Общие сведения о сварных соединениях

 

Термины и определения основных понятий в области сварки установлены ГОСТ 2601-84 «Сварка металлов. Согласно указанному стандарту: Сварное соединение – неразъемное соединение, выполненное сваркой. Сварной шов это участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации

Тип шва определяется типом соединения, формой поперечного сечения кромок свариваемых деталей и технологическими особенностями его выполнения.

Выбор тех или иных типов соединений зависит от назначения конструкции, условий работы, технологических возможностей и металлоемкости сварных соединений.

Конструктивная форма, размеры и качество соединений являются основными признаками, определяющими работоспособность сварной конструкции.

Основными типами сварных соединений являются стыковые, угловые, нахлесточные и тавровые; конструктивные элементы этих соединений и их размеры определяются соответствующими ГОСТами.

Стыковые соединения наиболее просты, надежны и работоспособны при всех видах нагружения, поэтому они применяются в наиболее нагруженных и ответственных узлах сварной конструкции. Стыковые соединения- это сварные соединения двух элементов, расположенных в одной плоскости или на одной поверхности (рис.1.1).

 

 

 

δ δ

а) б) в)

Рисунок 1.1 - Стыковые соединения: а – двусторонние без разделки кромок; б, в – с разделкой кромок

 

Обозначаются в ГОСТах стыковые соединения буквой С.

В зависимости от толщины соединяемых элементов и способа сварки различают соединения без обработки и с обработкой кромок. Форма швов соединений встык примерно одинакова как при ручной, так и при механизированной сварке.

Стыковые соединения применяют в балках, колоннах, но особенно целесообразно их использование в листовых конструкциях (резервуарах, газгольдерах, трубопроводах и т.п.); эти соединения обеспечивают надлежащую герметичность, удобны для физических методов контроля качества, экономичны и характеризуются менее значительной концентрацией напряжений по сравнению с другими типами сварных соединений.

Угловые соединения (рис.1.6) в основном выполняют дуговыми способами.

 

а) б) в) г)

Рисунок 1.2 - Конструктивное оформление угловых соединений

 

В зависимости от свариваемых толщин и требований к швам детали угловых соединений могут соединять с разделкой и без разделки кромок, непрерывными одно – и двусторонними швами. Угловые швы, воспринимающие нагрузку (рабочие угловые швы) должны быть непрерывными, а связующие (соединительные) – как непрерывными, так и прерывистыми или точечными.

Соединения внахлестку, заимствованные у клепаных конструкций, широко распространены в сварных конструкций (рис.1.3). Их применяют при изготовлении балок с накладками, элементов шарнирных соединений и т.д. Они менее прочные по сравнению со стыковыми соединениями и иногда неэкономичны из-за перерасхода металла. Преимущества нахлесточных соединений – небольшая трудоемкость их сборки и сварки, отсутствие необходимости в разделке свариваемых кромок.

Нахлесточные соединения отличаются большим многообразием конструктивных форм в зависимости от применяемых способов сварки. Угловые швы располагают по кромкам нахлестки или по контуру отверстий (круглых или продолговатых) в одном из листов (см. рис.1.3). Соединения, в которых швы накладывают по поверхности элемента, могут иметь прерывистые или непрерывные швы, выполненные дуговой или контактной сваркой.

 

 

a) б)

 

 

 

в)

Рисунок 1.3 – Соединения внахлестку

Разновидностью соединений внахлестку являются соединения с накладками (рис.1.4), они не характерны для сварных узлов, но в некоторых случаях их применяют для соединения двух листов (например, для исключения эксцентриситета приложения усилий используют двойные накладки, для усиления стыкового соединения – односторонние накладки). Однако в боль -

 

 

 

а) б)

 

Рисунок 1.4 - Соединения с накладками

 

шинстве случаев накладки не повышают, а понижают работоспособность сварных стыковых соединений.

Втавр соединяют элементы, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях, и работающие преимущественно на изгиб, (рис.1.5).

 

 

 

а) б) в)

 

Рисунок 1.5 - Сварные соединения втавр

 

 

Эти соединения применяют при производстве различных балок, установке усиливающих элементов (диафрагм, ребер жесткости, кронштейнов), изготовлении рамных конструкций и др. Следует помнить, что тавровые соединения элементов толщиной более 10 мм, выполненные без разделки кромок, плохо работают при переменных и ударных нагрузках из-за возможного непровара корня шва.

 

 

Контрольные вопросы

1. Каковы достоинства стыковых сварных соединений?

2. Каковы достоинства нахлесточных соединений?

3. Что называется сварным швом?

4. Укажите достоинства и недостатки винтовых, клиновых и эксцентриковых прижимов.

5. Укажите достоинства и недостатки пневмопривода, гидропривода и ручного привода зажимных механизмов.

2. Основы работы в приложении Мастер сварки (Weld Assistant)

 

Запуск приложения

Приложение предназначено для моделирования сварных соединений. Приложение обеспечивает проектировщика информацией о сварных швах и соединениях для выполнения анализа методом конечных элементов. В приложении автоматически создается 2D документация и аннотации на основе 3D элементов сварки […].

Сварные изделия (две и более детали, сваренные между собой) представляют собой особый случай, так как могут являться и сборками, и деталями.

Возможны два варианта запуска приложения:

1. Меню (Menu) – Вставить (Insert) – Мастер сварки (Weld Assistant), (рис. 2.1);

2. Вкладка Приложение (Applications) – Дополнительно (More) – Мастер сварки (Weld Assistant) – Появляется одноименная вкладка на ленточной панели, (рис. 2.2).

Рисунок 2.1 – Запуск приложения в работу.

Рисунок 2.2 – Запуск приложения в работу.

Приложение обеспечивает проектировщика следующим инструментарием, таблица 2.1

 

Таблица 2.1 – Основные команды приложения сварки

Команда	Иконка	Описание
Сварка твердых тел (Solid Weld)
Стыковое соединение (Groove)		Подготовка кромок и сварка двух состыкованных плит, используя указанную форму сечения
Угловой шов (Fillet)		Сварка двух плит вместе по тавровому, нахлесточному или угловому соединению
Пробочный (Plug/Slot)		Сварка двух перекрывающихся плит вместе, используя существующее отверстие или паз для сварки
Задаваемый пользователем (User Defined)		Определяет твердое тело как пользовательскую сварку
Составной (Compound Weld)		Комбинация нескольких сварных швов или точек в один элемент
Герметик (Sealer)
Заполнение (Fill)		Создает область заполнения герметиком
Направленный валик (Bead)		Создает твердое тело, использую форму и траекторию сечения
Точечная сварка (Point Weld)
Метка соединения (Joint Mark)		Соединяет материалы и отмечает точкой и кривой место соединения
Точечная сварка (Weld Point)		Соединяет материалы и отмечает точкой место соединения
Быстрая точечная (Easy Spot)		Создает сварные точки только между компонентами сборки, автоматически расставляя их
Утилиты (Utilities)
Поиск соединенных граней (Connected Face Finder)		Обнаружение недостающих граней соединенных деталей для сварных точек, конструкторских или измерительных баз
Помощник сварки (Weld Advisor)		Проверяет сварные точки, конструкторские или измерительные базы на соответствие установленным правилам
Метка об изготовлении (Fabrication Label)		Добавляет метки на соединения, на конструкторские или измерительные базы
Импорт файла CSV (Import CSV File)		Загрузка CSV-файла, содержащего информацию о сварных соединениях, определительных или измерительных базах
Экспорт файла CSV (Export CSV File)		Сохранение или просмотр CSV-файла, содержащего информацию о сварных соединениях, определительных или измерительных базах
Утилиты сварки (Weld Utilities)		Утилиты сварки, такие как группировка точек сварки, основанные на связанных комбинациях деталей, и идентифицирует сварочные точки, которые потеряли их связанные детали