Типы сварных швов и соединений

· Стыковые сварные соединения. Они наиболее надежны и экономичны по расходу материала. Предназначены для соединения листов, прокатных профилей – двутавры, швеллеры, уголки, а также для элементов воспринимающих продольные усилия. Эти швы имеют наименьшую концентрацию напряжений, а если сняты выступающие за плоскость стыковых элементов наплавленные части шва, то концентрация напряжений снимается полностью. Для достижения сварного шва равнопрочного основному металлу в стыковых соединениях применяют косой шов (рисунок 11).

Стыковые швы имеют свои недостатки. Они требуют подварки корня, т.е. дополнительной затраты труда. Это необходимо для предотвращения концентраций напряжений. При толщинах свариваемых элементов более 8 мм требуется разделка кромок в месте стыка. Эта операция является весьма трудоемкой.

Рисунок 11.

На рисунке 12 представлены различные типы стыковых сварных швов.

Рисунок 12. Типы стыковых сварных швов.

Сварные швы любого типа имеют непровары, которые в начале шва вызываются недостаточным нагревом соединяемых элементов и неустановившейся электрической дугой, а в конце шва снятием электрода и образованием кратера. Наличие некачественных участков шва учитывается в расчетах уменьшением длины шва по сравнению с длиной соединяемых элементов. В стыковых швах длина шва уменьшается на две толщины соединяемых элементов. Чтобы избежать этих недостатков, рекомендуется в ответственных стыках выводить начало и конец шва на подкладки, которые после наложения шва срубают, а шов шлифуют (рисунок 13).

Рисунок 13. Схема выведения сварного шва на подкладку.

· Угловые швы. На долю угловых швов приходится около 90% выполняемых сварных работ. Хотя прочность угловых швов меньше прочности стыковых, они не требуют разделки кромок, т.е. менее трудоемки.

Угловые швы выполняются с накладками или без них (рисунок 14). Угловые швы могут быть фланговыми, расположенными вдоль усилия или лобовыми (фронтальными), расположенными перпендикулярно усилию. Несимметричное соединение внахлестку работает хуже симметричного, так как в нем образуется эксцентриситет приложения силы и в сечении возникает изгибающий момент.

Рисунок 14. Виды сварных соединений: внахлест;

комбинированные; впритык.

Комбинированное соединение представляет собой сочетание стыкового соединения и соединения внахлестку (рисунок 14).

Важнейшей геометрической характеристикой угловых швов является их катет (рисунок 15). При наложении углового шва чрезмерной толщины возможен пережог основного металла. Поэтому катет такого шва должен быть не больше 1,2 , где – наименьшая толщина соединяемых элементов.

Рисунок 15. Различные виды катетов.

Если угловой шов получается тонким по сравнению с толщиной соединяемых элементов, то происходит резкое изменение размеров сечения при переходе от элементов конструкций к сварному шву, что приводит к возникновению опасных концентраций напряжений. Чтобы избежать этого явления, принимают минимальные толщины (катеты) угловых швов в зависимости от толщины более толстого из сварных элементов.

Таблица 2. Минимальные катеты сварных швов.

Вид соедине- ния	Вид сварки	Предел текучести стали, МПа	Минимальные катеты швов , мм, при толщине более толстого из свариваемых элементов , мм
4–6	6–10	11–16	17–22	23–32	33–40	41–80
Тавровое с двусторонними угловыми швами; нахлесточное и угловое	Ручная	До 430
Св. 430 до 530
Автоматическая и полу-автомати- ческая	До 430
Св. 430 до 530
Тавровое с односторонними угловыми швами	Ручная	До 380
Автоматическая и полу-автомати-ческая

Основными преимуществами соединений с угловыми швами, по сравнению со стыковыми швами, является простота изготовления, не требующая обработки кромок элементов.