В производстве металлоконструкций и автомобилей с большим весом сварные соединения должны выдерживать высокие нагрузки. Спай будет качественным только в том случае, если перед началом работ точно рассчитаны все параметры. Один из важных показателей – катет шва (К). Это одна из сторон самого большого условного треугольника с равными боками, который возможно вписать в поперечное сечение соединения (ГОСТ Р ИСО 17659-2009, вступивший в силу 01.07.2010 г). Ее можно измерить или рассчитать, базируясь на размеры свариваемых элементов.
Расчет катета по толщине металла
Выбирая длину стороны треугольника, учитывается размеры заготовок, положение и вид спая. Подбор осуществляется для каждого элемента, но учитываются общие принципы. В домашнем хозяйстве можно использовать шаблон для измерения.
Чтобы соединение было достаточно прочным, обе одинаковые стороны треугольника должны иметь одинаковую длину (если элементы расположены под углом 90о).
Соединения могут быть:
- стыковые (без скоса кромок, с односторонним, с V-образным, X-образным, криволинейным скосом),
- торцевые,
- внахлест,
- угловые (угол от 30о, односторонние, двусторонние без скоса кромок, с одним или двумя скосами),
- тавровые (угол острый или прямой, односторонние, двусторонние, без скоса кромок, с одним или двумя скосами).
Расчет длины катета сварного шва в зависимости от толщины металла возможен для трех видов швов: угловых, тавровых, внахлест.
Расчет длины катета шва, исходя из толщины металла, требуется на промышленном производстве, так как от этого показателя зависит прочность спая, расход сварочной проволоки, ее диаметра (чем длиннее сторона треугольника, тем толще проволока).
Важно! Если сторона треугольника слишком длинная, увеличивается объем жидкого металла (из-за большой площади нагрева) и расход присадки, готовое изделие может деформироваться.
Катет важен так же, если свариваются элементы различных размеров (расчеты производятся, базируясь на меньший показатель).
Формула расчета
Объем наплавленного материала равен квадрату катета. Например, если К увеличивается на 1 мм при длине спая 10 мм, расход проволоки увеличивается на 20%.
Для соединения внахлест материалов с толщиной до 4-х мм К=4. Если показатель больше, нужно взять 40% толщины и приплюсовать 2 мм.
Угловые сварные соединения бывают:
- нормальные (без выпуклости и вогнутости) К равен толщине металла,
- вогнутые К=0,85,
- выпуклые К= s×cos45°, где s – ширина спая, cos45°=0,7071,
- специальные (треугольник не равнобедренный).
При расчете длины катета сварного шва в зависимости от толщины металла формулы недостаточно важен способ сварки и текучесть свариваемого металла.
Полученный результат необходимо сверить с требованиями ГОСТ 11534-75 и ГОСТ 5264-80 или справочными материалами.
При проведении сварочных работ в домашнем хозяйстве достаточно установить сторону треугольника, превышающую толщину на 1-1,5 мм, или определить показатель по таблице. Существуют правила, которые необходимо соблюдать всегда. К должен быть меньше, чем толщина самого тонкого элемента, умноженная на 1,2. Протяженность спая должна быть меньше, чем К*4.
Расчет катета для шва 1м
На практике все расчеты достаточно условные, так как базируются на предпосылках:
- нагрузка распределяется равномерно по всей длине наплавленной присадки,
- разрушение возможно только по слою присадки, равному 0,7 К.
Цель проектировочных расчетов – определить оптимальный размер спая для определенного показателя растяжения и осевого напряжения.
Оптимальная протяженность наплавленной присадки по нагрузке на растяжение определяется по формуле:
L= F/ρ*[ρ], где
L – протяженность спая,
F – планируемая реальная нагрузка на соединение,
ρ – допустимая нагрузка на соединение.
Оптимальная протяженность по осевому напряжению:
L=F/0,7К*ρ
Из этой формулы можно вывести формулу для расчета К при протяженности наплавленной присадки 1 м:
К= 0,7*L*ρ
К=0,7*ρ
Это значит, что К полностью зависит от величины допустимой нагрузки.
Допустимые нагрузки на сжатие, растяжение и срез для различных методов сварки определены в специальных таблицах.
При разработке проектной документации:
- выбирается метод сварки, вид сварки, марка электрода (проволоки),
- определяют нормативную допустимую нагрузку,
- рассчитывают длину спая на растяжение и осевое напряжение,
- создают чертеж соединения,
- уточняют технические характеристики и размеры свариваемых элементов.
При разработке проектной документации сварки определение точной величины катета шва от толщины металла и оптимальной длины спая проводится с целью повысить качество работ и минимизировать их себестоимость. Важно получить прочные и надежные соединения при минимальных затратах. Особенно важен этот показатель на больших промышленных предприятиях, изготавливающих металлоконструкции, которые должны выдерживать во время эксплуатации повышенные нагрузки.
(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
