книги / Сварные конструкции

Применение гнутых тонкостенных профилей во многих случаях позволяет достигать значительной экономии веса.

Трубчатые сечения целесообразно применять при работе эле­ ментов на кручение, а также и при работе их на продольный из­ гиб.

Двутавры широкополочные изготовляются трех видов с лите­ рами Б, Л, Т. Для элементов, работающих на изгиб, применяются двутавры широкополочные с литерами Б (балочные). Для эле­ ментов, работающих на продольный изгиб, применяются двутавры широкополочные с литерами Л (легкие) и Т (тяжелые), выбор ко­ торых определяется интенсивностью нагружения.

техническим условиям на изготовление изделия. При этом подобно тому, как это сделано в стандарте, должны быть даны подробные указания о конструктивных элементах подготовки кромок сва­ риваемых деталей, а также о форме и размерах выполненных швов с установлением соответствующих допусков.

Основными конструктивными элементами подготовки кромок являются: зазор, притупление и угол разделки. Они определяются технологическими условиями процесса сварки и должны обеспе­ чить возможность выполнения шва требуемого качества.

Размеры сечения выполненного шва в стыковых соединениях заданы толщиной свариваемой детали, а также шириной и высо­ той валика шва. Для угловых швов размеры шва заданы катетом. При определении катета углового шва принимается меньший катет вписанного в сечение шва треугольника. Некоторые наиболее характерные типы швов основных видов сварных соединений с при­ нятыми буквенными обозначениями отдельных элементов при­ водятся на рис. 2 . 1—2 .3 .

§ 6. К Л А С С И Ф И К А Ц И Я С В А РН Ы Х Ш ВОВ

Ввиду многообразия различных условий изготовления и экс­ плуатации сварных конструкций существует классификация свар­ ных швов по многим признакам.

П о в и д у с о е д и н е н и я имеющиеся различия между стыковыми, угловыми, тавровыми и нахлесточными соединениями являются весьма’ существенными, поэтому они положены в основу классификации, принятой в государственных стандартах.

Наиболее характерными для сварки являются соединения встык, угловые и впритык (или тавровые).

Соединение внахлестку, хотя и не является типичным для сварных конструкций (оно перешло от клепаных конструкций), имеет в них достаточно широкое распространение.

Соединение внахлестку при электродуговой сварке выпол­ няется угловыми швами. Оно часто применяется также и при кон­

место некоторые различия в швах. Эти различия также нашли отражение в государственных стандартах.

Различия в швах, получающиеся при выполнении их ручным, автоматическим или полуавтоматическим способом, относятся главным образом к размерам их конструктивных элементов. При автоматическом и полуавтоматическом способах сварки при­ тупление кромок принимается несколько большим, чем при руч­ ной сварке.

Наиболее существенные различия в швах имеют место при выполнении их такими методами сварки, как электродуговая, электрошлаковая и электрическая контактная. О форме швов, выполненных электродуговым методом, можно судить по. рис. 2.1

и 2.2 (а также по рис. 2.5—2.7, приведенным далее). Швы свар­ ных соединений, выполненные контактной электросваркой, по­ казаны на рис. 2.3. Швы сварных соединений, выполненные ме­ тодом электрошлаковой сварки, приведены на рис. 2.4, а—з. Они имеют существенные различия по толщине и по форме по

няемые электродуговой сваркой, можно разделить на стыковые и угловые. Стыковые швы наиболее характерны для сварных кон-

Рис. 2 .4 . С оединения при электрош лаковой сварке

струкций. Угловые швы являются наиболее распространенными. Они применяются в тавровых и угловых соединениях и в соеди­

При малых толщинах деталей сварные соединения могут быть осуществлены без скоса кромок. По мере увеличения толщины де­ талей для обеспечения полного провара применяется скос одной или двух кромок. При этом скос бывает прямолинейным, ломаным или криволинейным и может выполняться с одной или с двух сторон кромки.

Сварные швы по характеру выполнения бывают односторон­ ними или двусторонними. Для выполнения шва только с одной стороны часто принимают меры для полного провара по всей тол­ щине соединения. К числу таких мер относятся съемные или остаю­ щиеся прокладки, флюсовые подушки и некоторые другие.

Различные формы подготовки кромок и соответствующие им выполненные швы стыковых соединений приведены на рис. 2.5.

Форма подготовки кромок и выполненные швы тавровых соеди­ нений. приведены на рис. 2 .6 .

Швы угловых соединений в зависимости от угла расположе­ ния деталей по форме являются промежуточными между стыко­ выми швами и угловыми, что можно видеть по рис. 2.7.

П о ф о р м е н а р у ж н о й п о в е р х н о с т и швы мо­ гут быть плоские или выпуклые. Угловые швы, кроме того, мо­ гут быть еще и вогнутые. Иногда выпуклые швы необоснованно называют усиленными, а вогнутые ослабленными.

Местное утолщение стыкового шва вызвано необходимостью иметь некоторый технологический допуск по толщине шва для учета неравномерности процесса переноса металла с электрода в шов. Технологический допуск обеспечивает необходимую тол­ щину сварного шва по всей его длине, которая не должна быть меньше толщины присоединяемого элемента.

Подобное можно сказать и о выпуклости углового шва, кото­

мент их выполнения различают нижние, вертикальные, горизон­ тальные и потолочные швы. Такое деление вызвано различными технологическими особенностями выполнения швов, которые не­ обходимо учитывать при их выполнении. Наиболее просто выпол­ няются швы в нижнем положении, поэтому желательно по тех­ нологическим соображениям по возможности обеспечивать сварку большинства швов именно в нижнем положении. Наиболее трудно создать необходимые условия для выполнения сварки в потолоч­ ном положении. Так, например, в настоящее время автоматиче­

дольная ось которых расположена параллельно направлению действия усилий; лобовые— продольная ось которых располо­ жена перпендикулярно по отношению к направлению действия усилий; косые — продольная ось которых расположена под углом к направлению действия усилий.

Это деление имеет существенное значение для оценки условий работы сварных швов (рис. 2 .8 ).

По н а з н а ч е н и ю швы иногда разделяют на прочные — обеспечивающие только требуемую прочность соединения; плот­ ные — обеспечивающие только плотность соединения и прочно­ плотные, т. е. обеспечивающие одновременно и прочность и плот­ ность соединения. Такое деление швов существовало еще в кле­ паных конструкциях и имело для них существенное значение.

Для сварных конструкций такое деление имеет меньшее зна­ чение, так как в большинстве случаев требования обеспечения прочности и плотности сварных швов неотделимы друг от друга. Так, например, поры и другие пороки в швах недопустимы не только по условиям плотности, но и по условиям прочности.

Для сварных конструкций более существенным является раз­ личие по у с л о в и я м р а б о т ы . При этом различают: ра­ бочие швы, предназначенные для восприятия основных нагрузок,

действующих на сооружение и соединительные швы (или связую­ щие), предназначенные не для воспринятый нагрузок, а только для скрепления частей элементов конструкции в одно целое.

Соединительные или связующие швы в основных сечениях почти не нагружены и потому их иногда называют нерабочими

а) А

швами. Как правило, связующие швы расчетом прочности не проверяются, тогда как для рабочих швов расчет прочности яв­ ляется обязательным (рис. 2 .8 , б).

в соединениях не требуется герметичности и когда сплошные швы являются слабонагруженными. Частные случаи прерывистого шва показаны на рис. 2.3.

§ 7. С В А РН Ы Е С О Е Д И Н Е Н И Я

Многообразие форм сварных соединений позволяет выбрать наиболее рациональную форму соединения и способствует более полному удовлетворению всех основных технико-экономических требований, связанных с прочностью, условиями изготовления и эксплуатации самых разнообразных конструкций.

На рис. 2.9 в группе С представлены простейшие типы свар­ ных соединений, выполненные электродуговой сваркой: соеди­ нение встык 7, соединение впритык 2 и угловые соединения под прямым 3 и тупым 4 углом.

В группе К приведены соответствующие им типы клепаных соединений, а в группе СТ — типы сварных соединений, выполнен­ ные контактной точечной сваркоц.

При сопоставлении сварных соединений группы С и клепаных можно видеть преимуществасварных соединений по сравнению с клепаными по простоте конструктивного оформления. Электродуговая сварка (так же как и все другие методы сварки плавле­ нием) обеспечивает возможность непосредственного соединения элементов между собой для всех типов соединений, тогда как кле-

Рис. 2.9. Сопоставление простейших типов различных соедине­ ний: С — сварные; К — клепаные; СТ — сварные точечные

паные соединения для осуществления соединений требуют допол­ нительных элементов в виде накладок или соединительных уголков.

Группа сварных соединений, выполненных контактной свар­ кой (группа СТ), по внешнему конструктивному оформлению имеет сходство с группой клепаных соединений. Этот тип свар­ ных соединений также требует обязательного применения накла­ док или соединительных уголков. Сварные точечные соединения отличаются от клепаных тем, что для их осуществления не тре­ буются отверстия (обязательные для клепаных соединений), ко­ торые ослабляют рабочее сечение элементов в клепаных соедине­ ниях.

Сварные соединения, применяемые при осевой нагрузке, мо­ гут быть представлены в виде трех основных групп: соеди­ нения встык,' впритык (или таврового) и внахлестку (рис. 2.10). Группа тавровых соединений представлена соединением, осу­ ществленным угловыми швами без разделки кромок, и соедине­ нием, в котором применение двусторонней разделки кромок

паных конструкциях может быть выполнено с применением соединительных уголков, но это соеди­ нение не способно воспринимать осевое растяжение, так как при этом соединительные уголки будут подвержены значительному изгибу, а заклепки будут работать на отрыв головок. Такие ус­ ловия деформации для подобных^ соединений недопустимы. По­ добные соединения в клепаных конструкциях применяют только для передачи срезывающих усилий. То же относится и к аналогичным соединениям, выполненным контактной сваркой.

Таким образом, для растянутых элементов сварных конструк­ ций характерно применение трех различных групп соединений, тогда как для подобных элементов клепаных конструкций ха­ рактерно применение одной группы нахлесточных соедине­ ний.