Calculul și proiectarea îmbinărilor sudate

îmbinări cap la cap. Pentru comoditate, transferul fluxurilor de putere sunt cele mai perfecte lipiturile, deoarece acestea sunt, practic, nici o deviere a fluxului, și, prin urmare, nici o concentrare aproape de stres.

Prin urmare, toate îmbinările sudate sub sarcină dinamică să funcționeze mai bine îmbinare cap la cap. În plus, acești compuși sunt materiale costuri economice. Principalul dezavantaj al articulațiilor - necesitatea elementelor de tăiere foarte precise pentru a fi conectate, și de multe ori sculpta margine.

sudura cap la cap manuală poate fi efectuată fără nici o prelucrare specială a marginilor atunci când grosimea t a elementelor conectate la 8 mm, iar automatul - la t = 20 mm (vezi figura de mai jos). In elemente mai mari de margine grosime pentru ușurința de sudare și pentru a asigura penetrarea completă este tăiată (teșită la un unghi). Țeșiturile se poate face numai dintr-o parte (și trapezoidale în formă U- cusături desenele de mai jos) sau ambele părți (X și K cusături, figurile de mai jos). sudare cu o singură față este mai ușor pentru producerea de lucrări, permite controlul penetrării rădăcină (acolo unde majoritatea defectelor) și amplificarea ulterioară prin rădăcină (revers jelly). Cu toate acestea, atunci când sudarea unilaterală a cordoanelor de contracție se produce colmatare elementelor sudate.

marginile îmbinări cap la cap de taiere

La sudarea duplex (X și K. cusături) este mai mică decât volumul sudurii, și, prin urmare, mai mici de metal consum de sudură. Acest factor, precum simetria aranjamentului comun afectează în mod favorabil contracție. Lipsa unei sudură bilaterale - dificultatea de monitorizare a calității medii de penetrare (radacina) a crescut de fabricație de complexitate, deoarece este necesar să se sudeze de pe ambele părți, pentru care produsul trebuie să le predea. La începutul și la sfârșitul metal cusătură de sudură de calitate inferioară este obținută. Pentru a rezolva acest neajuns ar trebui să înceapă și să se oprească pe tampoane de sudură speciale - benzi de evacuare, temporar lungeasca cusături (vezi figura de mai jos). După sudarea benzilor împreună cu porțiunile de început și sfârșit ale îmbinării sunt tăiate, iar capetele articulațiilor și zonele înconjurătoare curățate.

În cazul foilor perehodtst compuși cap la cap cusătură de diferite grosimi de la mare la grosime mică, se poate realiza printr-o proiectare adecvată a suprafeței articulare exterioare (prezentată mai jos), numai sub o condiție în cazul în care diferența de grosime mai mică de 4 mm, iar valoarea pas la articulația nu depășește 1/8 grosimea foii mai subțire.

Aparate de sudură cap la cap în foi de diferite grosimi

In diferență mai mare în grosimi și sarcini dinamice trebuie furnizate la placa de mai multe teșituri cu o pantă de 1: 5 (figura de mai jos). Pentru sudură cap la cap cu grosimea calculată accepta grosimea elementelor conectate, în cazul în care grosimea lor este diferită, grosimea elementului subțire (cu excepția cordonului de mai sus). Ștergerea lungime cusătură LW. ia în considerare actuala 2t sa lungime minus, ținând seama de lipsa de fuziune, la începutul și la sfârșitul cusăturii. În cazul în care sudura este început și sa încheiat la piesa tab, nu se produce reducerea lungimii cusăturii.

Tensiunile din sudură se verifică cu formula

unde N - forța nominală; RWY - calculat cap la cap rezistență sudură tensiune sau compresie.

Rezistența la tracțiune calculată a îmbinărilor sudate realizate prin sudare manuală sau semiautomată cu metode convenționale pentru monitorizarea calității sudurii este mai mică decât rezistența primară calculată pervaze de metal, și pentru că o joncțiune directă configurată astfel de sudură nu ar fi ravnoprochen metal de bază. cusătură oblică utilizate pentru a produce compuși la fel de puternice, care fac oblic 2: (. vezi figura de mai jos) 1.

Când îndoire momentul M pe compusul de tensiuni normale în sudură

unde W w = tl 2 w / 6 - momentul de rezistență sudură.

Sudurile cap la cap care rulează simultan îndoire și forfecare, verificați tensiunea dată de formula

în care σw - tensiuni normale de îndoire; t w = Q / (TLW) - stress mediu de forfecare a forței de forfecare, determinată de condiția de distribuție uniformă a unei cusături cap la cap.

Lap se alăture. Acest lucru se face prin căptușirea lor cu sau fără utilizarea suduri de colț. În funcție de locația cusăturilor în raport cu direcția forțelor transmise sunt produși de flancare cusături (prezentate mai jos), dispuse paralel cusăturilor de forță și frontale, dispuse perpendicular forța.

Compus cu cusături de flancare (a), direcția liniilor de flux și a distribuției tensiunilor (b)

Simplitatea lipitură, care nu necesită o potrivire precisă și de prelucrare de margine, și numai curățare, debavurare și editare, este cauza acestui tip de sudură pe scară largă. Lipsa ea - o distorsiune puternică a fluxului de putere în forța de transmisie de la un membru la altul și concentrarea stresului asociat cauzată de forfecare simultană operație cusătură și îndoire.

Când cusături de legătură care flanchează transmisia forței inegale apare ca lungime cusătură și secțiunea transversală a compusului (figura de mai sus). De-a lungul lungimii de transmitere mai intensă a forțelor la capetele articulațiilor, în care diferența de tensiune în cele mai mari componente conectate. Cu toate acestea, înainte de distrugerea articulației datorită porțiunilor supratensionate de lucru din plastic (inițiale și finale) are loc alinierea tensiunilor. Acest lucru a permis să se bazeze calculul pe ipoteza distribuției uniforme a tensiunii de forfecare la suprafața secțiunii minimă a sudurii. distrugerea articulației poate avea loc atât în ​​metalul sudat (prezentat mai jos), iar pe metalul de bază la limita alierea cu metalul sudat (prezentat mai jos), în special în cazul în care miezul de sudură de metal puternic.

Suturile frontale (prezentate mai jos) transmite forța mai uniform în lățime decât flancul. Cu toate acestea, din cauza schimbării bruște a direcției puterii Scurgere (prezentată mai jos) sunt concentrate la sudură rădăcină de tensiune mare (prezentată mai jos); rezultând fractură de sudură are loc la alungiri mici (ε = 3-4%), m. e. casant.

Compus cu suturi frontale

distribuția neuniformă a tensiunilor reduce calitatea conexiunii. Prin urmare, indiferent de modul (compresie, tensiune, forfecare) suturi de calcul frontală sunt forfecare convențional la suprafață minimă secțiune sudură. În combinație cu frontali lipituri suprapuse se suprapun lungime trebuie administrat cu cel puțin cinci grosimi ale elementului subțire (vezi. Figura de mai jos). Acest lucru reduce efectul unui moment de îndoire suplimentare.

cusătură Normal colț are o formă în secțiune a unui triunghi isoscel dreptunghiular cu ipotenuza curbată (Figura niezhe).

influx normal cusătură convexă este de 0,1-dimensionată kf său picior. În construcțiile de detecție direct sarcinile dinamice, pentru a reduce concentrația de stres la nivelul articulațiilor de colț folosite cusături frontale inclinate cu un raport catete de 1: 1,5 (vezi figura de mai jos) sau îmbinările concave (prezentate mai jos).

Secțiuni transversale sudurilor

și - o convexă normală; convex b-plat; în - concav

construcții cusătură minimă-picior care funcționează la o sarcină statică, cu sudură automată și semiautomată - 3 mm, la sudarea manuala - 4 mm, și sub sarcini dinamice - 6 mm. Suturile au gradație printr-un 1 mm. Mai mult, cele mai mici picior sudurilor monotreme limitată în funcție de grosimea mai gros elementelor care urmează a fi sudate. Tabelul de mai jos prezintă valoarea minimă a articulațiilor unghiulare ale picioarelor la grupele de bază ale structurilor. Cea mai mare valoare a piciorului file de sudură în funcție de grosimea elementelor care trebuie conectate pot fi luate kf = 1,2t, unde t - cea mai mică dintre grosimilor elementelor care urmează să fie sudate.

Datorită concentrației mari de stres la începutul și sfârșitul unei lungime cusătură de sudură file ar trebui să fie de cel puțin 40 mm sau 4kf (sub sarcini dinamice 60 mm sau 6kf). Lungimea maximă a cordoanelor de flanc, de asemenea, limitată și nu trebuie să depășească 85 kf βf (βf - coeficientul adâncimii de penetrare a sudurilor, luate din tabelul de mai jos) ca tensiune reală de-a lungul lungimii cusăturii sunt distribuite neuniform și lung cusături porțiunile sale de margine care se confruntă cu supratensiune și media - subtensiunii față de valoarea calculată. Această restricție nu se aplică acestor articulații, a căror forță este generat de-a lungul întregii lungimi, de exemplu, la cusături talie grinzi.

Valorile minime ale sudurilor de colț kf

Notă. Cusături „în barcă“ este folosit pentru articulațiile talie din grinzi și stâlpi

Calculul atat flancului si suturile frontale produc la cea mai mică secțiune transversală βkf lor. denumiti calculat (vezi. figura de mai jos).

În același timp, articulațiile umflătură convexe nu iau în considerare. Cusăturile de colț realizate de automate sau semi-automate, se transformă o penetrare mai adâncă decât sudare manuală convențională, și că ar trebui să fie luate în considerare în calcul.

Tensiunile ia distribuite uniform pe lungimea cordonului de sudură și ia în considerare posibilitatea fracturii tăieturii condițional una dintre cele două secțiuni (vezi figura de mai jos.)

• din metal sudură (secțiunea transversală I-I)

• limite de fuziune a metalelor (secțiunea II-II)

unde βf și β z - adâncimea coeficienților de penetrare sudură luate din tabelul de mai jos, în funcție de tipul de poziție de sudare și de sudare pentru oțeluri cu forte de randament de până la 580 MPa; kf - cusătură picior; lw - calculat lungimea cusăturii, luată mai mică decât lungimea efectivă de 10 mm din cauza lipsei de fuziune la sudură capete; RWF - estimată rezistența la forfecare condiționată a metalului sudat în tabelul de mai jos; γwf și γwz - coeficienți sudați condiții de funcționare, egală cu 1 pentru structuri sudate, care lucrează la o temperatură nu mai mică de -40 ° C; Rwz = 0,45Run - calculat rezistență condiționată felie limita de aliere metalice (valori Run = Rm).

De obicei, calculele determina lungimea cusăturii necesară efectivă, solicitând cusătură picior kf (folosind recomandările de mai sus):

Calculul se face în două secțiuni (ale metalului de sudură și luând βf RWF și limitele de aliere metalice dat βz și Rwz). Cel mai mare dintre cele două valori este luată ca lungimea cusăturii.

După cum sa menționat mai sus, datorită distribuției inegale a tensiunilor în cusături de colț lungi pot fi administrate în calcul numai lungimea lw = βf kf Dacă lungimea calculată a cusăturii, obținută prin formula de mai sus va fi mai mare, se determină prin formula comună picior dorită

Când momentul de încovoiere pe dreptunghiulare sudurile element de aplicat file (vezi figura de mai jos), tensiunea în articulațiile celor două secțiuni transversale este definită ca tensiunea de încovoiere în cele două secțiuni dreptunghiulare, având lățimea de proiectare secțiunii dreptunghi a cusăturii (kf bf sau kf βz) și înălțime - lungime de sudură calculat (LW):

Acțiunea forței de forfecare la un element atașat sudurilor (prezentat mai jos), tensiunea la fiecare dintre cele două articulații definite prin formulele de mai jos, prin înlocuirea N la Q.

Schema pentru calculul sudurilor

Dacă elementul care acționează simultan moment și forța de forfecare, rezultând (rezultanta) tensiunea în articulații colț

Aceste tensiuni nu trebuie confundat cu tensiunile de mai sus în îmbinări cap la cap (vezi Eq. De mai jos).

În cazul cusăturilor de atașare care flanchează elemente asimetrice, cum ar fi colțuri, este de dorit ca linia de acțiune a forței trece prin centrul de greutate al compusului t. Zona E. Îmbinările care trebuie alocate este invers proporțional cu distanțele lor la centrul de greutate al elementului.

La unghiuri egale cu lățimea b rafturi ia departe de colț la centrul de greutate obushka z0 = 0,3b. Apoi, pentru fixarea consolei (prezentat mai jos), cu un efort N necesar lungime de sudură:

de obushka:

din pen:

Profilul asimetric de fixare (colț) cusături de flancare

Pentru părți inegale atașate la raft, în formulele de mai sus, coeficienții sunt modificate la N, respectiv, 0,75 și 0,25. Compușii combinate sunt compuși în care există mai multe tipuri diferite de suduri: flanc, frontal, cap la cap. Cea mai simplă formă de îmbinare cap la cap - conexiunile cu suprapuneri, opărite peste tot circuitul.

Compusul utilizat în cazul foilor compuse cap la cap în unghiuri drepte. Datorită simplității sale, ea are o aplicabilitate largă. Calculat pentru compușii este un compus în branduri, pentru lianții off-proiectare - clin.