5.1.2. Виды сварки

Ручная электросварка. Схема ручной электросварки и схема строения электрической показана на рис.5.1.

Качество и производительность такой сварки во многом зависят от квалификации сварщика, от условий, в которых она выполняется. При ручной сварке, применяемой чаще при монтаже конструкций, сила тока 300...400А. Для сварки толстых элементов (более 6 мм) сварной шов выполняется за несколько проходов. Начало и конец сварки - места возможных дефектов.

ёсоздания продольной сжимающей силы применяют гидравлические или пневматические системы, для получения плотных соединений вместо электродов ставят ролики (колесики), т.е. получается шовная сварка.

Газовая сварка - применяется для сварки тонкого металла толщиной до 2...3 мм (резервуаров, коробов). При толщине металлов до 2 мм сварку можно выполнять без присадочного металла - проволоки (для этого необходимо отогнуть металл), при толщине металлов более 2 мм необходим присадочный металл. Газовая сварка осуществляется горелкой, к которой подходят 2 шланга. По одному шлангу поступает кислород (баллон синего цвета), по другому - горючий газ (чаще всего ацетилен), поставляемый в баллонах, часто используют ацетиленовые генераторы, работающие на карбиде кальция. Все генераторы должны иметь водяной затвор (приспособление, предотвращающее возгорание ацетилена в емкости генератора).

5.1.3. Виды сварных швов и соединений

Сварные швы подразделяются:

1. По конструкции шва - стыковые и угловые. Если усилие действует вдоль углового шва - фланговый, если поперек усилия - лобовой шов (рис.5.3а).

2. По назначению - рабочие (передающие усилия) и конструктивные (связующие).

3. По положению в пространстве при их выполнении - нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные, «в лодочку» (рис. 5.3.б).

4. По протяженности - сплошные и прерывистые.

5. По числу слоев, накладываемых при сварке - однослойные (однопроходные) и многослойные (многопроходные).

6. По месту производства - заводские и монтажные.

7. По форме шва при сварке с обработанными кромками:V-образные, Х- образные, К-образные, U-образные (рис. 5.3.в)

Подготовка швов элементов под сварку зависит от толщины соединяемых деталей. При толщине до 8 мм сварка осуществляется без подготовки кромок, при толщине от 8 до 24...26 мм применяется V-образная разделка, при толщине до 60 мм – X-образная разделка (при V-образной разделке расход металла шва в 4 раза больше, чем при X-образной разделке кромок). При толщине более 60 мм переходят на U-образную разделку, которая более экономична по расходу металла шва, хотя обработка кромок при этом трудоемка. При толщине от 12 до 60 мм можно применять К-образную разделку кромок.

Кромки обрабатываются механическим путем либо газовыми резаками. Если корень шва нельзя подварить, то сварка ведется на подкладках. Условное обозначение швов показано рис.5.3.г.

В зависимости от взаимного расположения сопрягаемых элементов сварные соединения подразделяются на стыковые, нахлесточные, комбинированные.

5.1.4. Расчет стыковых и угловых швов

Соединения, выполненные стыковыми швами, являются основными, поскольку силовой поток проходит без изменения своей интенсивности (рис. 5.4.а). При таких швах нет резкой концентрации напряжений, при действии динамических нагрузок требуется зачистка шва

Расчет сварных стыковых соединений на центральное растяжение или сжатие следует производить по формуле

где - наименьшая толщина соединяемых элементов;

- расчетная длина шва, равная полной его длине, уменьшенной на 2или полной его длине в случае вывода концов шва за пределы стыка.

- расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу по пределу текучести;

Соединения внахлестку выполняются угловыми швами. В таких соединениях кроме растяжения образовываются дополнительные моменты (силовой поток изменяет свое правление). В швах возникает сложное напряженно-деформированное состояние. Сдвиг соединяемых элементов может произойти по металлу шва (плоскость 1-1) либо по основному металлу (плоскость 2-2, рис.5.4.). Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил следует рассчитывать на срез (условный) по двум сечениям:

по металлу шва (сечение 1)

по металлу границы сплавления (сечение 2)

где - расчетная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10 мм;

и - коэффициенты, принимаемые при сварке элементов из стали: с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/кв.см) - по табл. 34* СНиП II-23-81*; с пределом текучести свыше 530 МПа (5400 кгс/кв.см) независимо от вида сварки, положения шва и диаметра сварочной проволоки= 0,7 и= 1;

и - коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районахидля которых= 0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением= 410 МПа (4200 кгс/кв.см) и= 0,85 - для всех сталей.

- расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва;

- расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу границы сплавления;

Расчет сварных соединений с угловыми швами на действие момента в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов, следует производить по двум сечениям по формулам:

по металлу шва

;

по металлу границы сплавления

где - момент сопротивления расчетного сечения по металлу шва;

- то же, по металлу границы сплавления.

Особенности наложения угловых швов.

1. Длина сварных швов должна быть не более 60 толщин шва, за исключением швов, работающих по всей длине.

2. Расчетная длина сварного шва менее 40 мм не применяется.

3. Минимальная толщина сварного шва принимается 4 мм, за исключением случаев, когда толщина элементов меньше 4 мм.

4. При большой длинне рекомендуется применять обратно ступенчатый способ наложения швов с началом в середине шва.