Расчет на прочность сварных соединений

Основным критерием работоспособности швов сварных соединений является прочность.

Исходным условием проектирования соединений является равнопрочность шва и соединяемых деталей.

Стыковые соединения (рис. 1.1, а)

Расчет производят по напряжениям растяжения или сжатия по площа­ди А поперечного сечения соединяемых деталей. Условие прочности:

где F — сила, действующая в соединении, Н;

— толщина шва (принимается равной толщине детали),мм;

l _ш — длина шва, мм;

_р. — расчетное напряжение для шва, МПа;

[ ']_р — допускаемое напряжение для шва (табл. 1.1),

МПа.

При статической нагрузке допускаемые напряжения для сварных швов определяют как часть от [ ]_p на растяжение основного металла:

где _т — предел текучести основного металла, МПа; [s_T] — допускаемый ко­эффициент запаса прочности; [s_T] = 1,35...1,6 — для низкоуглеродистой ста­ли и [s_T] = 1,5...1,7 — для низколегированной стали.

Отношение [ '] к допускаемому напряжению основного металла детали является коэффициентом прочности сварного соединения.

; = 0,9... 1,0 — значение напряжений см. табл.1.1.

Таблица 1,1. Допускаемые напряжения в швах

Вид технологического процесса сварки	Допускаемые напряжения в швах при
растяжении [а']р	сжатии [а']сж	срезе [т']
Автоматическая под флюсом, ручная электрода­ми Э42А и Э50А, контактная стыковая			0,65
Ручная дуговая электродами Э42 и Э50, газовая сварка	0,9		0,6
Контактная точечная и шовная	-	-	0,5

В тех случаях, когда требуется повысить прочность соединения, приме­няют косые швы. Расчет косого шва выполняют по формуле, в которой (рис. 1.4).

Рис.1.4. Косой шов стыкового соединения

Значения предела текучести в зависимости от свариваемого материала (или от основного металла) — см. табл. 1.2.

Таблица 1.2. Значения механических характеристик для некоторых марок сталей

Марка стали	Предел прочности ,МПа	Предел текучести ,МПа	Предел выносливости ,МПа	Марка стали	Предел прочности ,МПа	Предел текучести ,МПа	Предел выносливости ,МПа
СтЗ и 10				зох
				30ХГСА
				ВТ16		—

Стыковую сварку применяют не только как способ соединения дета­лей, но и как технологический способ изготовления самих деталей.

Нахлесточные соединения угловыми швами (рис. 1.2, 1.5) Угловые швы рассчитывают на срез по опасному сечению т—т, совпа­дающему с биссектрисой прямого угла. Расчетная высота опасного сечения h = 0,7 К — для ручной сварки (сечение т—т); h = К — для автоматической.

Рис. 1.5. Нахлесточные соединения угловыми швами

 

Условие прочности шва на срез:

где и — расчетное и допускаемое напряжения среза для шва, МПа (табл. 1.1); — расчетная длина шва, мм.

В соединении лобовыми швами (рис. 1.5), фланговыми — (рис. 1.2, в). В комбинированном шве

Задача 1. Определить длину стыкового шва (рис. 1.1, а), соединяющего две полосы из СтЗ. Толщина полос = 8 мм. Сила, действующая на соеди­нение, F= 50 кН, сварка электродуговая Э42.

Дата добавления: 2015-07-08