Сварные соединения элементов металлических конструкций

1. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

2. Электродуговая сварка

2
Электродуговая сварка
электрод
Электродуговая сварка основана на
возникновении электрической дуги между
электродом и свариваемыми деталями.
держатель
источник
тока
обмазка
Дуга создаёт температуру более 1500°С, что
приводит к расплавлению основного металла и
металла электрода. В результате в зоне
контакта образуется сварной шов.
зажим
шов
эл.
дуга
свариваемые
элементы
Назначение обмазки электрода
Назначение обмазки электрода
При
Приплавлении
плавленииэлектрода
электродаобмазка
обмазкасоздаёт
создаётшлаки
шлакииигазы,
газы,защищающие
защищающиешов
шовот
отокисления
окисленияии
быстрого охлаждения, улучшающие механические свойства шва и стабилизирующие горение дуги.
быстрого охлаждения, улучшающие механические свойства шва и стабилизирующие горение дуги.

3. Виды электродуговой сварки

3
Виды электродуговой сварки
Ручная
Ручная
•• Наименее качественная;
Наименее качественная;
•• Осуществляется
Осуществляетсяэлектродами
электродамиссобмазкой;
обмазкой;
• Используется для монтажных швов.
• Используется для монтажных швов.
Автоматическая
Автоматическая
• Наиболее качественная;
• Наиболее качественная;
• Осуществляется сварочной проволокой без обмазки, защита
• Осуществляется сварочной проволокой без обмазки, защита
шва
шваосуществляется
осуществляетсяслоем
слоемсыпучего
сыпучегоматериала
материала––флюса
флюса
(гранулированного шлака);
(гранулированного шлака);
•• Применяется
Применяетсядля
длязаводских
заводскихшвов
швовбольшой
большойдлины.
длины.
Полуавтоматическая
Полуавтоматическая
•• Подача сварочной проволоки осуществляется автоматически,
Подача сварочной проволоки осуществляется автоматически,
а перемещение аппарата вдоль шва – вручную;
а перемещение аппарата вдоль шва – вручную;
•• Применяется при малой длине шва, а также в местах,
Применяется при малой длине шва, а также в местах,
недоступных для автоматического сварочного аппарата.
недоступных для автоматического сварочного аппарата.

4. Виды сварных швов

4
Виды сварных швов
Выполняются на
Выполняются на
заводезаводеизготовителе
изготовителе
Заводские швы
Торцы деталей приставляют
Торцы деталей приставляют
один
одинккдругому
другомувстык
встыкии
сваривают
сваривают
Стыковые
швы
Шов наплавляется в угол,
Шов наплавляется в угол,
образуемый
образуемыйсвариваемыми
свариваемыми
элементами
элементами
Угловые
швы
Выполняются на
Выполняются на
строительной
строительной
площадке
площадке
Монтажные швы
Условные обозначения
Условные обозначения

5. Виды сварных соединений

5
Фланговые
Фланговыешвы
швырасположены
расположены
параллельно действующему усилию
параллельно действующему усилию
Стыковое
Угловое
Тавровое
Нахлёсточное
Лобовые
Лобовыешвы
швырасположены
расположены
перпендикулярно действующему усилию
перпендикулярно действующему усилию

6. Виды сварных соединений

6
Виды сварных соединений

7. Расчёт угловых швов

7
Расчёт угловых швов
Угловые швы рассчитываются на срез.
Предполагается, что разрушение шва
может произойти по одному из двух
сечений:
1 – по металлу шва;
2 – по металлу границы сплавления
сварного шва с основным металлом.
Корень шва
kf - катет шва;
f, z – коэффициенты глубины
проплавления шва;
при ручной сварке f = 0,7; z = 1,0
(табл. 34* СНиП II-23-81*).

8. Расчёт угловых швов

8
Условия расчёта:
1 – по металлу шва:
N
N
f
Rwf wf c ;
A f n f k f lw
2 – по металлу границы сплавления:
z
N
N
Rwz wz c ;
Az n z k f lw
n – число швов;
Rwf , Rwz – расчётные сопротивления; Rwf – по табл. 56 СНиП; Rwz = 0,45 Run ;
wf , wz – коэффициенты условий работы сварного соединения при низких
температурах (обычно равны 1,00);
lw – расчётная длина шва, принимается меньше фактической на 1 см из-за снижения
качества сварки на концах шва.

9. Выбор типа электродов

9
Прочность шва должна
несколько превышать
прочность основного металла
Фрагмент табл. 55* и 56 СНиП II-23-81*
Фрагмент табл. 55* и 56 СНиП II-23-81*
Марка стали
Тип электрода
Расчётное
сопротивление
металла шва
Rwf, МПа
С245
С255
С275
Э42
180
С345
С375
Э50
215
Нормативное сопротивление 375 МПа (38 кг/мм2)2
Нормативное сопротивление 375 МПа (38 кг/мм )
Нормативное сопротивление 490 МПа (50 кг/мм2)2
Нормативное сопротивление 490 МПа (50 кг/мм )

10. Конструктивные требования к угловым швам

10
Минимальная расчётная длина шва:
Минимальная расчётная длина шва:
lwl 4k
4kf ; ;
w
f
lwl 40
40мм
мм
w
Минимальный
катетшва
шваkf,min
Минимальный
катет
Минимальный
катетшва
шваkf,min
Минимальный
катет
определяется
по
табл.
38*
СНиП
определяется
по
табл.
38*
СНиП
вв
определяется
по
табл.
38*
СНиП
определяется
по
табл.
38*
СНиП
зависимости от наибольшей толщины
зависимости от наибольшей толщины
соединяемых элементов tmax
соединяемых элементов tmax
Максимальная расчётная длина
Максимальная расчётная длина
фланговых швов:
фланговых швов:
Максимальный катет шва:
Максимальный катет шва:
lwl 85
85 f kkf
kkf,max ==1,2
1,2tmin
tmin, ,
f,max
w
f
f
(так как усилия по длине фланговых
(так как усилия по длине фланговых
швов распределены неравномерно)
швов распределены неравномерно)
Из двух швов с
одинаковой несущей
способностью более
экономичным является
шов с меньшим катетом
и большей длиной.
tmin
t ––наименьшая
наименьшаяиз
изтолщин
толщинсоединяемых
соединяемых
min
элементов
элементов
kf
kf
tmin
kf 1,2 tmin
kf
tmin
kf
kf tmin

11. Расчёт стыковых швов

11
Если для сварки выбраны электроды в соответствии с
требованиями СНиП, то стыковые швы принимаются:
- при сжатии – равнопрочными основному металлу (расчётное
b
N
N
сопротивление шва
Rwy = Ry) и не рассчитываются;
- при растяжении – имеющими прочность, на 15% меньшую
прочности основного металла (Rwy
t
N
N
Условие расчёта:
b
N
N
= 0,85 Ry).
N
N
Rwy c ;
Aw lw t
lw – расчётная длина шва; при выводе концов шва на
технологические планки
lw = b, иначе lw = b – 2t .
Швы можно не рассчитывать, если
2
1
b/2
- осуществляется контроль их качества физическими методами
(например, ультразвуковым) – для заводских швов;
- шов выполняется с уклоном не менее 2:1, что увеличивает его
расчётную длину – для монтажных швов.

12. Конструктивные требования к стыковым швам

12
Конструктивные требования к стыковым
швам
Вывод концов шва на
Вывод концов шва на
технологические планки
технологические планки
(для заводских швов)
(для заводских швов)
Технологические планки
Подварка корня шва
Подварка корня шва
(для монтажных швов)
(для монтажных швов)
Обработка кромок шва
Обработка кромок шва

13. Сварочные деформации

13
Сварочные деформации
Продольная усадка угловых швов
Продольная усадка угловых швов
(или
(илипочему
почемуневозможно
невозможноизготовить
изготовить
сварной профиль таврового сечения)
сварной профиль таврового сечения)
Поперечная усадка угловых швов
Поперечная усадка угловых швов
Поперечная усадка стыковых швов
Поперечная усадка стыковых швов
Последовательность сварки
Последовательность сварки
монтажного
монтажногостыка
стыка

14. Дефекты сварных швов

14
Снижение прочности угловых швов
Снижение прочности угловых швов
из-за необработанной кромки
из-за необработанной кромки
соединяемых
соединяемыхэлементов
элементов
Обработка кромок
Дефекты стыковых швов
Дефекты стыковых швов
Применение растянутого стыка через
Применение растянутого стыка через
поперечную
поперечнуюпрокладку
прокладкуне
не
рекомендуется
рекомендуется
(в сжатых стыках это возможно)
(в сжатых стыках это возможно)