Том 1. Прочность (1041446), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Нередко правильная оценка прочности соединений, особенно разнородных металлов, производится на основе специально проведенных экспериментов. Сварка взрывом. Сварка взрывом является одним из новых процессов соединения однородных и разнородных металлов. Перспективно использование эффекта взрыва главным образом для получения двух- р слойных элементов, производства па- в на ной сварки с индукцнон ым плавок. Сварка взрывом очень про- подводом тока изводительна. При правильном технологическом процессе механические свойства соединений оказываются стабильными и высокими.
Сварка лазером. За последние годы перспективы применения лазера для сварки значительно расширились. Создание лазеров высокой мощности позволяет сваривать элементы конструкции толщиной в десятки миллиметров. При больших толщинах элементов сварка лазером производительна. Ее особенности — предельно узкая зона термического влияния и малые величины остаточных деформаций. Имеются все основания считать лазерный процесс перспективным для сварки как тонкостенных, так и толстостенных изделий.
Достигается кинжальное проплавление. Пластические свойства швов высокие, шов стали СтЗ выдерживает двукратный перегиб на 180'. Эффективно применение лазера для соединений закаленных сталей. Радиочастотная сварка. Схема радиочастотной сварки изображена на рис. 2.26. Радиочастотная сварка весьма производительна— скорость достигает 50 м/мин. Количество потребляемой энергии и температурное влияние ее на основной металл весьма незначительны. Радиочастотной сваркой соединяют не только стальные трубы, но и трубы из цветных металлов. При сварке латунных труб швы образуются так же, как и при обычной стыковой контактной сварке, но из-за большой скорости процесса не происходит расплавления и испарения цинка в поверхностном слое. Этим способом можно сваривать профильный металл при небольшой толщине элементов. Примеры расчета.
Рассмотрим два примера расчета угловых швов, очерченных по равнобедренному треугольнику. а) Р=ЭОкУ 4 д) Р= 1ООкН кООиЯ Р Ок72 Р=ЮС~Н Рис. 2.27. Примеры расчета сварных соединений Пример 1 (рис. 2.27, а). Швеллер № 12 прикреплен к листу лобовым и фланГовыми швами. Сварка ручная (р = 0,7). Определить напряжения в швах при Р = 180 кН. Площадь сечения лобового шва, имеющего катет шва К = 5 мм, ~а=яК=12 0,7 0,5=4,2 смв, Площадь сечения двух фланговых швов при К = — 8 мм Ефл =21[)К =2 20 0,7 0,8=22,4 см'-. Площадь сечения всех угловых швов прикрепления Р = Ел+ Рф„— 26,6 см'.
Напряжение среза в швах х = Р/Г = 0,18/0,00266 = 6?,7 МПа. Пример 2 (рис. 2.27, б). Уголок 90 Х 90 мм имеет площадь сечения Г = = 15,6 см"". Допускаемое напряжение в металле уголка [о) = 200 МПа, допу- скаемое напряжение среза в шве [х'[ = !20 МПа. Спроектируем сварное соеди- нение„равнопрочное уголку; сварка однопроходная полуавтоматическая (р = = 0,8).
Допускаемое растягивающее усилие в уголке Р = [о)рР = 200, 15 б. 10-4 0 312 МН Проектируем лобовой шов с катетом К = 9 мм. Усилие, допускаемое на лобовой шов, равно Рл=[х') [зК/д=120 0,8 О,С09 0,09=0,078 МН. Остальная часть усилия должна быть передана на фланговые швьп Рф.[ = Р— Рл = 0,234 МН. Усилие, передаваемое на шов /, Рт=О,?Рфа — — 0,164 МН, Катет шва 1 принимаем К = 12 мм, тогда требуемая длина /1 — — Рт/([)К [х'!) = 0,164/(0,8 ° 0,012 120) = О, 142 и. Принимаем 1, = 14 см. Усилие, передаваемое на шов 2, Р, =- О,ЗРфл = 0,07 МН.
Катет шва 2 принимаем К = 9 мм, тогда требуемая длина шва 1,=Ра/ЯК [х'!) =0,07/(0,8 0,009 120)=0,08 м. Принимаем 1, = 8 см. Примеры 3 — б предлагаются для самостоятельной работы по расчету угловых швов. Пример 3 (рис. 2.27, а).
Полоса сечением 300 Х 12 мм прикреплена к листу фланговыми и косыми швами с катетами К = 12 мм и лобовым швом с катетом К = 8 мм, Определить допускаемое усилие Р, если [х') = 120 МПа; сварка автоматическая ([з = 1). Пример 4 (рис. 2.27, г). Определить требуемые длины фланговых швов для прикрепления двух тяг уголкового профиля 100 Х 100 Х 8 мм. Площадь сечения тяги Г = 15,6 см'. Поддерживаемый груз Р = 200 кН, сварка полуавтоматическая ([1 =- 0,8). Пример 5 (рис. 2.27, д).
Определить число сварных точек для прикрепления к листу швеллера № 6,5 плошадью сечения Р = 8,28 см' н толщиной стенки 4,5 мм при условии Р = 100 кН с допускаемым напряжением на срез точки [х') =- 90 МПа и произвести их расстановку с учетом /, /, и /,. Пример 6 (рис. 2.27, е). Полоса сечением 200 Х 12 мм приваривается к листу, Усилие Р = 500 кН, допускаемое напряжение шва [х') = 130 МПа.
Определить количество наплавленного металла при швах в форме равнобедренного треугольника с катетами К, равными 8 и 12 мм; сварка ручная (р = 0,7). 46 % 5. Соединения при сварие пластмасс Сварка горячим воздухом. При сварке воздух, нагретый в специальной горелке до 250 — 300 =С, в зоне сварки несколько охлаждается. Сварка осуществляется присадочным прутком, подающимся в разделку шва вручную или полуавтоматом. Сварка нагревательным элементом. Позволяет сваривать угловые, тавровые и стыковые соединения.
Одним из способов этой сварки является электроимпульсная сварка очень тонких пленок толщиной . в сотые доли миллиметра. При этом узкая металлическая лента прижимается к нахлестке соединяемых пленок, нагревается током и быстро охлаждается. Соединения обладают достаточной прочностью. Угала г лражалщя Сварка токами высокой частоты. Этим способом сваривают поливинилхлорид, полиамид и др. Разогрев соединяемых деталей производится роликами, через которые пропускается ток высокой частоты.
Сварка трением. Трением сваривают Ри 2 28 стыковые соединения преимущественно звуковой сварки пласттел вращения: стержней круглого сече- масс ния, труб. Сварка ультразвуком пластмасс является одним из прогрессивных способов их соединения. Она производится по схеме, приведенной на рис. 2.28.
Колебания волновода направлены перпендикулярно плоскостям стыкуемых элементов. Сварка обычно произ- водится односторонним способом, но в некоторых случаях целесообразно расположение волноводов с двух сторон. Ультразвуком можно сваривать 47 тонкие пленки, а также детали толщиной в несколько миллиметров из различных термопластичных материалов: полистирола, полиэтилена, поливинилхлорида, винипласта и т.
и. При ультразвуковой сварке получают наРис. 2.29, Ультразвуковая сварка о. и. еров в тру, нодо- хлесточные и тавровые соединения. ступных местах Нахлесточные соединения при сварке ультразвуком могут быть точечными и шовными. Для постановки точек применяют различные системы волноводов, которые ставят сварные точки как по линии, так и по сложному контуру. При этом особенно хорошие результаты получаются при сварке контурными волноводами, имеющими в поперечном сечении круглый кольцевой прбфиль. Качество соединений, сваренных ультразвуком, определяется продолжительностью процесса, амплитудой колебаний волновода, усилием сдавл1:- $ 6.
Болтовые соединения (2.34) Р И Б,Х ЯР Л5 У,д,т,Х 4,0 Я,мм $7. Клееносварные соединения 48 вания. Ультразвуком можно сваривать несколько пластин, образующих пакет, а также производить сварку в труднодоступных местах (рис. 2.29). Ультразвуком можно осуществлять сварку не только в месте соприкосновения волновода с деталью, но и на некотором расстоянии, которое зависит от свойств полимера и конфигурации конструкции, подлежащей сварке. Сварка ультразвуком широко внедрена в различных отраслях промышленности.
В настоящее время с помощью ультразвуковых колебаний достигнута возможность соединения биологических тканей: костей, мягких тканей. Болтовые соединения применяются в конструкциях комбинированного характера. Часть соединений, выполняемых в цеховых условиях, проектируется сварными, другая часть, выполняемая на монтаже, — с применением болтов. Как правило, это болты высокой прочности, изготовляемые из сталей 40 Х, 40ХФА, имеющих предел прочности при растяжении более 1000 МПа, Распределение усилий в сварном соединении с такими болтами происходит более равномерно, чем в сварном соединении с заклепками.
По точности изготовления болты разделяются на ряд групп: болты повышенной точности изготовляются согласно ГОСТ 7805 — 70, болты грубой точности — согласно ГОСТ 15589 — 70. Болты устанавливаются диаметром 11 от 10 до 48 мм при общей длине 1 = 40 —: —:200 мм. Болты повышенной точности могут быть поставлены в отверстия с минимальным зазором 0,3 — 0,5 мм. Это обеспечивает передачу усилия в результате плотного соприкасания болтов с деталями. В некоторых случаях усилие передается посредством трения. При этом не требуется плотное соприкасание тела болта со стенками отверстия и, следовательно, упрощаются сборочные операции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
