Практическое занятие. Расчёт сварочных соединений

Контактную точечную сварку применяют в соединениях конструкций кузовов, в сельскохозяйственных машинах (комбайнах, сеялках, косилках, тракторах и т. п.), авиационных конструкциях, арматуре из железобетона и т.д. В большинстве случаев точечной сваркой сваривают листовые конструкции при условии расположения электродов с двух сторон свариваемых частей. Это предъявляет определенные требования к габариту конструкций.

Прочность сварных соединений при контактной точечной сварке зависит от диаметра ядра точки d (рисунок 5), который устанавливается ГОСТ 15878- 79 «Контактная сварка.

Соединения сварные. Конструктивные элементы и размеры» в зависимости от толщины свариваемых деталей S. Минимальный диаметр ядра можно вычислить по следующей зависимости:

                                                                         (2.1)

 Расстояние между центрами точек в соединении называется шагом t (рисунок 6), который назначается из технологических и конструктивных соображений.

Для предотвращения шунтирования сварочного тока через соседние точки шаг должен быть равен:

                                                                          (2.2)

Сварные соединения при точечной сварке могут работать на срез и отрыв. Точки в сварном соединении следует располагать таким образом, чтобы они воспринимали преимущественно усилия среза, а не отрыва.

При расчете сварных соединений, выполняемых контактной точечной сваркой, как правило, требуется определить требуемое количество точек исходя из следующей зависимости:

                                                    (2.3)

где [t '] - допускаемое напряжение в точке при срезе;

d – диаметр точки;

n – количество точек.

При назначении диаметра сварной точки согласно ГОСТ 15878-79 расчет прочности сварной точки можно производить только на срез. При работе сварной точки на отрыв расчетное напряжение будет равно:

                                                           (2.4)                                                                 

где [s '] - допускаемое напряжение в точке при отрыве ([s '].

Задание. Требуется определить диаметр и количество сварных точек, а также шаг между ними для сварной конструкции

Решение. Для проведения расчета необходимо вначале определить минимальный диаметр литого ядра по формуле 2.1. Далее, из зависимости 2.3 выразить и рассчитать требуемое количество точек n. Последним этапом расчета является расположение сварных точек на изделии и проверка габаритов. Проверка габаритов осуществляется исходя из следующих условий - расстояние от края детали до сварной точки должно быть не менее 15-20 мм; - для предотвращения шунтирования сварочного тока шаг между точками t должен быть не менее значения, вычисляемого по формуле 2.2; - диаметр стандартных сварочных электродов составляет не менее 20 мм (в рассматриваемом примере ширина верхней детали должна обеспечивать возможность токоподвода). 14 После проведения теоретических расчетов необходимо сравнить полученные данные с результатами, полученными на основе компьютерной модели. На рисунке 9 представлена конечно-элементная модель сварного соединения с результатами расчета для варианта №1(толщина S= 2 мм, N=10кН).