Сварным называется неразъемное соединение, выполненное сваркой, т. е. путем установления межатомных связей между свариваемыми частями при их нагревании или пластическом деформировании.
Сварные являются наиболее распространенными и совершенными из всех неразъемных соединений.
Достоинства:
лучше других обеспечивают условия равнопрочности;
герметичность конструкции;
малая трудоемкость;
легкость механизации и автоматизации процесса сварки;
невысокая масса и стоимость конструкции. Замена клепаных конструкций сварными уменьшает их массу до 25%, а замена литых конструкций сварными экономит до 30% и более металла.
Недостатки:
недостаточная надежность при ударных и вибрационных нагрузках;
коробление деталей в процессе сварки;
концентрация напряжений;
невозможность сварки закаленных соединений;
зависимость качества соединения от квалификации сварщика при ручной сварке;
сложность проверки качества соединений.
Существует две группы сварки: сварка плавлением и сварка давлением. В машиностроении наиболее распространена дуговая сварка, при которой нагрев осуществляется электрической дугой.
|
|
Свариваемость материалов характеризуется их склонностью к образованию трещин при сварке и механическими свойствами соединения. Хорошей свариваемостью обладают низкоуглеродистые стали, плохой – высокоуглеродистые стали и чугуны.
Основным критерием работоспособности сварных соединений является прочность.
Расчет стыковых соединений производится по нормальному напряжению растяжения или сжатия по нормальному сечению соединяемых элементов без учета выпуклости шва:
где δ – толщина соединяемых элементов; L – длина шва;[σ´] – допускаемое напряжение металла шва для принятой технологии сварки.
Основным геометрическим и расчетным параметром угловых швов является катет К (если катеты шва не равны, то шов характеризуют меньшим катетом). В большинстве случаев катет шва принимают равным толщине соединяемых деталей (см. рис. 22.2б).
Расчет угловых швов производится по касательным напряжениям сдвига в опасном сечении, расположенном в биссекторной плоскости прямого угла, без учета выпуклости шва:
где 0.7k = k·sin45˚– высота опасного сечения шва; L – суммарная длина швов; [τ´] – допускаемое напряжение металла шва для принятой технологии сварки.
Приведенные расчетные формулы пригодны для швов сварных конструкций, нагруженных осевыми силами, но не моментами