+ All Categories
Home > Documents > CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Date post: 03-Jan-2016
Category:
Upload: florentza88
View: 80 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
47
Transcript
Page 1: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2
Page 2: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Îmbinări sudate cu piese suprapuse

a. cusătură frontală, b. cusături laterale

Îmbinări sudate ale pieselor asamblate în unghi

Page 3: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Aşezarea pieselor în vederea sudării

Page 4: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Transmiterea eforturilor prin cusăturile de colţ sau în relief

Page 5: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Suduri de colţ întrerupte

0 1 1 1

2 1

L min( 0,75b;0,75b ),L min( 16t;16t ;200mm ),

L min(12t;12t ;0,25 b;200 mm)

Page 6: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

SUDURI ÎN CRESTĂTURI sunt cusături de colţ realizate în găuri circulare saualungite

Sudurile de colţ în găuri sunt recomandate numai pentru a transmiteeforturi de forfecare sau pentru a evita voalarea sau separarea pieselorsuprapuse.

SUDURI ÎN GĂURI UMPLUTE CU SUDURĂ (în buşon) se utilizează pentrutransmiterea unui efort de forfecare, pentru împiedicarea voalării sauevitarea separării pieselor suprapuse sau pentru solidarizareacomponentelor elementelor metalice compuse. Aceste suduri nu se folosescpentru preluarea eforturilor de întindere.Diametrele găurilor circulare sunt cu cel puţin 8mm mai mari decâtgrosimile pieselor în care sunt realizate. Grosimea sudurilor în gaură esteegală cu grosimea piesei, pentru grosimi de până la 16mm şi min(jumătate din grosimea piesei; 16mm) pentru grosimi ce depăşesc 16mm.

wl = 2l + π d - a

1

d 4t

Page 7: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Sudura se numeşte cu pătrundere completă dacă fuziuneametalului de adaos şi a metalului de bază are loc pe toată grosimeaîmbinării; în caz contrar sudura este cu pătrundere parţială.

Sudură cap la cap sau în adâncime

Page 8: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Transmiterea eforturilor prin cusăturile cap la cap sau în adâncime

Page 9: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Dacă piesele metalice ce se îmbină au grosimi de până la 10 mm,pentru a asigura pătrunderea completă, sudura se execută pe osingură parte, pe ambele părţi sau se dispune sub piese o placăsuport în funcţie de grosime. Pot fi utilizaţi şi electrozi cupătrundere adâncă la piese cu grosimi mai mari, de până la 16 mm.

Suduri cap la cap fără prelucrarea marginilor pieselor:a,b. - suduri executate de o singură parte, c. - sudură executată din ambele părţi,

d - reprezentare simbolică

Page 10: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Dacă piesele de îmbinat au grosimi diferite racordarea se face înraport cu diferenţa grosimilor

Rosturi între piese

Page 11: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Pentru sudarea pieselor cu grosimi sporite este necesarăprelucrarea marginilor acestora, dimensiunile fiind dependente deprocedeul de sudare utilizat

Prelucrarea marginilor pieselor de sudat

Page 12: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Prelucrarea marginilor pieselor metalice cap la cap şi forme ale secţiunilor cordoanelor de sudură

Page 13: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Îmbinările pieselor în formă de T

a. b.

Îmbinarea pieselor dispuse în T cu suduri cap la cap: a.-în K, b.-în 1/2V

Page 14: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Poziţia cusăturilor de sudură în timpul execuţiei poate fi: orizontală în planorizontal şi vertical, verticală sau înclinată în plan vertical, peste cap (deplafon). Sudurile orizontale în plan vertical se execută greu şi marginile seprelucrează, ca în det.1, pentru a evita scurgerea metalului topit.

Poziţia sudurilor în timpul execuţiei: a. - sudură orizontală în plan vertical, b.- sudură orizontalăîn plan orizontal, c. - sudură peste cap, d. - sudură verticală în plan vertical.

Page 15: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Pozitiile principale de sudare

Obs. Notatiile pozitiilor de sudare

conform standardelor.

PA poziţie orizontală

PA orizontală în jgheab

PC orizontală pe perete vertical

PB orizontală cu perete vertical

PE peste cap

PD orizontală peste cap

PF verticală ascendentă cap la cap

PG verticală descendentă cap la cap

PF verticală ascendentă colţ

PG verticală descendentă colţ

Page 16: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Diverse cusături cap la cap şi în T, poziţionate pe orizontală sau verticală

Page 17: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Comportarea îmbinărilor sudate solicitate static este diferită de cea ametalului din piesele asamblate datorită neuniformităţii tensiunilor,prezenţei concentratorilor de tensiuni, efectelor de încrestare,compactităţii mai reduse prin solidificare etc.

Diagrame ale distribuţiei tensiunilor normale şi tangenţiale în diferite zone aleîmbinărilor sudate: a. - sudură în adâncime, b. - sudură de colţ la piese suprapuse, c. -suduri de colţ la elemente în cruce.

Page 18: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

În porţiunile de racordare a îngroşării (bombament) şi arădăcinii sudurilor în adâncime se formează concentrări detensiuni normale ale căror valori pot depăşi cu 60% tensiunea deexploatare (a).

Prin prelucrarea mecanică a suprafeţei cusăturii şi îndepărtareaîngroşării până la nivelul pieselor metalice, comportarea la diversesolicitări se îmbunătăţeşte mult.

Concentrările de tensiuni apar şi în cazul unor defecte încordonul de sudură sau al unor nepătrunderi la rădăcină.

În figura (b) este evidenţiată concentrarea substanţială atensiunilor normale la rădăcina sudurii de colţ care îmbinăelemente suprapuse, cauzată de devierea liniilor de forţă careacţionează în planuri diferite. O distribuţie asemănătoare apare şila îmbinările sudate în cruce (c). Rădăcina cusăturii este solicitată

complex la întindere şi forfecare.

Page 19: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Comportarea îmbinărilor cu suduri de colţ diferă după modul cum esterealizată îmbinarea şi după natura solicitării. Ruperea cordoanelor desudură depinde de poziţia sudurii în raport cu direcţia efortului.

Ruperea cusăturilor de colţ la piese suprapuse: a,b.- cusături frontale, c.- cusături laterale

Page 20: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Metalul depus în zona cusăturii are o tenacitate ridicată şi înconsecinţă comportarea sudurii este plastică iar redistribuireatensiunilor în secţiune neutralizează efectul anumitorconcentrări de tensiuni.

Redistribuirea tensiunilor nu mai este posibilă în zonainfluenţată termic (ZIT) unde materialul poate deveni fragil şi seformează fisuri care provoacă ruperea îmbinării.

Page 21: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

La piesele sudate cu grosimi ce depăşesc 15 mm semanifestă fenomenul de smulgere (desprindere) lamelarăatunci când se produc tensiuni perpendiculare pe direcţiagrosimii acestora.

Ruperea prin desprinderea lamelară a îmbinărilor sudate

Page 22: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Ruperea prin desprinderea lamelară a îmbinărilor sudate şi soluţii de eviare a acesteia

Page 23: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

RUPEREA PIESELOR DISPUSE ÎNTE SUDATE CU CUSĂTURI ÎNRELIEF SOLICITATE ÎN LUNGULÎMBINĂRII (arii de rupere)

Solicitarea îmbinării

Ruperea prin forfecare a materialului de bază (modul 1)

Ruperea prin forfecare a materialului de bază (modul 2)

Page 24: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

RUPEREA PIESELOR DISPUSE ÎNTE SUDATE CU CUSĂTURI ÎNRELIEF SOLICITATE ÎN PLANPERPENDICULAR PE PLANULÎMBINĂRII (arii de rupere)

Solicitarea îmbinării

Ruperea prin forfecare a materialului de bază (modul 1)

Ruperea prin forfecare a materialului de bază (modul 2)

Page 25: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

RUPEREA PIESELOR PLATEDISPUSE SUPRAPUS SUDATE CUCUSĂTURI ÎN RELIEF SOLICITATEÎN LUNGUL ÎMBINĂRII (arii derupere)

Solicitarea îmbinării

Ruperea prin forfecare a materialului de bază (modul 1)

Ruperea prin forfecare a materialului de bază (modul 2)

Page 26: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

RUPEREA PIESELOR DISPUSESUPRAPUS (PROIFIL CORNIER PEELEMENT PLAT) SUDATE CUCUSĂTURI ÎN RELIEF SOLICITATEÎN LUNGUL ÎMBINĂRII (arii derupere)

Solicitarea îmbinării

Ruperea prin forfecare a materialului de bază (modul 1)

Ruperea prin forfecare a materialului de bază (modul 2)

Page 27: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

RUPERE LAMELARĂ

RECOMANDĂRI PRIVIND EVITAREA RUPERII LAMELARE

Page 28: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

CUSĂTURI

CAP LA CAP

grosimea

lungimea

CUSĂTURI

DE COLŢ

grosimea

lungimea

mina = t

wl = l - 2a

min3mm a 0,7t

wl (6a; 40mm)wl = l - 2a

Page 29: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

CUSĂTURI CAP LA CAP/ÎN ADÂNCIME

Lungimea de calcul a unui cordon de sudură este lungimea sa realăredusă cu de două ori grosimea teoretică (cratere finale) pentru a ţineseama de faptul că extremităţile cordonului au în general o penetrareşi o secţiune diferită de restul cusăturiiLungimea de calcul se ia egală cu lungimea efectivă în cazul cândambele extremităţi sunt realizate cu piese de prelungire

mina = t

wl = l - 2a

Grosimea cusăturii

Lungimea cusăturii

Page 30: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

0II Pentru :

CUSĂTURI CAP LA CAP/ÎN ADÂNCIME

Page 31: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

CUSĂTURI CAP LA CAP/ÎN ADÂNCIME

Rezistenţa de calcul a sudurilor cap la cap, se stabileşte după cumcusăturile sunt cu pătrundere completă sau parţială.

Sudurile cu pătrundere completă asigură continuitatea metalului dinpiese pe toată grosimea acestora. Dacă metalul de adaos din cordonul desudură are aceleaşi caracteristici mecanice cu metalul de bază, verificateprin încercarea la tracţiune pe epruveta integral sudată, nu mai estenecesară verificarea rezistenţei deoarece secţiunea piesei estereconstituită în dreptul cusăturii.

Rezistenţa unei cusături cap la cap cu pătrundere parţială se determinăca în cazul unei suduri de colţ cu penetraţie mare adoptând pentrugrosimea sudurii valoarea nominală redusă cu 2mm

Page 32: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Aria efectivă

Aria efectivă

Îmbinare cu pătrundere completă

Îmbinare cu pătrundere parţială

CUSĂTURI CAP LA CAP/ÎN ADÂNCIME

Page 33: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

nom,1 nom,2

nom

a + a t

c min( t / 5; 3mm)

1 nom,1

2 nom,2

a = a - 2mm

a = a - 2mm

Îmbinare cu sudură a pieselor aşezate în T

a. pătrundere completă, b. pătrundere parţială

Page 34: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

CUSĂTURI DE COLŢ/ÎN RELIEF

Cusăturile de colţ pot avea secţiunea transversală dreaptă,convexăsau concavă în funcţie de tipul electrodului.

Grosimea de calcul reprezintă înălţimea în triunghiul dreptunghicisoscel înscris în secţiunea transversală a cusăturii

Aria efectivă[

Page 35: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

min3mm a 0,7t wl = l - 2a

wl (6a; 40mm)

CUSĂTURI DE COLŢ/ÎN RELIEF

Grosimea cusăturii de sudură Lungimea cusăturii de sudură

Figura 4.7. Geometria îmbinarii sudate de colt

a1 – grosimea practica; a2 – grosimea de calcul

Page 36: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Când sudura este realizată prin procedeul automat cu arcacoperit sub flux,

La sudarea cornierelor şi a profilelor se admite îngroşarea cu20% a sudurilor aşezate la muchia (cotorul) acestora:

Lungimea de calcul a cordonului de colţ se consideră egală culungimea totală a sudurii, inclusiv întoarcerile de la extremităţi, întoate locurile unde această întoarcere este posibilă în acelaşi plan.

a = min(1,2a;a + 2mm)

1 min min 1 2a 0,7t ;t = min( t ,t )

2 1 1 2a 0,85t ;t < t

2 2 2 1a 0,7t ;t < t

CUSĂTURI DE COLŢ/ÎN RELIEF

Page 37: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

0II

CUSĂTURI DE COLŢ/ÎN RELIEF

Pentru :

Page 38: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

CUSĂTURI DE COLŢ/ÎN RELIEF

Verificare aplicând metoda direcţională care ţine seama de stareacomplexă de solicitare şi care consideră că ruperea se produce însecţiunea de grosime minimă datorită solicitării de forfecare(planul bisector al secţiunii cusăturii de sudură sau planulrezistent).

şi

; ;unde :

- este valoarea nominală a rezistenţei la rupere prin întindere a materialului piesei cele mai slabe din îmbinare,

- este un factor de corelare între rezistenţa la rupere a metalului depus şi cea a metalului de bază: pentru oţel S235,

- este coeficient parţial de siguranţă pentru îmbinări sudate

2 2 2 uL L II

w M2

fσ + 3( τ + τ )

β γ

uL

M2

fσ 0.9

γ

L

w

Fσ =

a l

L

w

Fτ =

a l

IIτ

II

w

Fτ =

a l

uf

M2γM2γ = 1.25

0.8wβ

Page 39: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Metoda simplificată de verificare are la bază rezultateexperimentale potrivit cărora cordoanele laterale de sudurăsolicitate rezistă cel mai puţin. Constă în verificarea tuturorcusăturilor de colţ (frontale, laterale sau oblice) ca şi cum ar fisupuse numai la tensiuni .

unde:

- este efortul ce solicită cusătura,

- este efortul capabil la forfecare al cusăturii, pe unitatea de lungime, dat de relaţia:

- este rezistenţa de calcul la forfecare a sudurii:

IIτ

w,Ed w,RdF F

w,EdF

w,RdF

w,Rd vw,dF = a f

vw,df

uvw,d

w M2

f 3f =

β γ

Page 40: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

SOLICITARE TENSIUNI ÎN CUSĂTURA DE SUDURĂ

Întindere

Forfecare

Încovoiere

Încovoiere

Răsucire

Întindere

Întindere

Forfecare

Încovoiere

Page 41: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

SUDURI ÎN CRESTĂTURĂ

Efortul capabil al unei suduri în gaură este dată de relaţia:

unde este aria de calcul a sudurii, egală cu aria găurii.

w,RdF

uw,Rd w vw,d w

w M2

f 3F = A f = A

β γ

wA

Page 42: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

1. Îmbinare prin suprapunere, cu cusături de colţ laterale şifrontale, solicitată de un efort axial

unde:

- este rezistenţa de calcul la forfecare a sudurii:

- pentru piese din oţel S235

-

min

3mm a 0,7t

min 1t = min t,t

wl = 2(b - a)+ s

wl 6a

wl 40mm

Ed Edvw,d

w w

N Nτ = = f

A a l

uvw,d

w M2

f 3f =

β γ

vw,df

0.8wβ

M2γ = 1.25

Page 43: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

2. Îmbinare prin suprapunere cu cordoane de colţ laterale şifrontale, solicitată la moment încovoietor şi forţă tăietoare înplanul îmbinării

Page 44: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Tensiunea de forfecare din moment:

unde:- sunt momentele de ineţie ale tuturor cusăturilor de colţ în raport

cu axele y şi z,- este distanţa maximă GA.

Componentele tensiunii de forfecare după axele y-y şi z-z :

Tensiunea de forfecare din forţă tăietoare

În final, se verifică rezultanta tensiunilor în punctul A:

cu rezistenţa de calcul la forfecare a sudurii:

Ed maxM

w,y w,z

M dτ =

I + I

w,y w,zI , I

maxd

Mo Mτ = τ sinα Mv Mτ = τ cosα

Ed EdV

w w,1 w,2

V Vτ = =

A a(2l + l )

Ed

1 22 2

rez Mo Mv V vw,dτ = τ + (τ + τ ) f

uvw,d

w M2

f 3f =

β γ

vw,df

Page 45: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

3. Îmbinare cu cusătură în adâncime solicitată la momentîncovoietor, forţă axială şi forţă tăietoare în planul îmbinării

Page 46: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

Cusătura de sudură executată cu pătrundere completă, avândcaracteristicile geometrice şi , se verifică cu relaţiileurmătoare:

sau

sau

a wl

yEd Ed

w s M0

fN Mσ = +

A W γ

yEd Ed

2

w w M0

fN 6Mσ = +

a l a l γ

yEd

w M0

f 3Vτ =

A γ

y2 2

ec

M0

fσ = σ + 3τ

γ

yEd

w M0

f / 3Vτ =

a l γ

Page 47: CAP. 11-ÎMBINĂRI SUDATE 2

0II


Recommended