Сварные соединения металлов

Категория:
Сборка металлоконструкций


Сварные соединения металлов

Наиболее распространенный вид соединений металлических конструкций — сварной. Он представляет собой неразъемные соединение, выполненное сваркой. Основные виды сварных соединений: стыковое, угловое, тавровое, нахлесточное. Та часть сварного соединения, которая образуется расплавленным в процессе сварки и затем затвердевшим металлом, называется сварным швом.

Перед сваркой кромки соединяемых деталей часто обрезают под прямым или косым углом.

Рис. 1. Виды сварных соединений: а — без скоса кромок, б — с односторонним скосом кромок, в —с двусторонним скосом кромок, г — с криволинейной обработкой кромок; тавровые: д — без скоса кромок, е — с односторонним скосом, ж -с двусторонним скосом, з — на-хлесточное;

Стыковое соединение — соединение двух элементов, расположенных в одной плоскости или на одной поверхности. Этим способом чаще всего соединяют листы. Однако применяют его и для соединения двутавровых балок, швеллеров, уголков.

Свариваемые элементы могут быть расположены в горизонтальной, вертикальной плоскостях или по криволинейной поверхности.

Листы толщиной до 8 мм сваривают без скоса кромок. При большей толщине листов применяют стыковые соединения с односторонним или двусторонним скосом кромок. Подготовленные кромки соединяемых листов при одностороннем скосе образуют угол раскрытия 50°, а при двустороннем — 55° (ГОСТ 5264—80). Установленные углы раскрытия кромок обеспечивают провар в стыке на полную толщину листов. С применением угла более 55° увеличивается количество наплавленного металла, следовательно, увеличивается зона нагрева основного металла, что приводит к большому короблению.

Сварные швы стыкового соединения бывают нормальные и усиленные. В нормальном шве поверхность наплавленного металла находится заподлицо с основным металлом, в усиленном— наложенный металл шва выступает над поверхностью основного металла.

Стыковые соединения с односторонним и двусторонним скосом кромок применяют при сварке листов толщиной более 12 мм.

Объем наплавленного металла при сварке листов одинаковой толщины со скосами двусторонним швом в 2 раза меньше, чем односторонним швом — площадь Д abc в 2 раза больше суммы площадей Ааоп и Дкос. Для двустороннего шва кромки притупляют.

Стыковые соединения бывают с односторонним и двусторонним криволинейным скосом кромок. Если толщина листов превышает 30 мм и шов можно наложить с двух сторон, то лучше вести сварку с двусторонней подготовкой кромок листа с криволинейным скосом.

Количество наплавленного металла при сварке листов одинаковой толщины с криволинейным скосом подготовки кромок значительно меньше, чем при сварке листов с прямолинейной подготовкой кромок. Недостаток этого типа соединений — в более сложной обработке кромок, так как кромки листа в поперечном сечении имеют криволинейный контур.

В стыковых соединениях профильного металла угол раскрытия кромок, притупление и зазоры в стыках применяют такие же, как и в стыковых соединениях листов.

Угловое соединение — это сварное соединение двух элементов, расположенных под прямым углом и сваренных в месте примыкания их краев. Элементы, соединенные под углом, сваривают угловыми швами с одной наружной стороны или с наружной и внутренней.

Угловой шов в поперечном сечении представляет собой прямоугольный треугольник с равными сторонами (катетами), которыми и определяется размер углового шва.

Угловыми соединениями листов с кромками заподлицо сваривают листы толщиной 1 до 3 мм швами с наружной стороны, без скоса кромок — на полную толщину листов. Угловые соединения листов со смешанными кромками применяют при толщине листов более 6 мм. В этих соединениях один лист перекрывает кромку другого на 2 мм и более. Величина перекрытия зависит от толщины соединяемых листов. Такие соединения сваривают с наружной стороны или с наружной и внутренней.

Для всех видов угловых соединений допускаемые зазоры в соединении элементов установлены до 2 мм. Если свариваемые детали расположены под тупым углом, то их кромки должны составлять угол не меньше 55° для того, чтобы обеспечить провар вершины угла. В соединениях листов под острым углом делают скос кромки у одного из листов, так как угол для шва получится более 90°. Такое соединение непрочно, потому что шов будет растянутым в поперечном сечении и ослаблен из-за недостаточной толщины. В подобных соединениях у одного из листов кромку скашивают под таким углом, чтобы угол раскрытия кромок был не более 90°.

Рис. 2. Стыковые швы: а — нормальный, б — усиленный, в — соотношение площадей поперечного сечения швов с односторонним и двусторонним скосом кромок

Рис. 3. Стыковые соединения профильного металла: а — двутавра с фасонкой, б — уголка с фасонкой, в — швеллеров

Рис. 4. Угловые соединения листов: а — с кромками заподлицо, б — со смещением кромок, в — со смещением одной кромки относительно другой на полную толщину листа, г — под тупым углом, д — под острым углом без скоса кромок, е — то же, со скосом одной кромки

Тавровое соединение, или Т-образное, — соединение, в котором к боковым поверхностям одного элемента примыкает под углом и приварен торцом другой элемент. В зависимости от толщины листов и назначения конструкции кромки листов тавровых соединений могут быть подготовлены с односторонним и двусторонним скосом или совсем без скосов. В тех случаях, когда в тавровом соединении наложение швов с двух сторон невозможно, у листа, примыкающего к поверхности другого листа, кромку скашивают с одной стороны. При сварке тавровых конструкций из листов толщиной более (иногда менее) 30 мм применяют скос кромок с двух сторон. Для соединения с односторонним скосом угол раскрытия делают 50°.

Для тавровых соединений без скоса кромок допускаются зазоры между элементами до 2 мм в зависимости от толщины листов согласно ГОСТ 5264—80. Поэтому при сварке тавровых соединений без зазоров кромки листов должны иметь обработанную поверхность, что достигается строганием кромок на кромкострогальных станках, автоматической или полуавтоматической газовой резкой.

Рис. 5. Тавровые соединения: а – без скоса кромок, б — косоугольное, в — со скосом одной кромки, г — со скосом двух кромок

Тавровые сварные соединения имеют большое распространение во всех типах конструкций.

Нахлесточное соединение — такое соединение, в котором свариваемые элементы расположены параллельно и перекрывают друг друга. Сваривают элементы между собой угловыми швами. Эти соединения применяют в строительных решетчатых конструкциях (фермах, стойках, колоннах).

В нахлесточных соединениях один элемент перекрывает другой на величину нахлестки, определяемую расчетом. Допускаемый зазор между поверхностями наложенных элементов в зависимости от толщины должен быть не более 1 …2 мм. Кромки соединяемых элементов не обрабатывают, а только обрезают.

В зависимости от направления действующих на шов сил сварные швы делятся на фланговые, торцевые, комбинированные и косые.

Фланговые швы накладывают параллельно действующей силе; торцевые — перпендикулярно действующим силам. Шов называется комбинированным, если сварка производилась фланговым и торцевым швами.

Соединение электрозаклепками (ГОСТ 14776—79) — это такое соединение листов, в котором один лист накладывают сверху на другой и заваривают обычно цилиндрические отверстия в одном из листов. В некоторых случаях отверстия делают со скосом кромок под углом 60°.

Рис. 6. Нахлесточное соединение: 1 — фланговый шов, 2— торцевой шов

Рис. 7. Соединения листов электрозаклепочные (а) и впрорезь (б) (t — толщина листа)

Электрозаклепочные соединения применяют в том случае, если угловые швы по контуру листа не обеспечивают достаточной надежности и плотности.

На рис. 7 представлено прорезное соединение, в котором завариваемые отверстия имеют не цилиндрическую форму, а прямоугольную с закругленными углами.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум