РАСЧЕТЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ
Прочность сварных соединений зависит от: прочности основного металла соединяемых элементов, прочности наплавленного металла шва, формы и вида соединения и связанного с этим распределения напряжений в соединении, характера силового воздействия на соединение, технологии сварки. Правильный выбор сварочных материалов (электродов, электродной проволоки, флюса) и технологического процесса обеспечивает получение прочностных характеристик металла соединения не ниже характеристик основного металла. Однако при некачественном выполнении шва в нем могут оказаться поры, газовые и шлаковые включения и прочие внутренние дефекты, которые являются внутренними источниками концентрации напряжений и будут ослаблять шов при его работе на растяжение. Поэтому стыковой шов, работающий на растяжение, принимается равнопрочным основному металлу только в том случае, если он будет надежно проверен одним из физических методов контроля (просвечивание рентгеновскими или гамма- лучами, проверка ультразвуком) и признан годным к эксплуатации. На стыковые швы, работающие на сжатие или срез, влияние возможных внутренних источников концентрации напряжений (газовые и шлаковые включения, поры и т. п.) оказывается меньшим, а потому применение физических методов контроля для них не является обязательным. Это позволяет принимать для таких швов расчетные сопротивления равными сопротивлению основного металла. Угловые швы (лобовые и фланговые) всегда испытывают совокупность воздействий осевой силы, изгиба и среза, имеют значительную концентрацию напряжений, и их расчет носит условный характер. Все принятые в инженерной практике методы расчета сварных соединений являются приближенными, дающими возможность получить решение с меньшей затратой времени. Наиболее трудной и ответственной частью расчета является правильный выбор допускаемых напряжений или запасов прочности с учетом всех особенностей рассчитываемой конструкции, технологии ее изготовления и условий эксплуатации.
|
|
|
Допускаемые напряжения в сварных швах при статической нагрузке определяют в зависимости от допускаемых напряжений на растяжение [σ]P для основного металла:
- при растяжении
[σ]P = σт / [n]; (1)
где [n] - коэффициент запаса прочности, принимаемый обычно равным 1,4- 1,6, к допускаемым напряжениям на основной металл;
- при сжатии
[σ]СЖ = [σ]P ; (2)
- при срезе [τ] =(0,5 - 0,6)[σ]P. (3)
Сварные соединения сталей, выполненные дуговой сваркой, по определению допускаемых напряжений делятся на две группы. К первой группе относятся швы низкоуглеродистых сталей обычного качества и низколегированных, у которых механические свойства швов и зоны термического влияния соответствуют свойствам основного металла. Рекомендуемые допускаемые напряжения для швов этой группы приведены в табл. 7.
|
|
|
Таблица 7 Допускаемые напряжения в сварных швах
Ко второй группе относятся швы сталей со специальными свойствами (высокопрочные, коррозионностойкие), у которых свойства швов или металла околошовной зоны хуже свойств основного металла. Для швов этой группы сталей допускаемые напряжения назначаются на основе специально проведенных экспериментов в условиях, соответствующих работе проекти- руемой сварной конструкции. При стыковой контактной сварке, сварке трением и холодным способом в соединении возможно принятие допускаемых напряжений, как и для стыковых соединений, выполненных дуговыми способами сварки, если технологический процесс отработан и позволяет получить высокие механические свойства соединения.
Для соединений, выполненных точечной и шовной контактной сваркой, допускаемые напряжения среза для низкоуглеродистых и некоторых низколегированных сталей могут составлять: 0,5[s]P - при испытании на срез и 0,3[s]P - при испытании на отрыв.
При сварке низкоуглеродистой стали марки Ст3, для которой допускаемое напряжение [s]Р = 160 МПа, допускаемые напряжения в швах, выполненных автоматической сваркой и электродами Э42А, будут следующие:
[s¢ ]Р = 160 МПа; [s¢ ]СЖ = 160 МПа; [t¢ ] = 100 МПа.
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 48; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!