Соединения тавровые и угловые

В).

Б).

А).

2.

1.

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

1. Общие сведения о сварных соединениях

2. Соединения дуговой сваркой:

а) стыковые соединения,

б) нахлесточные соединения,

в) тавровые и угловые соединения

3. Соединения контактной сваркой

«Общие сведения о сварных соединениях»

Под соединениями в машиностроении понимают узлы, образованные соединительными деталями и прилегающими частями соединяемых деталей, форма которых обычно подчинена задаче соединения.

Соединения разделяют на следующие группы:

- неразъемные – которые нельзя разобрать без повреждения или разрушения (заклепочные, сварные);

- разъемные – позволяющие повторную сборку и разборку (резьбовые, клиновые).

Сварные соединения – это неразъемные соединения, основанные на использовании сил молекулярного сцепления и получаемые путем местного нагрева детали до расплавленного состояния или до тестообразного состояния, но с применением механической силы.

«Соединения дуговой сваркой»

Дуговая сварка металлическим электродом, осуществляется электрической дугой между электродом и изделием. Выделяемое тепло оплавляет соединяемые детали и расплавляет электрод, который дает дополнительный металл для формирования шва.

Электрошлаковая сварка так же, как и дуговая, представляет собой сварку плавлением; при прохождении тока через шлаковую ванну от электрода к изделию выделяется теплота, расплавляющая основной и присадочный материалы. Эта сварка предназначена для соединения деталей толщиной от 30 мм до 1-2 м.

Контактная сварка основана на разогреве стыка теплотой, выделяющейся при пропускании через него электрического тока, и сдавливанием деталей. Контактную сварку применяют в серийном и массовом производствах.

При сварке трением используется теплота, выделяемая в процессе относительного движения свариваемых деталей, преимущественно тел вращения.

Применяют также специальные виды сварки:

- диффузионную – позволяющую соединять разнородные материалы и обеспечивающую минимальное изменение свойств соединения по сравнению со свойствами основных материалов;

- электронно-лучевую и лазерную, обеспечивающие узкую зону проплавления, малые деформации и позволяющие сварку закаленных деталей;

- радиочастотную, преимущественно применяемую для тонких труб;

- ультразвуковую, в приборостроении для деталей малой толщины из однородных и разнородных металлов;

- сварку взрывом, преимущественно для покрытий.

Сварные соединения по взаимному расположению соединяемых элементов можно разделить на следующие группы:

«Стыковые соединения»

Соединяемые элементы являются продолжением один другого, сварку производят по торцам.

Стыковые соединения дуговой сваркой наиболее совершенны по сравнению с другими сварными соединениями.

Сваривают в стык с двух сторон или с одной стороны и подваривают (т.е. накладывают неглубокий шов) с другой стороны. Швы с подваркой целесообразны тогда, когда сварка с обеих сторон не одинаково удобна.

Для большинства сварных конструкций преобладающими являются нагрузки с малым числом цикла. Поэтому основным для сварных соединений является расчет по номинальным напряжениям. Стыковые швы на прочность рассчитывают по номинальному сечению шва без учета его утолщения. Стыковые соединения могут воспринимать произвольно нагрузки и моменты так же, как и соединяемые элементы.

Условия прочности по допускаемым напряжениям:

, где

l - допускаемое напряжение в сдвиге детали,

s – толщина одной из соединяемых деталей.

Допустимая растягивающая (или сжимающая) сила:

.

Натяжения от изгибающего момента М в плоскости соединяемых элементов:

,

W_с – момент сопротивления расчетного сечения шва.

Напряжения от изгибающих момента в плоскости соединяемых элементов и растягивающей (или сжимающей) силы F:

.

При снятых механической обработкой усилениях шва и его хорошем выполнении концентрации напряжений в стыковых швах практически не бывает. В швах с усилением наибольшая концентрация возникает на краях усиления.

Отношение [сигма] к допускаемому напряжению на растяжение для основного металла детали [сигма] является коэффициент прочности сварного соединения:

.

«Нахлесточные соединения»

Нахлесточные соединения, как правило, выполняют угловыми швами. Угловые швы по расположению относительно нагрузки разделяют:

1. поперечные или лобовые, расположенные перпендикулярно направлению силы.

2. продольные или фланговые, расположенные параллельно направлению силы.

3. косые, расположенные под углом к направлению силы.

4. комбинированные, представляющие собой сочетание двух или все трех перечисленных швов.

Лобовые швы во избежание возникновения повышенных напряжений изгиба следует накладывать с двух сторон, а перекрытие соединяемых элементов должно быть не меньше 4 S.

Максимальную длину лобовых и косых швов не ограничивают. Применяют угловые швы:

а) с нормальным сечением в виде равнобокого треугольника,

б) с соотношением катетов 1:1,5 или 1:2,

в) с соотношением 1:1 и более швы с выпуклым профилем не рекомендуются.

Расчет угловых швов всех типов унифицирован и производится по единым формулам:

,

где β [бэта] – коэффициент, характеризующий глубину проплавления = 0,7,

l – длина шва,

F – сдвигающая сила,

k – катет треугольника.

«Сварные тавровые и угловые соединения»

а) тавровые без подготовки кромок б) тавровые и односторонний подготовкой кромок

S = 4 до 26 мм

в) тавровые с двухсторонней

подготовкой кромок

S = 12 … 60 мм

Угловые соединения выполняют:

а) при малых толщинах S = 2 … 6 мм б) при средних толщинах S = 6 … 14 мм

при автоматической и

полуавтоматической сварке

в) при значительных толщинах S = 10 … 40 мм

Допускаемая растягивающая нагрузка

а) F = 2βkl[τ]_ср

б) F = sl[σ]_р

При работе на изгиб в тавровых соединениях проверяют напряжение среза в опасном сечении шва:

,

где W_с – момент сопротивления шва по опасному сечению.

Дата добавления: 2015-06-04