Прочность соединений

Категория:
Алюминиевые сплавы


Прочность соединений

Сварные соединения алюминиевых сплавов выполняются электродуговой сваркой в среде инертных газов (аргона, гелия) или сваркой с применением специальных флюсов и покрытий. Наиболее распространена аргоно-дуговая сварка, обеспечивающая высокую прочность сварных соединений и широкую механизацию сварочных работ. Выполнение ее возможно ручным, полуавтоматическим и автоматическим способами.

При статическом воздействии нагрузок прочность сварных соединений, выполненных аргоно-дуговой сваркой, в конструкциях из термически не упрочняемых сплавов довольно близка к прочности основного металла в состоянии поставки. В конструкциях из термически упрочняемых сплавов прочность сварных швов и металла в околошовной зоне существенно ниже прочности поставляемого материала.

Относительная прочность сварных швов и околошовного металла соединений встык (отношение их временного сопротивления разрыву к временному сопротивлению основного металла) для различных сплавов имеет следующие приближенные значения:
АМгб АМг61, АВ-Т, АД31-Т, АДЗЗ-Т, АД35-Т – 0,9-1,0
АВ-Т1, АД31-Т, АДЗЗ-Т 1, АД35-Т1 – 0,6-0,7
В92-Т – 0,8-0,9

При этом расчет несущих элементов конструкций из термически упрочняемых сплавов, к которым приварены поперечные элементы, осуществляется с учетом снижения прочности основного металла в околошовной зоне.

Расчет на прочность элементов конструкций, присоединенных к фасонкам угловыми фланговыми швами внахлестку, производится исходя из расчетных сопротивлений и допускаемых напряжений основного металла, уменьшенных на коэффициент ослабления Ко- Применительно к аргоно-дуговой сварке значения этого коэффициента для различных марок сплавов могут быть приняты равными:

Для узких элементов (отношение ширины к толщине менее 10) из сплавов АВ-Т1, АДЗЗ-Т1 и АД35-Т1 при сварке плавящимся электродом коэффициент Ко принимается равным 0,55.

Соединения на заклепках из алюминиевых сплавов осуществляются преимущественно при помощи холодной клепки. Проведенные исследования установили возможность выполнения холодной клепки при диаметре заклепок до 24 мм и толщине склепываемого пакета до 4,5 диаметров. В качестве материала заклепок, устанавливаемых способом холодной клепки, рекомендуются сплавы Д18п, В65, АДЗЗ, АВ, сохраняющие высокую пластичность как в отожженном, так и термически обработанном состояниях.

Результаты статических испытаний клепаных образцов конструкций из сплава Д16-Т с заклепками из сплавов Д18-Т и В65-Т показали, что в среднем отношение предельных срезывающих напряжений к временному сопротивлению разрыву составляет соответственно 0,7 и 0,6. Отношение к временному сопротивлению предельных сминающих напряжений для тех же сплавов может быть принято равным соответственно 2,0 и 1,8.

Болтовые соединения, применяемые в крановых металлоконструкциях из алюминиевых сплавов, могут осуществляться на обычных или высокопрочных болтах. В качестве материала чистых болтов обычных соединений рекомендуется: в конструкциях из магниевых сплавов — сплав АМг5п; в конструкциях из дура-люминиевых сплавов — сплавы Д16-Т, Д18п-Т, В65-Т и В94-Т; в конструкциях из сплавов типа АВ — сплавы АВ-Т1, АДЗЗ-Т1.

Расчетные сопротивления и допускаемые напряжения на смятие следует принять на 10% меньше соответствующих заклепочным соединениям.

Для изготовления высокопрочных болтов применяются термически обработанные в готовом изделии углеродистые и легированные стали. После термической обработки временное сопротивление углеродистых сталей должно быть не ниже 100 кГ/мм2 и легированных сталей—130 кГ/мм2.

Надежность соединений на высокопрочных болтах в значительной мере зависит от правильного назначения расчетной величины коэффициента трения и от учета значительных колебаний температуры, если они имеют место в период эксплуатации конструкции.

Согласно экспериментальным исследованиям НИИ-мостов Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта, выполненным на образцах из сплава Д16-Т с высокопрочными болтами из стали 40Х, коэффициент трения в рассматриваемых сопряжениях изменялся в следующих пределах:
— при наличии неочищенных поверхностей – 0,083—0,154
— при очистке сопрягаемых поверхностей вручную стальными щетками с последующей протиркой ацетоном – 0,247—0,330
— при обезжиривании поверхностей химическим раствором – 0,502—0,570

По СНиП П-В.5—64 коэффициенты трения принимаются равными:
— при отсутствии обработки поверхности (после обезжиривания) – 0,15
—при очистке пескоструйным аппаратом – 0,45
— после травления поверхности – 0,4

Следует отметить, что применение высокопрочных болтов без предварительной обработки сопрягаемых поверхностей не рекомендуется.

В конструкциях из алюминиевых сплавов с монтажными соединениями на высокопрочных стальных болтах большие колебания температуры могут привести к существенному снижению прочности сопряжений в связи с резким различием коэффициентов линейного расширения примененных материалов.

Значительное повышение температуры приводит к появлению дополнительных напряжений в соединительных болтах, снижение температуры связано с Уменьшением натяжения, а следовательно, и прочности всего соединения.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум