Неразъемные соединения

2020-06-032021-03-09zzyxelСтудИзба

Неразъемные соединения.

Сварные соединения.

1. Общие сведения. Виды сварки и типы сварочных работ.

Сварные соединения – это неразъемные соединения, основанные на использовании молекулярного сцепления.

Соединения различают:

1. с местным нагревом деталей до жидкого состояния, т.н. термический класс сварки.

2. с совместным действием нагрева и пластического деформирования, т.н. термомеханический класс сварки.

3. с пластическим деформированием деталей, т.н. механический класс сварки.

На практике известно свыше 60 видов сварки.

Рекомендуемые материалы

FREE

Маран Программная инженерия

Программная инженерия

Экспериментальное исследование податливости затянутого болтового соединения

Достоинства:

1. Наибольшая прочность среди неразъемных соединений (в стыковых сварочных соединениях прочность приближена к прочности основного материала).

2. Существенная экономия материала засчет более полного его использования (отсутствие вспомогательных деталей, меньших припусков на обработку).

3. Легкость конструкции.

4. Высокие экономические показатели: малая трудоемкость процесса, низкая стоимость оборудования, возможность автоматизации.

Недостатки:

1. Нестабильность качества шва (как правило при ручной сварке).

2. Трудность контроля качества соединения, операция контроля качества является обязательной операцией (ультразвуковой метод, рентгеноскопия).

3. Изменение структуры металла шва и около шовной зоны.

4. Возможность коробления деталей.

По источникам нагрева различают сварку:

· Трением

· Электрическую

· Газовую

· Ультразвуковую и т.д.

Электрическая сварка бывает:

- дуговая

- контактная

- электрошлаковая

Дуговая сварка может производиться плавящимся или неплавящимся (вольфрамовым) электродом.

Газовая сварка происходит, при оплавлении материала деталей и присадочного металлического прутка газовым пламенем.

2. Типы сварных соединений. Типы сварных швов.

1. Стыковые соединения.

а) без обработки кромок

S<6 мм

б) с обработкой кромок

S<15 мм

в) с обработкой кромок

S<40 мм

Схематично на чертежах стыковой шов обозначается следующим образом: С (½½)

Этот тип соединений обеспечивает наибольшую прочность.

2.Соединения в нахлест.

k S

S k

b³ l ³ 4S – для обеспечения равномерного распределения напряжений в шве.

По технологическим соображениям S ³ 3 мм, k £ S (обычно равен), k_min = 3мм.

Схематично на чертежах нахлесточные сварные соединения обозначаются: Н ( )

Если приваривается несимметричная деталь, то

y₂

y₁

центр тяжести

- для обеспечения равнопрочности швов.

Нахлесточные швы, в зависимости от расположения шва относительно силы (внешней нагрузки), могут быть:

а) фланговые, параллельно действующей силе.

б) лобовой, перпендикулярно действующей силе.

в) косой

3.Тавровое соединение.

угловой сварной шов стыковой сварной шов

Схематично на чертежах тавровое соединение обозначают следующим образом:

4.Угловое сварное соединение.

Угловое соединение в силовых конструкциях не применяют.

Типы сварных швов.

1. Стыковой сварной шов (детали полностью проплавляются).

Используется в стыковых и тавровых соединениях.

2. Угловой сварной шов (проплавляются только поверхности деталей). Представляет собой прямоугольный треугольник со сторонами, называемыми катетами. Используется в нахлесточных, угловых и тавровых соединениях.

Обозначение сварочных швов на чертежах.

2 - 3 - 4 - 5 - 6

2- стандарт (ГОСТ);

3- обозначение шва (С, Т, Н, У);

4- только для углового сварного шва: знак - и размер катета;

5, 6 – на этих позициях указываются какие- либо особенности выполнения соединения ( например: z – прерывистый шов, - усиление шва и т.д.).

Пример:

ГОСТ 5264-69-Н2- 7

3.Критерии работоспособности и расчет сварных соединений.

Основной критерий – прочность.

3.1 Расчет стыковых сварных соединений.

Разрушение сварного соединения может происходить по шву, по месту сплавления металла со швом в зоне термического влияния в материале детали.

зона термического влияния

При качественном выполнении шва разрушение детали происходит в зоне термического влияния, поэтому соединение рассчитывается на прочность по номинальному сечению деталей.

b M

S F

s_M

s_F

- условие прочности для металлов в зоне термического влияния, где [s^/_p] – допускаемые напряжения в металле в зоне термического влияния.

[s^/_p] = (0.9¸1) [s_p] , где [s_p]- допускаемые напряжения в основном металле, 0.9 – для ручной сварки, 1- для автоматической сварки.

3.2Расчет сварных соединений в нахлестку. Расчет угловых сварных соединений.

F S k

S k F

k*b

b- некоторый коэффициент.

Основной геометрической характеристикой является катет шва (k). Разрушение шва происходит по сечению, проходящему через биссектрису прямого угла.

Разрушение углового шва происходит под действием касательных напряжений в опасном сечении.

b*k

Допускаемые касательные напряжения.

Допускаемые касательные напряжения на срез в металле:

а) Расчет фланговых швов при различных случаях нагружения.

1.Приложена внешняя нагрузка.

b*k

F F

2.Приложен изгибающий момент.

b*k

M M

Т.к. обычно l/b<1 (фланговые швы короткие), то для простоты полагают, что касательные напряжения распределены параллельно оси детали. Поэтому момент раскладывают на пару сил F=M/b.

3. Нагрузка комбинированная: сила+момент.

F F

M M

Наиболее опасным является верхний шов, для которого

б) Расчет лобовых швов.

1.Прд действием внешней силы.

b*k

F F

t_F b

b*k

3. Под действием изгибающего момента.

М М

t_М b

b*k

4. Под действием комбинированной нагрузки.

t_F

М М

F t_М b F

b*k

t_R- в случае, если приложена поперечная нагрузка.

в) Расчет комбинированного нахлесточного соединения.

1.Под действием внешней нагрузки. (рис.см.ниже)

Полагают, что фланговый и лобовой швы работают независимо.

Т.к. лобовой и фланговый швы имеют общие точки, то t_фл=t_л=t_F, откуда

t_фл

F t_л b F

2.Под действием изгибающего момента.

F t_фл

М t_Мфл b М

Полагаем, как и в предыдущем случае, что швы работают независимо. Тогда имеем:

3.Под действием комбинированной нагрузки.

F t_фл

М t_Мфл b М

F F

t_F

F R

t_F

3.3Расчет тавровых соединений.

b F

Вариант 1 – угловой шов

Вариант 2- стыковой шов

Вариант 2:

Вариант 1:

Коэффициент ½ , т.к. 2 шва.

Если приварена к стене труба.

(рис.см. ниже)

Q Т

b*k

t_T

3.4Расчет соединений, полученных контактной сваркой.

F F

В лекции "8 Понятие и предмет бюджетного права, его источники" также много полезной информации.

z – число точек сварки.

В общем случае прочность сварного соединения и выбор допускаемых напряжений зависят от:

· Характер действующих нагрузок (статические, переменные);

· Способ сварки (ручная, автоматическая);

· Качество основного материала (лучше всего свариваются низкоуглеродистые стали, хуже – высокоуглеродистые и легированные).

Поделитесь ссылкой:

Неразъемные соединения

Рекомендуемые материалы

Рекомендуемые лекции

Подобрали для Вас услуги