книги / Сварные и резьбовые соединения и их расчёт

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Е.В. Матыгуллина, А.И. Дегтярев, В.А. Москалев, А.А. Нестеров

СВАРНЫЕ И РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И ИХ РАСЧЕТ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

в качествe учебно-методического пособия

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2015

3

1. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Сварные соединения представляют собой основной тип неразъемных соединений. Они образуются путем местного нагрева деталей в зоне их соединения. В современном машиностроении применяют различные виды сварки. Наибольшее распространение получили электрические виды, основными из которых являются дуговая и контактная сварка. Различают три разновидности дуговой сварки:

1)автоматическая сварка под флюсом. Этот вид сварки высокопроизводителен и экономичен, дает хорошее качество шва. Применяется в крупносерийном и массовом производстве для конструкций с длинными швами;

2)полуавтоматическая сварка под флюсом. Применяется для конструкций с короткими прерывистыми швами;

3)ручная сварка. Применяется в тех случаях, когда другие виды дуговой сварки нерациональны. Этот вид сварки малопроизводителен. Качество шва зависит от квалификации сварщика.

Для дуговой сварки применяются электроды с различными покрытиями. Электроды имеют следующие обозначения: число

после буквы Э – минимальный гарантируемый предел прочности металла шва в кгс/мм2, буква А – гарантируемое получение повышения пластических свойств металла шва.

Контактная сварка применяется в серийном и массовом производстве для нахлесточных соединений тонкого листово-

4

го металла (точечная, шовная контактная сварки) или для стыковых соединений круглого и полосового металла (стыковая сварка).

1.2.ПРИМЕНЕНИЕ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Всовременном машиностроении, в строительстве и других отраслях промышленности сварные соединения вытеснили заклепочные за исключением особых случаев. В настоящее время сварку широко применяют как способ получения заготовок деталей из проката в мелкосерийном и единичном производстве,

атакже в ремонтном деле. Сварными выполняют станины, рамы, корпуса редукторов, зубчатые колеса, шкивы, коленчатые валы и другие детали.

Вмассовом производстве применяют штампосварные детали, полученные дуговой автоматической или контактной сваркой.

1.3.КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ

СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ТИПЫ ШВОВ

В зависимости от взаимного расположения соединяемых элементов применяют следующие виды сварных соединений:

1)стыковые соединения – сварные элементы расположены в одной плоскости и являются продолжением один другого

(рис. 1.1, а, б, в);

2)нахлесточные соединения – часть боковой поверхности однго сварного элемента перекрывает часть боковой поверхности другого сварного элемента (рис. 1.1, г, д, е);

3)тавровые соединения – к боковой поверхности сварного элемента торцомприварен другой сварной элемент (рис. 1.1, ж, з);

4)угловые соединения – сварные элементы расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях (рис. 1.1, и, к).

5

Угловые соединения в силовых конструкциях не применяются.

Наиболее простыми, совершенными и надежными являются соединения встык, их рекомендуют в конструкциях, подверженных вибрационным нагрузкам.

В зависимости от толщины соединяемых деталей проводится механическая подготовка кромок (рис. 1.2).

При толщине свариваемых деталей до 8 мм кромки деталей можно не разделывать (рис. 1.2, а). При значительной толщине свариваемых элементов применяют V-образные (рис. 1.2, б, г, е, ж) иU-образные(рис. 1.2, в) швы.

Рис. 1.2. Типы сварных стыковых швов

7

Швы, предназначенные для соединения деталей, расположенных внахлестку друг к другу или перпендикулярно относительно друг друга, выполняются угловыми швами. Угловые швы могут иметь сечение в виде треугольника различной формы

(рис. 1.3, а, б, в).

Рис. 1.3. Угловые швы: а – угловой шов выпуклый; б – нормального сечения; в – вогнутый

Угловые швы используются для сварки соединений внахлестку, соединений, где используются накладки (см. рис. 1.1, б, в) и тавровых соединений (см. рис. 1.1, ж). Катет шва не может быть меньше 3 мм.

В зависимости от расположения угловые швы бывают: а) лобовые, перпендикулярные линии действия силы

(рис. 1.4, а);

б) фланговые, параллельные линии действия силы

(рис. 1.4, б);

в) комбинированные, включающие лобовые и фланговые швы (рис. 1.4, в).

Из-за дефектов на концах шва, возникающих в момент зажигания и выключения электрической дуги, минимальная длина сварного шва выбирается не менее 30 мм. Для нахлесточных соединений длина сварного шва принимается l ≥ 4δ, где δ − минимальная толщина свариваемых деталей. Длина лобовых швов не ограничена. Длина фланговых швов не должна превышать 50 K.

8