З'єднання металевих конструкцій. Види зварювання і зварювальних з’єднань

ЛЕКЦІЯ 8

З'єднання металевих  конструкцій.

1. Види  зварювання  і  зварювальних  з^’єднань.

Зварювання -  основний  вид  з’єднання металевих  конструкцій. Переваги  зварювання над  іншими  з'єднаннями: простота  конструктивних форм  з'єднання; економія металу; можливість  застосування механізованих  і  автоматизованих  способів виконання робіт; зварювальні  шви не  тільки міцні,  а ще  й  водо- і  газонепроникні.

Недоліки: зварювальні  деформації ; виникнення внутрішніх  залишкових деформацій; ускладнення  зварювання на монтажі.

Види зварювання в будівництві: ав­томатичний,  напівавтоматичний,  електрошлаковий,  контактний,  газовий.

Ручне зварювання досить розповсюджене, особливо в умовах буді­вельного майданчика. Недоліки - мала глибина проплавлення основного металу,  низькі  стабільність і  продуктивність праці.

Електроди,  що  застосовуються при ручному  зварюванні,  розрізня­ються залежно  від  тимчасового  опору  одержуваного шва.  Наприклад, електрод  типу Е42 дозволяє  одержати шов,  який має    R_un³ 41 кН/см²;  Е50 -  R_un³49 кН/см²    і  т.д.  Тип електродів для даної    сталі визначають  за  табл.  55 СНиП

Автоматичне  або напівавтоматичне  зварювання під флюсом  здійс­нюється автоматом  з  подачею  зварювального дроту  діаметром  2 ... 5 мм без  покриття.  Дуга збуджується під флюсом,  флюс  легує  розплавлений метал  і  захищає  його  від контакту   з повітрям.  Таким  чином  забезпе­чується висока  якість швів  і  висока продуктивність.  Але  це  зварюван­ня не можна  застосовувати  на монтажі.

Напівавтоматичне  зварювання застосовується для коротких швів.

Електрошлакове  зварювання - різновид  зварювання плавленням.  За­стосовується для вертикальних швів металу  товщиною  20 мм  і  більше. Зварювальна  ванна  захищається мідними формуючими повзунами,  і  якість шва дуже  висока.

Інші  типи  зварювання у  будівництві  застосовуються рідко.

Розрізняють такі види зварювальних з^’єднань: стикові, внапуск, кутові  і  таврові  /упритик/ - /рис. 1. ІЗ/.

Стиковими  /рис. 1. ІЗ,а/ називають  з'єднання,  де  елементи  з'єднують­ся торцями  або  крайками  і  є  продовженням  одне  одного.  Ці  шви мають найменшу  концентрацію напружень,  товщина шва практично не  обмежена.

У з'єднаннях  внапуск /рис.1.13,б/ поверхні  металу  частково  захо­дять  одна на   одну.  Різновид  з'єднання внапуск -  з'єднання з наклад­ками.  У комбінованих  з'єднаннях стиковий шов  підсилюється накладками.   Ці  з'єднання менш економічні, ніж стикові,  їх використання дає різ­ку  концентрацію напружень.

У кутових  з'єднаннях /рис. 1. ІЗ,в/  зварювані  елементи  розміщені під кутом.  У таврових з'єднаннях /рис. 1. І3,г/ торець  одного елемента приварюється до поверхні  іншого.

Зварювані  шви  класифікують.за конструктивною  ознакою,  за  при­значенням,  довжиною  і  за  зовнішньою формою.

За конструктивною ознакою зварювальні шви поділяють на стикові й  кутові.

Стикові  шви  найбільш раціональні,  але  потребують додаткової обробки  крайок.  Бувають  К -,  Х - ,  V- , U- подібні  обробки  крайок. Для  V-  і U - подібних швів  обов'язкове  підварювання кореня шва.  По­чаток  і  кінець шва мають  непровар і  перепал,  вони є дефектні,  і їх  бажано  виводити  за межі  робочого  перерізу шва.

У  таврових  з^’єднаннях  обробка  крайок необов’язкова.

Шви, що зварюються в кут, називають кутовими. Кутові шви, що розміщені паралельно діючому зусиллю, називають фланговими, а пер­пендикулярно  - лобовими.

Шви можуть  бути  робочими  або  зв’язуючими /конструктивними/,  су-цільними  або  з  перервами.  За положенням    у  просторі  розрізняють шви нижні,  вертикальні,  горизонтальні  на  вертикальній  поверхні.

Робота і розрахунки стикових швів.

Міцність стикового з’єднання залежить від міцності основного металу, міцності наплавленого металу, шва форми і типу з’єднання, технології зварювання і характеру силового впливу.

Стикові шви мають невелику концентрацію напружень, тому їх міцність у першу чергу залежить від міцності металу шва. Розподіл напружень по довжині шва від дії осьової сили береться рівномірно розподіленим по перерізу елемента. Напруження у шві визначають за формулою

s = N  / t_wl_w£R_wyg_с / g_n , де t_w – найменша товщина елементів, що з’єднуються; l_w – розрахункова довжина шва;  якщо шов не виведено за межі стику, l_w= l - 2t.

Якщо неможливо  забезпечити  повне  проварювання по  товщині  елемента,  замість  t_wберуть  0,7 t_w.

У випадках  застосування  зварювання  з фізичним  контролем  якості ,R_wy = =R_y; при  зсуві  R_ws = R_s.    У випадках,  коли   R_Wy=0,85R_y, шов виконують  косим /рис. 1. 14,б/ для  забезпечення рівноміцності  з  ос­новним металом.