Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Билет№10
Сварочные напряжения и деформации. Меры борьбы с деформациями.
Из лекц.:
Сварка по любой констр. Запрещена (при разогреве метал расширяется)
При разогреве стержня он начинает удлиняться сжимаясь. Наиболее опасно сваривать 2 находящихся рядом шва.
Меры борьбы:
1 Избегать концентраторов свароч. Напряжении.
2. Катет сварных швов не более толщины свариваемых элементов, избегать пересечения сварных швов.
Запрещено сваривать стенки менее 4мм (3мм уже прожигается)
Сварку производить по технологической карте.
Из учебника:
Работа и расчет сварных соединений . при статическом нагружении.
Распределение напряжений и расчет стыковых швов. Распределение напряжений по поперечному сечению стыковых швов с обработанной поверхностью, не имеющих внутренних дефектов, при действии продольной силы равномерно, поэтому напряжение можно определить по формуле
= P/(/s),
где l - расчетная длина шва; s - толщина соединяемой полосы.
Когда поверхность сварного шва имеет форму, показанную на рис.4.8, то распределение напряжений по сечению становится неравномерным. Исследования показали, что зоны шва, примыкающие к основному металлу, испытывают концентрацию напряжений, которая зависит от формы шва и характера перехода от шва к основному металлу.
Коэффициент концентрации напряжений kф зависит от высоты усиления шва d и радиуса перехода r. Концентрация резко возрастает при уменьшении радиуса r до долей миллиметра и увеличении высоты усиления d. Концентрация напряжений возникает также в корне шва при его непроваре.
Другим источником концентрации напряжений в стыковом соединении может служить смещение кромок одного элемента относительно другого (рис.4.9, а). Коэффициент концентрации напряжений kсм зависит от смещения . и может быть вычислен по формуле
kсм=1 +3µ
где µ = /s - относительное смещение кромок. Поэтому при сварке элементов разных толщин необходимо обеспечить плавный переход от более толстого металла к тонкому, выполнив скос с уклоном 1:5 (рис.4.9, 6).
Результирующий коэффициент концентрации напряжений в стыковых соединениях вследствие нерационального очертания шва и наличия смещения кромок будет равен
Крез = kф kcм.
Условие прочности шва при действии на соединение продольной силы N (рис. 4.10, а) имеет вид
N/(t lw Rwy Ус) 1 ,
где N - внешнее усилие, приложенное к соединению; t - расчетная толщина шва, равная толщине наиболее тонкого из соединяемых элементов (местное утолщение сварного шва d в расчет не принимают); lw - расчетная длина сварного шва; Rwy - расчетное сопротивление сварного стыкового шва; Ус - коэффициент условий работы.
Распределение напряжений и расчет угловых швов. В зависимости от ориентации углового шва относительно линии действия внешнего усилия швы подразделяют на лобовые и фланговые. Фланговыми называют сварные швы, параллельные линии действия внешнего усилия, а швы, перпендикулярные линии действия усилия, называют лобовыми(рис.4.12).
Распределение напряжений по длине флангового шва неравномерно. Наиболее нагруженные участки шва находятся в начале и в конце соединения (рис.4.13, а), что подтверждается экспериментами.
Коэффициент концентрации напряжений по длине флангового шва в форме равнобедренного треугольника с катетом kf paвeн
kmax = Ттах /ср = 0,58 [l/(kf)]0,5.
Концентрация напряжений в длинных фланговых швах возникает в .основном на концах швов, при коротких швах - преимущественно в зонах поперечного сечения накладки, примыкающей к швам.
Наличие концентрации напряжений определяет характер разрушения фланговых швов. В предельном состоянии концентрация напряжений уменьшается за счет пластической деформации и распределение напряжений приближается к равномерному. Траектория разрушения шва совпадает с площадью его наименьшего сечения и только на концах выходит на катет, через который передается внешнее усилие (рис. 4.13, в).
В лобовых швах нахлесточных соединений (рис.4.14, а) наиболее нагруженное сечение не совпадает с минимальным, а расположено под некоторым углом к основанию шва. Экспериментальные данные, что разрушение нахлесточных соединений с лобовыми швами происходит в результате проскальзывания частей шва друг относительно друга по опасному сечению, положение которого не совпадает с минимальным (нормативный метод), а зависит от геометрии шва. Подобная картина разрушения характерна также и для лобовых швов тавровых соединений. Разрушение лобового шва с непроваром происходит не по сечению, -продолжающему непровар, а под некоторым углом к нему(рис. 4.14, 6).
Конструктивные требования к сварным соединениям
Надежная работа сварных соединений обеспечивается не только правильным выбором сварочных материалов и качественным выполнением проекта, но и обеспечением высокого качества исполнения сварных соединений. Чтобы сварной шов был выполнен с высоким качеством, необходимо обеспечить удобные условия производства сварочных работ. наиболее удобно выполнять сварные швы в нижнем положении. Удобство доступа к месту сварки электродом или держателем электродной проволоки определяет качество сварного шва. Поэтому разработаны специальные габаритные схемы выполнения сварочных работ при ручной и механизированной видах сварки. При конструировании сварных соединений необходимо учитывать эти схемы, так как в противном случае сварные швы не могут быть выполнены.
Необходимо также предусматривать такое расположение сварных швов, чтобы максимально сокращалась необходимость кантовки конструкции при ее изготовлении.
Чтобы уменьшить сварочные деформации конструкции при ее изготовлении, необходимо стремиться к наименьшему объему наплавленного металла. Швы должны иметь толщину, соответствующую расчету. Следует избегать пересечения швов, близкого их расположения друг к другу. .
Толщину стыковых швов принимают равной меньшей из толщин соединяемых элементов. При выполнении стыковых швов на деталях больших толщин для обеспечения их качества необходимо предусматривать разделку кромок соединяемых элементов. При сварке листов разной толщины или ширины следует делать односторонний или двусторонний скос кромок с уклоном не более 1:5, что обеспечивает плавное распределение силового потока. Устройство стыков без скосов по толщине разрешается при разнице толщин листов не более 4 мм и не более 1/8 толщины тонкого листа.
Сварные стыковые соединения листовых деталей следует, как правило, выполнять прямыми с полным про варом и с применением выводных планок. В монтажных условиях допускается односторонняя сварка с подваркой корня шва или сварка на остающейся стальной подкладке. В последнем случае в расчетах следует принимать толщину шва, равную 0,7 t, где t - наименьшая толщина свариваемых деталей.
Катеты угловых швов kf должны приниматься по расчету, но быть не менее значений, представленных в табл. 4.5. Это вызвано необходимостью обеспечить расчетную глубину проплавления углового шва, что предусмотрено методикой расчета сварных соединений с угловыми швами.