ПРОЧНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Критерием прочности соединения при контактной сварке может служить показатель удельной прочности соединения
ПСр — CFc/dB ^ 1,
_ 4/
где - ^5 — фактический предел прочности на разрыв (срез)
сварного соединения, МПа; F— разрушающая нагрузка д ля данного соединения, Н; <4 — диаметр ядра точки или стыка, мм; ов — предел прочности на растяжение материала детали, МПа.
Показатель удельной прочности соединения задается в технических условиях чертежа как одно из условий необходимого качества сварного соединения.
Хотя к настоящему времени нет отдельной теории прочности для соединений, полученных с помощью контактной сварки, для решения практических задач получены четкие ответы на следующие вопросы.
1. Зависит ли прочность соединения от глубины проплавления?
2. Как влияют на прочность соединения поры, вмятины, выплески?
3. Что лучше: две сварные точки или одна, равная по площади сумме двух, т. е. какие размеры ядра сварной точки оптимальны?
4. Зависит ли прочность соединения от жесткости режима?
5. Как влияет рядность сварных точек на общую прочность соединения?
6. Как влияет схема нагружения на прочность соединения? Ответы на другие вопросы обычно разрешают конструктивно,
ориентируясь на опыт проектирования подобных конструкций.
При проектировании для обеспечения необходимой прочности сварного соединения учитывают по крайней мере три фактора.
1. Нагрузочные условия работы сварного соединения. По этому фактору сварные соединения подразделяют на две группы:
• соединения, воспринимающие рабочие силовые или эксплуатационные нагрузки на срез, растяжение, сжатие, изгиб. Такие соединения рассчитывают с двух - или трехкратным запасом прочности. К этой же группе относят соединения, обеспечивающие герметичность, износостойкость, электропроводность. Такщ соедине -
ний, например в автомобиле (колеса, корпус кузова, шасси, передний и задний мосты), до 60 % от всех сварных соединений;
• сборочные ши связующие соединения, обеспечивающие сборку узла из нескольких деталей и испытывающие нагрузку собственного веса или вибрацию всего изделия в целом при его эксплуатации. Таковы различные навесные узлы автомобиля — двери, крышка капота и багажника, кронштейны, подставки, корпуса коробок, приборов и вспомогательных устройств. Таких соединений в автомобиле до 40 %.
Сборочные сварные соединения нормально функционируют при прочности в пределах 0,5ав основного материала.
2. Ответственность соединения. По этому фактору различают:
соединения группы А (колеса, подвеска колес, строительные
конструкции зданий, мостов, все несущие элементы самолетов), разрушение которых влечет за собой человеческие жертвы;
соединения группы Б, разрушение которых не влечет за собой тяжких последствий.
Очевидно, что все силовые соединения в основном относятся к группе А, а сборочные — к группе Б. Группа ответственности соединения указывается в технических условиях чертежа. Группа А требует тщательной проработки технологии изготовления изделий с дублированием средств контроля на уровне котлонадзорных изделий.
3. Требования ГОСТ 15878—79 к конструктивным элементам и размерам сварных соединений, а также к условным обозначениям основных видов контактной сварки. В зависимости от толщины деталей s по ГОСТ 15878—79 установлены следующие параметры сварного соединения: йя — расчетный диаметр литого ядра сварной точки, отдельно для соединений групп А и Б; Ап — величина проплавления, Лп = (0,2...0,8)j; g— глубина вмятины, g< 0,2.5і; t — шаг между точками; В — величина нахлестки; п — число рядов точек.
Стандарт допускает для соединений группы Б уменьшение диаметра литого ядра на 25 % по сравнению с соединениями группы А, что' рационально в экономическом отношении. Требования к прочности соединения стандартом специально не оговариваются, так как их формулирует конструктор сварного изделия в технических условиях чертежа.