38. Сварные соединения стыковыми швами: конструкции, особенности работы, расчёт на осевое усилие, изгибающий момент

Стыковые швы наиболее рациональны, так как имеют наименьшую концентрацию напряжений, но они требуют дополнительной разделки кромок. При сварке элементов толщиной больше 8 мм для проплавления металла по всей толщине сечения необходимы зазоры и обработка кро­мок изделия. В соответствии с формой разделки кромок швы бывают V, U, X и К-образные. Для V и U-образных швов, свариваемых с одной стороны, обязательна подварка корня шва с другой стороны для устранения возможных непроваров являющихся источни­ком концентрации напряжений. Начало и конец шва имеют непровар и кратер, являются дефектны­ми и их желательно выводить на технологические планки за пределы рабочего сечения шва, а затем отрезать. Хорошо сваренные встык соединения имеют весьма небольшую кон­центрацию напряжений у начала наплава шва, поэтому прочность таких соединений при растяжении или сжатии в первую очередь зависит от прочностных характеристик основного металла и металла шва. В стыковом шве при действии на него центрально-приложенной силы N распределение напряжений по длине шва принимается равно­мерным, рабочая толщина шва принимается равной меньшей из толщин соединяемых элементов. Поэтому напряжение в шве, расположенном перпендикулярно оси элемента, определяется по формуле σ_ш=N/t·l_шR^свγ При действии изгибающего момента на соединение на­пряжения в шве σ_ш=M/W_шR^свγ.

39. Сварные соединения с косыми стыковыми швами расчёт на осевое усилие.

Если расчетное сопротивление сварки в стыковом соединении R^CB меньше расчетного сопротивления основного металла и в стыкуемом элементе действующие напряжения превышают R^CB, то для увеличения длины шва его делают косым. Косые швы с наклоном реза tg α = 2:1, как правило, равнопрочны с основным металлом и потому не требуют проверки. В отдельных случаях, когда необходимо снизить напряжение, напри­мер при вибрационной нагрузке, приходится рассчитывать и косые швы. Разложив действующее усилие на направление, перпендикулярное оси шва, и вдоль шва, находим напряжения:

Перпендикулярное шву σ_ш = N sinα/t·l_m;вдоль шва τ_ш = N cosα/t·l_m где l_m=(b/sinα)-2t расчетная длина косого шва.

40. Соеденение угловыми швами: конструирование, особенности работы

Угловыми швами выполняются соединения внахлестку, и они могут быть как фланговыми, так и лобовыми. Фланговые швы, расположенные по кромкам прикрепляемого эле­мента параллельно действующему усилию, вызывают большую нерав­номерность распределения напряжений по ширине соединения. Нерав­номерно работают они и по длине, так как помимо непосредственной пе­редачи усилия с элемента на элемент концы шва испытывают дополни­тельные усилия вследствие разной напряженности и неодинаковых де­формаций соединяемых элементов в области шва. Фланговый шов, сильно меняющий силовой поток, вызывает значительную неравномерность распределения напряжений в соединении. В соответствии с характером передачи усилий фланговые швы работают одновременно на срез и изгиб. Разрушение шва обычно начинается с конца и может происходить как по металлу шва, так и по основному металлу на границе его сплавления с металлом шва, особен­но если наплавленный металл прочнее основного.