3.2 Види зварних з’єднань

Залежно від взаємного розміщення зварних елементів розрізняють такі види зварних з’єднань: стикові (рис. 3.1); напусткові (рис.3.2, а); таврові (рис.3.2, б) та кутові (рис. 3.2, в). Стикові з’єднання мають міцність, досить близьку до міцності основного металу, і застосовуються у відповідальних конструкціях.

Рис. 3.1. Стикові з’єднання та їх кромки при товщині:

а – = 8 мм; б – =16 мм; в – =12÷40 мм; г – =30 мм;

ґ – =40 мм.

Рис.3.2. Напусткові (а), таврові (б) та кутові (в) зварні з’єднання

Рис.3.3. Форми кутових швів: а – нормальний; б – увігнутий; в – опуклий.

3.3 Шляхи підвищення міцності зварних зєднань. Міцність зварних зєднань підвищують конструктивним (раціональне розташування швів відносно зовнішніх зусиль, доцільна форма швів) і технологічними прийомами (захист шва від шкідливих впливів термічної обробки, пластична обробка шва). Конструктивні прийоми підвищення міцності швів подано на рис. 3.4.

Рис. 3.4 Зміцнення зварних конструкцій

Позиції 1-3 відображують спосіб підсилення зварного зєднання за рахунок збільшення діаметра кільцевого шва. Позиції 6, 7, 8, 9 відображують варіанти розвантаження зварних швів за рахунок перенесення навантажень на ділянки основного матеріалу. Позиції 24 та 25 ілюструють не бажане та рекомендоване розташування приварених ребер жорсткості конструкцій. Ребра жорсткості, які працюють на стиск (25 поз.) забезпечують достатню міцність конструкції на відміну ребер, що працюють на розтяг.

Листи, накладки, косинки, які характеризуються малою товщиною та порівняно великою довжиною, рекомендується додатково укріплювати точковим зварюванням (поз. 30), що унеможливлює відшаруваня листів під час деформування системи.

Потрібно запобігати:

-розташуваню зварних швів у зонах високих напружень;

- розташуваню зварних швів на ділянках, які містять концентратори напружень.

Рекомендовано:

- за умови неможливого виведення швів за межі ділянки, що містить концентратор напружень, шов рекомендовано виконувати увігнутим із глибоким проплавленням короткою дугою;

- профіль шва по можливості повинен бути симетричним відносно лінії дії зовнішніх сил;

- у таврових з’єднаннях застосовувати двосторонні шви;

- напусткові з’єднання, по можливості, заміняти стиковими.

3.3. Розрахунок зварних з’єднань

Критерієм роботоздатності зварних з’єднань є міцність, а загальною засадою проектування їх є умова рівноміцності шва і з’єднуваних деталей. За цією умовою залежно від розмірів та взаємного розміщення зварних елементів приймають розміри швів даного з’єднання.

Оскільки на практиці найчастіше розміри зварних швів та їхні типи визначаються залежно від форми та конструкції з’єднуваних деталей, то розрахунок цих з’єднань в основному виконують як перевірковий. Викладаючи методи розрахунку зварних з’єднань, зроблено припущення, що якість виконання швів задовольняє відповідні технічні норми

Розрахунок стикових з’єднань. Перевірковий розрахунок міц­ності зварних з’єднань на розтяг:

; (3.1)

на стиск:

;

де - зовнішня розтягуючи (стискаюча) сила; - параметри зварного шва; - розрахункове та допустиме напруження матеріалу зварного шва.

Розрахунок напусткових з’єднань.

Умови міцності:

фланґових швів :

; (3.2)

лобових:

; (3.3)

комбінованих:

; (3.4)

де – розрахункове напруження зрізу у зварному шві; F – сила, яка навантажує з’єднання; а – катет кутового шва; l_ф, b – довжина флан­гового і лобового швів; – допустиме напруження зрізу.