СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Сварка – технологический процесс образования неразъемного соединения деталей путем их местного нагревания или деформирования в целях установления межатомных связей. Сварные соединения являются наиболее распространенными и совершенными из неразъемных соединений. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Достоинства •Экономия материала •Плотность и непроницаемость соединений •Возможность соединения деталей сложной формы •Низкая стоимость •Возможность автоматизации технологического процесса Недостатки •Недостаточная надежность при ударных и вибрационных нагрузках •Коробление деталей из-за их неравномерного нагрева в процессе сварки •Высокая концентрация напряжений •Сложность проверки качества шва СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Виды соединений В зависимости от расположения свариваемых деталей соединения подразделяют на стыковые (а), нахлесточные (б), тавровые (в) и угловые (г). СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Швы сварочные: I стыковые II угловые СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Стыковые швы при растяжении F F ' p A l S ' p 0,9..1 p СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Пример: Определите длину L стыкового сварного шва, к которому приложена нагрузка F = 60 кН. Толщина свариваемых деталей δ = 8 мм, а допускаемое напряжение материала шва [ 'Р] = 80 МПа. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Стыковые швы при совместном действии растяжения и изгиба F M F 6M ' p 2 A WC h h СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Стыковые швы при совместном действии растяжения, изгиба и среза СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 2 2 4 и р ср ' p где: M M 6M и 2 WC h h2 6 N N р A h l M Q l Q Q cр A h СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Угловые швы Основными геометрическими характеристиками углового шва являются: катет шва K и длина шва L. Величина катета К в большинстве случаев равна толщине привариваемой детали K=S СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ . При проектировании сварного соединения рекомендуется задавать длину фланговых швов в пределах 30 мм LФ 60 К СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Условие прочности при срезе F ср A площадь шва в опасном сечении равна A Lобщ K cos 45 2 LФ LЛ 0, 7 K Получаем F ср 2 LФ LЛ 0, 7 K При проектном расчете находят требуемую длину шва Lобщ F 0, 7 К ср СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Пример: Определить напряжения среза 'СР, в лобовом шве сварного соединения, нагруженного силой F = 12 кН, при этом длина шва L = 60 мм и катет k = 6 мм. А Б В Г 'СР 'СР 'СР 'СР ≈ 35 МПа; ≈ 41; ≈ 53 МПа; ≈ 48 МПа. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Пример: Определить длину L фланговых швов сварного соединения, если нагрузка F = 120 кН, катет шва k = 8 мм и допускаемое напряжение [ 'СР] = 80 МПа материала шва. А Б В Г L ≈ 120 мм; L ≈ 105 мм; L ≈ 80 мм; L ≈ 135 мм. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Швы рекомендуется располагать так, чтобы они были нагружены равномерно. Особенности приварки уголков: L1 a2 L2 a1 L1 Lобщ a2 2 Lобщ , a1 a2 3 L2 Lобщ a1 1 Lобщ . a1 a2 3 СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Угловые швы при совместном действии растяжения, изгиба и среза l M Q l СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Условие прочности: cp 2 cp ( M ) cp ( N ) 2 ср ( Q ) 'cp где cp ( M ) M 2 WC M 3M 2 K h K h2 2 6 cp ( N ) N N 2 A 2 K h cp ( Q ) Q Q 2 A 2 K h СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Комбинированные угловые под действием внешних нагрузок в плоскости стыка СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Условие прочности: cp где 2 cp ( M ) cp ( N ) cp ( N ) N N A K Lобщ cp ( Q ) Q Q A K Lобщ cp ( M ) M ymax M WC JC 2 ср ( Q ) 'cp