Общие сведения о соединениях стальных конструкций, их виды. Сварные соединения как основной вид соединений, применяемый при изготовлении и монтаже металлических конструкций.

Сварные соединения являются основным видом соединений в строительных конструкциях. Создание сварной конструкции представляет собой комплексную задачу, которая включает в себя проектирование, исследование прочности, расчет, рациональный выбор технологии изготовления с применением средств механизации и автоматизации.

Сваркой металлов называют технологический процесс образования неразъемного соединения деталей конструкции путем местного сплавления или совместного пластического деформирования в области соединения этих деталей, сопровождающегося диффузией атомов. В результате сварки возникает прочное сцепление, основанное на межатомном взаимодействии в примыкающих участках деталей.

Сварка является прогрессивным процессом. Она позволяет получить простую конструктивную форму соединения, дает экономию металла по сравнению с другими видами соединений (например, болтовыми), позволяет применять высокопроизводительные механизированные способы изготовления. Сварные соединения обладают свойством газо- и водонепроницаемости, что важно для листовых конструкций, предназначенных для хранения газов или жидкостей (резервуары, газгольдеры, трубопроводы).

Различают следующие виды сварных соединений: стыковые, внахлестку, угловые и тавровые, или впритык

Стыковыми называют соединения, в которых элементы соединяются торцами или кромками, при этом один элемент является продолжением другого. Соединениями внахлестку называются такие, в которых поверхности свариваемых элементов частично находят друг на друга (рис. 3,б). Эти соединения широко применяют при сварке листовых конструкций из стали небольшой толщины (2–5 мм), в решетчатых и некоторых других видах конструкций. Разновидностью соединений внахлестку являются соединения с накладками, которые применяют для соединения элементов из профильного элемента и для усиления стыков.

Угловыми называют соединения, в которых свариваемые элементы расположены под углом

Тавровые соединения (соединения впритык) отличаются от угловых тем, что в них торец одного элемента приваривается к поверхности другого

Во всех видах, сварных соединений (угловых, тавровых, нахлесточных) применяются угловые швы (валиковые). Только стыковые соединения выполняются с помощью стыковых швов.

3. Задача. Из условия прочности (1гр. пс.) подобрать сечение балки для перекрытия пролета l=9м из двух прокатных швеллеров (составной двутавр). Материал – сталь марки ВСт3Гпс5-2, нагрузка, действующая на балку с учетом собственного веса q=8кН/м, коэффициент условий работы γ_с=1,1.

Экзаменационный билет № 6

Преимущества и недостатки сварных соединений. Типы электродов, виды сварных швов.

Виды сварных швов и соединений

Сварным швом (в дуговой сварке) называется конструктивный элемент сварного соединения на линии перемещения источника сварочного нагрева, (дуги), образованный затвердевшим после расплавления металлом.

Сварным соединением является комплекс сварного шва и части основного металла соединяемых элементов, прилежащего к шву. В сварное соединение включается зона влияния, характеризующаяся изменением структуры и свойств металлов соединяемых элементов.

Сварные швы. Сварные швы классифицируют по конструктивному признаку-, назначению, положению, протяженности и внешней форме.

По конструктивному признаку швы разделяют на стыковые и угловые (валиковые). В табл. 1 показаны виды швов и необходимая форма разделки кромок соединяемых элементов различной толщины для обеспечения качественного соединения при автоматизированной и ручной сварке.

Стыковые швы наиболее рациональны, так как имеют наименьшую концентрацию напряжений, но они требуют дополнительной разделки кромок. При сварке элементов толщиной больше 8 мм для проплавления металла по всей толщине сечения необходимы зазоры и обработка кромок изделия. В соответствии с формой разделки кромок швы бывают V-, U-, Х- и К-образные. Для V- и U-образных швов, свариваемых с одной стороны, обязательнаподварка корня шва с другой стороны для устранения возможных непроваров (рис. 1), являющихся источником концентрации напряжений.

Угловыми швами, весьма часто применяемыми в конструкциях, являются поясные швы в балках и колоннах. Угловые (валиковые) швы наваривают в угол, образованный элементами расположенными в разных плоскостях.

Угловые швы, расположенные параллельно действующему осевому усилию, называют фланговыми, а расположенные перпендикулярно – лобовыми.

Швы могут быть рабочими или связующими (конструктивными), сплошными или прерывистыми (шпоночными). По положению в пространстве во время их выполнения они бывают нижними, вертикальными, горизонтальными и потолочными (рис. 2). Сварка нижних швов наиболее удобна, легко поддается механизации, дает лучшее качество шва, а потому при проектировании следует предусматривать возможность выполнения большинства швов в нижнем положении. Вертикальные, горизонтальные и потолочные швы в большинстве своем выполняются при монтаже. Они плохо поддаются механизации, выполнить их вручную трудно, качество шва получается хуже, а потому применение их в конструкциях следует по возможности ограничивать.