Тогда требуемая длина шва

.

Решение задач «Расчет сварного шва»

Задача 1

Определить оптимальную форму и размеры листа косынки узла фермы (рис. 10.5, к которому привариваются два неравнополочных уголка из стали Ст3, [σ ]_Р = 160 Н/мм². Сварка выполнена вручную электродом Э42А. Сварное соединение должно быть равнопрочно стержням.

Рис. 10.5

Решение. Допускаемое значение растягивающего усилия для каждого стержня

[ F ] = А_уг ∙ [σ ]_Р = 559∙ 160 = 89, 5∙ 10³ Н.

Здесь А_уг = 5, 59 см² (ГОСТ 8510-72).

Размеры листа определяются углом наклона стержней и длиной фланговых швов (l _ф1 , l _ф2).

Примем величину катета k равной толщине полки уголка (k = 5 мм).

Допускаемое усилие для лобового шва при расчете на срез:

[ F _л] = 0, 7∙ k ∙ l _л ∙ [τ ]_ср = 0, 7∙ 5∙ 70∙ 104 = 25, 5∙ 10³ Н.

Допускаемое напряжение среза (табл. 12)

[τ ]_ср = 0, 65 [σ ]_Р = 0, 65∙ 160 = 104 Н/мм².

Усилие, воспринимаемое фланговыми швами

[ F _ф] = [ F ] - [ F _л] =89, 5 ‑ 25, 5 = 64, 0 кН.

Это усилие распределяется между фланговыми швами обратно пропорционально расстояниям от них до продольной оси уголка. Воспользовавшись уравнением статики, найдем

;

.

Длины фланговых швов для каждого из уголков

;

.

принимаем l _Ф2 = 40 мм.

Задача 2

Полосы из стали Ст2 сварены встык (рис. 10.6) вручную электродами Э42. Осевая сила изменяется в пределах от Р _min = - 0, 5 P _max до Р _max. Определить допускаемое значение Р _max.

Рис. 10.6

Решение. Основное (при статическом нагружении) допускаемое напряжение (см. табл. 10.2) для свариваемых полос [σ ]_Р = 160 Н/мм².

Допускаемое напряжение для шва при переменной нагрузке

[σ '] _Р = γ ∙ 0, 9[σ ] _Р, где

;

[σ ']_Р = 0, 9∙ 6/7∙ 140 = 108 Н/мм².

Условие прочности сварного шва

,

откуда

[ Р _max] = 200∙ 12∙ 108 =259∙ 10³ Н = 259 кН.