Ульянов А.А. и др. Расчет сварных соединений - файл n1.doc

приобрести
Ульянов А.А. и др. Расчет сварных соединений
скачать (6436 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc6436kb.13.09.2012 11:21скачать

n1.doc

Министерство образования Российской Федерации
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра  Детали машин и ТММ 


РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Методические указания по курсу

"Детали машин и основы конструирования"

для студентов машиностроительных специальностей

всех форм обучения


Нижний Новгород

2004

Составители: А.А. Ульянов, С.Н. Бабушкин, Л.Т. Крюков,

М.Н. Лукьянов

УДК 621.833: 539.4 (075.5)


Расчет сварных соединений: Метод. указания по курсу "Детали машин и основы конструирования" для студентов машиностроительных спец. всех форм обучения / НГТУ; Сост.: А.А. Ульянов, С.Н. Бабушкин, Л.Т. Крюков,

М.Н. Лукьянов.- Н. Новгород, 2004. – 26 с.

Научный редактор В.Е. Желандовский
Редактор Э.Б. Абросимова


Подп. в печ. 14.01.04. Формат 60х841/16. Бумага газетная.

Печать офсетная. Печ. л. .1,75. Уч.- изд. л. 1,5. Тираж 750 экз. Заказ 85 .

Нижегородский государственный технический университет.

Типография НГТУ, 603600, Н. Новгород, ул. Минина, 24.


© Нижегородский государственный

технический университет, 2004


1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Сварные соединения – самый распространенный тип неразъемных соединений. Их получают формированием межатомных связей в свариваемых деталях путем местного нагрева в зоне их соединения до жидкого состояния или путем пластического деформирования деталей в зоне стыков с нагревом или без нагрева (сварка взрывом).

Преимущественно сварное соединение образуют путем местного нагрева:

1) с расплавлением метала без приложения силы: сварка электродуговая (ручная, автоматическая и полуавтоматическая, под флюсом, в защитных газах и др.), газовая (ацетилено-кислородная), электронно-лучевая, лазерная;

2) без расплавления метала и с приложением силы: контактная сварка,

газопрессовая, трением, индукционная, ультразвуковая и др.

Наибольшее распространение получили электродуговая и газовая сварки. Хорошо свариваются низко- и среднеуглеродистые (< 0,25% C), а также

низколегированные стали.

Сварка высокоуглеродистых, средне- и высоколегированных сталей, чугунов, цветных сплавов представляет известные трудности и требует специальных способов.

Основные виды и способы сварки были рассмотрены в курсе “Технология конструкционных материалов”, в “Деталях машин” главное внимание уделяют изучению конструкций и инженерным методам расчета сварных соединений.
2. СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКОЙ
При ручной электродуговой сварке (ГОСТ-5264-80) шов образуется главным образом за счет металла электрода, а при автоматической и механизированной – за счет расплавления основного металла. Это различие учитывается при расчете соединений.

Для электродуговой сварки применяют электроды Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А и др. по ГОСТ 9467-75. Число после буквы Э, умноженное на 10 означает минимальное значение предела прочности ?В (МПа) металла шва. Буква А – повышенное качество электрода, обеспечивающее более пластичес-кие свойства металла шва.

Сварные швы разделяют на рабочие и связующие. На прочность рассчитывают только рабочие швы, которые воспринимают и передают рабочую нагрузку между соединяемыми деталями. Связующие швы служат только для связи элементов в неразъемную конструкцию. Они мало нагружены и их не рассчитывают.

Например, на рис.2.1 рабочими являются швы (№1) крепления консоли 2 к колонне 1; связующими – швы (№2) соединения полок и стойки консоли, швы (№3) соединения стенки 3 и консоли, швы (№4) сварки площадки 4 с полкой консоли.





Рис.2.1


Рис.2.2

Исходное условие проектирования сварного соединения – обеспечение равнопрочности сварного шва и соединяемых деталей, т.е. равновероят-ностного разрушения по материалам шва или деталей. Это учитывается при назначении допускаемых напряжений при расчете швов.

По взаимному расположению соединяемых элементов сварные соеди-нения разделяются на:

1) стыковые – соединяемые детали являются продолжением друг друга и свариваются по торцам (рис.2.2, а);

2) нахлесточные – боковые поверхности соединяемых элементов частично перекрывают друг друга, сварка – по кромкам перекрытия (рис.2.2, б)

3) тавровые – торец одной детали примыкает под углом (чаще всего 900) и приварен к боковой поверхности другой детали (рис.2.2, в);

4) угловые (рис.2.2, г) – соединяемые элементы приваривают по кромкам под углом друг к другу. Их используют при сварке корпусных деталей (коробок, емкостей, крышек, рам, станин и т.д.). Они мало нагружены и на прочность их не рассчитывают.

В зависимости от типа (сечения) сварного шва различают сварные соединения:

а) со стыковыми швами (в стыковых и тавровых соединениях);

б) с угловыми швами (в нахлесточных, тавровых и угловых соединениях).

Детали под сварку могут быть без подготовки и с подготовкой кромок. Конструкция подготовки кромок по ГОСТ 5264-80 отражается в цифрах после заглавных букв: С1, С2… (стыковые соединения), Н1, Н2… (нахлесточные соединения), Т1, Т2… (тавровые соединения), У1, У2… (угловые соединения) [1, c.30…47]. Примеры подготовки кромок см. на рис.2.14 (с.10). Некоторые выдержки из ГОСТ 5264-80, используемые в наших расчетах, приведены в приложении А.
2.1 Стыковые соединения

При ручной сварке без подготовки кромок сваривают элементы толщиной ? до 8 мм, при автоматической сварке – до 16 мм. Швы могут быть односторонними, двусторонними, со специальной подготовкой кромок, со съемными подкладками.

Стыковые соединения рассчитывают по наименьшим размерам деталей в

зоне термического влияния, т.е. вблизи сварного шва, используя те же формулы сопротивления материалов, что и для целых элементов.



Рис.2.3

Напряжения растяжения (сжатия) силой F (рис.2.3, а):

?Р = F / (?1b2) ? [?΄]Р . (2.1)

Напряжения изгиба моментом М:

?И = 103M /W = 6M / (?12b2) ? [?΄]Р , (2.2)

где ?1, b2 – наименьшие толщина и ширина соединяемых деталей, мм;

[?΄]Р – допускаемое напряжение сварного шва на разрыв, МПа.

Предельные соотношения для стыковых соединений [2, с.16] ?2 / ?1 ? 3. При ?2 / ?1 > 3 вводятся клиновые участки (рис.2.3, б, в) длиной l > 5 (?2 - ?1), > 3 (?2 - ?1). На рис.2.3, б – менее удачная конструкция, чем на рис.2.3, в.

При совместном действии силы F и момента M определяют суммарное напряжение:

?? = ?И ± ?Р ? [?΄]Р , (2.3)

где знак плюс – сила F растягивающая, знак минус – сила F сжимающая.

2.2. Нахлесточные соединения




Рис.2.4


Рис.2.5

По отношению к линии действия силы F швы назы-вают (рис.2.4): фланговыми 1 – параллельные силе F; лобовыми 2 – перпендику-лярные силе F; косыми 3

– под углом к силе F и комбинированными – совокупность швов 1, 2, 3.

Нахлесточные соединения выполняют угловыми швами (рис.2.5).

Для расчетов в сечении углового шва принимают равнобедренный прямоугольный треугольник (рис.2.5) с катетом k (катет шва) и рабочей высотой h, которая определяет наименьшее сечение в плоскости, проходящей через биссектрису прямого угла. Длина шва l.

Угловые швы при любой нагрузке рассчитывают на срез по биссекторной плоскости прямого угла. Напряжение среза обозначают ?.

Для швов при ручной сварке: h = 0,7cos450 ? 0,7k;

площадь сечения шва А΄ = 0,7k l;

момент сопротивления изгибу W΄ = 0,7k l 2 / 6 или 0,7l k2 / 6;

момент инерции J΄ = 0,7k l 3 / 12 или 0,7l k3 / 12.

Автоматическую сварку характеризует более глубокий провар за счет расплавления основного металла: в расчетах принимают [3, с.60], [4, с.76] h = k и в приведенных формулах 0,7 следует заменить на 1,0.

Минимальный катет шва - не менее 3 мм; при сварке листов толщиной ? до 4 мм k = ?. Для ? = 4…16 мм [2, с. 13] k = 0,4? + 2 мм. (2.4)



Рис.2.6

Величина нахлестки l (рис.2.6) должна быть не менее 4?. Минимальная длина любого шва не менее 30 мм (вследствие начала зажигания дуги тепловой режим не успевает стабилизироваться и получается некачественный шов). Из-за неравно-мерности распределения напряжений по длине шва длину фланговых швов ограничивают (50…60) k. Максимальную длину лобовых и косых швов не ограничивают.

Расчет нахлесточных соединений

1. Комбинированный шов при симметричном нагружении силой F (рис.2.6).

Для простоты считают, что сила F нагружает швы равномерно:

? = F / (hL) ? [?΄], (2.5)

где L = 2l + b - периметр комбинированного шва: h = 0,7k или h = k (см. выше).

2. Фланговые швы при несимметричном нагружении силой F (рис.2.7).



Рис.2.7

В качестве примера рассмотрим узел фермы: соединение уголка 1 с листом (косынкой) 2. Уголок нагружен растяги-вающей силой F, линия действия кото-рой во избежание недопустимого изгиба соединения проходит через центр масс (точку О ) поперечного сечения уголка. Катет шва k = t.

Из условия равновесия моментов сил на уголке: Fe2 = F1e, F1= Fe2 / e и F2 = Fe1/e. Сила F распределяется по швам обратно пропорционально расстояниям e1 и e2.

Длины l1 и l2 фланговых швов следует назначать так, чтобы напряжения ? в швах были одинаковыми: ?1 = ?2 = [?΄]. Отсюда суммарная длина швов l? = l1 + l2: l? = F / (0,7k[?΄]); (2.6)

l1 = F1 / (0,7k[?΄]), F / F1 = l? / l1;

l1 = l?e2 / e и l2 = l? - l1 = l?e1 / e , (2.7)

где e1 = y0 + 0.5k, e2 = by0 + 0,5k, e = b + k.

Например, для стандартных равнополочных уголков l1 = 0,7l?, l2 = 0,3l?.

3. Комбинированный шов, нагруженный моментом Т в плос-кости стыка.

1) Находим центр масс (точка О) фигуры швов и проводим центральные оси x,y:

x0 = ?Aixi / ?Ai, y0 = ?Aiyi / ?Ai (2.8)

где Ai – площади элементарных прямоугольников, на которые разбивают фигуру шва, мм2;

xi yi - координаты центров масс прямоугольников (со знаками) относительно произвольно выбран-ных и фиксированных осей (например, x, на рис. 2.8), мм.

Рис.2.8

Рис. 2.8

2) Допущения: под действием момента Т соединение стремится сдвину-ться, вращаясь вокруг точки О. Детали соединения абсолютно жесткие, дефор-мации имеют место только в сварных швах. Большие деформации в окружном направлении будут на большем удалении от центра масс и им соответствуют большие напряжения, т.е. напряжения ?T в различных точках шва пропор-циональны расстояниям ? и направлены к ним перпендикулярно. Отсюда следует ?Ti / ?i = const.

3) Из условия равновесия суммы моментов в точках шва и внешнего момента Т получим формулу для расчета наибольших напряжений:

?Tmax = 103T ?max / JP΄ ? [?΄], (2.9)

где JP΄ - полярный момент инерции фигуры шва относительно центра масс О в биссекторной плоскости, мм4: для ручной сварки JP΄ = 0,7 JP, для автома-тической JP΄ = JP, где JP - полярный момент инерции фигуры шва с катетом k. Момент JP = Jx + Jy, где Jx и Jy, – осевые моменты инерции относительно координатных осей x и y:

Jx = ?(Jxi + ayi2Ai), Jy = ?(Jyi + axi2Ai), (2.10)

где Jxi, Jyi собственные моменты инерции элементарных прямоугольников относительно их центральных осей (bihi3 / 12) мм 4;

axi, ayi,- расстояния по соответствующим осям x, y от центров масс элементарных прямоугольников до общего центра масс фигуры шва, мм;

Ai - площади прямоугольников, мм 2 .

  1. Комбинированный шов под действием силы F и момента Т в плоскости стыка (рис.2.9).






Рис.2.9

1) Находим центр масс O фигуры сварного шва и прово-дим координатные оси x, y.

2) Силу F раскладываем по координатным осям на составля-ющие Р = Fsin ; Q = Fcos.

3) Полученные составляющие приводим к центру масс О.


Соединение нагружено растягивающей силой Р, сдвигающей силой Q и вращающим моментом Т = Ql0.

4) Основываясь на принципе суперпозиции (независимости действия сил), находим в опасной точке шва напряжения от каждого силового фактора, а затем их геометрически суммируем.

При этом полагают [4, с.81], что перерезывающую силу Q воспринимает только вертикальный (фланговый) шов. Основанием этому служит расчет касательных напряжений в балках, нагруженных поперечной силой (рис.2.10).



Рис 2.10

В соответствии с формулой Журав-ского ? при поперечном изгибе в верхних и нижних точках сечения равны нулю. Отсюда напряжениями от поперечной сдвигающей силы Q в горизонтальных (лобовых) швах (по рис.2.10) можно пренебречь.

В связи с этим выберем две опасные точки (рис.2.9): точку 1 - на максимальном уда-лении от центра масс О; точку 2 – на верти

кальном шве.

Напряжение в точках 1 и 2:

?P1 = ?P2 = P / (hL) , ?Q2 = Q / (hb),

?T1 = 103T?1 / JP΄ , ?T2 = 103T?2 / JP΄ , (2.11)

где h ? биссекторная высота шва (для ручной сварки h = 0,7k), мм;

L = 2l + b ? периметр сварного шва, мм.

Суммарные напряжения:

? в точке 1 ?1 = (?T12 + ?P12 + 2?T1 ?P1cos?)1/2 ? [?΄], (2.12)

? в точке 2 ?2 = (?T22 + ?F22 – 2 ?T2 ?F2cos?)1/2 ? [?΄], (2.13)

где ?F2 = (?P22 + ?Q22)1/2, острый угол ? (между ?T1 и ?P1 ) и угол ? (между ?T2 и ?F2 ) см. на рис.2.9.

Недостатками нахлесточных соединений (рис.2.11, а) по сравнению со стыковыми (рис.2.11, б) являются:

а) возникновение под действием растягивающих или сжимающих сил F изгибающего момента, равного произведению силы на сумму полутолщин

свариваемых листов, что приводит к деформации соединения;

б) кроме того, производительность сварки из-за нали-чия двух швов ниже, и масса нахлесточных соединений больше, чем стыковых.

Везде, где возможно, следует стремиться к применению стыковых соединений.



Рис.2.11


2.3. Тавровые соединения

Тавровые соединения, элементы которых расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, могут быть выполнены швами с глубоким

проплавлением (рис.2.12, а, б), получаемы-ми при автоматической сварке и при сварке с подготовкой кромок (стыковым швом), или угловыми швами при ручной сварке (рис.2.12, в).

Швы с глубоким проплавлением проч-нее основного металла, расчет проводят по напряжениям деталей (как стыковых швов)


Рис. 2.12

в зоне термического влияния сварки.

Для угловых швов поверхность разрушения расположена в биссекторной плоскости прямого угла (h = 0,7k).

Расчет таврового соединения, нагруженного комбинацией сил и моментов

Как и при расчете нахлесточного соединения, внешнюю нагрузку F приводят к центру масс О сварного шва (рис. 2.13) В общем виде на соедине-ние действуют:

? растягивающая сила P = Fsin?, H;

? сдвигающая сила Q = Fcos?, H;

? момент M = Ql, перпендикулярный плоскости стыка, Н·м.


Рис. 2.13

1. Соединение со швами глубокого проплавления (по типу рис.2.12, а, б)

Напряжения:

- изгибное от момента М: ?М = 103M /W, (2.14)

где W – момент сопротивления изгибу фигуры шва, мм3;

- растяжения от силы Р: ?Р = Р/А; (2.15) - сдвига от силы Q: Q = Q/А, (2.16)

где А – площадь стыка соединения, мм2.

Наиболее опасной является точка 1 (рис.2.13). Эквивалентное напряжение в точке 1: Е = [(М + Р)2 + 3Q2]1/ 2  []Р , (2.17)

где []Р – допускаемое напряжение на разрыв в сварном шве, МПа.

2. Соединение с угловым швом (по типу рис.2.12, в).

Напряжения  вычисляют по формулам (2.14...2.16) с заменой символов  на , где, например, для прямоугольного сечения листа (хb), приваренного двумя швами, W = 2·0,7kb2 / 6, А΄ = 2·0,7kb, где k ? катет шва, мм.

Суммарное напряжение в опасной точке 1 (рис. 2.13):

?? = [(?M + ?P)2 + ?Q2]1/ 2 ? [?΄], (2.18)

где [?΄] ? допускаемое напряжение на срез в сварном шве.
2.4. Подготовка кромок деталей под сварку

На рис.2.14 приведены наиболее характерные способы подготовки кромок деталей под сварку [2, с.14].


Рис.2.14

Кромки тонких листов (? < 3мм) стыковых и угловых соединений разделы-вают по рис.2.14, а, и.

Кромки листов толщиной ? ? 8мм при ручной дуговой сварке и ? ? 16мм при автоматической сварке делают прямыми (рис.2.14, б, к). Для проварки на полное сечение детали собирают с зазором m = 1…2мм, который при сварке заполняется жидким металлом.

При большей толщине необходима разделка кромок. Основные виды разделки (рис.2.14): вз ? стыковые соединеия; лн ? угловые соединения; ор ? тавровые соединения.

Размеры подготовки кромок и рекомендуемые катеты швов в зависимости от толщины деталей ? приведены в [1, с.30…47] и в приложении А.

3. СОЕДИНЕНИЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКОЙ
Контактную сварку применяют в серийном и массовом производствах для нахлесточных соединений тонколистового металла (точечная и шовная сварка) или для стыковых соединений (стыковая сварка).

Для образования соединения на специальных контактных машинах стык разогревают электрическим током или силами трения до пластичного состояния металла и сдавливают.

Например, на долю стыковых соединений контактной сварки приходится более половины выпуска сварного режущего инструмента, где режущая (рабочая) часть из качественной быстрорежущей стали приварена силами трения и сжатия к хвостовой части из углеродистой или легированной стали меньшего качества (более дешевой).

Контактную точечную и шовную сварку применяют для соединения деталей из тонкого (? ? 3мм) листового материала. При точечной сварке листы нагревают и сдавливают электродами 1 (рис.3.1), при шовной – роликами 2 (рис.3.2).


Рис.3.1

Рис.3.2

Минимальный шаг t ? 3d, где d ? диаметр сварной точки, мм.

При ? ? 3мм d = 1,2? + 4мм.

При шовной сварке образуется герметичное соединение непрерывным швом вдоль стыка деталей.

Оба шва рассчитывают на прочность по напряжениям среза:

– для точечной сварки (число точек z) ? = 4F / (z?d2) ? [?΄]; (3.1)

? для шовной сварки (длина шва l) ? = F / (bl) ? [?]. (3.2)
4. ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ
Допускаемые напряжения для сварных швов при статической нагрузке задают из условия равнопрочности в долях от допускаемого напряжения [?]P на растяжение основного металла (табл.4.1 и 4.2): [?]P = ?T / S, (4.1)

где ?T ? предел текучести основного металла; S = 1,35… 1,6 - для низкоуглеро-дистой и S = 1,5…1,7 - для низколегированной стали.

Например, для стали Ст3: ?В = (400…490) МПа, ?Т = 240 МПа, [?]P = 160 МПа; для стали Ст2: ?В = (360…450) МПа, ?Т = 220 МПа, [?]P = 140 МПа; для низколегированных сталей 14Г2, 15ХСНД [?]P = 190 МПа.

Таблица 4.1. Допускаемые напряжения для сварных соединений из низкоуглеродистых и

низколегированных сталей, полученных электродуговой сваркой

Напряжение

Сварка автоматическая и механизированная под слоем флюса

Сварка ручная электродами

Э42А, Э50А

Э42, Э50

Растяжения [?΄]P

[?]P

[?]P

[?]P

Сжатия [?΄]сж

[?]P

[?]P

[?]P

Среза [?΄]P

0,8[?]P

0,65[?]P

0,6[?]P


Таблица 4.2. Допускаемые напряжения для сварных соединений из низкоуглеродистых и

низколегированных сталей, полученных контактной сваркой

Напряжение

Стыковая сварка

Точечная и шовная сварка

Растяжения [?΄]P

[?]P

?

Сжатия [?΄]сж

[?]P

?

Среза [?΄]P

0,65[?]P

0,6[?]P


5. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ПРИ ПЕРЕМЕННЫХ НАГРУЗКАХ
Этот раздел соответствует сведениям, приведенным в [4, c.87].

Размеры швов выбирают из условия равнопрочности основного металла и шва при статистическом нагружении. Однако при действии переменных нагрузок (обозначим их F ? var) прочность сварных соединений снижается.

Причины этого хорошо разобраны в [4, c.87].

Эффективными средствами повышения прочности сварных соединений при F– var являются :

1) наклеп поверхности дробью, ультразвуковым ударом специальных головок, чеканка;

2) предварительная подготовка кромок шва (например, в тавровых соединениях со скосами кромок прочность в 1,5 раза выше, чем без разделки кромок);

3) выполнение лобовых швов с отношением катетов 1:3 с плавной формой перехода к основному металлу;

4) отжиг швов для снятия остаточных напряжений и др.


Расчет на сопротивление усталости при F- var проводят путем опреде-ления коэффициента безопасности S? (или S?) в околошовной зоне основного металла и сравнения его с допускаемым [S?] (или [S?]:

S? = ?RKN / ?max ? [S?], (5.1)

где ?R ? предел выносливости сварного соединения при асимметричном цикле нагружения с коэффициентом асимметрии R = Fmin / Fmax;

KN – коэффициент долговечности; KN = (NG / N)1/ m ? 1,

где N ? заданное число циклов нагружения;

m = 12 / K? ? показатель степени в уравнении кривой усталости;

?max = (?m + ?a) – максимальное напряжение цикла:

?m = ?max (1 + R) / 2 ? среднее напряжение, ?a = ?max (1 – R) / 2 ? амплитуда напряжений; [S?] = 1,4…2,5 – для машиностроительных конструкций.

То же в формуле (5.1) и для напряжений  с заменой символов  на .

Для сварных деталей предел выносливости ?R ? максимальное по модулю напряжение цикла, при котором еще не происходит усталостного разрушения до базового числа циклов NG = 2,7·106.

Из диаграммы предельных напряжений (“Сопротивление материалов“)

?R = 2 ?-1св / [1 + ??R (1 – ??)], (5.2)

где ?? - коэффициент чувствительности сварного соединения к асимметрии цикла: ?? = 0,2 при K? < 2; ?? = 0,05 при K? ? 2, где K? - эффективный коэффициент концентрации напряжений (отношение предела выносливости целого образца к пределу выносливости сварного):

1) для стыковых соединений K? = 1,2…1,6 (меньшие значения при автома-тической сварке, большие при ручной);

2) для угловых швов нахлесточных соединений:

а) лобовой шов K? = 1,6…3,2;

б) фланговый шов K? = 3,4…4,4;

3) для тавровых соединений K? = 2,5…4;

4) для контактной сварки:

а) точечной K? = 7,5…12;

б) шовной K? = 5…7,5.

Предел выносливости сварных деталей

?-1св = ?-1 / Kсв, (5.3)

где ?-1 - предел выносливости основного металла при симметричном цикле. Для стали ориентировочно можно принять ?-1 = 0,43?В;


Kсв – коэффициент снижения ?-1 с учетом основных факторов, влияющих на усталость сварного соединения.

В настоящее время наибольший опыт расчетов и нормативов имеется в локомотиво – и краностроении. По их данным [4, c. 89]

Kсв = K? K1 K2 / (Kd KF), (5.4)

где K1 - коэффициент, учитывающий влияние неоднородности металла сварива-емых деталей:

- для проката, поковок, штамповок К1 = 1,1;

- для литья К1 = 1,2…1,3;

К2 - коэффициент, учитывающий влияние габаритных размеров деталей:

? при размерах до 250 мм K2 = 1;

? при размерах 250…1000 мм K2 = 1,0…1,2;

Кd - коэффициент, учитывающий влияние длины l сварного шва: для фланго-вых швов нахлесточного соединения при l = 40…200 мм Кd =

= 0,91…0,59; для других швов Кd = 1;

КF - коэффициент, учитывающий качество поверхности сварного соединения:

- для стальных литых деталей после пескоструйной обработки КF =

= 0,8

- после грубой механической обработки КF = 0,8…0,85;

- после чистовой обработки КF = 0,9.

Наибольшую прочность при F- var имеют стыковые соединения.
6. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ
6.1. Общие параметры, принятые в примерах

Материал свариваемых деталей - сталь Ст 3 ГОСТ 380-94, кроме задач, где материал указан особо.

Допускаемое напряжение на разрыв для Ст 3 [?]P = 160 МПа.

Сварка ручная электродуговая по ГОСТ 5264-80, кроме задач, где указаны другие виды сварки. Электроды Э42А по ГОСТ 9467-75. Допускаемое напряжение в швах на срез (табл.4.1) [?΄] = 0,65[?]P = 104 МПа.

В заданиях к домашним работам и в примерах переменная нагрузка на соединение задана интервалом цифр. Например, F = 10…40 кН обозначает, что сила F изменяется от Fmin= 10 до Fmax = 40 кН.

Изображение и обозначение сварных швов на чертежах по ГОСТ 2.312-72 приведены в приложении Б (с.21).
6.2. Пример 1. Рычаг клеммового соединения

Определить, какую силу F может воспринимать сварной рычаг клеммового соединения (рис.6.1), если L = 800 мм ; b = 100 мм; ? = 20 мм





Рис.6.1



Рис.6.2

Решение. Соединение тавровое. Расчет выполним в двух вариантах.

Вариант 1. С подготовкой кромки рычага под сварку, т.е. швом с глубоким проплав-лением (по типу рис.2.12, б). Подготовка кромок (с.24) показана на рис.6.2, а. Соединение Т6.

На соединение действуют изгибающий момент M = FL = 0,8F и поперечная сила F. Напряжения рычага в зоне сварки по формулам (2.14), (2.16) и (2.17):

?М = 103M /W, где W = ?b2 / 6 = 20·1002 / 6 = 3,33·104 мм3;

?М = 103· 0,8F / (3,33·104) = 0,024·F;

tF = F /А , где A = ?b = 20·100=2·103 мм2;

tF = F / (2·103) = 0,0005F;

?E = [?M 2 + 3?F2]1/2 ? [?΄]P, где для стали Ст 3 (табл. 4.1) [?΄]P = [?]P = 160 МПа;

?E = [(0,024F)2 + 3(0.0005F)2]1/2 = 0,024F ? 160; отсюда F ? 6667 Н.

Вариант 2. Соединение без подготовки кромок ? Т3 (рис.6.2, б) (с.24). Шов двусто-ронний; при ? = 20 мм рекомендуемый катет шва k = 7 ± 2 мм.

По формулам (2.14), (2.16) и (2.18), где = 2·0,7kb2 / 6 = 2·0,7·7·1002 / 6 =

= 1,63·104 мм3 и А = 20,7kb = 20,77100 = 980 мм2; имеем

?М = 103·0,8F / (1,63·104) = 0,049F; tF = F / 980 = 0,001F;

?? = [(0,049F)2 + (0.001F2]1/2 ? [?΄], где (табл. 4.1) на срез [?΄] = 0,65·160 = 104 МПа;

?? = 0,049F ? 104; отсюда F ? 2122 H.

Из сравнения результатов следует, что шов с глубоким проплавлением может воспринимать в 6667 / 2122 = 3,14 раза большую силу F на рычаге, чем швы без подготовки кромок.
6.3. Пример 2. Узел фермы: неравнополочные уголки 1 и 2 (рис.6.3, а) парами приварены к косынке 3. Силы, действующие на уголки F1 = 35 кН ? const и F2 = 20…50 кН ?

переменная (var).






Рис.6.3

Решение. 1. Потребные размеры площадей сечений А уголков из условия растяжения (сжатия) при [?]P = 160 МПа: А1 = 35000 / (2·160) = 109,4 мм2; А2 = 50000 / (2·160) =156,3 мм2.

Согласно [5, c.443] принимаем уголки с ближайшими большими площадями:

1) УГОЛОК

32х20х3 ГОСТ 8510-93

Ст3 ГОСТ 535-88

А = 149 мм2;

2) УГОЛОК

32х20х4 ГОСТ 8510-93

Ст3 ГОСТ 535-88

А = 194 мм2.

Размеры сечений уголков (рис.6.3, б), мм:




B

b

t

x0

y0

R

Уголок 1

32

20

3

4,9

10,8

3,5

Уголок 2

32

20

4

5,3

11,2

3,5

2. Соединение нахлесточное (Н1) фланговыми швами при их несимметричном нагружении. Катеты швов k = t: k1 = 3 мм; k2 = 4 мм.

По формуле (2.6) требуемая суммарная длина швов на каждый из двух уголков (рис.6.3, в) l? = F / (2·0,7k[?΄]): l?1΄= 35000 / (2·0,7·3·104) = 80 мм; l?2΄= 50000 / (2·0,7·4·104)= = 86 мм.

По формуле (2.7) длины швов (рис.6.3, в) l1΄= l?΄e2 / e и l2΄= l?΄ - l1΄,

где e = B + k; e2 = By0 + 0,5k.




e

e2

l1΄

l2΄

Уголок 1, мм

35

22,7

52

28

Уголок 2, мм

36

22,8

55

31

Допустимые длины фланговых швов [l] = (50…60)k или [l] = (150…180) мм – для первого уголка и [l] = (200…240) мм - для второго.

Условия выполняются.

3. Проверка сопротивления усталости в швах уголка 2 при переменной нагрузке F от 20 до 50 кН.

Сила Fmax в швах l1 и l2 (рис. 2.7):

F1max = 0,5 Fmaxe2 / e = 0,5·50000·22,8 / 36 = 15833 Н;

F2max = 0,5 Fmax - F1max = 9167 Н.

Максимальное напряжение в шве 1: ?1max = 15833 / (0,7·4·55) = 103 МПа.

Коэффициент асимметрии цикла R = 20 / 50 = 0,4.

Предел выносливости сварных деталей (5.3):

?-1св = ?-1 / Kсв , где ?-1 = 0,43?В = 0,41·450 = 194 МПа;

Kсв = K? K1 K2 / (Kd KF) ? формула (5.4),

где K? = 4,0 ? для фланговых швов;

K1 = 1,1 ? прокат;

K2 = 1 ? габариты не известны;

Kd = 0,7 ? длина шва l1 = 109мм;

KF = 0,8 ? грубая механическая обработка;

Kсв = 4·1,1·1 / (0,7·0,8) = 7,86; ?-1св = 194 / 7,86 = 24,7 МПа.

Предел выносливости сварных деталей (5.2):

?R = 2?-1св / [1 + ??R(1 + ??)],

где при K? = 4 > 2 ?? = 0,05;

?R = 2·24,7 / [1 + 0,05 – 0,4 (1 + 0,05)] = 78,4 МПа

Коэффициент безопасности в околошовной зоне основного металла (5.1)

S? = ?RKN / ?max ? [S?] = 1,4…2,5,

где KN = 1 ? долговечность не задана;

S? = 78,4·1 / 103 = 0,76 < (1,4…2,5).

Следовательно, при найденных параметрах сопротивление усталости уголка 2 не обеспечивается.

Примем среднее значение [S?] = 2, тогда для выполнения условия долговечности (5.1) необходимо понизить напряжения ?max в 2 / 0,76 = 2,63 раза, т.е. другими словами, увеличить длины швов до l? = 2,63·86 = 226 мм и соответственно: l1 = 2,63·55 = 145 мм. и l2 = 226 – 145= = 81 мм, что допустимо, так как меньше (50…60)k = 200…240 мм. Напряжения в швах при этом ?max = 50000 / (2·0,7·4·226) = 39,5 МПа и коэффициент безопасности S? = 78,4·1 / 39,5 =

= 1,98, что обеспечивает долговечность соединения.

Введение дополнительного лобового шва длиной lЛ = В = 32 мм позволяет уменьшить при ?max = 39,5 МПа длину фланговых швов до l? = 226 – 32 = 194 мм и l1 = 123 мм,

l2 = 71 мм, т.е. соответственно на 22 мм и 10 мм, что несущественно и нецелесообразно.




6.4. Пример 3. Стойка пресса.


Рассчитать сварные швы в соединениях (рис. 6.4) стойки 1 с основанием 2 и основания с лапами 3, если сила F = 16 кН, ? = 12 мм, l2 = 0,5l1, l3 =

= l2+25, l4 = l1, L = 800 мм.

Решение. 1. Из условия симметрии сила, действующая на одну пластину стойки, F = 8000 Н.



Рис.6,4

2. Длина l1 из условия изгиба пластины без учета поперечной силы F::

?И = 103M / W ? [?]и,

где M = FL = 8000·0,8 = 6400 Н·м; W = ? l12 / 6; [?]и = ?Т / S?; S? = 1,3…2; [?]и =

= 240 / 2 = 120 МПа и l1΄ = [6·103·6400 / (12·120)]1/2 = 163,3 мм; округляя, получим l1 = 170 мм.

Проверка прочности стойки: ?? = ?и + ?р = 103M /W + F / A,

где W = ?l12 / 6 = 121702 / 6 = 5,78·104 мм3; A = ?l1 = 12·170 = 2040 мм2;

?? = 103·6400 / (5,78·104) + 8000 / 2040 = 110,7 + 3,92 = 114,6 < 120 МПа. Условие прочности выполняется.

Длины: l2 = 0,5l1 = 85 мм; l3 = l2 + 25 = 85 + 25 = 110 мм, l4 = l1 = 170 мм.

3. Фигура шва №1 (рис.6.4) в виде элементарных прямоугольников (i = 3) представ-лена на рис.6.5.

Шов нахлесточный односторонний без подготовки кромок; соединение Н1. Рекомендуемый катет шва (2.4) k΄ = 0,4? + 2 = 0,4·12 + 2 = 6,8 мм; принимаем k = 7 мм.

Координаты центра масс (точка О) фигуры шва.

Проводим вспомогательные координатные оси: x΄ ? по нижней кромке пластины стойки; y ? по оси симметрии фигуры шва. Тогда x0 = 0 и по формуле (2.8)

y0 = (–170·7·0,5·7 + 2·85·7·0,5·85) / (170·7+2·85·7) = 19,5 мм.

4. Внешнюю нагрузку (силу F) переносим в точку O.

На соединение будут действовать момент T = F(L + l2y0)= = 8000(0,8 + 0,085 – 0,0195) = 6924 Н·м и поперечная сила

Q = F = 8000 H.


Рис.6.5

Будем иметь задачу расчета комбинированного шва под действием вращающего момента Т в плоскости соединения и силы Q.

5. Согласно рекомендациям (c. ) выделим для рассмотрения две точки 1 и 2 (рис. 6.5). Точка 3 анологична точке 2. Расстояния ?1 = [(k + y0)2 + (0,5l1)2]1/2 = [(7 + 19,5)2 +

+ (0,5·170)2]1/2 = 89 мм; ?2 = [(l2 - y0)2 + (0,5 l1 + k)2]1/2 = 113 мм.

Осевые моменты инерции фигуры шва:

Ix1 = l1k3 / 12 + (y0 + 0,5k)2l1k = 17073 / 12 + (19,5 + 0,57)21707 = 0,6310 6 мм4;

Ix2,3 = 2[k l23 / 12 + (0,5l2y0)2l2k] = 2[7853 / 12 + (0,585 – 19,5)2857 = 1,3410 6 мм4;

Ix = Ix1 + Ix2,3 = 0,6310 6 + 1,3410 6 = 1,9710 6 мм4;

Iy1 = k l13 / 12 = 71703 / 12 = 2,8710 6 мм4;

Iy2,3 = 2[l2k3 / 12 + (0,5l1 + 0,5k)2l2k] = 2[8573 / 12 + (0,5170 + 0,57)2857 = 9,310 6 мм4;

Iy = Iy1 + Iy2,3 = 2,8710 6 + 9,310 6 = 12,1710 6 мм4;

Полярные моменты инерции фигуры шва:

Ip = Ix + Iy = (1,97 + 12,17)10 6 = 14,1410 6 мм4;

Ip = 0,7Ip = 0,714,1410 6 = 9,910 6 мм4.

6. Напряжения в точках 1 и 2 по формулам (2.11):

а) в точке 1: T1 = 103T1/ Ip = 103692489 / (9,9106) = 62,2 МПа;

Q1 = Q / (0,7l1k) = 8000 / (0,71707) = 9,6 МПа.

Суммарное напряжение в точке 1 (2.13):

1 = (T12 + Q12 – 2T1Q1cos)1/2,

где cos = (y0 + k) / 1 = (19,5 + 7) / 89 = 0,298;

1 = (62,22 + 9,62 - 262,29,60,298)1/2 = 60 МПа < [] = 104 МПа;

б) в точке 2 и 3: T2 = 103T2/ Ip = 1036924113 / (9,9106) = 79 МПа < [] = 104 МПа.

Наиболее опасными точками шва №1 являются максимально удаленные от центра масс точки 2 и 3, но условия прочности в них удовлетворяются.

7. Шов №2 соединения основания 2 с лапами 3 – связующий. Вследствие действия силы F в конструкции пресса в обоих направлениях (действие равно противодействию) изгибающий момент F(L1 + l2) и растягивающая сила F воспринимаются основанием 2 и на швы лап 3 не передаются. По рекомендации k = 0,4_+ 2 мм. для таврового шва №2 назнача-ем k = 7 мм., как и у шва №1.
6.5. Пример 4. Сварное зубчатое колесо.



Рис 6.6


Рассчитать прочность сварных швов, соединяющих диск 1 (рис.6.6) с ободом 3 (шов №1) и диск со ступицей 2 (шов №2). Колесо передает вращающий момент Т = 8500 Нм. Размеры: d = 800 мм; dВ = 125 мм; dСТ = 180 мм; d0 = 720 мм; b = 200 мм; lСТ = 220 мм. Материалы: диска 1 и ребер 3 – сталь 15ХСНД; ступицы 2 и обода 3 – сталь 45. Сварка полуавтоматическая под слоем флюса: электродами Э50А.

Решение.

1. Швы №1 и №2 – рабочие; угловые.

Допускаемые напряжения на срез для полуавтоматической сварки под слоем флюса (табл. 4.1): [] = 0,8[]P, где[]P = 190 МПа – допускаемое напряжение на разрыв стали 15ХСНД как менее прочной в соединении со сталью 45: [] = 0,8190 = 152 МПа.

  1. Окружная сила F = 2000T / d = 20008500 / 800 = 21250 Н приложена в полюсе Р

(рис. 6.6) зацепления колеса с шестерней и на расчетной длине шва lШ при вращении колеса изменяется по отнулевому циклу от 0 до max (R = 0), т.е. нагрузка переменная.

3. Соединение деталей под сварку – тавровое Т5 (при толщине диска _= 12мм); шов двусторонний без подготовки кромок [1, c. ]. Рекомендуемый катет шва k = 6 мм.

4. Швы №1 в связи с их близостью к силе F рассчитывают [6, c.43] только на срез силой F, пренебрегая влиянием вращающего момента 0,5F(dd0)

 = F / (20,7klШ)  [],

где lШ = 30k [6, c.44] – условная длина сварных швов, воспринимающая усилие F в районе полюса Р.

Условие статической прочности выполняется.

5. Швы №2 у ступицы рассчитывают на совместное действие кручения и среза; при этом принимают [6, c.44], что в передаче усилия участвует 1/3 периметра швов.

Напряжения среза от поперечной силы Q = F.

Q = Q / (0,33A ) = 3Q / A

где A = 2 (dСТ + k)0,7k – площадь двустороннего кольцевого шва №2;

A = 2 (180 + 6)0,76 = 4908 мм2; Q = 3 21250 / 4908 = 13 МПа.

Напряжения кручения от момента Т:

T = 103T / (0,33WP) = 3103T / WP,

где WP – полярный момент инерции двустороннего шва; для тонкостенного кольца его можно определить как произведение площади кольца на его средний радиус:

WP = A0,5dср = 2(dСТ + k)0,7k0,5(dСТ + k) = 2,2k(dСТ + k)2 = 2,26 (180 + 6)2 =

= 4,57105 мм3; T = 31038500 / (0,334,57105) = 55,8 МПа.

В точке А (рис. 6.6) напряжения Q и Т совпадают. Суммарное напряжение:

А = Q + Т = 13 + 55,8 = 68,8 МПа < 152 МПа.

6. Проверка условия сопротивления усталости шва №2 (как имеющего наибольшие напряжения) при переменной нагрузке (с. 12). Принимаем для таврового соединения К = 3, К1 = 1,1 (прокат); К2 = 1 (dСТ =180 мм < 250 мм); Кd =1; КF = 0,85 (после механической обработки); КСВ = 31,11/ (10,85) = 3,88; -1 = 0,43B = 0,43500 = 215 МПа; -1CВ = -1 /

/ КСВ = 215 / 3,88 = 55,4 МПа; по формуле (5.2) при R = 0 и  = 0,05 R = 255,4 / (1 +

+ 0,05) = 105,5 МПа. Коэффициент безопасности (5.1) при КN = 1 S = 105,51 / 68,8 =

= 1,53, что допустимо, так как [S] = 1,4…2,5.

Сопротивление усталости шва №2 обеспечивается.


    1. Пример 5. Опора сборочной единицы.

Рассчитать сварные щвы опоры (рис. 6.7), нагруженной на площадке 3 силой F = 25 кН

под углом  = 200.

Стойки 1 – УГОЛОК 50 х 50 х 5 ГОСТ 8509-93 , L = 360 мм, В = 500 мм. Электроды Э42. Ст3 ГОСТ 535-88



Рис. 6.7

Решение. 1. Швы крепления стоек 1 к основанию 2 (№1) и крепления стоек с площадкой 3 (№2) являются рабочими. Они имеют одинаковые конфигурацию и размеры. По сравнению со швами №2 швы №1 наиболее нагружены, так как имеют во много раз больший изгибающий момент М = QL по сравнению с M = Q. Поэтому расчету подлежат швы №1. Швы крепления ребер жесткости 4 к стойкам 1 принято считать связующими.

2. Четыре стойки 1 приварены к основанию 2 восьмью наружными угловыми односторонними швами с центрами масс С1 и С2 (остальные швы симметричны относительно центральных осей x, y). Соединение тавровое Т1 – швы без подготовки кромок [1, c. ]. Размеры швов: b = 50 мм, катет k = 4 мм (принято при толщине уголка t = 5 мм).

  1. Центр масс О расположен на осях симметрии x, y. Силу F раскладываем на

составляющие Q, P и переносим последние в точку О. Тогда еа соединение будут действовать :

а) сдвигающая сила Q = Fcos = 25cos200 = 23,5 кН;

б) растягивающая сила P = Fsin = 25sin200 = 8,6 кН;

в) изгибающий момент M = QL = 23,51030,36 = 8,46103 Нм.

4. Напряжения в швах от М (2.14) : M = 103M / Wy,

где Wy= 0,7 Wy – момент сопротивления фигуры шва изгибу в биссекторной плоскости :

Wy = Iy / xmax, где Iy – момент инерции шва в плоскости катетов;

xmax – расстояние до наиболее удаленной точки шва в плоскости М;

Iy = 4[ k3b /12 + (0,5B + 0,5k)2kb] + 4[ kb3/12 + (0,5B – 0,5b)2kb] = 4[ 4350 /12 +

+ (0,5500 + 0,54)2450] + 4[ 4503 /12 + (0,5500 – 0,550)2450] = 91,47106 мм4;

xmax = 0,5B + k = 0,5500 + 4 = 254 мм;

Wy = 91,47106/ 254 = 3,6105 мм3: Wy= 0,7Wy = 0,73,6105 = 2,52105 мм3:

M = 1038,46103/ (2,52105) = 33,6 МПа.

Напряжения от силы Q:

Q = Q / (0,7A), где A = 8kb = 8450 = 1600 мм2 – площадь фигуры швов в плоскости катетов; Q = 23500 / (0,71600) = 21 МПа.

Напряжения от силы Р:

Р = Р / (0,7A) = 8600 / (0,71600) = 7,7 МПа.

Суммарное напряжение (рис. 6.7) на опасной кромке шва (2.18):

= [(М + Р )2 + Q 2]1/2  [ ],

где [ ] = 0,6160 = 96 МПа – допускаемое напряжение на срез при ручной сварке стали Ст3 элнктродами Э42 (табл. 4.1);

= [(33,6 + 7,7)2 + 212]1/2 = 46,3 МПа < 96 МПа.

Условие прочности выполняется.

  1. Если оставить только четыре шва с центрами масс С2 , то Iy = 40,67106 мм4;

Wy= 0,740,67106/ 250 = 1,14105 мм3; M = 1038,46103/ (1,14105) = 74,2 МПа;

A = 4450 = 800 мм2; Q = 23500 / (0,7800) = 42 МПа; Р = 8600 / (0,7800) =

= 15,4 МПа;  = [(74,2 + 15,4)2 + 422]1/2 = 99 МПа – можно считать равным [ ] = 96 МПа.

Условие прочности может быть выполнено даже четырьмя сварными швами с центрами масс С2 (рис. 6.7).


  1. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ




  1. Анурьев В.И. Справочник конструктора–машиностроителя. В 3-т.: Т.3 – М.: Машино-строение, 2001.– 864 с.

  2. Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно–методическое пособие. В 2-кн.: Кн.2 – М.: Машиностроение, 1988.–544 с.

  3. Решетов Д.Н. Детали машин.– М.: Машиностроение, 1989.– 496 с.

  4. Леликов О.П. Основы расчета и проектирования деталей и узлов машин: Конспект лекций по курсу “Детали машин”.– М.: Машиностроение, 2002.–440 с.

  5. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин.– М.: Высш. шк., 2001.– 447 с.

  6. Сборник задач и примеров расчета по курсу деталей машин / Г.М. Ицкович и др.– М.: Машиностроение, 1974.– 286 с.


8. ПРИЛОЖЕНИЯ
8.1 Приложение А. Конструктивные элементы сварных соединений по ГОСТ 5264-80 (табл. А1).

8.2. Приложение Б. Изображение и обозначение сварных швов на чертежах по ГОСТ 2.312-72.

Чертежи сварных деталей оформляют как чертежи сборочных единиц (со спецификацией). На рабочих чертежах элементы сварной конструкции в разрезах и сечениях штрихуют в разных направлениях. Если же сварное изделие изображают в сборе с другими деталями (как сборочную единицу) то все его элементы штрихуют в одну сторону, показывая контурными линиями границы свариваемых элементов.

Сварные швы на чертежах изображают и обозначают по ГОСТ 2.312-72 (ЕСКД). Видимые швы изображают сплошными, а невидимые – штриховыми линиями.

Условное обозначение шва (с односторонней стрелкой) наносят [5, c.350]:

а) на полке линии-выноски, проведенной от изображе-ния видимого шва (рис.6.8, а);

б) под полкой линии-выноски у невидимого шва (рис. 6.8, б).

Условное обозначение сварных швов в общем случае должно содержать (в порядке, показанном прямо-угольниками 1…5 на рис. 6.8) следующее:

1. Вспомогательные знаки, например,  (  ) – шов по замкнутой линии; ( ) – шов выполнить

при монтаже изделия.


2

3

4

5


1





а)


1


5

2

3

4

5



б)

5
Рис. 6.8
5

5

5

5











2. Обозначение стандарта на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений:

а) ГОСТ 5264-80 – сварка ручная электродуговая;

б) ГОСТ 8713-79 – сварка автоматическая или полуавтоматическая дуго-вая под слоем флюса;

в) ГОСТ 11533-75 – то же, что и ГОСТ 8713-79, но свариваемые элементы расположены под острыми или тупыми углами;

г) ГОСТ 11534-75 – то же, что и ГОСТ 11533-75, но швы выполнены ручной дуговой сваркой;

д) ГОСТ 15878-79 – контактная сварка.

3. Буква и цифра, обозначающие вид соединения и форму подготовки кромок деталей под сварку (например, С5; Н2; У4; Т7), см. приложение А.

4. Знак и размер катета шва (только для угловых швов, например, 5).

5. Вспомогательные знаки, например:

– шов по незамкнутой линии; – наплывы и неровности шва обработать с плавным переходом к основному металлу; / – шов прерывистый или точечный с цепным расположением; Z – шов прерывистый или точечный с шахматным расположением.

Обозначение одинаковых швов наносят только у одного из изображений, указывая на линии-выноске номер шва. От изображений остальных одинаковых швов проводят линии-выноски с полками. Номер шва (без обозначений) наносят: на полке видимого шва и под полкой невидимого шва. Если все швы на сварной детали одинаковые, то допускается не присваивать им порядкового номера и привести обозначение шва в технических условиях. В этом случае швы отмечают линиями-выносками без полок.

Пример обозначения сварного шва: _ГОСТ 5264-80 Н2 – 6 – 60 Z 120

Обозначен угловой шов нахлесточ-

ного соединения без скоса кромок, двусторонний прерывистый с шахматным расположением, выполненный ручной дуговой сваркой: катет шва 6 мм, длина провариваемого участка 60 мм, шаг 120 мм. Шов обработать с плавным переходом к основному металлу.


СОДЕРЖАНИЕ





1.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ………………………………………………...

3

2.

СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКОЙ ………………..

3




2.1. Стыковые соединения ……………………………………………

4




2.2. Нахлесточные соединения ……………………………………….

5




2.3. Тавровые соединения …………………………………………….

9




2.4. Подготовка кромок деталей под сварку ………………………..

10

3.

СОЕДИНЕНИЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКОЙ ……………………….

11

4.

ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ …………………………………

11

5.

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ПРИ ПЕРЕМЕННЫХ НАГРУЗКАХ ...

12

6.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ ……………………………………………...

14




6.1. Общие параметры, принятые в примерах ………………………

14




6.2. Пример 1. Рычаг клеммового соединения ……………………...

14




6.3. Пример 2. Узел фермы …………………………………………..

15




6.4. Пример 3. Стойка пресса ………………………………………...

17




6.5. Пример 4. Сварное зубчатое колесо …………………………….

18




6.6. Пример 5. Опора сборочной единицы …………………………..

19

7.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ …………………

21

8.

ПРИЛОЖЕНИЯ ……………………………………………………….

21




8.1. Приложение А. Конструктивные элементы сварных

соединений по ГОСТ 5264-80 …………………………………...


21




8.2. Приложение Б. Изображение и обозначение сварных швов на

чертежах по ГОСТ 2.312-72 ……………………………………..


21








Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации