Uchebnoe_posobie_dlya_vypolenia_DZ_po_TK M_Misha_15_04_2014 (769665), страница 11
Текст из файла (страница 11)
В зависимости от конфигурации соединяемых элементов назначается тип сварного соединения и вид шва. При выборе типа сварного соединения, при прочих равных условиях, предпочтение следует отдавать стыковым соединениям, как наиболее прочным.
Вид сварного шва (табл. 4.3) выбирается в зависимости от типа сварного соединения. Для стыковых соединений выполняются стыковые швы, для тавровых, нахлесточных и угловых соединений – угловые швы. Для торцовых, угловых и стыковых соединений с разделкой и без разделки кромок, а также тавровых, выполняемых без разделки кромок, наиболее рациональным является нормальный профиль сварного шва (табл. 4.3).
При сварке плавлением оптимальным для формирования сварного шва является нижнее пространственное положение.
Кроме того, при выборе расположения сварного соединения следует учитывать, что условия формирования стыковых и угловых швов в нижнем пространственном положении отличаются.
Таблица 4.3
| ОСНОВНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ СВАРНЫХ ШВОВ Сварной шов - участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации. | |||||
| 1.По типу получаемого сварного соединения сварные швы делятся на стыковые, угловые, нахлесточные и торцовые. | |||||
|
| Стыковой шов - сварной шов стыкового соединения. | ||||
|
| Угловой шов - сварной шов углового, нахлесточного или таврового соединений. Угловые швы менее прочные, чем стыковые. | ||||
|
| Торцовые сварные швы используются для получения торцовых сварных соединений | ||||
| 2. По положению в пространстве при сварке | |||||
| По положению в пространстве швы делятся на: - нижние (Н) см. рис. пространственные положения при сварке - вертикальные (В) см. рис. пространственные положения при сварке - потолочные (П) см. рис. пространственные положения при сварке - горизонтальный шов на вертикальной плоскости (Г); - «в лодочку» (Л). | |||||
|
| Горизонтальный шов на вертикальной плоскости (Г) | ||||
|
а б | Угловой шов «в лодочку» (Л) а - в « симметричную лодочку»; б - в « несимметричную лодочку». | ||||
| 3. По положению сварных швов относительно поверхности изделия | |||||
|
| По положению сварных швов относительно поверхности изделия сварные швы делятся на односторонние и двусторонние. Односторонний шов – шов, выполненный с одной стороны заготовки (односторонняя сварка). Двусторонний шов – шов, выполненный с обеих сторон заготовки (двусторонняя сварка). | ||||
| 4. По профилю поперечного сечения | |||||
| 4.1. Для стыковых швов | |||||
|
| По профилю поперечного сечения стыковые швы делятся на: выпуклые; нормальные; вогнутые. Выпуклые сварные швы лучше работают при статических (постоянных) нагрузках, однако они неэкономичны. Нормальные и вогнутые швы лучше подходят при динамических и знакопеременных нагрузках, поскольку в результате более плавного перехода от основного металла к сварному шву снижается вероятность возникновения концентрации напряжений, приводящих к разрушению шва. | ||||
| 4.2. Для угловых швов | |||||
|
| По профилю поперечного сечения угловые швы делятся на: - нормальные (а) - катет шва принимается равным толщине листа (К=S); - вогнутые (б) - катет шва К= 0,8 S; - выпуклые (в)(нежелательны для угловых швов) ; - специальные (г) - профиль представляет неравнобедренный прямоугольный треугольник (один из катетов K=S). Вогнутые швы применяют в особо ответственных конструкциях при переменных нагрузках, так как вогнутость обеспечивает плавный переход от шва к основному металлу детали, благодаря чему снижается концентрация напряжений. Вогнутый шов повышает стоимость соединения, так как требует глубокого провара и последующей механической обработки для получения вогнутости Выпуклые - вызывают повышенную концентрацию напряжений. Наиболее приемлем нормальный профиль углового шва. Специальные швы применяют при переменных нагрузках, так как их применение значительно снижает концентрацию напряжений. | ||||
| 5. По протяженности | |||||
| По протяженности сварные швы делятся на: короткие – длиной менее 250 мм; средние - длиной от 250 до 1000 мм; длинные - длиной более 1000 мм | |||||
| 6. По конфигурации | |||||
| По конфигурации сварные швы делятся на: - прямолинейные; - криволинейные (например: кольцевые) | |||||
Формирование стыкового шва происходит в благоприятных условиях, а углового шва - в более сложных. Наилучшие результаты при сварке угловых швов обеспечиваются при сварке наклонным электродом и сварке в симметричную «лодочку».
4.2.4. Выбор формы и размеров свариваемых элементов
Сварные изделия, как правило, изготавливают из профилей, а также литых, кованых и штампованных элементов. При выборе размеров и формы свариваемых элементов необходимо учитывать следующее:
- поперечное сечение, длина и количество сварных швов должны быть минимальными, что обеспечивает снижение тепловложения при сварке;
- предпочтение следует отдавать прямолинейным и непрерывным швам;
- при выборе формы и расположения свариваемых элементов следует учитывать, что стыковые соединения являются наиболее прочными;
- форма и взаимное расположение соединяемых элементов должны обеспечивать удобство доступа сварочного инструмента в зону сварки;
- необходимо избегать скопления и пересечения сварных швов в одном узле;
- в зоне сварки не должно быть ступенчатых переходов по толщине (в противном случае возможно разрушение конструкции в результате концентрации напряжений)
- желательно обеспечивать симметричное расположение швов относительно центра тяжести сварного соединения;
- сварные швы не должны располагаться в местах последующей механической обработки.
- размеры сварных заготовок должны соответствовать возможностям их обработки в термических печах и на металлорежущих станках.
Указанным рекомендациям соответствуют элементы простой геометрической формы: прямолинейные, цилиндрические, конические и полусферические с прямыми, кольцевыми, стыковыми и тавровыми соединениями между ними. При выборе заготовок для изготовления сварного изделия следует отдавать предпочтение профилям и их сочетаниям. При этом необходимо стремиться к минимальному количеству типоразмеров и толщин свариваемых элементов.
4.3 Пример решения технологической задачи по изготовлению сварной заготовки ступицы
1. Выбор марки материала элементов сварной заготовки
Анализ исходных данных и эскиза проектируемой детали (рис.1)
показал, что для сварной заготовки целесообразно использовать поковку и профиль в виде толстостенной трубы, изготовленных из низкоуглеродистой стали. Поскольку технологический процесс изготовления заготовки предполагает применение сварки плавлением, объемной штамповки и обработки резанием, то целесообразно использовать сталь 20, обладающую оптимальным сочетанием комплекса свойств: механических и технологических (хорошей свариваемостью, деформируемостью и обрабатываемость режущим инструментом).
2. Выбор вида (способа) сварки плавлением
Выбор вида (способа) сварки осуществляют на основе конструкторско-технологических признаков проектируемой детали и данных, приведенных в табл.4.1 и Приложении 1. На основе анализа установлено, что автоматическая дуговая сварка в атмосфере СО2 плавящимся электродом является рациональным способом соединения центральной части ступицы (фланца) с кольцом.
3. Выбор типа сварного соединения и вида швов
Тип сварного соединения определяется с учетом формы и взаимного расположения свариваемых элементов. Вид сварного шва выбирается в зависимости от типа соединения.
В соответствии с данными, приведенными в табл.4.2 и 4.3, для проектируемой заготовки ступицы целесообразно применить тавровое соединение без разделки кромок. Вид сварного шва – угловой с нормальным профилем.
4. Выбор пространственного положения при сварке
При сварке плавлением оптимальным для формирования сварного шва является нижнее пространственное положение.
Кроме того, при выборе расположения сварного соединения следует учитывать, что условия формирования стыковых и угловых швов в нижнем пространственном положении отличаются.
Формирование стыкового шва происходит в благоприятных условиях. Формирование углового шва - в более сложных. Наилучшие результаты при сварке угловых швов обеспечиваются при сварке наклонным электродом и сварке в симметричную «лодочку». Принимаем - пространственное положение при сварке нижнее с наклоном электрода.
При сварке угловых швов без разделки кромок прочность сварного соединения обеспечивается назначением размера катета углового сварного
шва в зависимости от толщины свариваемых элементов.
Размер катет угловых швов определяем по табл. 4.4.
Таблица 4.4
Размера катета углового сварного шва
| Толщина свариваемых элементов S,мм | Рекомендуемый размер катета шва К, мм |
| 3≤S<4 4≤S<5 5≤S<7 7≤S<11 11≤S<22 22≤S<40 S≥40 | 3 4 5 6 8 9 10 |
Если толщина свариваемых элементов неодинакова, то катет выбирают по наименьшей толщине. В нашем случае толщина трубы (см.рис.4.1) S1 = 20мм, а толщина привариваемого к ней фланца S =15мм. Значение размера катета принимаем исходя из толщины фланца15мм. Из рис.4.1 видно, что фланец приварен к трубе двумя угловыми швами, поэтому катет шва без разделки кромок определяем исходя из толщины 7,5мм. В данном примере он определяется по табл.4.4 - К=6мм.
Рис.4.1. Поперечное сечение таврового соединения без разделки кромок и зазора, выполненного двусторонним швом наклонным электродом
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
