Конструкция и расчет сварных соединений
Общие сведения. В современном машиностроении, приборостроении и строительстве широко применяют сварные соединения. Технологический процесс получения сварного соединения подробно рассматривается в курсе «конструкционные материалы».
Мы остановимся только на основных вопросах, связанных с выполнением, конструкцией и расчетами сварных соединений, получаемых электродуговой сваркой.
Необходимо подчеркнуть, что при сварке металл плавится и интенсивно соединяется с кислородом и азотом воздуха, чем снижается качество сварного шва.
Для уменьшения содержания азота и кислорода в шве применяют ряд мер, например применение электродов с раскислителямн, нанесение на поверхность электродов специальных покрытий, содержащих раскислители, использование специальных флюсов при автоматической сварке и т. д.
Электроды для дуговой сварки стандартизованы. Их изготовляют из электродной проволоки диаметром от 1 до 12 мм с тонким или толстым (более качественным) покрытием. Широко применяют электроды марок э42, э42а, э50, э50а, где число обозначает величину предела прочности в кгс/мм2, буква а повышенное качество. Для неответственных швов применяют электроды марки э32 с ионизирующим покрытием (мелом).
Преимуществами сварных соединений по сравнению с заклепочными являются экономия металла, отсутствие отверстий, ослабляющих рабочее сечение, меньшая масса соединяемых элементов и возможность широкого применения стыковых швов, не требующих дополнительных элементов в виде накладок. Экономия металла при этом составляет в среднем от 10 до 20%; сварка позволяет снизить трудоемкость работ, исключить операции разметки и сверления (пробивки) отверстий.
Применение сварных конструкций вместо отливок дает снижение металлоемкости от 40-50% и особенно выгодно при единичном производстве, так как нет необходимости изготовлять дорогостоящие модели под отливку. Сварка позволяет получать плотные и герметичные соединения.
К недостаткам сварных соединений относятся термические деформации, невозможность сварить детали из тугоплавких и несвариваемых
Материалов. Недостаточная стабильность качества шва зависит во многом от квалификации сварщика. Этот недостаток в значительной степени устраняется применением автоматической сварки, которая в последнее время находит все большее применение.