8.1:1. З’єднання на зварюванні
Для з'єднань елементів металевих конструкцій застосовують: ручне електродугове зварювання; автоматичне та напівавтоматичне зварювання під шаром флюсу; зварювання в середовищі вуглекислого газу; зварювання порошковим дротом та ін.
При виробництві ручного електродугового зварювання використовуються електроди, марка яких приймається залежно від групи та кліматичного району. Електроди Е42А, Е46А, Е50А, Е60А з підвищеними пластичними властивостями застосовуються для зварювання конструкцій, що відносяться до 1-ї групи (зазнають складного напруженого стану), або при впливі на з'єднання низьких температур (кліматичні райони: I, 12, І2. Н3) . В інших випадках застосовують електроди, в позначеннях яких немає букви "А" (Е42, Е46, Е50, Е60). За один прохід при ручному зварюванні можна виконати шов висотою до 8 мм, у разі необхідності виконання шва більшої висоти потрібно кілька проходів електродом.
Автоматичне та напівавтоматичне зварювання під шаром флюсу у багато разів продуктивніше ручного зварювання, забезпечує глибоке та якісніше проплавлення деталей, що зварюються (до 16 мм за один прохід). При напівавтоматичному зварюванні механізовано подачу зварювального дроту, а рух зварювального апарата вздовж шва проводиться вручну.
Зварювання серед вуглекислого газу може виконуватися вручну або механізованим способом. Вуглекислий газ подається у зварювальну зону та захищає шов від атмосферного повітря, що сприяє отриманню якіснішого шва.
Зварювання порошковим дротом проводиться за допомогою флюсу, загорнутого в металеву стрічку, який забезпечує захист зварювальної зони, розкислення та легування металу шва, внаслідок чого одержують якісний шов.
Шви зварних з'єднань ділять на заводські та монтажні.(які виконуються при монтажі конструкції на будівельному майданчику); позначення швів на кресленнях – див. табл. 8.1.
Види зварних з'єднань
Розрізняють такі види зварних з'єднань сталевих елементів: стикові, внахлестку, комбіновані, з'єднання впритул (рис. 8.1, 8.2, 8.3, 8.4).
Шви, розташовані вздовж зусилля, називаються фланговими, поперек - фронтальними (рис. 8.2). При розрахунках вважається, що фронтальні та флангові шви працюють однаково. Несиметричне з'єднання внахлестку (рис. 8.2, а) працює гірше симетричного (рис. 8.2, б), так як у ньому утворюється ексцентриситет докладання сили е0 і в перерізі виникає згинальний момент.
Комбіновані сполуки є поєднанням стикового з'єднання і з'єднання внахлестку.
При виконанні з'єднань можуть виникати вади шва (неякісні ділянки): на початку руху електрода непровар, при відриві електрода кратер (рис. 8.5, в). Наявність неякісних ділянок шва враховується у розрахунках зменшенням довжини шва порівняно з довжиною елементів, що з'єднуються. У стикових швах довжина шва зменшується на дві товщини елементів, що з'єднуються, в кутових швах — на 10 мм. Для усунення цих недоліків шви починають і закінчують на технологічних планках, при цьому розрахункова довжина шва приймається рівною довжині елементів, що з'єднуються. Технологічні планки після виконання шва обрубуються, а шов шліфується (рис. 8.5 г).
Зварюючи товсті деталі, можна не забезпечити повний провар елементів, що з'єднуються, в цьому випадку утворюється непровар кореня шва. Непровар кореня шва не допускається, у разі його утворення проводиться підварювання з іншого боку елементів, що з'єднуються (рис. 8.5, о). При зварюванні елементів товщиною понад 8 мм роблять обробку кромок (рис. 8.5 б).
Контроль якості зварних швів здійснюється або візуально або фізичними методами (за допомогою ультразвукових або рентгенівських апаратів). У разі виявлення шлюбу проводиться повторне проварювання неякісно виконаної ділянки шва.
Розрахунок зварних з'єднань
1. Розрахунок стикового зварного шва на розтягування та стиснення
При роботі на розтяг або стиснення стикового зварного шов розраховується за формулою
де / * - Розрахункова довжина шва; / * = / - 2 / (рис.
t — розрахункова товщина шва, що дорівнює найменшій товщині елементів, що з'єднуються;
розрахунковий опір стикового шва (при роботі на розтяг, вигин; при візуальному контролі якості шва та руч
Мал. 8.5. Виконання зварних з'єднань: а) підварювання кореня шва; б) обробка кромок відповідно: \/
образна, і-подібна, Х-подібна; в) утворення непровару та кратера по довжині шва; г) виконання шва на технологічних підкладках; 1 - непровар кореня шва;
2 - підварювання кореня шва; 3 - технологічні підкладки
Розрахункова довжина флангового шва повинна бути не більше 85руА, де р7-коефіцієнт, що приймається за табл. 34* СНиП И-23-81*, крім швів, у яких зусилля діє протягом усього шва.
Застосовуючи для з'єднання листів косі стикові шви, тим самим збільшуємо довжину шва і при кутах нахилу швів