Сварные соединения — наиболее совершенные и прочные среди неразъемных соединений. Они образуются под действием сил молекулярного сцепления, возникающих в результате сильного местного нагрева до расплавления деталей в зоне их соединения или нагрева деталей до пластического состояния с применением механического усилия.
Основные недостатки сварочных соединений: наличие остаточных напряжений из-за неоднородного нагрева и охлаждения; возможность коробления деталей при сваривании (особенно тонкостенных); возможность существования скрытых дефектов (трещин, шлаковых включений, непроваров), снижающих прочность соединений.
Виды сварки весьма разнообразны. Наиболее широко распространена электрическая сварка. Различают два основных вида электросварки: дуговую и контактную. По виду используемого источника теплоты имеется также газовая сварка. По способу защиты материала в зоне сварки применяют сварку в аргоне, под флюсом, в вакууме и т.д. По степени механизации различают ручную, полуавтоматическую и автоматическую сварку.
В зависимости от расположения свариваемых деталей различают следующие виды соединений: стыковые, нахлесточные, тавровые и угловые.
![](/wp-content/uploads/is-284.png)
а) Стыковые при различной подготовке кромок
![](/wp-content/uploads/is-285.png)
б) Нахлесточные соединения (фланговые, лобовые, комбинированные)
![](/wp-content/uploads/is-286.png)
а) Тавровые соединения
![](/wp-content/uploads/is-287.png)
б) Угловые соединения
Стыковые швы на прочность рассчитывают по номинальному сечению соединяемых элементов без учета утолщения швов. Для расчета швов используются те же зависимости, что и для целых элементов.
Напряжения растяжения (сжатия)
![](/wp-content/uploads/is-288.png)
Допускаемое напряжение в сварных швах отмечают штрихом.
Напряжения от изгибающего момента в плоскости соединяемых элементов
![](/wp-content/uploads/is-289.png)
Напряжение от изгибающего момента в плоскости соединяемых элементов и растягивающей (или сжимающей) силы
![](/wp-content/uploads/is-290.png)
Нахлесточные соединения, как правило, выполняют угловыми швами. Угловые швы по расположению относительно нагрузки разделяют на: поперечные или лобовые, расположенные перпендикулярно направлению силы; продольные или фланговые, расположенные параллельно направлению силы; косые, расположенные под углом к направлению силы; комбинированные, представляющие собой сочетание перечисленных швов.
Разрушение угловых швов происходит по наименьшему сечению, совпадающему с биссектрисой прямого угла. Расчетная толщина шва k∙sin45°=0,7k. Угловой шов испытывает сложное напряженное состояние. Однако в упрощенном расчете такой шов условно рассчитывают на срез.
![](/wp-content/uploads/is-291.png)
L — общая длина шва.
Допускаемые напряжения зависят от величины допускаемого напряжения основного материала.
![](/wp-content/uploads/is-292.png)
В зависимости от способа сварки, качества и марки электродов φ=0,8…1; φ1=0,6…0,8.
![](/wp-content/uploads/is-293.png)
Все угловые швы рассчитывают только по касательным напряжениям независимо от их расположения к направлению нагрузки. Комбинированные соединения лобовыми и фланговыми швами рассчитывают на основе принципа распределения нагрузки пропорционально несущей способности отдельных швов.
Если соединяемая деталь асимметрична, то расчет прочности производят с учетом нагрузки, воспринимаемой каждым швом. Например, к листу приварен уголок, равнодействующая нагрузка проходит через центр тяжести поперечного сечения уголка и распределяется по швам обратно пропорционально плечам a1 и а2. Соблюдая условие равнопрочности, швы выполняют с различной длиной.
![](/wp-content/uploads/is-294.png)
При нагружении соединения с лобовым швом моментом сил в плоскости стыка:
![](/wp-content/uploads/is-295.png)
Соединения в тавр, нагруженные изгибающим моментом, рассчитывают как консольные, но с учетом особенностей сварки. В случае приварки балки без скоса кромок, сварные швы, как и все угловые, рассчитывают по касательным напряжениям. Расчетный момент сопротивления выражается через параметры опасных сечений сварных швов:
![](/wp-content/uploads/is-296.png)
Если балка приварена со скосом кромок, то швы рассчитывают по нормальным напряжениям:
![](/wp-content/uploads/is-297.png)
Прессовые соединения с гарантированным натягом >
Содержание >