ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Неразъемные соединения из "Основы проектирования механизмов приборов и установок " Сварные соединения. Сварку широко используют для соединения деталей в современных конструкциях различных механизмов. Это объясняется рядом преимуществ сварных соединений, из которых главными являются экономия металла, малая трудоемкость и достаточная прочность. [c.292] В зависимости от источника энергии, используемого для нагрева деталей, различают следующие виды сварки электрическую (дуговую), электромеханическую (контактную), химическую (газовую, кислородную), электрохимическую (атомно-водородную и аргонодуговую), химико-механическую (горновую и термитную). [c.293] Наиболее универсальным и распространенным видом сварки является электродуговая сварка с применением металлических и угольных электродов. С помощью электродуговой сварки возможно соединение деталей из конструкционных сталей всех марок, чугуна, алюминия, меди и некоторых ее сплавов. Толщина свариваемых элементов стальных деталей может быть от 0,5 до 200 мм. Применяемые при сварке стальных изделий электроды различают по маркам и выбирают согласно ГОСТу в зависимости от химического состава и механических свойств основного металла, а также толщины свариваемых элементов. Конструктивные элементы и размеры швов при электродуговой сварке также регламентируются ГОСТом. [c.293] Электромеханическая, или контактная сварка основана на свойстве электрического тока нагревать проводник в местах значительного сопротивления, т. е. в местах соединения деталей. При этом детали одновременно прижимают друг к другу с определенной силой Р, направленной перпендикулярно плоскости соединения. [c.293] Основными видами контактной сварки являются точечная и шовная, или роликовая. При точечной контактной сварке соединение деталей производят не по всей поверхности их соприкосновения, а лишь в отдельных точках (рис. 251, а). Свариваемые детали сжимают между двумя соосными электродами, к которым присоединена вторичная обмотка трансформатора. При включении тока внутренние слои металла в зоне нагрева расплавляются и прн остывании образуют сварную точку . Наружные слои металла, соприкасающиеся с медными электродами, нагреваются медленнее вследствие высокой теплопроводности материала электродов. Точечную сварку применяют главным образом для соединения тонкостенных деталей. [c.293] Роликовая, или шовная сварка (рис. 251, б) отличается от точечной тем, что свариваемые детали перемещаются между электродами-роликами. В этом случае вместо точек образуется непрерывный шов. Толщина свариваемых деталей из сталей не превышает 2 мм, а из латуни, бронзы и алюминиевых сплавов — 1,5 мм. [c.294] Газовая сварка представляет собой вид сварки плавлением, при котором необходимый нагрев металла производится в пламени сгорания смеси кислорода с горячим газом. Под действием тепла сварочного пламени в месте соединения деталей образуется ванна из жидкого металла, в которую вводится в расплавленном виде присадочный материал электрода. Газовую сварку применяют при соединении деталей небольшой толщины, изготовленных из углеродистых и специальных сталей, а также из цветных сплавов, чугуна и пермалоя. [c.294] Атомно-водородная сварка осуществляется с помощью электрической дуги, возбуждаемой между двумя неплавящимися вольфрамовыми или угольными электродами в атмосфере водорода или смеси водорода с азотом. Сгорающий в процессе сварки водород образует факел пламени, предохраняющий металл от окисления. Кроме того, атомный водород хорошо восстанавливает окислы почти всех металлов. Атомно-водородную сварку применяют для соединения деталей из малоуглеродстых низколегированных конструкционных и нержавеющих хромоникелевых сталей, а также алюминия, особенно в тех случаях, когда соединение работает в вакууме. [c.294] Аргонодуговую сварку в отличие от атомно-водородной ведут Е среде инертного газа (аргона или гелия). Благодаря защитной газовой завесе представляется возможным сваривать детали из легкоокисляющихся металлов, таких как никель, медь, алюминий, титан, магний и их сплавы, молибден, цирконий, тантал и др. Хорошо свариваются детали из нержавеющих и жаропрочных сталей, а также из разнородных металлов, не образующих интер-ыеталлические соединения. Аргонодуговую сварку применяют обычно для соединения деталей толщины от 0,1 до 3—4 мм. Однако в ряде случаев, как, например, при сварке алюминиевых деталей, толщина деталей может достигать 50—60 мм. Применение этого вида сварки в настоящее время ограничивается из-за высокой сто-кмости инертного газа. [c.294] При конструировании сварных соединений следует иметь в виду, что прочность и доброкачественность сварных швов в большой степени зависят от взаимного проникновения расплавленного металла соединяемых деталей и присадочного материала. [c.294] Выбор той или иной формы сварного шва связан главным образом с ТОЛШ.ИНОИ и взаимным расположением свариваемых деталей. Основными формами сварных швов являются стыковые и валйковые швы. На рис. 252 показаны разновидности стыковых швов в зависимости от толщины соединяемых деталей. [c.295] Прочность шва из-за большой концентрации напряжений в начале и конце шва. [c.295] Типы сварных соединений. Расчет сварных швов. При электродуговой и газовой сварках наибольшее распространение получили следующие соединения встык, внахлестку, впритык (или к тавр) и угловое. В качестве дополнительных типов сварных соединений применяют соединения с накладками и с круглыми и удлиненными отверстиями. [c.295] Соединение встык (рис. 254, а) осуществляют с помощью стыковых швов, образуемых на торцовой поверхности соединяемых деталей. Угол скоса кромок а в зависимости от метода сварки (ручного или автоматического) принимают равным 55—70°. [c.295] Сварные соединения, в которых соединяемые детали расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, называют соединениями впритык (рис. 254, д, е). Бесскосное соединение впритык (рис. 254, д) осуществляют с помощью валиковых швов. Такое соединение хорошо работает при статических нагрузках, но непроваренная часть соединения (по месту стыка деталей) снижает его прочность при ударных и переменных нагрузках. Более прочным является соединение со скосом кромок (рис. 254, е), так как в нем обеспечивается полный провар соединяемых деталей. Форму кромок выбирают такой же, как и в стыковых соединениях. [c.296] Разновидностью соединений впритык являются угловые соединения (рис. 254, ж—и), которые обладают малой прочностью. Их применяют лишь для связи деталей, эти соединения почти не воспринимают рабочих нагрузок. [c.296] Дополнительные соединения, как правило, применяют для усиления прочности основных швов. [c.296] В виде примера на рис. 255 показано стыковое соединение, усиленное за счет накладок, привариваемых валиковыми швами. [c.296] Расчет прочности валиковых швов всех типов (см. рис. 254, б—г) производят на срез по критическому сечению А—А, совпадающему с биссектрисой прямого угла. Такой расчет условен, так как в материале шва возникают не только касательные напряжения, но и нормальные. [c.297] Однако, как показала практика, разрушение валиковых швов при растяжении или сжатии происходит от действия главным образом срезающих напряжении и плоскость разрушения, т. плоскость среза, совпадает с биссектрисой прямого угла шва. [c.297] Вернуться к основной статье