Специалист должен владеть методикой определения катета сварного шва для конструкции с большой несущей способностью, отличающейся сложной геометрией углов и многочисленными соединениями. Следует отметить, что данное понятие применяется не только в обычном строительстве, но и в судостроении, а также в тяжёлой машиностроительной отрасли. При правильном сваривании углов, нахлеста и Т-образного соединения выбирают экономичный угловой вид шва, который легче выполнить по сравнению с разделённой кромкой, поскольку не требуется подготавливать кромки.
Типы сварных швов и соединений.
Во время проектирования швов учитывают то, что:
- следует минимизировать число соединений, а их размеры — по возможности минимальные;
- используются высокоэффективные сварочные методы;
- при работах применяют специальные электроды, флюсы, газы и проволоки;
- размеры швов выбирают такие, чтобы не требовалась последующая окантовка изделия;
- соединения должны иметь открытый доступ, чтобы не нарушалась технология наложения шва и применения электродов.
Чтобы оценить прочность стыка, выполняют расчёты не только по расчетной толщине, но и по его величине (фактической). Следует отметить, что размер такого сварного шва определяется через катет углового соединения, благодаря чему его легко рассчитать. Чтобы измерить его, нужно вычислить размер одной из сторон самого большого прямоугольного треугольника, вписывающегося в продольное сечение.
Катет сварного шва (углового) позволяет определить его расчетную толщину. А чтобы он выдержал заданное давление, стороны, образующие прямой угол, не должны быть длинными, иначе возможна деформация не только отдельных швов, но и всей конструкции, и возрастает стоимость всего сооружения.
Какие типы стыков необходимы для различных элементов
Расположение электрода при сварке таврового соединения в вертикальном положении однопроходным угловым швом.
К примеру, в двутавровой стойке и централизированной колонне применяют метод одностороннего поясного соединения, тогда как в узлах крепления балок или связок, а также в зоне передачи напряжения применяют двустороннее поясничное соединение, выходящее за пределы закрепленного элемента.
Для крепления к балкам ребер жесткости необходимы поясные непрерывные стыки, здесь же допускается применение одностороннего поясного стыка в двутавровому элементу.
Чтобы укрепить фасонки к решётке фермы, применяют сварочный шов, позволяющий вывести его на торец элемента на 20 мм, при этом не используют технику лобовых стыков. Если имеется пояс из тавр, двутавровый или одиночный, то для сваривания их с полками делают проварку по всей толщине фасонины.
Существуют специальные правила и нормы для выполнения конструкций из стали. Рассмотрим один из них, например, AWS Dl.1, по которому производят вычисления минимальных размеров стороны прямоугольного треугольника (составляющей угол в 90º). Причем при использовании материала с различной толщины катет также изменяется. В стандарте указано, какое максимальное усиление стыков возможно, потому что если заметно увеличить эту величину, то это вызовет процесс разрушения всех сварных соединений.
Формула, по которой определяют размер стыка
Чтобы корректно определить теоретическую толщину угловых сварных соединений, рассмотрим схему.
Здесь показано, что через формулу:
- T = S cos 45º, где S — сторона прямоугольного треугольника,
- T — ширина стыка,
это позволяет выполнить качественный расчёт, помогающий определить требуемое значение.
Рассмотрим пример: S = 3 мм. В таком случае T = 3 × 0,7 = 2,1 мм. Следует учитывать, что при толщине материала 12,7–19 мм S = 6 мм (как указано в приведённом стандарте).
Для контроля качества такого соединения на реальном изделии применяют сварочный шаблон, фиксирующий его размеры, величину и степень усиления или ослабления.
На нём демонстрируется замер углового стыка с применением специального инструмента.
Так определяется размер катета углового сварного шва.
