Файл: Брудка Я. Легкие стальные конструкции.pdf

часть кромки). Такой стык делают для элементов конструкций, рабо­ тающих на постоянные и переменные нагрузки.

В тавровых стыках с толщиной соединяемых элементов 4—20 мм применяют стыковые швы в форме 7г буквы V. Кромки материала ска­ шивают так же, как при выполнении швов в форме буквы V в стыковых соединениях.

Соединение листового металла под углом производится со скашива­ нием кромок или без него, в зависимости от толщины (рис. 3-8).

Стыковые швы других видов в легких конструкциях не встречаются, так как они служат для соединения элементов из плоского металла или профилей толщиной более 12 мм.

Угловые швы, выполняемые в тавровых соединениях вручную либо внахлестку (или с накладками), можно применять при толщине листо­ вой Стали или профилей от 3 мм и выше. В этом случае толщину шва принимают равной a = 0 ,7 g (где g — минимальная толщина соединяемых элементов). Если угловые швы выполняются автоматически или полуав­ томатически (например, в защитной атмосфере двуокиси углерода), то толщина соединяемых элементов может быть менее 3 мм. В этом случае принимают толщину шва равной a = g . Соединения с угловыми швами, выполняемыми вручную, при толщине соединяемых элементов менее 3 мм считают второстепенными. Угловые швы в разных типах соедине­ ний следует применять так, как показано на рис. 3-9.

Соединение стержней круглого и квадратного сечения с помощью стыковых швов показано на рис. 3-10. Круглые стержни диаметром d^ . 15 мм сваривают без подготовки краев. Круглые стержни диамет­ ром 15 мм и квадратные подготовляют к сварке путем скашивания кромок в форме буквы X. Высота порога не должна превышать 4 мм. Зазор равен 2—3 мм. Не следует применять острые кромки, поскольку это приводит к большому расходу присадочного металла электрода.

Соединения стержней круглого сечения с металлическими листами или профилями решаются обычно с помощью угловых швов. Поэтому соединения, показанные на рис. 3-11, а, б, в, применяют в легких конст­ рукциях повсеместно, а показанные на рис. 3-11, г, д — довольно редко.

На рис. 3-12 показано поперечное сечение стыка двух стержней круг­ лого сечения, соприкасающихся друг с другом по всей длине сварки.

В образующиеся углубления укладываются швы, которые своей формой

ихарактером работы в стыке близки к угловым швам. Максимальная толщина шва необходима тогда, когда его лицевой слой совпадает с плоскостью, касательной к стержням. Максимальная толщина получен­ ного таким образом углового шва меньше радиуса сечения стержня, так как в центральной части стыка остается непроваренная полоса. Чтобы уложить шов в желобок как можно глубже, для выполнения его перво­ го слоя следует брать тонкий электрод, например диаметром b = 3,25 мм. При таком положении можно в соответствии с рисунком рассчитать ши­ рину непроваренной полосы h и максимальную толщину шва амакс.

Практически получаются следующие величины: h— 0,4di и амако = 0,3с?1 (d\ — диаметр более тонкого стержня).

58

—Т

ни квадратного сечения

д>3мн

59

О)

Рис. 3-14. Соединение двух изогнутых стержней круглого сечения

Рис. 3-13. Соединение раздвинутых круг­ лых стержней стыковым швом в форме буквы X

Существование в стыке непроверенной полосы является следствием неудачной формы желобка с наклоном граней (соответствующим скосу в желобках стыковых швов), имеющих переменный угол, который ко­ леблется в значительных пределах. Трудность доведения тепла до цент­ ральной части сечения стыка вызвана отсутствием зазора между кром­ ками стержней в пороге. В то же время лицевой слой шва очень широк, особенно при швах максимальной толщины. Поэтому решение в соот­ ветствии с рис. 3-12 чаще всего бывает неудовлетворительным.

Меньший расход присадочного металла электрода и более высокое качество шва достигаются при накладке последнего в пределах зоны h. Этого можно достичь путем автом.атической или полуавтоматической сварки в защитных инертных газах или в двуокиси углерода, потому что здесь достигается большая глубина расплавления. Прежде всего при ручной дуговой *сварке достигается проваривание граней, если раздвинуть стержни круглого сечения на расстояние s= 2 -^ 3 мм

(рис. 3-13).

Принимая расстояние между стержнями равным s и диаметр элект­ рода Ь, можно рассчитать теоретическую высоту h:

Отсюда можно определить минимальную толщину стыкового шва, формой близкого к букве х, принимая

а„,,„ = (1.5 2) h > 4 мм.

Раздвигание стержней круглого сечения и выполнение шва по фор­ ме стыкового приводят к увеличению эксцентриситета, проявляющего­ ся при передаче силы с одного стержня на другой. Однако такой стык более экономен в расходе электродов и только немного более сложен в выполнении, чем стык из соприкасающихся стержней.

В соединениях элементов легких стальных конструкций в узле час­ то сходятся криволинейные стержни (рис. 3-14). Решение, показанное па рис. 3-14, а, неправильное, так как желобки, в которых прокладыва­ ется шов, имеют боковую поверхность, близкую к седлообразной. Дли­ на отрезка шва, на котором расплавляется материал стержня, очень мала; причем стык имеет эксцентрическую нагрузку. Увеличение ради­ уса изгиба стержней более чем r = 2 d не улучшает положения. Правиль­ ное решение показано на рнс. 3-14,6. Вследствие формирования стыка, при котором получается прямой отрезок между двумя закруглениями, увеличивается величина дополнительного изгибающего момента в швах; одновременно улучшаются и условия укладки швов необходимой длины. Такое решение принимает в стыке форму «лодочки». При сварке «ло­ дочкой» достигается достаточная прочность.

Для примера рассчитаем размеры этой формы в стыке раскоса с поясом в узле решетки (рис. 3-15):

d

х2 — (V + d

2 sin а

61

В стыке длина шва не должна быть больше jci. Нужно учитывать, что шов, выполненный по длине х2, не будет хорошо проварен с мате­ риалом стержня круглого сечения. Исходными данными являются ве­ личины d , v и а.

Чтобы выполнить сварку «лодочкой», необходимо также рассчитать:

5)

Рис. 3-18. Боковое соедине­ ние

а — со стыковым швом в фор­ ме V2V; 6 —с угловыми швами

Изогнутый стержень круглого сечения соединяют с профилем, как показано на рис. 3-14,6. Другим решением является боковое соедине­ ние с угловыми швами (рис. 3-16), требующее точного выреза в стенке профиля для хорошей стыковки плоского элемента со стержнем круг­ лого сечения. Выполнение такого соединения более трудоемко и доро­ го, чем соединение «лодочкой». Поэтому оно не получило широкого распространения, хотя, с точки зрения прочности, это лучше, чем ре­ шение на рис. 3-14, б.

На рис. 3-17, а показано поперечное сечение выполненного внахлест­ ку стыка стержня круглого сечения с листовой сталью или со стенкой профиля. В образующиеся углубления укладываются угловые швы. Максимальная толщина шва достигается при положении электрода под углом 30° по отношению к плоскому элементу стыка. Первый слой шва укладывается с помощью тонкого электрода, например диаметром Ь — = 3,25 мм. Между угловыми швами образуется полоса шириной h, ко­ торую нельзя включить в толщину шва.

При представленных выше положениях на основании рис. 3-17,6 можно рассчитать ширину непроваренной полосы

62