Види зварних з'єднань і типи зварних швів

Залежно від взаємного розміщення з'єднуваних елементів деталей розрізняють такі основні види зварних з'єднань: стикові, напусткові, таврові та кутові.

Стикове з'єднання є найраціональнішим видом звар­них з'єднань. Воно утворюється за допомогою дугового або контактного зварювання. Таке з'єднання виконується стиковим зварним швом.

Зварні стикові з'єднання (рис. 15.1) бувають з прямим (а), косим (б) та кільцевим (в) швами.

Деталі поблизу стику повинні мати рівну товщину δ для забезпечення їхнього однакового нагрівання. Залежно від товщини δ зварювані елементи деталей виготовляють із підготов­леними або непідготовленими кромками. Форми підготовки кромок деталей наведено на рис. 15.1, г.

Напусткове з'єднання (рис. 15.2) виконують за допомогою кутових (валикових) швів. Залежно від розміщення шва щодо лінії дії сили F кутові шви (рис. 15.2) називаються лобовими (а), флан­говими (5), комбінованими (в) і кільцевими (г).

Форма поперечного перерізу кутових швів (рис. 15.2) може бути нормальною (д), випуклою (е) або поліпшеною (б, ж). Нормальна та поліпшена форми зварних швів досягаються механічною обробкою їх після зварювання. Випукла форма швів сприяє підвищенню концент­рації напружень. Мінімальна концентрація напружень має місце в швах поліпшеної форми при відношенні катетів 1 : 1,5 або 1 : 2 Катет зварного шва k треба брати k ≤ δ (див. рис. 15.2, а), але не менш ніж 3мм при товщині з'єднуваних елементів деталей δ ≥ 3 мм. Розрахун­кову висоту m кутового шва (рис. 15.2, д–ж) беруть таку, що вона дорівнює висоті перерізу по бісектрисі А–А, до того ж для всіх форм перерізу швів умовно m = k sin 45° ≈ 0,7 k.

Довжина лобових швів l_л у напусткових з'єднаннях не обмежуєть­ся, а довжина флангових швів l_ф не повинна бути більш ніж 50k, оскільки зі збільшенням довжини l_ф підвищується нерівномірність роз­поділення напружень у шві.

Таврове з’єднання використовують при розміщенні з'єднуваних деталей у взаємно перпендикулярних площинах (рис. 15.3). Це з'єднання виконують без підготовки кромок деталі (рис. 15.3, а) або з підготовкою кромок (рис. 15.3, б, в). При статичному навантаженні з'єднання підготовку кромок можна не робити. Тоді ка­тет k кутових швів не повинен бути більш ніж 1,2δ, де δ – найменша товщина зварюваних деталей.

Кутове з'єднання відповідно з рис. 15.4 здійснюють без попередньої підготовки кромок (а, б) і з підготовкою кромок (в, г). У більшості випадків такі з'єднання є малонавантаженими і викори­стовуються для забезпечення щільності.

У деяких випадках, коли міцність напусткових з'єднань, викона­них лобовими та фланговими кутовими швами, не забезпечується, до­датково здійснюються коркові (рис. 15.5, а), прорізні (рис. 15.5, б) або пропловні (рис. 15.5, в) зварні шви. Корковий шов дістають шляхом заповнення розплавленим металом отворів круглої форми в одній (або в двох) із з'єднуваних деталей (так зване з'єднання електрозаклепками). Проріз для прорізного шва виконують уздовж лінії дії сили F. Проплавний шов здійснюється проплавленням однієї деталі з'єд­нання, що має меншу товщину.

З'єднання точковим контактним зварю­ванням (рис. 15.6, а, б) застосо–вують для плоских деталей, сумарна товщина яких не перевищує 8–10 мм.

При товщині δ ≥ 2 мм найтонкішого із з'єднуваних сталевих еле­ментів діаметр зварної точки d повинен задовольняти умові 1,2δ + 4 < d < 1,5δ + 5. Крок t зварних точок не повинен перевищувати 3d, а відстань зварних точок від країв деталей t₁ ≥ 2d і t₂ = 1,5d.

З'єднання шовним контактним зварюван­ням (рис. 15.6, в) використовують для тонколистових деталей, до того ж товщина δ деталей не повинна бути більш ніж 2–3 мм.