Лекція іv. З’єднання в металевих конструкціях

Для з’єднань металоконструкцій застосовуються зварювання та болти.

В більшості випадків застосовується зварювання. Біля 95% всіх конструкцій в будівництві – зварні.

4.1. Переваги та недоліки зварювання. Види зварювання в будівництві

В будівництві в основному застосовується електродугове зварювання. Воно було винайдене російським інженером М.М.Бенардосом (1882 р.) і вдосконалене в 1888 р. М.Г.Славяновим.

Електродугове зварювання основане на явищі виникнення електричної дуги між стальним стержнем (електродом) і зварюваними стальними деталями, яка розплавлює основний метал і метал електроду, змішує їх, в результаті чого при охолодженні утворюється зварний шов, з'єднуючий окремі деталі в одне ціле.

Переваги зварювання перед болтовими з’єднаннями:

1. до 20% знижується трудомісткість виготовлення конструкцій;

2. на 10…20% знижується металомісткість;

3. с прощується конструктивна форма:

Рисунок 4.1 - Конструктивна форма складених балок

4. підвищується можливість автоматизації процесу виготовлення конструкцій (з використанням зварювальних агрегатів).

Недоліки зварювання:

1. чутливість до концентрації напружень (зварні напруження приводять до крихкого руйнування при динамічних навантаженнях або понижених температурах);

2. м ожливе деформування елементів внаслідок усадки зварних швів.

Рисунок 4.2 - Деформація внаслідок усадки шва

За ступенем автоматизації електродугове зварювання поділяється на три види: ручне; напівавтоматичне; автоматичне.

Охарактеризуємо коротко кожний вид.

Ручне: виконується зварником за допомогою електродів. Це найбільш повільне та трудомістке зварювання. Залежить від кваліфікації зварника: він має витримувати постійну відстань між електродом та конструкцією, що досить важко. Але це зварювання найбільш універсальне і широко застосовується при монтажі конструкцій. Може використовуватися в любому положенні, а також в тяжко доступних місцях.

Електроди поділяються на окремі типи, позначаються Е42…Е85. Число вказує межу міцності на розтяг металу шва у кг/мм² (наприклад Е42 – 42 кг/мм²). Після числа може стояти літера “А” (Е42А). Вона означає підвищену пластичність.

Напівавтоматичне: ведеться зварювальним напівавтоматом, який вздовж шва пересуває зварник. Останні операції виконуються автоматично.

Автоматичне: ведеться за допомогою голого електродного дроту, який автоматично подається до місця зварювання, під шаром флюсу або в середовищі інертного газу, які перешкоджають попаданню в розплавлений метал шкідливих домішок (вуглецю та кисню з повітря). Дає можливість в 5-10 разів підвищувати продуктивність (в порівнянні з попередніми видами зварювання).

Тип електроду або марка дроту призначається так, щоб міцність матеріалу шва була не нижчою міцності сталі з’єднуваних елементів.

4.2. Класифікація зварних швів

Зварні шви класифікують за слідуючими ознаками:

1. з а конструкцією: - стикові

- кутові

Шов, розташований вздовж дії зусилля, називається фланговим, поперек – лобовим.

Кутовий шов позначається в плані штрихами довжиною 1 мм через 1 мм, в перерізі – жирною крапкою.

2. за призначенням: - робочі;

- конструктивні (зв’язуючі).

Робочі приймають участь в передачі зусиль, а конструктивні – зусиль не передають.

Руйнування робочого шва веде до руйнування конструкції;

3. за місцем виконання: - заводські;

- монтажні;

4) за положенням в просторі при виконанні зварювання:

• нижні;

• горизонтальні;

• вертикальні;

• стельові;

5 ) за протяжністю:

• суцільні;

- переривчасті (застосовувати не бажано);

6) за кількістю шарів, які накладаються при зварюванні:

• одношарові (однопрохідні);

• багатошарові (багатопрохідні) – застосовувати не бажано.

Залежить від товщини шва;

7) за зовнішньою формою: - нормальні;

- випуклі;

- ввігнуті.