Сварные соединения

Сварка более экономически выгодна, чем заклепки, не ослабляет сечение основного металла.

Распределение напряжений по длине и толщине шва предполагается одинаковым.

Допустимые напряжения для материала шва принимаются, учитывая способ сварки. Они разные на сжатие, растяжение, сдвиг.

в Зависимости от расположения швов относительно линии действия внешней силы различают швы: лобные (рис.9.6, а), фланговые (рис.9.6, б), косе(рис.9.6, в). Соединение, в котором применены одновременно не менее двух типов швов, называют комбинированный (,г).

 

Обычный сечение шва представляет собой равнобедренный прямоугольный треугольник. Катет шва (k) обычно назначают равным (иногда чуть меньше) толщине элемента, который приваривается; при этом швы толщиной  применяют для ненагруженных соединений или при сварке элементов малой толщины. Швы большой толщины применять нецелесообразно, практически k < 20 мм.

Распределение напряжений в угловых сварных швах, как показывают специальные теоретические и экспериментальные исследования, подчиняется весьма сложным закономерностям и в значительной степени зависит от характера технологического процесса сварки. Практические расчеты носят условный характер и основаны на следующих предпосылках:

1) по длине шва, независимо от его расположения относительно линии действия внешней силы, напряжения распределены равномерно;

2) разрушение шва возможно от среза по плоскости, проходящей через бісектрису прямого угла треугольного сечения шва, т. е. расчетная толщина шва $h = 0.7 \cdot k$.

При принятых предпосылках условие прочности для всех рассмотренных типов швов записывается одинаково:

где

 — расчетная (условная) напряжение по опасному (бісекторному) сечения;

 — периметр шва;

 — допустимые напряжения на срез для сварного шва.

Величина  зависит от марки электродов и способа сварки; например, при сварке на автоматах или полуавтоматах под слоем флюса, а также вручную электродами высшего качества принимают , где  — допустимое напряжение на растяжение для основного металла конструкции.

Расчет сварных швов в большинстве случаев выполняют с условием их рівноміцності с основным металлом конструкции (с элементом, приваривается), как показано в следующем примере.

Пример. Определить длины фланговых и прорезной швов для прикрепления швеллера к фасонного листа узла фермы (рис.6.18). Для швеллера из стали Ст.3 ; для сварных швов  (сварки вручную товстопокритими электродами). Швы должны быть рівноміцними стержню, который приваривается.

 

Рис. 10.30. К примеру

Совместное применение фланговых и прорезной швов позволяет уменьшить длину сварного узла. Прорезь для шва ослабляет швеллер, который приваривается, но это ослабление можно компенсировать, сделав фланговые швы большей длины, чем прорезной шов. Разницу длин определим из условия, чтобы в сечении II — II, который проходит через начало прорезного шва, нормальные напряжения в швеллере были равны . Другими словами, участки I — II фланговых швов должны передать от швеллера на письмо усилия , соответствующие площади ослабления ( ):

Из условия прочности указанных участков фланговых швов

 

получаем

где

Усилия, что должно быть передано сваренными швами, по условию рівноміцності швов и швеллера равна допустимой продольной силе для швеллера, найденной по неослабленому сечении:

Участка фланговых швов II — III и прорезной шов должны передать письмо усилия

По этому усилию определяем необходимые длины швов, принимая расчетное сечение прорезного шва равным , и каждого из участков фланговых швов , при этом условие прочности

откуда

Проектная длина шва больше на 10мм от расчетной.