Сварные соединения. Сварка как метод неразъемного соединения выгодна в отношении уменьшения массы

Сварка как метод неразъемного соединения выгодна в отношении уменьшения массы. Сварка широко применяется в конструкции шасси, топливных баков, раз­ного рода баллонов и цилиндров системы оборудования.

С появлением стальных и титановых конструкций каркаса толщины обшивок значительно уменьшились. Для того чтобы такая обшивка не теряла устойчивости между точками ее соединения с каркасом, необходимо значительно увеличить число заклепок. Поэтому в титановых и сталь­ных конструкциях неизбежен переход с точечных (заклепочных) соединений на сплошные, выполняемые различными видами сварки.

Недостатком сварки являются остаточные напряжения в свар­ном шве. При сварке сложных узлов эти напряжения приводят к поводке конструкции. Рассчитать заранее величину поводок невозможно. Напряжения снимаются последующей термообра­боткой, но форма остается искаженной, и конструкцию надо пра­вить. При проектировании сварных конструкций надо соблюдать следующие требования:

1) сварные швы должны быть симметричными;

2) не следует применять одновременно различные виды сварки на одном и том же узле;

3) во избежание появления трещин нельзя допускать концен­трацию нескольких сварных швов;

4) необходимо предусматривать технологические зазоры на расширение материала при нагреве (рис.9а);

5) из условия равнопрочности необходимо увеличивать сече­ние в зоне шва (рис.9б).

Расчет на прочность в зоне сварного шва можно проводить как для обычного материала, но с учетом ослабления;

6) не следует выполнять отверстия вблизи шва, так как это ведёт к дополнительной концентрации напряжений и к появлению трещин;

7) из-за поводок конструкции окончательную механическую обработку мест сопряжения сварного шва с другими элементами конструкции надо проводить после сварки;

8)при сварке узлов из труб, а также ферменных трубчатых конструкций для усиления соединения рекомендуется привари­вать косынки. (С помощью косынок увеличивают длину сварного шва, работающего на срез.);

9)при сварке труб, сечения которых нельзя увеличить в зоне сварного шва, рекомендуется делать косой шов для уменьшения ослабления сечения и увеличения длины шва, работающего на срез (рис.10);

Рис.9 Рис.10

При расчете на прочность ослабление зоны сварного шва учитывается коэффициентом

где.

Расчет прочности сварных соединений ведется в предположении, что напряжения по сечению шва распределены равномерно. Соединение встык (рис.11) является наиболее надежным и характеризуется наименьшими значениями концентрации напря­жений. Наиболее напряженным является участок перехода от поверхности шва к поверхности основного металла.

Рис.11 Рис.12

Условие прочности сварного шва, выполненного встык, имеет вид,

где — длина сварного шва; — толщина свариваемых материа­лов; — растягивающая сила.

Сварной шов, выполненный под углом 45° имеет одинаковую прочность с основным материалом.

При соединении внахлёстку швы при растяжении (сжатии) рассчитывают из условия среза шва по гипотенузе, длину которой принимают равной 0,7, где — длина катета сварного шва (рис.12).

При расчете величину катета сварного шва можно принимать . При сварке деталей разной толщины за

принимается наименьшая толщина. При разной тол­щине деталей делают плавный переход от одной поверхности

к другой с уклоном не более 1: 4.

Дата добавления: 2014-01-20