9.2. Основные типы сварных соединений

Стыковые.

Являются наиболее прочными, т.к. прочность их шва равна прочности основного металла при условии разделки кромок свариваемых деталей в зависимости от их толщины (рис.60 a,b,c,d,e,f,g,h).

Нахлесточные.

Выполняются угловыми швами в зависимости от расположения относительно действующей силы называются:

• лобовыми, когда сила перпендикулярна шву (рис. 61. b).

• косыми, когда шов наклонен относительно силы (рис. 61. с).

• фланговыми, когда сила параллельна шву (рис. 61. а).

• комбинированными, состоящие из фланговых и угловых (рис. 61.d).

Рис. 60

Рис.61

Тавровые.

Если соединяемые элементы перпендикулярны друг другу. Выполняются как угловыми (рис. 62.а), так и стыковыми (рис. 62.b) швами.

Рис.62

Угловые.

Если соединяемые элементы взаимно перпендикулярны (рис.63.a,b,с)

Рис.63

Соединения точечной сваркой.

Применяются для сваривания тонких деталей толщиной до 3 мм, нагруженных в плоскости соединения. (рис. 64. а). Если толщина свариваемых элементов более 3 мм, то точки заменяют сплошным швом (рис.64.b).

а b

Рис.64

9.3. Сварные соединения встык

Сварные соединения встык являются наиболее распространенным и совершенным соединением. При расчете на прочность все виды подготовки кромок считаются равнозначными, так как разрушение происходит, преимущественно, в зоне термического влияния, а не в самом шве. Основное требование к сварному соединению - равнопрочность шва и соединяемых элементов. Напряжение растяжения:

. (9.1)

Косой шов применяется при пониженной свариваемости (рис.65). Утолщение шва не усиливает, а чаще ослабляет его.

При действии изгибающего момента в плоскости шва

В проектном расчете определяют ширину или толщину свариваемых деталей. Коэффициент прочности шва:

Рис.65

9.4. Соединения внахлестку

Выполняются угловым швом вручную или автоматически. Поперечное сечение шва чаще всего в виде равнобедренного треугольника, но может быть с вытянутым основанием или вогнутого профиля, что снижает концентрацию напряжений. Выпуклые швы имеют больше дефектов (Рис. 66 в).

Рис.66

Размер катете шва чаще всего равен толщине более тонкого из свариваемых листов, а при больших толщинах листов катет обычно ограничивается величиной около 20 мм.

Расчетная высота шва (рис. 66.б). Лобовой шов расположен перпендикулярно силе, а фланговый - параллельно направлению действия силы (рис.67).

Рис.67

Основными напряжениями флангового шва являются касательные в опасном биссекторном сечении. По длине флангового шва эти напряжения распределены неравномерно (рис.67). Неравномерность зависит от различия жесткости свариваемых деталей. Если неравномерность деформаций соединяемых деталей на растяжение одинаковая, то эпюра напряжений симметричная вогнутая, а при разных жесткостях эпюра будет выше со стороны детали с меньшей жесткостью.

Неравномерность распределения напряжений возрастает с увеличением длины флангового шва и разности жесткостей свариваемых деталей.

На практике длину шва ограничивают величиной 50k. Силовой лобовой шов не должен быть короче 30 мм, т.к. при зажигании и обрыве дуги некоторая часть шва получается некачественной.

Фланговые швы могут быть усилены прорезными швами. Принято, что все угловые швы рассчитываются по касательным напряжениям в биссекторном сечении по формуле:

При проектировании определяют суммарную длину швов .