4.2. Сварные соединения стыковыми швами

Наличие вышеуказанных дефектов и зоны влияния, остаточ­ные напряжения и возможное изменение геометрической формы (рис. 4.1, г) обусловливают концентрацию напряжений при на­гружении и вызывают снижение циклической прочности сварного соединения, оцениваемое эффективным коэффициентом концен­трации напряжений

где — предел выносливости образца без концентрации на­пряжений, площадь поперечного сечения которого совпадает с площадью поперечного сечения сварной детали; σ__№ — предел выносливости сварной детали натурных размеров.

Так, наличие подреза (рис. 4.1,6) может снизить цикличе­скую прочность сварног о соединения до 20 раз [17].

4.2. Сварные соединения стыковыми швами

Стыковые швы являются наиболее рациональными, при­ближающие по форме и прочности составные детали к целому изделию. Они образуются при полной проварке стыка торцов соединяемых деталей с помощью дуговой (рис. 4.2, а - д) или контактной (рис. 4.2,е)электросварки.

Полный и бездефектный провар стыка обеспечивает рав- нопрочность сварного шва и соединяемых деталей (основного металла) при статическом нагружении. Для этого кромки дета­лей, соединяемых дуговой сваркой, механически обрабатывают (разделывают): при малой толщине 5<1мм выполняют от- бортовку (см. рис. 4.2, а); при 5 = 1...6 мм — без скоса кромок (см. рис. 4.2, б); при 5>4мм — со скосом различной формы (см. рис. 4.2, в, г); кромку детали таврового соединения с пол­ным проваром также разделывают со скосом (см. рис. 4.2, ό). Горцы деталей под стыковую электроконтактную сварку выпол­няют плоскими (см. рис. 4.2, е).

Стыковые сварные соединения (рис. 4.3) при статическом нагружении преимущественно разрушаются по шву или по зоне юрмического влияния, которая снижает как статическую, так и циклическую прочность соединения.

Расчет сварных стыковых швов на статическую прочность проводят по эквивалентным напряжениям σ _£ в опасном сече­нии, испытывающем сложное напряженное состояние.

Для определения о_£ обычно используют четвертую теорию прочности:

где σ_ρ = 4F/[n(D² -d²)\ — нормальные напряжения растяжения (или сжатия);