Сварных соединениях

1. Технологические дефекты - газовые пузыри, шлаковые включения, трещины и непровары. Возле этих дефектов силовые линии искривляются, и образуется концентрация напряжений. Коэффициент концентрации возле этих дефектов значителен, но при небольшом числе и малых размерах дефектов прочность сварного соединения остается удовлетворительной.

Рис.

2. Нерациональные очертания швов. В стыковых соединениях с обработанными гладкими поверхностями не имеющими внутренних дефектов, напряжение распределяется равномерно по поперечному сечению.

Рис.

Когда поверхность шва не обработана и имеет выпуклую форму, распределение напряжений по сечению шва принимает сложную форму.

Рис.

Наиболее значительная концентрация напряжений наблюдается в местах перехода от шва к основному металлу, располагаясь у выступов швов. Это наиболее опасные участки сварного соединения. Коэффициент концентрации a зависит от геометрических размеров шва. Для количественной характеристики формы шва вводится параметр формы m = Uv, v - полуширина шва, где .

При m <3 коэффициент концентрации определяется п-о графику на рис., r - радиус кривизны зоны сопряжения шва с основным металлом.

Рис.

Рис.

При m >3, h»1

Например, для 2 v =13 мм и D =3 мм s _ш=1,6 s, s _ш1=1,5 s.

Рис.

Усиление шва не приводит к увеличению прочности сварного соединения. Рекомендации к увеличению толщины сварного соединения приводят не только к излишним производственным затратам, но и к увеличению концентрации напряжений. Концентрация напряжений зависит от формы поверхности участков перехода от шва к основному металлу. Зависимости a от D и r приведены на графиках на рис.

Рис.

Уменьшение местного утолщения шва и обеспечение плавного сопряжения основного металла и шва являются эффективными мерами снижения концентрации напряжений.

Существенная концентрация возникает в корне шва при его непроваре.

Рис.

3. Смещение кромок стыкуемых элементов также приводит к возникновению концентрации напряжений, в частности при смещении кромок

Влияние концентраторов не учитывается при статической нагрузке, но весьма существенна при переменной и особенно при циклической нагрузке.

  Рис.

4. Концентрация возникает в результате местного изгиба, вызываемого остаточными деформациями при сварке. Коэффициент концентрации определяется значениями величин е и g. Стыковые швы являются оптимальным типом сварных соединений при всех видах сварки – дуговой, контактной, электронно-лучевой. При доброкачественном процессе, рациональной конструкции и плавных спряжениях швов с основным металлом коэффициент концентрации может быть приближен к единице. В других типах сварных соединений такого результата добиться невозможно.

Дата добавления: 2015-07-08