
|
≤[τШ ] |
|
|
|
|||||
|
Ah +W |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тавровые соединения угловыми швами рассчитываются аналогично
нахлесточным. Угловые соединения используют, как правило, для образования |
|
несиловых профилей |
19 |
|
|
Расчет сварного соединения
Контактные соединения
|
|
|
|
|
|
Точечные соединения рассчитываются на |
|
τ = |
4F1 |
≤[τШ ] |
|
срез. Напряжения среза определяются как: |
|
|
iπd 2 |
|
|
F1 – усилие, приходящееся на одну точку; i – число плоскостей среза.
Швы, получаемые на роликовых машинах, |
|
|
F |
≤[τШ ] |
|
рассчитывают по формуле: |
|
τ = al |
|
||
a – ширина шва; l – длина шва |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допускаемые напряжения для основного |
[σ′Р ]= |
σRm |
|
|
|
металла в металлоконструкциях: |
K |
|
|
||
σR = (0.85…0.9)σТ – расчетное сопротивление с учетом неоднородности
материала; m = 0.8…0.9 – коэффициент, учитывающий тип соединения и условия |
||
его работы; K = 1.0…1.5 – коэффициент перегрузки. |
|
|
Оценку прочностной надежности соединения при действии |
nσ ≥[nσ ] |
|
переменных сил производят по запасам прочности: |
||
|
||
nσ и [nσ] – действительный и допускаемый запасы прочности; [nσ] ≥ 2.
20