Поперечные сечения угловых швов

а — нормальный выпуклый; б— пологий выпуклый; в — вогнутый

Минимальный катет-шва в конструкциях, работающих на ста­тическую нагрузку, при автоматической и полуавтоматической сварке — 3 мм, при ручной сварке — 4 мм, а при динамических нагрузках — 6 мм. Швы имеют градацию через 1 мм. Кроме того, наименьший катет однопроходных угловых швов ограничен в зави­симости от толщины более толстого из свариваемых элементов. В таблице ниже приведены минимальные значения катетов угловых швов для основных групп конструкций. Наибольшее значение катета уг­лового шва в зависимости от толщины соединяемых элементов мо­жет быть принято k_f = 1,2t, где t — наименьшая из толщин сварива­емых элементов.

Из-за большой концентрации напряжений в начале и конце шва длина углового шва должна быть не менее 40 мм или 4k_f (при дина­мических нагрузках 60 мм или 6k_f). Наибольшая длина фланговых швов также ограничена и не должна превышать 85 β_fk_f (β_f— коэф­фициент глубины проплавления угловых швов, принимаемый по таблице ниже), так как фактические напряжения по длине шва распреде­лены неравномерно и при длинных швах его крайние участки ис­пытывают перенапряжение, а средние — недонапряжения против расчетного значения. Это ограничение не распространяется на та­кие швы, у которых усилие возникает по всей длине, например на поясные швы балок.

Минимальные значения k_f угловых сварных швов

Коэффициент глубины проплавления угловых швов β

Примечание. Швы «в лодочку» применяют для поясных швов в балках и колоннах

Расчет как фланговых, так и лобовых швов производят по их наи­меньшему сечению βk_f, который называют расчетным (см. рисунок ниже).

При этом у выпуклых швов выпуклость не учитывают. В угло­вых швах, выполненных автоматом или полуавтоматом, получается более глубокое проплавление, чем при обычной ручной сварке, что и следует учитывать в расчете.

Напряжения принимают равномерно распределенными по длине шва и рассматривается возможность разрушения шва от услов­ного среза по одному из двух сечений (см. рисунок ниже):

· по металлу шва (сечение I-I)

· по металлу границы сплавления (сечение II-II)

где β_f и β_z — коэффициенты глубины проплавления шва, принима­емые по таблице ниже в зависимости от вида сварки и положения шва для сталей с пределом текучести до 580 МПа; k_f — катет шва; l_w — расчетная длина шва, принимаемая меньше его фактической длины на 10 мм за счет непровара на концах шва; R_wf— расчетное сопро­тивление условному срезу металла шва по таблице ниже; γ_wf и γ_wz— ко­эффициенты условий работы шва, равные 1 для сварных конструк­ций, работающих при температуре не ниже -40 °С; R_wz = 0,45R_un — расчетное сопротивление условному срезу металла границы сплавления (значения R_un = σ_в).

Обычно в расчетах определяют необходимую фактическую длину шва, задаваясь катетом шва k_f (используя для этого приведенные ранее рекомендации):

Расчет производят по двум сечениям (по металлу шва, прини­мая β_f и R_Wf и по металлу границы сплавления, учитывая β_z и R_wz). Большее из двух значений принимают за длину шва.

Как говорилось выше, из-за неравномерного распределения на­пряжений в длинных угловых швах в расчет можно вводить только длину l_w = β_fk_f Если расчетная длина шва, полученная по форму­ле выше, окажется больше, то определяют необходимый катет шва по формуле

При действии изгибающего момента на прямоугольный эле­мент, прикрепленный угловыми швами (рисунок ниже), напряжения в швах по двум сечениям определяют как напряжения изгиба в двух прямоугольных сечениях, принимая за ширину прямоугольника расчетное сечение шва (β_fk_f или β_zk_f), а за высоту — расчетную длину шва (l_w):

При действии сдвигающей силы на элемент, прикрепленный угловыми швами (рисунок ниже), напряжения в каждом из двух швов определяют по формулам ниже, заменяя в них N на Q.