Том 1. Прочность (1041446), страница 7
Текст из файла (страница 7)
2.9, в, г — при наличии эксцентриситета. Г ~с>' е= 1)4+ 7,б мм ю~ 7мм Тадредее угпадай адана нный шад 80 е~С18мм 8 —:20мм / Рпгкадое с Х-ааразным Ноклестоннее, ддойноа углодоа шдам Рис. 2,8, Сварные соединения алюминиевых сплавов Предусмотрены варианты плавных сопряжений радиусом г швов с основным металлом (рис. 2.9, а, в), Это сделано в целях устранения концентраторов напряжений, понижающих предел прочности соединений (рис.
2.9, б, г). При изготовлении конструкций из алюминиевых сплавов рекомендуется применять стыковые соединения, а также соединения, в которых сварные швы расположены в зонах пониженных рабочих напряжений. Целесообразны конструкции повышенной гибкости (деформируемости). На рис. 2.10 приведены многочисленные примеры рациональных и нерациональных сварных соединений из алюминиевых сплавов. Соединения на рис. 2.10, а — к рациональны, так как сварные швы удалены от зоны резкого изменения сечений. Соединения на Рис.
2.9, Стыковые соединения алюминиевых сплавов~ о, в — рациональные; б, — нерациональные а) д) д7 е) л~1 Рис. 2.10. Виды элементов алюминиевых конструкций рис. 2.10, л — и имеют значительную угловую жесткость и находятся 'в зоне концентрации. По сравнению с ними соединения, показанные ета рис, 2.10, р — у, несколько лучше, поскольку в них обеспечена повышенная податливость.
Ф 3. Сварные соединения, выполненные контактной сваркой Соединения при стыковой сварке. Контактная стыковая сварка имеет огромное распространение в различных конструкциях. Особенно эффективно ее применение при сварке изделий в массовом Щвизводстве, например арматуры железобетона, типизированных инструкций рам, продольных швов труб. Хорошо свариваются конвтРукции из низкоуглеродистых, углеродистых, низколегирован- ных и некоторых высоколегированных сталей с площадью поперечного сечения до нескольких сотен квадратных сантиметров.
Контактным способом получают стыковые соединения элементов с круглыми, квадратными, прямоугольными, трубчатыми, профильными (уголки, тавры, рельсы) сечениями. С увеличением периметра детали и уменьшением ее толщины процесс сварки усложняется. Наиболее хорошо соединяются элементы одинакового поперечного сечения (рис. 2.11, а — и). Диаметры д, и с!а соединяемых элементов круглого сечения (рис. 2.11, г), а также толщины труб з, и ка (рис. 2.11, д) по возможности не должны отличаться друг от друга более чем на 15 ',о. Возможность контактной сварки больших поперечных сечений зависит от оборудования.
Институтом электросварки им. Е. О. Патона созданы установки для сварки газопроводных труб диаметром 1420 мм, и это не явля- ется пределом. Площадь поперечных сечений деталей, свариваемых контактным способом, приближается к 1000 см-. Спе иальный асчет Р/ Ц р прочности стыков, сваренных контактным споРис. 2.11.
Соединения нри стыковой контакт- собом и работающих под ной сварке статической нагрузкой, не производится. Прочность стыка обеспечивается прочностью самого элемента. Стыковой контактной сваркой сваривают не только различные сорта сталей, но и цветные сплавы. Соединения при точечной сварке. В большинстве случаев точечной сваркой сваривают изделия при условии расположения электродов с двух сторон относительно свариваемых частей. Это предъявляет определенные требования к габариту конструкций.
Разработаны установки, позволяющие производить точечную сварку прп одностороннем расположении обоих электродов. Точечной контактной сваркой наиболее часто соединяют элементы, имеющие малые толщины — от долей до нескольких миллиметров (рис. 2.12, а). Хорошо свариваются прочные и высокопрочные углеродистые стали, различные сплавы, в частности алюминиевые и титановые.
Не рекомендуется допускать точечных соединений элементов, отношение толщин которых -з 3. Точечной сваркой можно сваривать также три детали и более. При этом элемент большей толщины следует укладывать между двумя другими (рис. 2.12, б). Сварными точками соединяют между собой не только плоские, но и цилиндрические детали (рис. 2.12, в), стержни круглого сечения с пластинами (рис.
2.12, г) и т. п. Весьма целесообразны для сварки точками заготовки, имеющие открытые профили или с отбортовкой (рис. 2.12, д). На рис. 2.!2, е показан узел менее рацио- иальный, так как в процессе сварки большая масса металла вводится в контур вторичной цепи, вследствие чего увеличивается индуктивное сопротивление машины. г) Рис. 2.12. Примеры соединений при точечной сварке: а, б — плоскне заготовки; в, г — цилиндрические заготовнн; д, з — рацнональ- ное соеднвепне; е, ж — нерациональное соединение На рис.
2.12, ж показана конструкция, свариваемая изогнутым электродом, трудно выполнимая для сварки на точечной машине; на рис. 2.12,.з изобра. жен рациональный узел. а! д) В сварном точечном соединении приняты сле- б ! ф + ~- дующие обозначения (рис, 2.13): д — диаметр точки; ~ — шаг ) б,! ! 6 Я' точек; 1, — расстояние от центра сварной точ- 6 ки до края детали в направлении действия + силы Р; 1з — расстоя- Це"тр СварнОи Рис. 2.!3.
Виды соединений с несколькими точточки до свободной ками в зависимости от направления нагрузки сч КРОМКИ В НаПРаВЛЕНИИ, а — продольное; б — поперечное; в — смешанное перпендикулярном действию силы Р; 1, и 1з нормируются с учетом технологических и силовых факторов. Расстояние между центрами точек в соединении должно быть не меньше некоторого предельного размера ввиду шунтирования тока через ранее сваренную точку. Чем больше расстояние между сварными точками, тем меньше шунтирование тока, следовательно, Зб стабильнее и лучше результаты сварки, Диаметр точки д назначается в зависимости от толщины соединяемых элементов с учетом обеспечения высококачественного технологического процесса.
Диаметр электрода д, контактной машины подбирается исходя из необходимого б(. Как правило, !2 = (08 —: 1) д,. Для стальных деталей рекомендуется а = 1,2б+ 4 мм при в:= 1,5 —: 3 мм; б( =- 1ЕЕЕБЯ ЙЙЕ~~Ю М1 = 1,5б+ 5 мм при в ~ 3 мм, где в — наименьшая толщина Рис. 2.14. Подготовка элементов и схема рельефной сварки В некоторых случаях строительные конструкции имеют точки диаметром около 3,5в и более. Можно принимать: 1 = Зб(; 1, = 2д; 12 =- 1,5А.
В практике иногда применяют следующее соотношение между 1, виб1: б(= 1,4( Г1$ ° — 0,1г). (2.23) Для улучшения качества соединений точечную сварку иногда заменяют р е л ь е ф н о й, при этом более точно фиксируется зона пропускання тока, уменьшается эффект шунтирования (рис. 2.14).
Рис. 2.15. Нерациональная (а) и рациональная (б) конст- рукции узлов с точечными соединениями в двусрезной точке т = 2Р!(лбР) == [тб1, (2.25) а= 4Р1(лбр) = (аб~, (2.26) где [о!',! — допускаемое напряже- б) ние в точке при отрыве. Допускаемое напряжение в точке при отрыве Ы! следует при- Р Р нимать еще более низким, неже- н 2 ли [то!. 1!ри этом целесообразно рис.
2.!6, Точечное соединение, пользоваться данными эксперимен- работающее на срез и отрыв: тов. о — односрезиые точки; б — двусрезДЛя ЛЕГИрОВаННЫХ СтаЛЕИ И ные точки; в — Работа на отРыв цветных сплавов допускаемое напряжение в точечных соединениях принимают на основе.результатов экспериментов с учетом условий нагружения и других факторов. Например, для алюминиевых сплавов расчетное усилие на срез Р нри точечном соединении, выполненном контактной сваркой на машинах с импульсом постоянного тока, можно определять в зависимости от толщины основного металла и вида сплава, пользуясь табл.
2.6. Таблица 26 где [т,') — допускаемое напряжение в точке при срезе; б[ — диаметр точки; Р— усилие, передаваемое на одну точку. В действительности в точечном соединении могут иметь место две формы разрушения: срез точек и разрыв основного металла в зоне соединения, Увеличение диаметра точки повышает ее сопротивление срезу; увеличение толщины детали повышает сопротивление основного металла разрыву.
При назначении диаметра согласно формуле (2.23) расчет прочности точек можно производить только на срез. При работе сварной точки на отрыв, например в конструкции, изображенной на рис. 2.16, в, расчетное напряжение будет ЛМгб Толщина наиболее тонкого металла в соединениях, ыы АВТ! АМц В92Т 0,9 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 1,4 2,5 3,5 4,6 6,0 11 1,0 1,7 2,4 3,2 4,0 7,0 1,2 2,0 2,9 39 5,0 9,0 (2.24) 36 37 Точки в сварном соединении следует располагать таким образом, чтобы они воспринимали преимущественно усилия среза, а не отрыва.
На рис. 2.15, а конструкция нерациональна — точки в ней работают на отрыв; на рис. 2.15, б — рациональна. В ссединениях, изображенных на рис. 2.16, а, б, расчет прочности точки производится на срез. Сварные точки могут быть односрезными (рис. 2.16,а) и двусрезными (рис.
2.16, б). Расчетное напряжение в односрезной точке т = 4Р!(ла2) ~ [тб1; Расчетные усилия Р, кН, на срез одной точки точечного соединения алюминиевых сплавов Практически наиболее часто соединения конструируются смешанными (см. рис. 2.13, в), так как один поперечный ряд неравно- прочен с соединяемым элементом. Напряжение в точке такого соединения определяется в условном предположении, что все точки работают равномерно: т = 4РА(тР) -= 1т01, где ( — число односрезных сварных точек в соединении, Если точки двусрезные, то (' — общее число плоскостей среза в соединении. С учетом неравномерного распределения усилий между точками допускаемое в) б,/ напряжение 1то) в смешан- Ратк иом соединении целесообразно снизить на 10 — 20 о~о.
Часто в конструкциях сварные точки являются связующими и рабочих напряжеиий не передают. Например, при формировании профилей элементов конструкций, которые воспринимают а) продольное усилие, точки служат для связи между отдельными частями. Соединения обшивок с каркасом также часто осуществляют точками. Указанные точки Рис, 2.18. Соединения при шовной сварке: ПРИ СТаТИЧЕСКИХ НаГРУЗКаХ В о — нахлссточное беа скоса' кромок; б — на ° хлесточное со скосом кромок (редко приме. бОЛЬШИНСтВЕ СЛУЧаЕВ НЕ ОКа я) а в б о кр ЗЫВВЮТ СущЕСТВЕННОГО ВЛИЯ- (редко применяется); а — сечение шва; д— деформация соединения после прилонсения ния на прочность. Примеры растясива1ощеи силы сварки профильных элементов точками приведены на рис, 2.17.
В верхнем горизонтальном Ряду даны точечные соединения, особенно удобные для сварки, во втором ряду — удобные, в третьем — не вполне удобные, в четвертом — трудные. Соединения при шовной сварке. Шовная контактная сварка допускает возможность соединений элементов от весьма малых толщин до суммарной толщины 4 — 6мм из сталей и цветных сплавов. Шовной сваркой, как правило, соединяют изделия при расположении роликов с обеих сторон соединяемых частей (рис. 2.18, а, б), но можно производить сварку и на подкладке при расположении Роликов с одной стороны (рис. 2.18, в). При шовной сварке между соединяемыми элементами образуется шов путем постановки ряда точек, перекрывающих друг друга. Нахлесточные соединения образуют в соединениях эксцентриситеты, в результате которых возникают помимо основных продольны)а сил изгибающие моменты. При этом прямолинейные элементы (Рис 2.18, г) несколько искривляются (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
