Ogólne wytyczne projektowania

Projekt konstrukcji spawanej powinien być dostosowany do sposobów łączenia części oraz do techniki prac warsztatowych. Do tych wymagań powinny być dostosowane rozwiązania konstrukcyjne połączeń spawanych, kształty przekrojów złożonych oraz całych zespołów konstrukcyjnych. Przy pomocy spawania łączy się luźne części bezpośrednio ze sobą, w przeciwieństwie do konstrukcji nitowanych, w których najczęściej stosuje się elementy pośrednie. Dzięki temu można łatwiej dostosować kształt połączenia do przebiegu sił w węźle.

Niektóre kształtowniki walcowane, dostosowane do konstrukcji nitowanych, wymagają innego ukształtowania w prze-krojach złożonych w konstrukcjach spawanych. W dużym zakresie stosuje się blachy i przekroje złożone z blach i kształtowników. W konstrukcjach mają zastosowanie również pręty o przekrojach kołowych, rurowe, przekroje skrzynkowe zamknięte, korzystne ze względów wytrzymałościowych i łatwe do połączenia spoinami. W wielu konstrukcjach stosuje się cienkościenne przekroje wyginane z blach.

Wszelkie styki blach i prętów mogą być wykonane pod do-wolnym kątem, przez co ułatwione jest projektowanie konstrukcji o przekrojach zmiennych oraz dostosowanie konstrukcji do zmiennych wielkości występujących sił. W pracach warsztatowych w dużym zakresie stosuje się cięcie tlenem, za pomocą którego można uzyskać przekroje elementów konstrukcyjnych korzystniejsze pod względem wytrzymałościowym od walcowanych kształtowników. Przez rozcięcie dwuteownika walcowanego i zespawania w innym układzie uzyskuje się korzystniejsze przekroje bez zwiększenia ilości materiału (rys. 24). Natomiast obcinanie końców prętów dla nadania im zazębiającego się przekroju nie jest korzystne tak ze względów wykonawczych, jak i wytrzymałościowych (rys. 25). W takich przypadkach zazwyczaj następuje ostre podcięcie materiału, które daje początek pęknięciom.

Bardzo duży wpływ na pracochłonność prac spawalniczych ma grubość spoin i ich ilość. Ilość spoin powinna być ustalona przez obliczenie w elementach przenoszących obciążenia, a spoiny drugorzędne powinny być stosowane w minimalnych ilościach. Szczególnie chodzi o spoiny pachwinowe, w których liniowe zwiększenie grubości zwiększa ilość stopiwa z kwadratem grubości. Ze wzrostem ilości spoin zwiększa się zużycie elektrod, wzrasta czas wykonania, i co najważniejsze wzrasta ilość doprowadzanego ciepła, co prowadzi do zwiększenia odkształceń konstrukcji. Oprócz wzrostu bezpośrednich kosztów wykonania zwiększają się koszty wtórne prac związanych z usuwaniem nadmiernych deformacji.

Dla zapewnienia maksymalnej wytrzymałości połączenia spawanego należy zachować pewne zasady kształtowania połączeń, które dają najkorzystniejszy przebieg sił i rozkład naprężeń (tabl. III). Pod względem wytrzymałościowym najlepsze są połączenia doczołowe, dostępne obustronnie, co umożliwia podpawanie grani. Kształt spoiny powinien być tak dobierany, aby wypadała najmniejsza ilość stopiwa, przy możliwie podolnej pozycji spawania. W przypadku zastosowania spoin czołowych, dostępnych tylko z jednej strony, należy zwiększyć szerokość gardzieli spoiny na 4 mm i stosować ostre ukosowanie krawędzi bez progu (rys. 26). Tam gdzie to jest możliwe należy stosować cienką podkładkę umożliwiającą wykonanie spoiny bez przecieków i sopli Przy łączeniu blach różnej grubości, gdy różnica przekracza 4 mm, należy blachę grubszą zukosować do grubości blachy cieńszej z nachyleniem 1 : 5. Ukosowanie należy stosować tylko wówczas, gdy przebieg sił normalnych jest prostopadły do osi podłużnej spoiny natomiast nie ukosuje się blach, w których styki przebiegają równolegle do przebiegu sił (rys. 27). Przy mniejszych różnicach grubości stykowanych blach, kształt spoiny powinien mieć łagodne przejście. Styków ukośnych nie należy stosować, gdyż zwiększają one ilość spawania, a praktycznie nie zwiększają wytrzymałości połączenia. Przy stosowaniu styku dwóch blach, w jednym przekroju należy najpierw od czoła zastosować spoinę V o takich wymiarach, aby przy wykonywaniu właściwej spoiny czołowej nie nastąpiło jej przetopienie (rys. 28).

Podobne wpisy