ВВЕДЕНИЕ 6
1 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 7
2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ ПРОПЛАВЛЕНИЯ СТЕНКИ ТАВРА 8
3 ОПТИМИЗАЦИЯ ГЕОМЕТРИИ УГЛОВЫХ ШВОВ 12
4 ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ НА ИЗГИБ ПОЯСНОГО ЛИСТА.... 19
5 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СВАРКИ ДВУТАВРОВОЙ БАЛКИ В
СИСТЕМЕ ESI SYSWELD 25
6 ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 37
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 39
ПРИЛОЖЕНИЯ 40
В строительных конструкциях, а особенно в балках двутаврового сечения большое внимание уделяется качеству сварных поясных швов и общей геометрии балки. Сварные швы должны обеспечивать работоспособность балки, а соответствующая геометрия должна обеспечить собираемость балки на монтаже и обеспечение устойчивости.
При изготовлении балок двутаврового сечения наиболее широко применяется автоматическая сварка под флюсом. Данный вид сварки позволяет при высокой производительности получить качественное соединение.
Однако, наиболее часто сварка поясных швов проводится в положении «симметричная лодочка», что подразумевает получение равнокатетного шва с не очень высокой глубиной проплавления. Это приводит к образованию непроваров и большому расходу сварочных материалов. Также, большое тепловложение в сварной шов приводит к образованию остаточных деформаций полки, которые называют «грибовидность». Данная деформация является недопустимой и должна исправляться. В то же время, для обеспечения полного провара стенки двутавра при больших толщинах производится скос кромок, что усложняет конструкцию и приводит к ее удорожанию.
В выпускной работе предлагается усовершенствовать технологию сварки поясных швов подбором оптимального положения (наклона) изделия относительно сварочной горелки. Это позволит увеличить глубину провара стенки с одновременных снижением количества наплавленного металла.
1. На основании принятых по результатам экспериментального исследования условий получены зависимости, позволяющие расчетным путем определять характерные размеры угловых швов. Предлагаемые зависимости, позволяют связать прочность угловых швов и глубину проплавления стенки тавровых стержней через их геометрию с технологией сварки. Это расширяет возможности оптимизации технологических процессов сварки с учетом повышения работоспособности соединений с угловыми швами.
В частности показано, что выполнение угловых швов таврового соединения в «симметричную лодочку» нерационально. Максимальную несущую способность при растяжении имеет тавровое соединение, выполненное в оптимальном положении. Получены расчетные зависимости, позволяющие определить оптимальное положение тавра по отношению к оси электрода в процессе сварки.
2. Предлагаемые расчетные зависимости, по сравнению с рекомендациями СНиП-П-В-3-72, более точно оценивают размер критического сечения В. Это позволяет при том же запасе прочности существенно снизить расход электродных материалов, трудозатраты, электроэнергию и повысить скорость сварки. Выполнение угловых швов в оптимальном положении, по сравнению со сваркой в «симметричную лодочку» позволяет при неизменном запасе прочности снизить объем наплавленного металла на 20% и на 25% повысить скорость сварки.
3. Выполнение угловых швов в оптимальном положении, при прочих равных условиях, позволяет существенно увеличить глубину проплавления стенки йст. Это дает возможность выполнять двутавровые балки с полным проплавлением
1. На основании принятых по результатам экспериментального исследования условий получены зависимости, позволяющие расчетным путем определять характерные размеры угловых швов. Предлагаемые зависимости, позволяют связать прочность угловых швов и глубину проплавления стенки тавровых стержней через их геометрию с технологией сварки. Это расширяет возможности оптимизации технологических процессов сварки с учетом повышения работоспособности соединений с угловыми швами.
В частности показано, что выполнение угловых швов таврового соединения в «симметричную лодочку» нерационально. Максимальную несущую способность при растяжении имеет тавровое соединение, выполненное в оптимальном положении. Получены расчетные зависимости, позволяющие определить оптимальное положение тавра по отношению к оси электрода в процессе сварки.
2. Предлагаемые расчетные зависимости, по сравнению с рекомендациями СНиП-П-В-3-72, более точно оценивают размер критического сечения В. Это позволяет при том же запасе прочности существенно снизить расход электродных материалов, трудозатраты, электроэнергию и повысить скорость сварки. Выполнение угловых швов в оптимальном положении, по сравнению со сваркой в «симметричную лодочку» позволяет при неизменном запасе прочности снизить объем наплавленного металла на 20% и на 25% повысить скорость сварки.
3. Выполнение угловых швов в оптимальном положении, при прочих равных условиях, позволяет существенно увеличить глубину проплавления стенки йст. Это дает возможность выполнять двутавровые балки с полным проплавлением стенки толщиной до 30 мм без разделки кромок, и не применяя при этом специальное сварочное оборудование.
4. При выполнении оптимальных угловых швов появляется возможность существенно снизить грибовидность поясного листа тавровых стержней и снизить трудозатраты на правку грибовидности.
5. Предложена сварка в угол оптимальным угловым швом с расположением стенки тавра в горизонтальном положении, что позволяет одновременно выполнять два шва и получать угловые швы с «условным катетом» до 12 мм без стекания расплавленного металла.
6. Рассмотрев возможные варианты порядка и направления сварки угловых неравнокатетных швов можно сделать вывод о том, что наиболее оптимальным является следующий порядок:
- второй шов с направлением «от себя»;
- четвертый шов (находится в противоположном сечении) с направлением «к себе»;
- третий шов (смежный с четвертым) с направлением «от себя»;
-первый шов (смежный со вторым) с направлением «от себя».
В этом случае, величина коэффициента деформации полки составит 1,1 мм.
