Затвердевший после сварки металл, соединяющий сваренные детали, называется сварным швом.
Сварные соединения – это неразъемные соединения, основанные на использовании сил молекулярного сцепления и получаемые путем местного нагрева деталей до расплавленного состояния (сварка плавлением электродуговая, электрошлаковая и др.) или до тестообразного состояния, но с применением механической силы (контактная сварка).
Достоинства сварных соединений:
1. Простота конструкции сварного шва и меньшая трудоемкость;
2. Снижение массы конструкции;
3. Возможность соединения деталей любых форм;
4. Герметичность соединения;
5. Малошумность технологического процесса;
6. Сравнительно легкая возможность автоматизации процесса;
7. Сварное соединение дешевле, чем например заклепочное.
Недостатки сварных соединений:
1. Возникновение остаточных напряжений в свариваемых элементах;
2. Коробление деталей;
3. Недостаточная надежность при значительных вибрационных и ударных нагрузках.
Сварное соединение - неразъемное соединение деталей, выполненное сваркой.
В металлических конструкциях встречаются следующие основные типы сварных соединений:
Стыковое | сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцевыми поверхностями. | |
Нахлесточное | сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга. | |
Тавровое | сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента. | |
Угловое | сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания краев. | |
Торцовое | сварное соединение двух элементов, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу. |
Сварной шов - участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации (затвердевания) расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.
Сварные швы подразделяются:
- по положению в пространстве - по протяженности - по отношению к направлению действующих усилий - по форме наружной поверхности (выпуклости сварного шва) - по условиям работы сварного узла - по ширине - по числу проходов (слоев) - по характеру выполнения.
Классификация по положению в пространстве:
1 - нижнее положение 2 - горизонтальное или вертикальное положения 3 - потолочное положение |
При всех прочих равных условиях нижний шов самый прочный, потолочный – наименее прочный (прочности указанных выше швов относятся соответственно как 1: 0,85: 0,9: 0,8).
в лодочку | нижнее | полугоризонтальные |
горизонтальные | полувертикальные | вертикальные |
полупотолочные | потолочные |
Классификация по форме наружной поверхности
Швы подразделяются:
нормальные | ||
выпуклые (усиленные) | ||
вогнутые (ослабленные) |
Выпуклые швы лучше работают в соединениях при статических нагрузках, однако чрезмерный наплыв приводит к лишнему расходу электродного металла и поэтому выпуклые швы неэкономичны.
Плоские и вогнутые швы лучше работают при динамических и знакопеременных нагрузках, так как нет резкого перехода от основного металла к сварному шву. В противном случае создается концентрация напряжений, от которых может начаться разрушение сварного шва.
Классификация по условиям работы сварного узла
В процессе эксплуатации изделия сварные швы подразделяют:
- рабочие - которые непосредственно воспринимают нагрузки.
- нерабочие (соединительные или связующие) - предназначенные только для скрепления частей или деталей изделия.
Классификация по ширине
Швы делятся на:
- ниточные
- уширенные
Ниточные швы обычно выполняют при сварке тонкого металла, а уширенные швы - при наплавочных работах. Классификация по числу проходов (слоев)
По числу проходов (слоев) сварные швы подразделяются:
- однопроходные (однослойные)
- многопроходные (многослойные)
При сварке каждый слой многослойного стыкового шва, кроме усиления и подварочного шва, отжигается при наложении следующего слоя. В результате такого теплового воздействия улучшается структура и механические свойства металла шва.
Классификация по характеру выполнения:
- односторонние
- двусторонние
Сварные соединения являются наиболее совершенными неразъемными соединениями, так как лучше других приближают составные детали к целым и позволяют изготовлять детали неограниченных размеров. Прочность сварных соединений при статических и ударных нагрузках доведена до прочности деталей из целого металла. Освоена сварка всех конструкционных сталей, включая высоколегированные, цветных сплавов и пластмасс.
Список литературы
1. Сварочные работы / В.И. Маслов. - 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр "Академия", 2002. - 240с.: ил.
2. Гузенков П.К. Детали машин: учебное пособие для студентов вузов – 3-е изд., перераб. и доп. – М. Высшая школа.
3. Левятов Д. С., Соскин Г.Б. Расчеты и конструирование деталей машин: учебник для сред. проф. - техн. училищ – 3-е изд., перер. и доп. – М: Выс. шк.
4. Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и мех-х специальностей вузов.
5. Мархель И.И. Детали машин: программное учебное пособие для учащихся машиностроительных техникумов.
6. Курсовое проектирование деталей машин / Кудрявцев В.Н.; Державин Ю.; Арефьев И.И. Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов.