Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конструктивные требования к сварным швам

Конструктивные требования к сварным швам

Приведены строительные правила определения минимальной и максимальной катета сварки, а так же конструктивные требования к расположения сварных швов.

Нормы на сварку согласно СП 16.13330.2011

14.1.7 Размеры сварных угловых швов и конструкция соединения должны удовлетворять следующим требованиям:

а) катет углового шва kf не должен превышать l,2t, где t — наименьшая из толщин свариваемых элементов;

катет шва, наложенного на закругленную кромку фасонного проката толщиной t, как правило, не должен превышать 0,9t;

б) катет углового шва kf должен удовлетворять требованиям расчета и быть, как правило, не меньше указанного в таблице 38; при возможности обеспечения большей глубины провара катет шва (от 5 мм и более) в тавровом двустороннем, а также в нахлесточном и угловом соединениях допускается принимать меньше указанного в таблице 38, но не менее 4 мм; при этом дополнительным контролем должно быть установлено отсутствие дефектов, в том числе технологических трещин;

Предел текучести стали, Н/мм 2

Минимальный катет шва kf, мм, при толщине более толстого из свариваемых элементов t, мм

Автоматич. и механизир.

Автоматич. и механизир.

1 В конструкциях из стали с пределом текучести свыше 590 Н/мм 2 , а также из всех сталей при толщине элементов более 80 мм минимальный катет швов следует принимать по специальным техническим условиям.

в) расчетная длина углового шва должна быть не менее 4kf и не менее 40 мм;

г) расчетная длина флангового шва должна быть не более 85 βf kf, за исключением швов, в которых усилие действует на всем протяжении шва (здесь (βf — коэффициент, принимаемый согласно таблице 39);

д) размер нахлестки должен быть не менее пяти толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов;

е) соотношение размеров катетов угловых швов следует принимать, как правило, 1:1; при разных толщинах свариваемых элементов допускается принимать швы с неравными катетами; при этом катеты, примыкающие к более тонкому либо к более толстому элементу, должны удовлетворять требованиям соответственно 14.1.7,а либо 14.1.7,б;

ж) угловые швы следует выполнять с плавным переходом к основному металлу в конструкциях, возводимых в районах с расчетными температурами ниже минус 45 °С, а также в случаях, когда плавный переход обеспечивает повышение расчетного сопротивления усталости сварных соединений.

14.1.10 Прерывистые угловые сварные швы допускается применять при статической нагрузке при избыточной несущей способности непрерывного шва минимального размера для соединений в конструкциях группы 4, а также в реконструируемых конструкциях группы 3, в районах, кроме имеющих расчетную температуру ниже минус 45 °С, и эксплуатируемых в неагрессивных или слабоагрессивных средах.

Размеры сварного шва должны соответствовать требованиям 14.1.7.

Расстояние s между участками сварных швов (рисунок 19), как правило, не должно превышать одного из значений: 200 мм, 12tmin атом элементе (tmin — толщина самого тонкого из соединяемых элементов), 16tmin в растянутом элементе. В конструкциях группы 4 расстояние s допускается увеличить на 50 %.

а — в нахлесточном соединении; б — в тавровом соединении

Рисунок 19 — Схема прерывистых угловых сварных швов

При наложении прерывистого шва следует предусматривать шов по концам соединяемых частей элементов; длина lw1этого шва в элементах составного сечения из пластин должна быть не менее 0,75b, где b — ширина более узкой из соединяемых пластин.

Классификация сварных соединений

Сварное соединение — неразъемное соединение, выполненное сваркой. Сварное соединение (рис. 1) включает три образующиеся в результате сварки характерные зоны металла в изделии: зону сварного шва 1, зону сплавления 2, зону термического влияния 3, а также часть основного металла 4, прилегающую к зоне термического влияния.

Читайте так же:
Как подсоединить старый телевизор к цифровой приставке

Зоны сварного соединения

Рис. 1. Сварное соединение

Сварной шов — участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла.

Металл шва — сплав, образованный расплавленным основным и наплавленным металлами или только переплавленным основным металлом.

Основной металл — металл подвергающихся сварке соединяемых частей.

Зона сплавления — зона, где находятся частично оплавленные зерна металла на границе основного металла и металла шва. Эта зона нагрева ниже температуры плавления. Не расплавленные зерна в этой зоне разъединяются жидкими прослойками, связанными с жидким металлом сварочной ванны и в эти прослойки имеют возможность проникать элементы, введенные в ванну с дополнительным металлом или сварочными материалами. Поэтому химический состав этой зоны отличен от химического состава основного металла.

Зона термического влияния — участок основного металла, не подвергшийся расплавлению, структура и свойства которого изменились в результате нагрева при сварке, наплавке или резке.

Тип сварного соединения определяет взаимное расположение свариваемых элементов. Различают: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные и торцовые сварные соединения.

Вид свариваемых деталей

При сварке различают следующие виды свариваемых деталей лист — Л (Р), труба — Т (Т), стрежень — (С) и их сочетания между собой лист с трубой (Л + Т), трубы с отводом (Т + О), трубы с трубой через муфту (Т + М + Т), лист со стержнем (Л+С).

Читайте также: Положения при сварке

Под понятием «труба» подразумеваются также детали замкнутого полого профиля, таких как: штуцер, патрубок, обечайка, корпус коллектора и пр. Под понятием «стержень » подразумеваются детали круглого и многогранного сплошного сечения, гладкие и с периодическим профилем.

Виды свариваемых деталей по НАКС

Виды свариваемых деталей Л -лист, Т — Труба, Л+Т Лист +Труба, С — Стержень

Виды соединений

Стыковое соединение — сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями и расположенных в одной плоскости или на одной поверхности (рис. 2). Поверхности элементов могут быть несколько смещены при соединении листов разной толщины (см. рис.2, б).

Основные параметры подготовки кромок под сварку
Рис. 2. Стыковые соединения

Угловое соединение — сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев (рис. 3).

Угловые соединения

Рис. 3. Угловые соединения

Тавровое соединение — сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента (рис. 4).

Тавровое соединение

Рис. 4. Тавровое соединение

Нахлесточное соединение — сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга (рис. 5, а, б). Отсутствие опасности прожогов при сварке облегчает применение высокопроизводительных режимов сварки. Применение нахлесточных соединений облегчает сборку и сварку швов, выполняемых при монтаже конструкций (монтажных швов).

Торцовое соединение — сварное соединение, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу (рис. 5, е).

Нахлесточное и торцевое соединение

Рис. 5. Нахлесточные (а, б) и торцовое соединения (в)

Сварные швы подразделяют по разным признакам: по типу шва, по протяженности, по способу выполнения, по пространственному положению и по форме разделки кромок.

Вид соединений ос (бп) ос (сп) дс (бз) дс (зк)

Сварные соединения, подразделяются на следующие виды:

  • сварные соединения, выполняемые с одной стороны (односторонняя сварка) — ос (ss) и с двух сторон (двусторонняя сварка) — дс (bs);
  • сварные соединения, выполняемые на съемной или остающейся подкладке, подкладном кольце — сп (mb) и без подкладки (на весу) — бп (nb);
  • сварные соединения, выполняемые с зачисткой корня шва — зк (gg), без зачистки корня шва — бз (ng);
  • сварные соединения, выполняемые с газовой защитой корня шва (поддувом газа) — гз (gb);
Читайте так же:
Как пользоваться пистолетом для клея видео

Типы швов СШ, УШ

По типу сварные швы делят на стыковые (СШ), угловые (УШ) и прорезные.

Стыковой шов СШ — сварной шов стыкового соединения.

Угловой шов УШ — сварной шов углового, нахлестанного или таврового соединений.

Типы швов: СШ, УШ

Типы швов. Стыковой шов — СШ, Угловой шов — УШ

Различают следующие характеристики сварного шва: ширину, выпуклость, вогнутость и корень шва.

Ширина шва е — расстояние между видимыми линиями сплавления сварного шва (см. рис. 2, а). Выпуклость шва g определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом и поверхностью сварного шва, измеренным в месте наибольшей выпуклости (см. рис. 2, а; 4, а). Вогнутость шва T определяется расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы шва с основным металлом и поверхностью шва, измеренным в месте наибольшей вогнутости (см. рис. 2, в; 3, в). Вогнутость корня стыкового шва является дефектом обратной стороны одностороннего шва. Корень шва — часть сварного шва, наиболее удаленная от его лицевой поверхности (см. рис. 2, б; 4, а). По существу это обратная сторона шва, в которой различают ширину е1 и высоту g1 обратного валика (см. рис. 2, а).

Угловой шов имеет следующие размерные характеристики: катет, толщину, расчетную высоту. Катет углового шва к определяется кратчайшим расстоянием от поверхности одной из свариваемых частей до границы углового шва на поверхности второй свариваемой части (см. рис. 3, в; 4, а). Катет задается в качестве параметра, который нужно выдерживать при сварке. Толщина углового шва а — наибольшее расстояние от поверхности углового шва до точки максимального проплавления основного металла. Для оценки прочности сварного соединения используют расчетную высоту углового шва — р. Для угловых швов более благоприятна вогнутая форма поверхности шва с плавным переходом к основному металлу

По способу выполнения различают сварку: одностороннюю и двустороннюю, однослойную и многослойную. Одностороннюю сварку стыкового сварного соединения выполняют со сквозным проплавлением кромок на подкладке или без подкладки (на весу). Двустороннюю сварку выполняют с зачисткой (удалением) корня шва (механической обработкой) перед сваркой обратной стороны сварного соединения или без зачистки корня шва. При двусторонней сварке зачастую приходится кантовать изделие или вести сварку в трудном потолочном положении.

Многослойный шов применяют при сварке металла большой толщины, а также для уменьшения зоны термического влияния. Под слоем сварного шва понимают часть металла сварного шва, которая состоит из одного или нескольких валиков, располагающихся на одном уровне поперечного сечения шва. Валик — металл сварного шва, наплавленный за один проход. Под проходом при сварке подразумевается однократное перемещение в одном направлении источника тепла при сварке или наплавке.

Многослойный сварной шов

Рисунок — Многослойный шов

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Пример 1. Определить длину швов, прикрепляющих уголок 100x100x10 мм к косынке (рис. 11. а). Соединение конструируется равнопрочным целому элементу. Материал сталь Ст2. Электроды Э42.

Читайте так же:
Какую контрастность выбрать у телевизора

В табл. 2 для стали Ст2 находим допускаемое напряжение [σp] = 140 МПа. Площадь профиля уголка 1920 мм² ("Уголки стальные горячекатаные равнополочные" ГОСТ 8509-93).

Расчетная сила в уголке

Р = 140×1920 = 268 800 Н

В данном случае допускаемое напряжение при срезе, согласно табл. 1, в сварном шве

Требуемая длина швов (при К =10 мм) в нахлесточном соединении согласно расчету к рис. 11а.

Длина лобового шва l = 100 мм: требуемая длина обоих фланговых швов lфл = 458-100 = 358 мм. Так как для данного уголка е1 = 0,7l то длина шва 2 будет l2 — 0,7×358 = 250 мм, длина шва 1 будет l1 = 0,3×358 = 108 мм. Принимаем l2 = 270 мм, l1 = 130 мм.

Пример 2. Определить длину l швов, прикрепляющих швеллер №20а. нагруженный на конце моментом М = 2,4×10 7 Н·мм (рис. 11. б). Материал сталь Ст2. Электроды Э42.

В табл. 2 для стали Ст2 находим допускаемое напряжение [σp] = 140 МПа. Допускаемое напряжение при срезе, согласно табл. 1, в сварном шве

Момент сопротивления сечения швеллера W = 1,67 x 10 5 мм³ (из ГОСТа)

σ = 2,4×10 7 / 1,67×10 5 = 144 МПа

Катет горизонтальных швов К1 = 10 мм, вертикального К2 = 7,5 мм. Из формулы 1 (см. выше) находим

Принимаем l = 200 мм. При этой длине шва напряжение при изгибе

Полученная величина меньше допускаемой [τ’cp] = 84 МПа.

ЭЛЕКТРОДЫ

Размеры и общие технические требования на покрытые металлические электроды для ручной дуговой сварки сталей и наплавки поверхностных слоев из сталей и сплавов приведены в ГОСТ 9466-75 или кратко здесь.

Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей (по ГОСТ 9467-75):

Электроды изготовляют следующих типов:

Э38, Э42, Э46 и Э50 — для сварки низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 500 МПа:

Э42А, Э46А и Э50А — для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 500 МПа, когда к металлу сварных швов предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости;

Э55 и Э60 — для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву св. 500 до 600 МПа;

Э70, Э85, Э100, Э125, Э150 — для сварки легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности с временным сопротивлением разрыву свыше 600 МПа;

Э-09М, Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-05Х2М, Э-09Х2МГ, Э-09Х1МФ, Э-10Х1М1НФБ, Э-10ХЗМ1БФ, Э-10Х5МФ — для сварки легированных теплоустойчивых сталей.

Механические свойства металла шва,
наплавленного металла и сварного соединения при нормальной температуре (по ГОСТ 9467-75)

Типы электродовМеталл шва или наплавленный металлСварное соединение, выполненное электродами диаметром менее 3 мм
Временное сопротивление разрыву σв, МПа (кгс/мм²)Относительное удлинение δ5, %Ударная вязкость KCU, Дж/см² (кгс·м/см²)Временное сопротивление разрыву σв, МПа (кгс/мм²)Угол загиба, градусы
не менее
Э38380 (38)28 (3)380 (38)
Э42420 (42)78 (8)420 (42)
Э46460 (46)78 (8)460(46)
Э50500 (50)69 (7)500 (50)
Э42А420 (42)148 (15)420 (42)
Э46А460 (46)138 (14)460 (46)
Э50А500 (50)129 (13)500 (50)
Э55550 (55)118 (12)550 (55)
Э60600 (60)98 (10)600 (60)
Э70700 (70)59 (6)
Э85850 (85)49 (5)
Э1001000 (100)49 (5)
Э1251250 (125)38 (4)
Э1501500 (150)38 (4)
Читайте так же:
Какого цвета профессиональный инструмент bosch

ГОСТ 9467-75 предусматривает также типы электродов и механические свойства наплавленного металла или металла шва для легированных теплоустойчивых сталей.

Электроды покрытые металлические для ручной дуговой наплавки
поверхностных слоев с особыми свойствами (по ГОСТ 10051-75)

ТипМаркаТвердость без термообработки после наплавки HRCОбласть применения
Э-10Г2 Э-11Г3 Э-12Г4 Э-15Г5 Э-30Г2ХМОЗН-250У O3H-300У ОЗН-350У ОЗН-400У НР-7022,0-30,0 29,5-37,0 36,5-42,0 41,5-45,5 32,5-42,5Наплавка деталей, работающих в условиях интенсивных ударных нагрузок (осей, валов автосцепок, железнодорожных крестовин, рельсов и др.)
Э-65Х11Н3 Э-65Х25Г13Н3ОМГ-Н ЦНИИН-427,0-35,0 25,0-37,0Наплавка изношенных деталей из высокомарганцовистых сталей типов Г13 Г13Л
Э-95Х7Г5С Э-30Х5В2Г2СМ12АН/ЛИВТ ТКЗ-Н27,0-34,0 51,0-61,0Наплавка деталей, работающих в условиях интенсивных ударных нагрузок с абразивным изнашиванием
Э-80Х4С Э-320Х23С2ГТР Э-320Х25С2ГР Э-350Х26Г2Р2СТ13КН/ЛИВТ Т-620 Т-590 Х-557,0-63,0 56,0-63,0 58,0-64,0 59,0-64,0Наплавка деталей, работающих в условиях преимущественно абразивного изнашивания
Э-300Х28Н4С4 Э-225Х10Г10С Э-110Х14В13Ф2 Э-175Б8Х6СТЦС-1 ЦН-11 ВСН-6 ЦН-1649,0-55,5 41,5-51,5 51,0-56,5 53,0-58,5Наплавка деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания ударными нагрузками

ГОСТ предусматривает также и другие химический состав, типы и марки электродов.

Сварочные материалы, применяемые для сварки стальных конструкций, должны обеспечивать механические свойства металла шва и сварного соединения (предел прочности, предел текучести, относительное удлинение, угол загиба, ударную вязкость) не менее нижнего предела свойств основного металла конструкции.

Свариваемые материалы и применяемые электроды:

— СтЗкп, СтЗкп, СтЗпс, Сталь 08кп, Сталь 10 — Э42, Э42А, Э46;
— Сталь 20 — Э42;
— Сталь 25Л — Э46;
— Сталь 35Л, Сталь 35, Сталь 45, Ст5кп, Ст5пс — Э50А;
— Сталь 20Х, Сталь 40X — Э85;
— Сталь 18ХГТ, Сталь 30ХГСА — Э100;
— АД1, АД1М, АМг6 — Присадочные прутки.

Дата добавления: 2016-05-28 ; просмотров: 6074 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Расход материалов при сварочных работах – методы расчета

Для определения себестоимости сварных изделий очень важно правильно рассчитать расход материалов при сварочных работах. Кроме того, количество необходимых электродов, сварочной проволоки, флюсов, защитных газов и других расходных материалов необходимо знать и для того, чтобы обеспечить непрерывность рабочего процесса, создав на складе достаточный их запас.

Расчет необходимого количества материалов для сварки ведется на основе существующих норм их потребления при применении того или иного метода сварки.

Норма расхода сварочных материалов – это их количество, необходимое для полного изготовления сварного изделия с учетом всех потерь и отходов. Данная норма включает в себя расход материалов на всех этапах технологического процесса, связанного со сваркой, а именно – во время проведения подготовительных работ (изготовление прихваток), ведения самих сварочных работ, а также возможной последующей правки конструкции.

Для каждого типа сварного шва и каждого метода сварки существуют свои нормативы расхода материалов. Кроме того, при определении количества нужных материалов учитываются и неизбежные при ведении сварки потери, причем существует также определенная норма таких потерь, которая зависит от применяемого метода сварки и ее режима, длины шва и сложности всей сварной конструкции.

Читайте так же:
Как называется пистолет для гвоздей

Основные формулы для расчета нормы расходов сварочных материалов.

Существуют определенная нормативная формула, помогающая рассчитать расход материалов при сварочных работах. Эта формула позволяет понять, сколько сварочных материалов потребуется на один метр шва:

N – норма расхода сварочных материалов на один метр сварного шва

G – масса наплавленного металла сварного шва, длина которого равна 1 метру

K – коэффициент перехода от массы наплавленного металла к расходу материалов для сварки

А для того, чтобы определить массу наплавленного металла на 1 метр сварного шва (G), можно воспользоваться следующей формулой:

F – площадь поперечного сечения сварного шва (в мм 2 )

y – удельная масса металла (г/см 3 )

L – длина сварного шва (она равна 1 метру).

Приведенные выше формулы позволяют рассчитать нормы расхода материалов для сварочного шва в наиболее простом – нижнем положении. Если же сварочные работы ведутся в вертикальном или потолочном положении, то полученный норматив необходимо умножить на поправочный коэффициент, который как раз и учитывает особенности расхода материалов при различных положениях сварного шва:

  • для нижнего положения шва этот коэффициент равен 1,00
  • при полувертикальном положении шва берется коэффициент 1,05
  • при вертикальном (горизонтальном) положении шва коэффициент равен 1,10
  • при потолочном положении шва полученная предварительно норма умножается на коэффициент 1,20.

Рассмотрим, на какие особенности следует обращать внимание при определении необходимого количества конкретных сварочных материалов – сварочной проволоки и защитного газа.

Как рассчитать расход сварочной проволоки.

Для того, чтобы рассчитать количество сварочной проволоки, которое потребуется для изготовления сварной конструкции, необходимо учесть следующие параметры:

  • Если применяется полуавтоматический метод сварки, то количество сварочной проволоки зависит от следующих факторов:
  1. характеристик подвергаемого сварке металла
  2. диаметра сварочной проволоки
  3. особенностей и технических характеристик самого сварочного оборудования
  4. присутствия или отсутствия защитного газа.
  • Расчет расхода сварочной проволоки можно произвести, исходя из массы всей сварной конструкции – как правило, максимальное количество проволоки равняется 1,5% массы сварной конструкции.
  • Также массу проволоки можно определить, исходя из массы наплавляемого металла. При этом методе расчета учитывается, что требуемая масса проволоки превышает вес наплавляемого металла на 2-6%.

Сварочная проволока

Расчет расходов защитного газа.

Правильный расчет количества необходимого для ведения сварочных работ защитного газа дает возможность добиться высокого качества и непрерывности сварных работ в среде защитного газа. Количество необходимого газа зависит от того, какой именно металл подвергается сварке:

  • для сварки конструкции из алюминия потребуется 15-20 литров защитного газа (аргона) в минуту
  • сварка медной конструкции в среде защитных газов потребует 10-12 литров газа в минуту
  • для магниевых сплавов потребуется 12-14 литров аргона в минуту
  • при сварке сплавов никеля «уйдет» 10-12 литров газа в минуту
  • титан и его сплавы требуют более значительного расхода газа при проведении сварочных работ – 35-50 литров в минуту.

А вот для сварки изделий из стали защитный газ расходуется более экономно.

Для того, чтобы не расходовать лишнее количество газа при сварке, баллоны с газом снабжаются специальным регулятором.

Регулятор расхода аргона

В заключение хотелось бы отметить, что правильный расчет расхода материалов для сварочных работ дает возможность не только обеспечить сварщика вовремя всем необходимым, но и сэкономить затраты на производство сварных конструкций, а значит, снизить себестоимость продукции и повысить конкурентоспособность ее на рынке.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector