3. Выбор типа сварного' соединения

Тип сварного соединения определя­ют взаимным расположением сваривае­мых элементов и формой подготовки (разделки) их кромок под сварку (рис.1). По первому признаку различают четыре основных типа сварных соедине­ний: стыковые, тавровые, нахлесточные и угловые. Кромки разделывают в целях полного провара заготовок по сечению, что является одним из условий равнопрочности сварного соединения с основ­ным металлом. Форму и размеры элемен­тов разделки (угол, притупление и зазоры) назначают, исходя из условий проплавления, обеспечения формирования корня шва (без непроваров и прожогов) и минимального объема наплавленного металла (см. рис. 1).

Тип сварного соединения наряду с общими конструктивными соображениями выбирают с учетом обеспечения равнопрочности соединения с основным ме­таллом и технологичности. Выбор разделки кромок зависит от толщины металла, его теплофизических свойств и вида сварки.

Стыковые соединения элементов плоских и пространственных заготовок наиболее распространены. Соединения отличаются высокой прочностью при ста­тических и динамических нагрузках. Их выполняют практически всеми видами сварки плавлением и многими видами сварки давлением. Некоторая сложность применения сварки с повышенной тепло­вой мощностью (автоматической под флюсом, плазменной) связана с формиро­ванием корня шва. В этом случае для уст­ранения сквозного прожога при конструи­ровании соединений необходимо преду­сматривать съемные или остающиеся подкладки.

Другой путь - применение двусто­ронней сварки, однако при этом необхо­димы кантовка заготовки и свободный подход к корню щва.

Р ис. 1. Типы сварных соединений, применяемых при основных способах сварки плавлением и давлением

При сварке элементов различных толщин кромку более толстого элемента выполняют со скосом для уравновешива­ния толщин, что обеспечивает одинако­вый нагрев кромок и исключает прожоги в более тонком элементе. Кроме того, та­кая форма соединения работоспособнее вследствие равномерного распределения деформаций и напряжений.

Тавровые соединения широко при­меняют при изготовлении пространствен­ных заготовок. Соединения с одно- и дву­сторонней разделками кромок, выполнен­ные с полным проваром, отличаются вы­сокой прочностью при любых нагрузках. Тавровые соединения выполняют всеми видами сварки плавлением. Сварку давле­нием для тавровых соединений применя­ют редко (приварка стержня к пластине стыковой контактной сваркой оплавлени­ем и сваркой трением и т.п.).

Нахлесточные соединения часто применяют для сварки листовых загото­вок при необходимости простой подго­товки и сборки под сварку. Эти соедине­ния, выполненные сваркой плавлением, менее прочны по сравнению со стыковы­ми соединениями. Они неэкономичны вследствие перерасхода основного метал­ла, обусловленного наличием перекрытия свариваемых элементов и наплавленного металла в связи с выполнением двух уг­ловых швов. В то же время нахлесточное соединение - основное соединение тонко­листовых элементов при сварке давлени­ем, особенно при контактной точечной и шовной сварке. В данном случае оно наи­более технологично, так как удобно для дву- и одностороннего подводов электро­дов перпендикулярно к поверхности ме­талла.

Точечные соединения часто играют роль связующих соединений и рабочих сил не передают (точечные соединения сварных профилей при нагружении про­дольной силой, соединения обшивок с каркасами и т.д.). Шовные соединения, как правило, несут рабочие нагрузки, но их прочность меньше, чем стыковых, вы­полненных сваркой плавлением. Это обу­словлено дополнительным изгибом при осевом нагружении и концентрацией на­пряжений вследствие зазора между эле­ментами.

Угловые соединения, как правило, выполняют в качестве связующих. Они не предназначены для передачи рабочих сил. Их выполняют всеми видами сварки плавлением.