Сварные соединения

1.

Презентация на тему:
Сварные соединения

2. Введение

Сварные соединения занимают центральное место среди
неразъёмных соединений в машиностроении благодаря
способности обеспечивать монолитность конструкции с
коэффициентом заполнения сечения Кз = 0,9–1,0. В сравнении с
заклепочными соединениями, где Кз составляет всего 0,6–0,8,
сварка полностью исключает необходимость в ослабляющих
отверстиях. Это позволяет существенно снизить общую массу
конструкции на 30–60% и повысить её технологичность в серийном
производстве.

3. Преимущества и процесс сварки

Сварка исключает
ослабляющие отверстия,
обеспечивает
герметичность и
технологичность.
Температура дуги
достигает 6000–7000 °C,
образуя зону термического
влияния шириной 2–5 мм.
Прочность зависит от
взаимодействия
наплавленного металла,
зоны термического влияния
и основного металла.

4. Классификация по типу соединения

Сварные соединения классифицируют на стыковые,
нахлесточные, тавровые и угловые. Стыковые швы имеют
коэффициент прочности φ = 0,9–1,0, угловые φ = 0,6–0,8.
Классификация сварных соединений:
(а стыковое, б нахлесточное, в тавровое, г угловое)

5. Классификация по способу сварки

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами остаётся
наиболее универсальным методом для ремонтных и
ответственных работ благодаря простоте применения.
Автоматическая и полуавтоматическая сварка в защитных газах
обеспечивает высокую стабильность качества и применяется в
серийном производстве.
Газовая сварка ограничена соединением тонких листов толщиной
менее 6 мм, а специальные методы, такие как электроннолучевая и плазменная, используются для высокоточных соединений
в авиационной и космической промышленности.

6. Геометрические параметры шва

Параметры шва h, b и l регламентированы ГОСТ 5264-80. Высота
шва h = (0,7–1,0)δ, для угловых эффективная высота hэф
Толщина
Высота шва
Ширина шва
Минимальная
h, мм
b, мм
длина lmin, мм
3-4
3
4-5
30
5-6
4
5-6
40
7-10
5
6-8
50
12-20
6-8
8-10
80
>20
8-10
10-12
100
основного
металла δ, мм

7. Подготовка кромок и припуски

Качество провара и экономичность сварки определяются
подготовкой кромок: V-образные с углом 50–60° применяют для
толщин до 12 мм, X-образные для более толстых листов с
послойным заполнением. U-образные кромки с углом 10–20°
экономят наплавляемый металл на 20–30%, а глубина фаскования
f = δ/2–δ/3 гарантирует полный провар без выгорания.
При проектировании деталей предусматривают припуски на сварку
С = e + Δ + k, где для δ = 10 мм общий припуск составляет 3,3 мм с
каждой стороны с учётом усадки и обработки.

8. Расчет на прочность

Расчет ведут по сдвиговым напряжениям τш = F / Aш ≤ φ × Rс. Для
электрода Э42А Rс = 200 Мпа.
а — фланговый шов, b — рабочая высота

9. Деформации и напряжение

Термический цикл сварки вызывает продольную усадку 1–3 мм на
метр длины шва, поперечную 0,5–1,5 мм/м и угловую
деформацию до 3°. Наибольшую опасность представляют
угловые деформации, нарушающие геометрию конструкции,
поэтому применяют прихватки через 150–300 мм и
последовательность сварки «зигзаг». Остаточные напряжения
достигают 0,6–0,8 Ry и снижаются отпуском при 550–650 °C на 70–
80% или нормализацией при 850–900 °C.

10. Контроль качества

Контроль качества проводится многоуровневым методом: визуальный
обязателен для 100% швов и выявляет 80% внешних дефектов,
ультразвуковой обнаруживает внутренние до глубины 500 мм.
Рентгенография обеспечивает разрешение 0,1–0,3 мм для критичных
конструкций. Допуски по ГОСТ 7512-82 запрещают трещины,
ограничивают поры диаметром до 2 мм и непровары до 10% высоты
шва.
Сварные тавровые соединения:
а – швами с глубоким проплавлением; б, г – угловым швом; в – стыковым швом

11. Заключение

Сварные соединения представляют собой наиболее
совершенный вид неразъёмных соединений с коэффициентом
заполнения до 100% и снижением массы конструкций на 30–60%
по сравнению с заклепочными. Методика расчета строго
учитывает тип шва, геометрию, материал и нагрузки, обеспечивая
надёжность при правильном контроле качества и
термообработке. Они остаются золотым стандартом в
отечественном машиностроении для редукторов,
металлоконструкций и энергетического оборудования благодаря
инженерной точности и практической применимости в 2025 году.