Exemple de structuri sudate. Clasificarea structurilor sudate

	Material			de reglementare rezistenţă metal	Estimată rezistenţă metal afară cusături , kN/cm2
	marca fir de sudura la sudarea în dioxid de carbon sau în amestecul acestuia cu argon	la sudare	electrod la sudare electrozi
S285, St3kp, St3ps, St3sp, 20
S345, S345T, S390T, S390K, S440, 09G2S,	Sv-08G2S* Sv-10G2
	Sv-08HG2SDU Sv-08H1DYU

Notă: 1. Pentru firele Sv-08G2S, ar trebui să luați

kN/cm2 și

kN / cm 2, cu excepția sudurilor de filet cu picior

mm. 2. Cu un studiu de fezabilitate adecvat, este permisă utilizarea materialelor care nu sunt enumerate în acest tabel pentru structurile de sudare. În acest caz, proprietățile metalului de sudură trebuie să îndeplinească cerințele specificațiilor tehnice.

Utilizare acest material clarificați conform SNiP.

În unele cazuri, de exemplu, cu o sarcină de vibrație, se calculează și cusături oblice, extinzând forța care acționează într-o perpendiculară pe axa cusăturii și acționând de-a lungul cusăturii, găsim (Fig. 4.5, b)

- perpendicular pe cusătură,

- de-a lungul cusăturii

Unde

- lungimea estimată a cusăturii oblice.

Îmbinări cap la cap sudate realizate fără utilizarea metodelor fizice de control al calității, cu acțiunea simultană a solicitărilor normale în aceeași secțiune a sudurii

Și

acţionând reciproc

Orez. 4.5. La calculul sudurilor cap la cap

a - asupra forței longitudinale; b - asupra forței longitudinale a îmbinării cu o cusătură oblică; în - pe o cot

perpendicular pe direcţiile „X” şi „Y” şi tensiunile tangenţiale

trebuie verificat folosind formula:

Distrugerea îmbinărilor sudate cu suduri în filet frontal și flanc are loc atât în metalul de sudură, cât și în metalul limitei de fuziune (Fig. 4.6). În conformitate cu aceasta, calculul se efectuează pentru una dintre cele două secțiuni: secțiunea 1 pentru metalul de sudură și secțiunea 2 pentru metalul limitei de fuziune (Fig. 4.7), în funcție de care secțiune este mai periculoasă. Sudurile de filet funcționează întotdeauna în condiții complexe de solicitare, iar tensiunea de forfecare domină. Prin urmare, SNiP permite calculul pentru o felie numită felie „condițională”.

Aria secțiunii transversale calculată a sudurii la defecțiunea metalului sudat este egală cu

, în cazul ruperii metalice a limitei de fuziune A wz = z k f l w

Secțiunea calculată este secțiunea metalică a limitei de fuziune. În acest caz, lungimea estimată a cusăturii

.

Dacă

, atunci secțiunea transversală calculată este secțiunea transversală pentru metal

cusătură și stres. (4,3)

Dacă

, apoi se verifică rezistența îmbinării pentru metalul limitei de fuziune, apoi:

Unde

- forta care trece prin centrul de greutate al conexiunii; - lungimea estimată a cusăturii în îmbinarea sudată, egală cu lungimea totală a tuturor secțiunilor sale minus 1 cm; Și - coeficienți luați conform Tabelului 4.3 și luând în considerare penetrarea metalului în timpul sudării. Semnificația fizică a coeficienților Și - atitudine dimensiuni minimeîn secțiunea cusăturii până la piciorul cusăturii (vezi Fig. 4.7). La sudarea manuală, când adâncimea de penetrare este mică și zona umbrită din Fig. 4.7, b poate fi considerat dreptunghi echilateral și

.

Din formulele (4.3) și (4.4) este posibil să se determine piciorul cusăturii „ ", ceea ce ar trebui

să nu fie mai mici decât valorile indicate în tabelul 4.4. Croitor. Totuși, cu atât mai puțin

raportul dintre piciorul cusăturii (sau grosimea cusăturii) și grosimea metalului sudat

, cu atât metalul de sudură devine mai fragil, ceea ce duce la formare

Fig 4.6. La calculul sudurilor de filet

dar- pentru distrugerea rosturilor cu cusături pe flancuri; b - cu cusaturi frontale; c - lucrul la îndoire

fisuri. Prin urmare, SNiP dictează că picioarele sudurilor în filet nu ar trebui să mai fie

, Unde - cea mai mică grosime a elementelor legate.

Conexiuni sudate cu suduri de filet cu acțiunea"

” într-un plan perpendicular pe planul locației cusăturilor, contați pe o tăietură:

Orez. 4.7 Secțiuni calculate ale sudurii

1 - pentru metalul de sudură; 2 - pentru metalul limitei de fuziune

pentru metal de sudura

(4.5)

pentru limitele de fuziune a metalelor

(4.6)

Unde Și - momentele de rezistenţă ale secţiunilor calculate ale îmbinării sudate, respectiv, pentru metalul sudat şi respectiv metalul limită de topire; Și

- coeficienții stării de funcționare a cusăturii,

Și

în toate cazurile, cu excepția structurilor ridicate în regiunile climatice specificate în SNiP 2.01.07-85;

Și

- rezistențele calculate ale metalului de sudură și ale metalului de la limita de fuziune (vezi Tabelul 4.2 și Anexa 2).

Sub acțiunea unui moment în planul locației cusăturilor, acestea sunt calculate pentru o tăietură conform formulelor:

pentru metal de sudura

(4.7)

pentru limitele de fuziune a metalelor

(4.8)

Unde XȘi y- coeficienți de puncte DARîmbinarea sudată cea mai îndepărtată de centrul de greutate; Și - momentele de inerție ale secțiunii calculate a îmbinării sudate pe metalul sudat în raport cu axele sale principale “ X” Și “ y” ;Și - la fel, pentru metalul limitei de fuziune.

La calcularea unei îmbinări sudate cu suduri de filet pentru acțiunea simultană a unei forțe longitudinale, a unei forțe transversale si moment

trebuie îndeplinite condiții

Și

;

Unde Și - tensiuni în punctul secțiunii calculate a îmbinării sudate, respectiv, pentru metalul sudat și metalul limită de topire, determinate de formula:

(4.9)

T a b l e 4.3. Coeficienți de penetrare în funcție de tipul de sudare

Varietate mare structuri sudate face dificilă clasificarea lor. Structurile sudate pot fi clasificate:

dupa metoda de obtinere a semifabricatelor (tabla, sudata turnata, sudata forjata, sudata cu stampila);

scopul propus (vagon, navă, aviație etc.);

trăsături caracteristice ale muncii lor (grinzi, cadre, ferme, rezervoare, recipiente sub presiune, țevi și conducte, structuri de cocă etc.).

Tipuri de structuri sudate.

grinzi - elemente structurale, lucrând în principal la îndoire transversală; grinzile interconectate rigid formează structuri de cadru.

coloane- elemente care lucrează în principal în compresiune sau compresiune cu încovoiere longitudinală.

Structuri cu zăbrele- un sistem de tije conectate la noduri astfel încât acestea să sufere în principal tensiune sau compresie; structurile cu zăbrele includ ferme, catarge, plase de armare și cadre.

Structuri sub presiune- structuri la care se impune cerința de etanșeitate a legăturilor; acest tip de structuri include diverse containere, vase și conducte.

Structuri de transport carena- structuri supuse sarcinilor dinamice, prin urmare, sunt supuse unor cerințe de rigiditate ridicată cu o masă minimă (structurile principale de acest tip sunt carenele de nave, vagoane, caroserii auto).

Detalii despre mașini și dispozitive lucrează în principal cu sarcini variabile, repetate în mod repetat, prin urmare, o cerință caracteristică pentru acestea este obținerea unor dimensiuni precise, asigurate în principal prin prelucrarea semifabricatelor sau a pieselor finite (paturi, arbori, roți sunt exemple de astfel de structuri).

La fabricarea structurilor sudate, îmbinări sudate tipuri variate:

Articulațiile cap la cap elementele structurilor plate și spațiale sunt cele mai comune. Astfel de îmbinări au rezistență ridicată la sarcini statice și dinamice și pot fi realizate prin aproape toate tipurile de sudare prin fuziune. La sudarea elementelor de diferite grosimi, marginea unui element mai gros este realizata cu tesita pentru a asigura incalzirea uniforma a marginilor si a evita arsurile la un element mai subtire.

Conexiuni tee elementele sunt utilizate pe scară largă la fabricarea structurilor spațiale. Se execută atât fără tăiere, cât și cu tăierea marginilor pe o singură față sau pe două fețe. Când se execută sudarea cu caneluri, trebuie asigurată penetrarea și rezistența ridicată a îmbinărilor sub orice sarcină. Îmbinările în T pot fi realizate prin toate tipurile de sudare prin fuziune.

Conexiuni lap folosit adesea la sudarea semifabricatelor de tablă, dacă este necesar, pregătirea simplă și asamblarea produselor pentru sudare. Astfel de îmbinări sunt mai puțin durabile decât îmbinările cap la cap.

Conexiuni de colț sunt de obicei de legătură și nu sunt concepute pentru a suporta sarcini de lucru. Conexiuni de colț se poate realiza prin toate tipurile de sudare prin fuziune.

Uneori performează conexiuni cu fante, capăt și alte conexiuni.

Tipuri de grinzi și domeniul lor

Grinzile sunt numite elemente structurale care funcționează în principal pentru îndoirea transversală (în unele cazuri funcționează și pentru îndoirea oblică sau torsiune).

Grinzile sunt cele mai comune elemente structurale.

Grinzile din oțel sudate sunt fabricate pentru a înlocui grinzile în I laminate la cald. Grinzile sudate sunt utilizate pentru fabricarea structurilor portante, și anume ferme și grinzi, precum și structuri de cadru, pasageri, poduri, șine de macara, mașini, baraje, avioane, macarale, mașini-unelte, cadre de construcții. Grinzile sudate sunt deosebit de eficiente în structurile cu deschidere mare ale clădirilor industriale, atelierelor și altor structuri. De asemenea, o grindă sudată este utilizată pentru construcția suporturilor de construcție, reducând astfel greutatea întregii structuri. În toate cazurile, scopul oficial al grinzilor este de a, după ce a acceptat sarcina de la alte elemente structurale, să o transfere pe suporturi.

Grinda sudata - grinda este de urmatoarele tipuri: tip "B"; tastați „K”; tastați „Sh”. Rulate, sudate, simple, compozite, despicate, nu despicate.

Clasificarea structurilor sudate.

1) În funcție de metoda prin care au fost obținute semifabricatele, există:

Constructii turnate sau sudate prin turnare; - foaie; - forjate si sudate; -sudat cu ștampila.

2) La programare: - nava; - constructie; - aviație; - vagon; transport si altele.

3) În funcție de anumite trasaturi caracteristice munca lor.

Grinzile sunt părți structurale care sunt proiectate să funcționeze la îndoirea transversală. Cu ajutorul unei conexiuni rigide de grinzi se obțin așa-numitele structuri de cadru.

Coloane. Aceste piese lucrează de obicei în compresie, inclusiv cu îndoire longitudinală.

Structuri cu zăbrele - constau din tije care sunt conectate la noduri, astfel încât să experimenteze compresie sau tensiune. Astfel de structuri sunt tipuri diferite- acestea sunt catarge, și ferme, și plase de armare etc.

Structuri care funcționează sub presiune ridicată. La fabricarea unor astfel de structuri, este foarte important să se îndeplinească cerințele pentru etanșeitatea îmbinărilor. Astfel de structuri includ de obicei conducte pentru toate scopurile, diferite tipuri de vase și containere.

Structuri de transport carena. Aceste structuri sunt supuse în principal la sarcini dinamice. Ar trebui să aibă rigiditate ridicată și greutate redusă. Astfel de structuri includ caroserii de mașini, caroserii de mașini etc.

Un alt tip de structuri sudate este o varietate de părți ale aparatelor, echipamentelor și mașinilor. Astfel de modele sunt utilizate pentru sarcini variabile repetate în mod repetat. Principala cerință caracteristică pentru astfel de piese este dimensiunile exacte care sunt obținute în timpul lucrului pe semifabricate. Aceste structuri includ: puțuri, paturi, roți.

3. Sarcini care actioneaza asupra structurilor sudate.

După metoda de aplicare, încărcăturile se împart în: concentrate și distribuite. Sarcini concentrate transmit acţiunea lor prin zone foarte mici. Exemple de astfel de sarcini sunt presiunea roților unui vagon de cale ferată pe șine, presiunea unui cărucior de ridicare pe un monorail etc. Sarcini distribuite operează pe o suprafață relativ mare. De exemplu, greutatea mașinii este transmisă prin cadru către întreaga zonă de contact cu fundația.

În funcție de durata de acțiune, se obișnuiește să se facă distincția între sarcinile constante și variabile. Un exemplu sarcina constanta poate servi ca presiune a lagărului de alunecare - lagărele arborilor și axelor - și propria sa greutate pe suport.

sarcina variabilaîn principal sunt afectate detaliile mecanismelor de acţiune periodică. Unul dintre aceste mecanisme este o transmisie cu roți dințate, în care dinții din zona de contact a perechilor adiacente de roți dințate suferă o sarcină variabilă.

În funcție de natura acțiunii, sarcina poate fi statică și dinamică. Sarcini statice aproape nu se schimbă pe toată durata de funcționare a structurii (de exemplu, presiunea fermelor pe suporturi).

dinamicÎncărcăturile sunt active pentru o perioadă scurtă de timp. Apariția lor este asociată în majoritatea cazurilor cu prezența unor accelerații semnificative și forțe inerțiale.

Sarcinile dinamice sunt experimentate de părți ale mașinilor de impact, cum ar fi prese, ciocane, etc. Părțile mecanismelor cu manivelă suferă, de asemenea, sarcini dinamice semnificative în timpul funcționării din cauza modificărilor amplitudinii și direcției vitezei, adică prezența accelerațiilor. Sarcinile dinamice sunt împărțite de la aplicate instantanee, sarcinile de șoc în cele revariabile.

Sarcina aplicată momentan crește de la zero la maxim într-o fracțiune de secundă. Astfel de sarcini apar atunci când amestecul combustibil se aprinde în cilindrul unui motor cu ardere internă, la pornirea unui tren.

Sarcina de impact se caracterizeaza prin faptul ca in momentul aplicarii sale corpul care provoaca sarcina are o anumita energie cinetica. O astfel de încărcare apare, de exemplu, la conducerea piloților cu un pilot de piloți, în elementele unui ciocan de fierar.

Sarcina revariabilă se caracterizează prin periodicitatea sa. Astfel de sarcini sunt experimentate în timpul funcționării de tije, arbori, osii ale vagoanelor de cale ferată, elemente structurale oscilante etc.