Рекомендации по выбору способа сварки и типов швов
Выбор способа дуговой сварки определяется формой изделия, стремлением к получению высокой производительности процесса, возможностью выполнения его в заводских или монтажных условиях.
При проектировании конструкций с нижними швами значительной длины, а также однотипных изделий наиболее производительна автоматическая сварка под флюсом. Несколько менее производительна, но весьма экономичнаполуавтоматическая сварка в среде углекислого газа. Ее существенным преимуществом является возможность выполнения швов во всех пространственных положениях.
В тех случаях, когда автоматическая и полуавтоматическая сварка невозможна, применяют ручную сварку.
При разработке чертежей КМ конструкций зданий и сооружений могут быть рекомендованы следующие способы сварки:
- автоматическая сварка под флюсом — для поясных швов балок, колонн и других элементов длиной более 3 м, а также для стыковых швов длиной более 500 мм;
- полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа — для сварных швов меньшей длины;
- ручная сварка— для сварных швов, когда применение более производительных способов сварки невозможно.
Типы сварных швов назначаются с учетом способа сварки, толщины свариваемых элементов, положения в пространстве и технологии сварки. Выбор типа сварного шва таврового соединения определяется также характером и направлением действующих усилий.
Стыковые соединения применяются в балках, ригелях и колоннах зданий, резервуарах и газгольдерах, бункерах и силосах, трубопроводах и т. д.
Стыковые соединения особенно целесообразны в сосудах различного назначения, так как хорошо обеспечивают плотность швов, удобны для применения физических методов контроля качества, экономичны, характеризуются менее резким изменением геометрической формы и меньшей концентрацией напряжений.
При выборе стыкового шва следует учитывать, что площадь поперечного сечения шва с двумя скосами кромок в 2 раза меньше площади сечения шва со скосом одной кромки. Второе преимущество шва с двумя скосами кромок — симметричность сечения, что уменьшает деформацию изделия.
Для монтажных сварных соединений при толщине деталей более 30 мм применяют главным образом швы с криволинейным скосом двух кромок. В этих случаях некоторое повышение трудоемкости обработки кромок свариваемых деталей компенсируется значительным уменьшением объемов сварочных работ н наплавленного металла.
Тавровые соединения применяются в колоннах, балках, фермах и других конструкциях для прикрепления взаимно перпендикулярно расположенных элементов. При воздействии статических нагрузок тавровое соединение выполняют, как правило, без разделки кромок, а при толщине сварного шва более 20 мм делают частичную разделку кромок. В этом случае равнопрочность соединения с непроваренной щелью и основного металла может быть достигнута соответствующим увеличением катетов швов или повышением прочности металла сварных швов. Обеспечение полного проплавления усложняет сварочный процесс, удорожает изготовление конструкций и поэтому может применяться только в обоснованных случаях, например при проектировании поясных швов балок под подвижную нагрузку, так как непровар в корне шва приводит к заметному снижению усталостной прочности швов.
Применение односторонних швов без скоса кромок в тавровых соединениях допускается только в элементах конструкций, оговоренных в СНиП П-23-81*.
Нахлесточные соединения применяются в фермах, резервуарах, щитах кровли, настилах технологических площадок и т. д. Для этого вида соединений допустима меньшая точность выполнения технологических операций.
В отличие от стыковых нахлесточные соединения имеют более высокую концентрацию напряжений и низкую усталостную прочность.
При статических нагрузках концентрация напряжений в угловых лобовых и фланговых швах не оказывает заметного отрицательного влияния на снижение несущей способности конструкций.
При назначении типов швов следует иметь в виду, что применение прерывистых швов, электрозаклепок, выполняемых ручной сваркой с предварительным сверлением отверстий, а также заварка монтажных отверстий запрещается в конструкциях всех групп, кроме конструкций VI группы, перечень которых приведен в табл. 1.20.
Расстояния в свету между участками прерывистых швов должно быть не более 15s в сжатых элементах и не более 30s в растянутых и нерабочих элементах (s — наименьшая толщина соединяемых элементов).
Методы и объемы контроля качества сварных швов, а также допускаемые дефекты регламентированы СНиП III-18-75. Если к проектируемой конструкции предъявляются более жесткие требования по качеству сварных соединений, они должны быть оговорены в проекте.
Источник: Металлические конструкции. / Под ред. Н.П.Мельникова — 2-е изд., перераб. и доп - М.: Стройиздат, 1980.— 776 с. - (Справочник проектировщика).