8. Svařované spoje Technologie svařování, značení a kontrola svarů, návrh tupých svarů, návrh koutových svarů zjednodušenou a zpřesněnou metodou.

Transkript

1 8. Svřovné spoje Technologie svřování, znčení kontrol svrů, návrh tupých svrů, návrh koutových svrů zjednodušenou zpřesněnou metodou. Technologie svřování Rozdělení svřování: - tvné: mteriály tekuté (MMA, MAG, MIG, TIG, plzmou, SAW, plmenem), - tlkem: mteriál v těstovitém stvu (stykové, přeplátováním). Ruční svřování el. obloukem (MMA mnul metl-rc) 1885 Benrdos (C elektrod), 1888 Slvjnov (kovová), 190 Kjellberg (oblená). teplot: ºC zdroj el. proudu elektrod držák (kleště) d I = 35 d ž 55 d [A] pro d [mm ] U = 15 ž 40 [V] Zdroj: - dynmo, - trnsformátor, - lternátor + usměrňovč, - invertory (moderní trnzistorové usměrńovcí zdroje s vysokou účinností). NNK ocelové konstrukce (8) 1 Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.

2 Holé elektrody: podřdný svr (ze vzduchu přebírá O, N, spluje se Mn, C) Oblené: d 1, ž d průměr ž 6,3 mm (pro první vrstvu obvykle d = 3,15 mm) funkce: - ionizuje vzduch stbilizuje oblouk, - zbrňuje přístupu vzduchu, -tvoří strusku chránící svr, -může legovt (Cr, Ni, Mo, V). Obly: - kyselé (obshují oxidy želez), velký výkon, nehodí se pro polohové svry, vhodné pro střídvý i stejnosměrný proud, - bzické (bez oxidů želez, s uhličitny jko vápenec, kříd...), vhodné pro polohové svřování, kvlitní, nutno je vysoušet ( C), stejnosměrný proud, - rutilové (obshují oxid titničitý = rutil), vhodné pro polohové svřování, mlý závr, vhodné pro tenké plechy, stejnosměrný i střídvý proud. NNK ocelové konstrukce (8) Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.

3 Svřování el. obloukem v ochrnné tmosféře Plyn má funkci oblu (elektrický proud =, ~). MAG (metl-ctive gs) ktivní plyn C0 (chemicky reguje) nebo směsné plyny (C0 +Ar) (npř. T.I.M.E.: 85% Ar) MIG (metl-inert gs) místo CO netečný plyn Ar holá kovová elektrod (Ø 0,8,5 mm) plyn CO CO+O +teplo CO +Fe FeO+CO TIG (tungsten-inert gs), česky WIG olfrm přídvný drát olfrmová elektrod = rgon Závěr: - poloutomtické svřování - 1,5 x výkonnější než MMA, nepřerušovné ocel, nerez, hliník NNK ocelové konstrukce (8) 3 Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.

4 Svřování el. obloukem pod tvidlem SAW (submerged-rc elding) Tvidlo má funkci oblu (proud =, ~). Závěr: tvidlo odsávání - utomtické svřování - 5 x výkonnější než MMA, vysoká kvlit - nevýhod: pouze vodorovné svry holý drát (pečlivě připrvit svrové plochy, n zčátku konci spoje přistehovt výběhové desky) Svřování plmenem poměděný drát Nenosné části, slbé plechy. Zejmén se využívá pro řezání kyslíkem ºC C H cetylen O kyslík NNK ocelové konstrukce (8) 4 Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.

5 Svřování elektrickým odporem (tlkem) 1. Stykové pěchovcí odtvením teplo (odpor) čelisti. Přeplátováním bodová elektrod - bodové - švové - výstupkové, brdvkové (n lisech) elektrod = měděná kldk Dlší typy svřování: - pod vodou (suché, mokré oblouk hoří v oblsti odstíněné plsmou či tlk. vodou) Joule-Lenzův zákon pro teplo [J]: Q = RI odpor [Ω] čs [s] svř. proud [A] desková elektrod -přivřování trnů pro spřžené konstrukce (npř. pistole PHM-50, GD /5 fi PROWELD) Dlší typy spojování kovů: pájení (ne pro OK) - pájk z jiného mteriálu, s nižším bodem tvení: - měkké (T < 450 ºC, cín), - tvrdé (měď, mosz...) NNK ocelové konstrukce (8) 5 t Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.

6 Tvry svrů znčení Pozor: Koutové z šipk vždy směřuje k místu svru, u tupých svrů n úkos!! Pokud je svr n opčné strně, umístí se znčk n tzv. identifikční (čárkovnou) čáru. Uvádí se písmeno číslo, npř: 5 (le lze i z 7) znčení: nebo 5 Tupé (úkosy drhé) npř. 5 dílenské délk svru l b ovření kolem dokol montážní s prporkem znčky lze kreslit nd i pod odkzovou čáru Děrové Průvrové Montážní opět vždy s prporkem!!! Ovření kolem dokol kroužkem!!! př.: 4 NNK ocelové konstrukce (8) 6 Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.

7 Kontrol svrů - vizuální - kpilární (vzlínjící kplin) - mgnetická (používá feromgnetický prášek) - ultrzvukem (nevýhod: pouze n obrzovce monitoru) záznm: vd - rentgenem (výhod: trvlý záznm n film) počáteční echo vd koncové echo film (rentgenogrm) -zářiče gm (Co, Tm, Ir, Ce) - bettrony (urychlovče elektronů) NNK ocelové konstrukce (8) 7 Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.

8 Návrh svřovných spojů (ČSN EN ) Tupé svry - úkosy, drhé ) Plně provřené: únosnost je rovn zákldnímu mteriálu ( neposuzují se) -při nmáhání them vždy provřit kořen kontrolovt jkost (ultrzvukem, rentgenem, γ zářičem) - stupně jkosti podle ČSN EN 5817: B vysoký (poždován pro EXC3) C střední (poždován pro EXC) D nízký (poždován pro EXC1) b) Částečně provřené: únosnost se posuzuje jko pro koutové svry (obvykle pro účinný rozměr = nom - [mm]) nom nom nom NNK ocelové konstrukce (8) 8 Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.

9 Koutové svry Npjtost ve svru lze posoudit pružně plsticky (splnit: tžnost, rovnováhu, komptibilitu) σ ןן σ ןן 0... neboť svr může: - poprskt - nebo být přerušovný npětí kolmo k linii svru - lze je složit: σ Účinné rozměry svru: L L Pro dlouhé svry (L > 150 ) je nutné únosnost redukovt součinitelem β L (dán v normě) NNK ocelové konstrukce (8) 9 σ Minimální rozměry pro nosný svr: 3 mm L 40 mm (nebo 6) Pozn.: z technologických důvodů (by svr nebyl studený ) se doporučuje pro přípoj s tloušťkou t: 10 t 0 [mm ] svr 4 mm, t > 0 mm svr 5 mm. L > 150 Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.

10 Únosnost koutových svrů Metody zjednodušená (nerozlišuje druh npětí) zpřesněná (rozlišuje mezi σ),, ןן 1. Zjednodušená metod (ןן (bez ohledu n druh směr npětí, všechn jko pro zákldní mteriál F = L, Rd fv,d Příkldy: ploch svru návrhová smyková pevnost svru: ) Boční čelní smykový přípoj svr b ( b, L b ) fu / 3 f v,d = β γ M únosnost ve smyku = 1,5 korelční součinitel (svr unese více než zákl. mteriál): S35... β = 0,8 S β = 0,9 svr (, L ) F Ed F + Ed F,Rd = ( L Lbb ) fv,d NNK ocelové konstrukce (8) 10 Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.

11 b) Přípoj nmáhný ohybem svr s prmetry A, W F Ed - nmáhání smykem F Ed - nmáhání momentem M Ed = F Ed e L e Prmetry A, W pro průřez dný linií svru šířky. F Ed ll = = A F Ed L σ = M Ed = W FEde 1 L 6 nebo lze psát: σ = = σ / Výsledné npětí ve svru: ll + σ f v,d Pozn.: Ve zjednodušené metodě lze též pro jednotnost zápisu psát = II Obdobně se řeší svrový přípoj úhelníku (probíráno ve cvičení). NNK ocelové konstrukce (8) 11 Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.

12 c) Přípoj konzoly (= rámový roh) b e F Ed h idelizce = čár: b b 1 svr : svr b: σ = σ = FEde f W F Ed W v,d e 1 f v,d FEd II = h b výsledné npětí ve svru b: ll + σ f v,d d) Krční svry ohýbného nosníku výztuh nd podporou (k vyloučení boulení stojiny nmáhání krčních svrů od rekce) V Ed pro krční svr přidné pásnice pltí S pro přidnou pásnici Npětí v krčním svru: VEd S II = I f účinná tloušťk krčních svrů v,d sttický moment plochy pásnice moment setrvčnosti průřezu NNK ocelové konstrukce (8) 1 Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.

13 . Zpřesněná metod Zohledňuje vyšší únosnost svru pro normálové npětí (plyne z Misesovy plsticitní podmínky) dává vyšší únosnost. Posoudí se: i) ii) σ σ + 3( + II ) fu 0, 9 γ Ukázk řešení příkldu ), nyní zpřesněnou metodou: b b F Ed M Boční svry b: resp. β σ f u γ M = = 0 odtud F, Rd = Lbbfv, d σ Celkem: F Ed F,Rd = ( L 3 + Lbb ) fv,d > 1 NNK ocelové konstrukce (8) 13 II fu / 3 β γ Čelní svr : σ = = σ / odtud σ II = 0 fu / β γ M = f v,d 3 M Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.

14 Svrová pnutí deformce reziduální pnutí od svřování t tlk th tlk + f y v okolí svru vzniká th n mezi kluzu!! deformce 3 t f y pro výpočty: fiktivní svrová síl Optření ke zmenšení pnutí: - "mlé" vícevrstvé svry, vícevrstvé svry (dlší housenk vyžíhá spodní svr): -předehřev (cc 00 C, obvykle nutný při teplotě < 0 C), - vhodný postup. Optření pro odstrnění pnutí: -žíhánípři 650 C (cc 30 min/5 mm tloušťky). NNK ocelové konstrukce (8) 14 Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.

15 Kombince spojovcích prostředků pro smyk Uvžuje se únosnost pouze jednoho druhu spojovcích prostředků!! Tzn. výsledná únosnost je dán spojem s vyšší únosností. Npř.: šrouby 100 kn svry 00 kn... únosnost 00 kn (šrouby se usmyknou), šrouby 100 kn svry 50 kn... únosnost 100 kn (svry se poruší). Důvod: různé tuhosti spojení (porušení nstne v jiné fázi). Výjimk: svry + třecí spoj (únosnosti lze sečíst, tuhost obou spojů je velká, podobná). NNK ocelové konstrukce (8) 15 Prof. Ing. Josef Mcháček, DrSc.