Условные изображения и обозначения швов сварных соединений
Согласно Единой системе конструкторской документации (ЕСКД), изображения и обозначения швов сварных соединений на чертежах изделий должны соответствовать ГОСТ 2.312-72 «Изо6ражение швов сварных соединений». Независимо от вида сварки видимый шов сварного соединения условно изображают сплошной основной линией, а невидимый - штриховой. Обозначение шва отмечают линией-выноской, заканчивающейся односторонней стрелкой. Характеристика шва проставляется над полкой линии-выноски (для лицевой стороны шва) или под полкой (для обратной стороны шва). Здесь указывают ГОСТ на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений, тип соединения и цифровое обозначение шва по стандарту, обозначение способа сварки, катет шва, длину, шаг и вспомогательные знаки – выпуклость (усиление) шва снять, наплывы и неровности шва обработать с плавным переходом к основному металлу и др.
Например, некоторые стандарты на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений для различных видов сварки: гост 8713-79 «Сварка под флюсом»; ГОСТ 5264-80 «Ручная дуговая сварка»; ГОСТ14771-76 «Дуговая сварка в защитном газе»; ГОСТ 16037-80 «Соединения сварные стальных трубопроводов». Этими стандартами в зависимости от толщины металла устанавливаются формы поперечного сечения и конструктивные элементы подготовленных кромок и выполненных швов, которым присваивают условные буквенно-цифровые обозначения. Тип соединения обозначают: С – стыковое, У – угловое, Т – тавровое, Н – нахлесточное. Цифры возле букв, например С17, У7, Т4 указывают порядковый номер шва в ГОСТе, вид соединения и шва, а также форму разделки кромок.
|
|
|
Пример условного обозначения стыкового одностороннего сварного шва со скосом двух кромок, выполненного ручной дуговой сваркой покрытыми электродами и со снятой выпуклостью (усилением): ГОСТ 5264-80 – С17.
Все элементы условного обозначения располагаются, в указанной последовательности и отделяются друг от друга дефисом. Буквенные обозначения способа сварки проставляются на чертеже в случае применения в данном изделии нескольких видов сварки, например: П – механизированная дуговая сварка, А – автоматическая дуговая, У - дуговая в углекислом газе и др. Ручная дуговая сварка не имеет буквенного обозначения. Не указывают на полке линии-выноски обозначения стандарта, если все швы в изделии выполняются по одному стандарту. В этом случае делается соответствующая запись в технических требованиях на чертеже.
Расчет прочности сварных соединений
Прочность сварных соединений зависит от очень многих факторов: от конструкции узла, от механических свойств свариваемых материалов, их отношения к сварке (свариваемости), выбора способа и режимов сварки, сварочных материалов в соответствии со свойствами основного металла, типа сварного соединения, его конструктивных элементов, размеров и качества выполнения сварных швов. При расчете конструкций на прочность учитывают, что их надежность определяется прочностью наиболее слабого элемента (звена). Таким элементом в сварных соединениях часто является не только сам шов, но и прилегающая к нему зона термического влияния.
|
|
|
При проектировании прочность сварных конструкций и их элементов определяется на основании расчетов, которые сводятся к определению напряжений, возникающих в элементах изделия под действием нагрузок. Основным условием при проектировании стальных сварных конструкций часто является условие равнопрочности – то есть сварное соединение должно быть равнопрочно основным металлом при заданных условиях его работы.
Применяются два основных метода расчета конструкций: по допускаемым напряжениям и по предельным состояниям.
При расчете по допускаемым напряжениям условие прочности имеет вид: s £ [ s ], где s - напряжение в опасном сечении элемента Н/м2 , [ s ] – допускаемое напряжение, которое составляет некоторую часть от предела текучести материала: [ s ] = s т / n, здесь n – коэффициент запаса прочности. Коэффициент запаса прочности имеет различные значения в зависимости от ряда условий и, в первую очередь, от характера нагрузки и назначения конструкции. Например, для обычных строительных конструкций, выполняемых из углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст3, допускаемое напряжение составляет [s] = 16×107 Н/м2 (~16 кгс/мм2). Так как предел текучести стали Ст3 sт = 24×107 Н/м2, то коэффициент запаса прочности будет n = 240/160 = 1,5. Для пролетных строений железнодорожных мостов из той же марки стали [s] = 14×107 Н/м2 (~14 кгс/мм2) и коэффициент запаса прочности n = 240/140 = 1,7.
|
|
|
При действии осевых нагрузок расчетные напряжения вычисляют по формуле: s = Р/ F, где Р - осевое усилие, Н, F - площадь поперечного сечения нагружаемого элемента, м2.
Более точным методом расчета, учитывающим условия работы и однородность материала конструкции, является метод расчета по предельным состояниям. Предельным называют состояние, когда под действием нагрузки происходят качественные изменения свойств материала или наступает физический процесс, по каким-либо причинам недопустимый, нежелательный или опасный. Характерными случаями предельного состояния являются:
|
|
|
наступление текучести в основном сечении элементов конструкции или разрушение под действием статических, повторно-переменных и динамических нагрузок;
предельное состояние, обусловленное наибольшей деформацией конструкции, недопустимыми прогибами при статических нагрузках, колебаниями при динамических нагрузках;
предельное состояние, характеризуемое максимально допустимыми местными повреждениями (деформациями, трещинами). Возможно сочетание различных предельных состояний.
При расчете конструкции по предельному состоянию условие прочности записывается в виде:
N/F £ m R, где N – расчетное усилие, Н; F -площадь расчетного сечения, м2, R – расчетное сопротивление материала, H/м2; m - коэффициент условий работы, учитывающий степень ответственности конструкции, возможность дополнительных деформаций при эксплуатации, жесткость узлов. Расчетное сопротивление металла стыковых швов устанавливают по специальным нормативам (например, в СНиП на проектирование). Так, по этим нормам для стыковых швов, выполненных ручной или механизированной сваркой металлоконструкций из стали Ст3, расчетное сопротивление при растяжении равно Rсвс = 18 × 107H/M2 (180 МПа).
Стыковые швы на прочность рассчитывают по формуле:
N = R св с d l , где N -расчетное действующее усилие в соединении, Н; R св с - расчетное сопротивление сварного стыкового соединения, H/м2; d - толщина металла в расчетном сечении, м; l – длина шва, м.
Расчетное усилие для угловых швов рассчитывают по формуле:
N = 0,7K l R св ср, где К -катет шва, м; l- длина шва, м; R св ср - расчетное сопротивление срезу, H/м2; коэффициент 0,7 показывает, что расчет ведется из предположения разрушения шва в плоскости, проходящей по гипотенузе вписанного прямоугольного треугольника. Расчетное сопротивление металла для угловых швов в нормативах (в СНиП на проектирование) принимается исходя из предположения, что металл шва работает на срез. Для угловых швов, выполненных ручной или механизированной сваркой металлоконструкций из стали Ст3, расчетное сопротивление на срез Rсвср = 150 МПа.
Пример. Определить наибольшее допустимое усилие, которое сможет выдержать сварная тяга, выполненная из двух полос толщиной 5 мм и шириной 300 мм при их стыковом и нахлесточном соединении. Материал тяги- сталь Ст3 по ГОСТ 380.
Решение. Расчетное сопротивление при растяжении для стали Ст3 составляет 180 МПа, сопротивление на срез - 150 МПа. Толщина стыкового и катет углового швов равны 5 мм, длина швов в обоих случаях 300 мм.
Расчетное усилие, которое выдержит стыковое соединение, определяется по формуле:
N = Rсвс dl =180 ×5 ×300 = 270 000 МПа.
Расчетное усилие для нахлесточного соединения определяется по формуле
N = 0,7Kl Rсвср = 0,7 ×5 ×150 ×300 = 157 500 МПа.
Вывод: при сварке полос тяги расчетное усилие стыкового соединения в 1,7 раза больше, чем при их нахлесточном соединении.
Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 57; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!