Стыковые сварные швы и их расчет
Стыковыми называют швы, которые соединяют торцы деталей, расположенных в одной плоскости. При этом металл шва заполняет зазор между стыками соединяемых деталей. Соединяемые сваркой детали принято называть основным металлом.
Перед сваркой кромки стыкуемых торцов должны быть обработаны для облегчения доступа к ним электрода, а также для обеспечения плавного перехода к месту шва.
При статическом нагружении стыковое соединение низкоуглеродистых и многих легированных сталей обеспечивает равнопрочное с основным металлом.
При сварке закаленных сталей и некоторых алюминиевых сплавов стыковые швы уступают по прочности основному металлу. Для повышения прочности таких соединений в зоне расположения стыковых швов предусматривают местные утолщения, или накладки, с этой же целью используют косые швы (рис. 7.2).
Рис. 7.2. Косой стыковой шов
Стыковые швы рассчитывают на прочность по номинальному сечению соединяемых деталей (без учета усиления швов) и по тем же зависимостям, что и для основного металла. Например, под действием на сварное стыковое соединение (рис. 7.3) растягивающей силы F в материале шва, так же, как и в металле соединяемых деталей, возникают нормальные напряжения растяжения. Условие прочности шва на растяжение:
s'Р < [s'P]или(7.1)
где k – катет шва (k = d), мм;
l – длина шва (l = B), мм;
(k × l) – площадь опасного сечения шва, мм.
Если на соединение действует изгибающий момент М, то в материале шва также, как и в основном металле, возникают напряжения изгиба. В этом случае условие прочности шва:
s'И < [s'И] или(7.2)
Здесь Wx – момент сопротивления осевой опасного сечения шва, Wx = k× l2 /6.
Рис. 7.3. Сварное стыковое соединение
И, наконец, при совместном действии силы F и момента М материал шва испытывает сложное напряженное состояние. Условие прочности шва в этом случае:
s'S < [s'Р] или s'S = s'Р + s'И < [s'Р],(7.3)
где s'Р, s'И –вычисляют по (7.1) и (7.2).
Если прочности шва не достаточно, то принимают конструктивные или технологические меры по повышению прочности шва. Самая простая конструктивная мера – заменить прямой стыковой шов на косой (см. рис. 7.2). При этом прочность шва увеличивается (за счет его удлинения), а размеры конструкции остаются прежними.
Дата добавления: 2015-02-19; просмотров: 1901;