Сварные соединения

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 