Том 1. Прочность (1041446), страница 8
Текст из файла (страница 8)
2.18, д). Поскольку элементы, свариваемые шовной сваркой, имеют малые толщины„влияние изгибающего момента незначительно и его при расчете прочности не учитывают. Напряжения в швах при шовной сварке определяют по усилию среза о= Рфа), (2.28) где Р— действующая в соединении сила; а — ширина шва; 1— длина шва. 5 4. Соединения при специальных методах сварки Соединения при электрошлаковой сварке. Электрошлаковая сварка является одним из прогрессивных бездуговых процессов сварки. Она обеспечила создание комбинированных прокатнолито-ковано-штампованных изделий больших сечений,,объединенных в единый агрегат.
Этим способом сваривают конструкции рам, барабанов, крупных машиностроительных узлов, сооружений металлургических комплексов и т. п. При электрошлаковой сварке укладку швов производят в вертикальном положении, выполнякп стыковые, угловые и тавровые соединения. Нередко эти соединения являются связующими, но их применяют и в качестве рабочих. Электрошлаковой сваркой соединяют в основном элементы, имеющие толщины от 30 до 1000 мм и более, но в некоторых случаях сваривают и меньшие толщины, Этим методом соединяют между собой листы, плиты, тела круглого сечения, толстостенные трубы, например пустотелые валы, и т.
и. Рис 2 19 Пример шва ЭлектРошлаковой сваРкой можно соеДипри электрошлаковой нять различные марки сталей: низкоуглеросварке дистые, углеродистые, низколегированные и др. Она не требует скоса кромок, очень производительна и экономична (мало расходуется присадочной проволоки и флюсов), Однако конструкции, сваренные электрошлаковой сваркой, при большой толщине стенок часто приходится подвергать термической обработке — отпуску и нормализации для снятия остаточных напряжений и улучшения структуры. Это несколько удорожает производство. Хорошо соединяются электрошлаковой сваркой детали из тита- ИПРИТ.тт и о пттаатттттттттот.т.
л т т гта рис. ы.~з приведен пример соединения, выполненного электрошлаковой сваркой. В большинстве случаев расчет швов при электрошлаковой сварке не отличается от проверки напряжений в основном элементе конструкции, так как площадь шва бывает при этом эквивалентна площади основного металла. Приходится лишь в некоторых случаях в месте стыков понижать допускаемое напряжение.
Примеры соединений (угловых и тавровых), полученных электрошлаковой сваркой, приведены на рис. 2.20. 40 Соединения при сварке трением. Метод эффективен, так как при этом расходуется малое количество энергии. Зона разогрева имеет небольшую протяженность, а соединения достаточно прочны. Этим методом сваривают инструменты, например приваривают режущую часть к державке из поделочной стали. Его используют при изготовлении закладных частей арматуры железобетона, при сварке некоторых изделий из труб, деталей машин.
б) г) т)) е) Рис. 2.20. Примеры соединений при электрошлаковой сварке: а, б — угловые; в — д — тавровые; е — стыковые Сварка трением производится согласно одной из схем, изображенных на'рис. 2.21. В процессе относительного вращения деталей прижатые друг к другу торцы соединяемых элементов разогреваются. При достижении нужной температуры, зависящей от материала, вращение прекращают и увеличением силы Р производят осадку. Хорошо свариваются между собой не только однородные,. но и разнородные металлы, например сталь+ медь+ алюминий. Рис.
2.21. Схема сварки трением: а — при вращении одной детали; б — при вращении обеих деталей; в — сварка с вращающейся проставкой; г — при поступа- тельно-воавратном движении При сварке трением получают стыковые и тавровые соединения (рис. 2.22) с высокими механическими свойствами. Расчетные на- тттатт ттоттттл о лтт тттттлат ллтаптттттттттттт тттатт атгтатт гттгяят.!ЯяиатГя яггиийплРит ными напряжениям в основном металле.
допускаемые иаир устанавливаются на основе специальных опытов. Соединения при диффузионной сварке. Диффузионная сварка позволяет соединять металлы, неметаллические материалы и металлы с неметаллическими материалами. Сварка производится в вакуумных камерах при сжатии соединяемых элементов и их на-греве до температуры, меньшей температуры плавления материала. Поэтому в таких сварных соединениях не наблюдается существен- 41 ных изменений физико-механических свойств по сравнению с основным материалом. Очень большое влияние на механические свойства соединений оказывают температура нагрева, удельное давление на контактных поверхностях, степень вакуума в камере, способ подготовки поверхностей, а) продолжительность про- цесса.
4 Диффузионная сварка позволяет осуществить д7 ~ ~, 'многообразные формы со- единений: по плоскости, = — конической поверхности, '";,"~~~у — цилиндрической поверхности, по сложным рельефным поверхностям. Определение расчетных Рис. 2.22. Примеры сварки тРением: напряжений в соединениа, б — стыкавыги в — тавровое ях при этом способе свар- ки производится так же, как и в элементах основной конструкции. Допускаемые напряжения должны быть назначены согласно проведенным специальным экспериментам.
Соединения холодной сварной. Холодной сваркой называют процесс гоединения металлов в резулыпате пластической деформации путем осадки без нагрева. Наилучшим образом соединяются Р ~~ Р г Рнс. 2.23. Соединения при холодной сварке холодной сваркой металлы с кубической гранецентрированной структурой, обладающие хорошими пластическими свойствами: алюминий, медь, их сплавы, аустенитная сталь и т.
д. Вакуум значительно улучшает условия холодной сварки. Очистка и выравнивание свариваемых поверхностей, а также создание на них активных центров достигается за счет пластической деформации. Прн холодной сварке выполняют стыковые и нахлесточные сое- динения. Схема холодной сварки стыкового соединения приведена на рис. 2.23, а. На рис. 2.23, б, в показана схема холодной точечной сварки (1 — свариваемые листы, 2 — пуансоны). При углублении пуансона 2 происходит пластическая деформация. Если заменить точечные пуансоны роликовыми, то можно получить холодной сваркой шовное соединение (рис.
2.23, г). Точечный и шовный виды холодной сварки чаще применяют в связующих или слабо напряженных соединениях, так как вдавливание вызывает концентрацию напряжений. Несущую способность соединений устанавливают экспериментально с учетом свойств металлов и технологии производства работ. Расчет прочности стыковых соединений, сваренных холодным способом, может не производиться вовсе, так как их свойства часто не отличаются от свойств основного материала.
Расчет прочности свар- ~ Усилие ~ нрнжал7ая ных точек в нахлесточных соединениях производится на срез, На от ~~~а Ыа рыв такие точки работают недостаточно удовлетворительно. Допускаемые напряжения назначаются по опытным данным. Холодная сварка применяется в ШИ электротехнике, вакуумном машиностроении и т. д. Соединения при ультразвуковой сварке. Сварка ультразвуком металлов пРименЯетсЯ в прибоРостРоении. Рно. 2,24.
Схема УльтРазвУкоПри ультразвуковой сварке соеди- вой сварки металла няются поверхностные слои металла, освобожденные от окисных пленок и адсорбированных газов (рис. 2.24). Способность ультразвуковых колебаний разрушать поверхностные пленки дает возможность сварки металлов с защитными покрытиями.
Ультразвуком соединяются пластичные металлы: алюминий, медь, аустенитная сталь, тантал. Возможно сваривание'неметаллических материалов, например керамики. Ультразвуком сваривают элементы малых толщин, как правило, не свыше 1 — 2 мм, и особенно хорошо соединяются очень тонкие элементы. Возможна приварка тонкого элемента к толстому. При ультразвуковой сварке получают точечные и шовные соединения, аналогичные соединениям контактной сварки. Расчет прочности производят на срез так же, как и расчет соединений, выполненных контактной сваркой. Допускаемые напряжения определяют на основе специальных экспериментов.
Соединения при электроннолучевой сварке, Электроннолучевая сварка производится почти всегда в вакууме в специальных камерах. Эту сварку применяют для специальных сортов сталей, тугоплавких и активных металлов, например тантала, циркония, молибдена и др. Целесообразно использование ее для некоторых марок титановых и алюминиевых сплавов, а также для соединений разнородных металлов. При электроннолучевой сварке источник тепла сконцентрирован в малом объеме, поэтому зоны проплавления и термического влияния имеют весьма малую ширину. Благодаря относительно высокой степени вакуума в камере (0,1 — 0,01 Па) механические а) свойства сварных соединений при этом способе сварки оказываются высокими. Электроннолучевой сваркой выполняют стыковые, нахлесточные (рис.2.25, а) д) и тавровые (рис.
2.25, б) соединения. Кроме того, оказывается возможным выполнять швы в замкнутых объемах. Укладку = швов можно производить при разных их положениях в проРис. 2.25. Соединения при электрон- странстве. Электроннолучевая нолучевой сварке: сварка находит применение в а — наклесточное; б — тавровое энергетическом машинострое- нии, в приборостроении и т. д. Расчет прочности соединений при электроннолучевой сварке во многих случаях сводится лишь к расчету прочности основной детали, так как соединения могут быть приняты равнопрочными целому элементу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
