16.Сварные соединения. Основные виды соединений. Расчеты на прочность при нагружении осевыми силами.

С варное соединение — неразъемное. Оно образуется путем сваривания материалов деталей в зоне стыка и не требует никаких вспомогательных элементов. Прочность соединения зависит от однородности и непрерывности материала сварного шва и окружающей его зоны Различают два основных вида электросварки: дуговую и контактную. Электродуговая сварка основана на использовании теплоты электрической дуги для расплавления металла. Контактная сварка основана на использовании повышенного омического сопротивления в стыке деталей и осуществляется несколькими способами(стыковая, точечная, шовная).

Стыковое соединение во многих случаях является наиболее простым и надежным. Его следует применять везде, где допускает конструкция изделия. В зависимости от толщины соединяемых элементов соединение выполняют с обработкой или без обработки кромок, с подваркой и без подварки с другой стороны (рис. 3.3). При малых толщинах обработка кромок не обязательна, а при средних и больших толщинах она необходима по условиям образования шва на всей толщине деталей.(на рис. 3.3 показаны швы, выполняемые при ручной сварке).Сваривать встык можно не только листы или полосы, но также трубы, уголки, швеллеры и другие фасонные профили. Практикой установлено, что при качественном выполнении сварки разрушение соединения стальных деталей происходит преимущественно в зоне термического влияния. Поэтому расчет прочности стыкового соединения принято выполнять по размерам сечения детали в этой зоне. Возможное снижение прочности деталей, связанное со сваркой, учитывают при назначении допускаемых напряжений.

Oтношение [σ']к допускаемому напряжению на растяжение для основного металла детали [σ]ρ является коэффициентом прочности сварного соединения: [σ'] / [σ]ρ = φ. Значение φ колеблется в пределах 0,9...1,00 т. е. стыковое соединение почти равнопрочно с соединенными деталями. В тех случаях, когда требуется повысить прочность соединения, применяют косые швы. [σ']= [σ].

σ = F/A = F/(bδ) ≤ [σ(штрих)] - на растяжение

σ = M/W = 6M/ /(bδ2) ≤ [σ(штрих)] - на изгиб.

Нахлесточное соединение. Выполняются угловыми или прорезными швами, а при соединении тонколистовых конструкций – точечной или шовной контактной сваркой. В зависимости от формы поперечного сечения различают угловые швы: нормальные 1, вогнутые 2, выпуклые 3. На практике наиболее распространены нормальные швы. Выпуклый шов образует резкое изменение сечения деталей в месте соединения, что является причиной повышенной концентрации напряжений. Вогнутый шов снижает концентрацию напряжений и рекомендуется при действии переменных нагрузок, Вогнутость шва достигается обычно механической обработкой, которая значительно увеличивает стоимость соединения.

Тавровое и угловое соединении, в котором элементы расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Это соединение выполняют стыковым швом с разделкой кромок или угловыми швами без разделки кромок. Стыковые швы в тавровых и угловых соединениях бывают односторонними и двусторонними.