Подготовка кромок под сварку

Под сварку кромки готовят с целью удаления наклепанного металла после резки на ножницах, недопустимого в ответственных металлоконструкциях; для образования фасок, имеющих сложную форму; для получения более точных размеров детали и для улучшения качества поверхности реза после ручной газовой резки у сталей повышенной прочности.

Разделка кромок позволяет вести сварку отдельными слоями небольшого сечения, что улучшает структуру сварного соединения и уменьшает возникновение сварочных напряжений и деформаций.

Зазор, правильно установленный перед сваркой, позволяет обеспечить полный провар по сечению соединения при наложении первого (корневого) слоя шва, если подобран соответствующий режим сварки.

Длиной скоса листа регулируется плавный переход от толстой свариваемой детали к более тонкой, устраняются концентраторы напряжений в сварных конструкциях.

Притупление кромок выполняется для обеспечения устойчивого ведения процесса сварки при выполнении корневого слоя шва. Отсутствие притупления способствует образованию прожогов при сварке.

Расчет швов на прочность.

В сварных соединениях некоторые швы являются рабочими, некоторые- связующими(рис. 51,52)Рабочими называются такие швы, которые воспринимают всю нагрузку от внешних усилий. После разрушения рабочего шва все сварное соединение должно также разрушиться.

 

Рис.11.Швы рабочие

Рис.12.Швы связующие

 

Связующими называются швы, которые служат для соединения двух или нескольких элементов конструкции, несущих основную нагрузку. Наплавленный металл связующих швов деформируется вместе с основным металлом элементов соединения, связанным данным швом. Если связующий шов разрушится, то соединение может продолжать работать, так как нагрузка продолжает восприниматься работающими элементами из основного металла. НА прочность расчитываються только рабочие швы.

Прочность сварного соединения характеризуется величиной напряжений, возникающих в нем под влиянием действующих усилий. Чтобы соединение было прочным, фактические напряжения в нем при работе должны быть в нескольких раз ниже тех, при которых металл шва разрушается. Принимаемые при расчете напряжения называются допускаемыми и обозначаются буквой R

Величина допускаемых напряжений регламентируется соответствующими нормами, принятыми для тех или иных конструкций, в зависимости от их назначения, применяемого металла. условий работы и т.п.

Допускаемое напряжение всегда ниже предела упругости данного материала. Отношение предела прочности q_b к допускаемому напряжению R называется запасом прочности, т.е. q_b/R

Для строительных сварных конструкций из мало- и среднеуглеродистых сталей запас прочности принимается обычно трех-четырех-кратным.

При расчете на прочность стыковых соединений пользуются формулой

N=R*S*L,

Где N - действующие усилие, кгс;

R - допускаемое напряжение на растяжение в шве, кгс/см²;

S - толщина металла в расчетном сечении, см

L - длина шва, см

Например, имеем R=1300 кгс/см²; S=1 см; L=20 см; такой шов может безопасно работать при наибольшем усилии на него, равном:

N=1300*1*20=26000 кг, или 26т.

Прочность лобовых валиковых швов можно рассчитать по формуле

N=0,7*H*R₁*L,

где h - высота категории шва, см

R₁ - допускаемое напряжение на срезание в шве, кгс/см²

l - длина шва, см

Прочность фланговых валиковых швов рассчитывается по формуле

N=2*0,7*H*R₁*L

 

Таблица №5.Механические свойства наплавленного металла.

Механические свойства	Показатели механических свойств при сварке
газовой	Дуговой электродами с толстым качественными покрытиями	Автоматической дуговой под флюсом
Предел текучести, кгс/мм2….	34-42	47-50	47-50
Относительное удлинение, %....	9-18	16-24	18-32
Ударная вязкость, кгс*м/см2….	2-6	8-12	9-11
Угол загиба, град….	60-140	140-180	140-180

*До 25-30 кгс*м/см² для покрытия УОНИ-13/55

 

Пример. Рассчитать валиковый фланговый шов. Действующие усилие N=10000 кгс, катет шва h= 0,8 см; принимая допускаемое напряжение на срезывания для стали R = 1100 кгс/см² , определяем по формуле необходимую длину шва равную:

L=N/2*0,7*h*R₁=10000/2*0,7*0,8*1100=8,1см, или 81 мм.

 

В таблице 1 приводятся значения механических свойств наплавленного металла, получаемых при различный способах сварки малоуглеродистой стали.

В таблице 2 даны допускаемые напряжения в сварных строительных конструкциях.

Таблица №.6