02 Sudura - Seminar.pdf

IMBINAREA ELEMENTELOR METALICE

1UTCB - Seminar Sudură

IMBINARI SUDATE

Tipuri de imbinari sudate clasificate functie de pozitia relativa a pieselor imbinate:

1. îmbinări cu sudură cap la cap

2. îmbinări cu sudură de colţ

2

Tipuri de imbinari sudate clasificate functie de pozitia cordonului de sudura relativa la piesele imbinate:

1. îmbinări cu sudura in adancime

2. îmbinări cu sudura in relief

UTCB - Seminar Sudură

Imbinarile sudate ale elementelor metalice se realizeaza in moduri diferite, si se pot grupa in:

– Imbinari cap la cap in care piesele sunt

asezate una in prelungirea celeilalte ;

– Imbinari de colt cu piese suprapuse, in care

piesele imbinarii se acopera una pe cealalta

– Imbinari de colt in care piesele se intalnesc sub

un unghi oarecare

Legaturile dintre piesele unei imbinari se realizeaza prin cusaturi (cordoane) de

sudura. O cusatura este partea din imbinare obtinuta prin solidificarea materialului

de baza topit si a materialului de adaos.

Sudurile sunt asamblari nedemontabile, pentru a căror desfacere este necesară

distrugerea parţială sau totală a organului de asamblare sau a pieselor componente.


4

Suduri de coltSuduri cap-la-cap

SUDURI IN ADANCIME SUDURI IN RELIEF


Sudurile in adancime la elementele asezate “cap la cap” reprezinta cea mai buna forma de imbinare. Daca sudura nu are defecte iar ingrosarea cordonului de sudura esteinlaturata prin prelucrare, transmiterea tensiunilor nu sufera practic nici o perturbare.

Metalul depus pastreaza proprietati plastice distincte, insa caracteristicile mecanicesunt cel putin egale cu cele ale metalului de baza.

Sudurile cap la cap se executa pe toata grosimea si latimea pieselor.

Caracteristicile geometrice ale unui cordon de sudura:

- grosimea cordonului de sudura (a)

- lungimea cordonului de sudura (ls)

- lungimea de calcul a cordonului de sudura (lsc)

5

IMBINARI CU SUDURA IN ADANCIME – cap la cap


Tipuri de cordoane de sudura cap la cap

Se foloseste la sudarea tablelor cu grosime mai mica de 8mm

Sudura in “V” (t<20mm)

Sudura in “U” (recomandata la piesele ce nu se pot suda pe

ambele fete)

Sudura in “X” (pentru sudarea pieselor cu grosimi mari)

Sudura in “K” (utilizata atunci cand nu este posibila prelucrarea

muchiei uneia dintre piesele de imbinat)

Sudura in “1/2 V” cu prelucrarea muchiei unei singure piese din

imbinare

Sudura in “U” pe ambele fete (pentru sudarea pieselor cu

grosimi mari; se realizeaza depuneri reduse si contractii mai

mici)

Sudura in “V”


Lungimea cordoanelor de sudura

lsc = ls – 2 x a ls

c= ls – 2 x a lsc= ls

lsc= ls – 2 x a

Grosimea cordoanelor de sudura

a = t a = t a = min (t1; t2) a = min (t1; t2)

- imbinari pe o singura parte, cu placute suport


IMBINARI CU SUDURA IN ADANCIME – de colt

Imbinarile pieselor in “T” se realizeaza cu suduri in K sau in V.

Se iau masuri pentru resudarea radacinii sau se sudeaza pe placuta suport

Resudarea radacinii se sudeaza inaintea depunerilor tuturor straturilor care formeazacordonul de sudura. La sudurile in K si cele in X se prefera sudarea alternativa pe de o perte si pe alta, realizandu-se o compensare a deformatiilor din contractie.


IMBINARI CU SUDURA IN RELIEF (de colt)

Imbinarile pieselor cu sudura in relief se executa in unghiul format de marginilepieselor care se imbina, si nu necesita prelucrarea muchiilor

Grosimea cordonului de sudura “a” reprezinta inaltimea triunghiului inscris in sectiuneatransversala a cusaturii


Grosimi maxime ale cordoanelor de sudura de colt

Observatii:

- la sudarea cornierelor sau a profilelor laminate “U” se admite ingrosarea cu pana la 20% a sudurilorasezate la muchia acestora

- grosimea minima a cordonului de sudura este de 3mm

Grosimi minime ale cordoanelor de sudura


Lungimile cordoanelor de sudura

Sudura frontala: lsc=ls-2 x a

Sudura laterala: lsc=ls-2 x a Intoarcerea cordoamelor

la capete: lsc=ls- a

Conditii constructive:

Lungimea sudurii de colt va fi de cel putin 50mm sau 6a

Cand se sudeaza profile cornier sau profile “U”, lungimea de calcul a cordoanelor de sudura se limiteaza la 15a ≤ ls

c≤ 100a si lsc ≥ b, unde b este latura profilului;


Cordoane de sudura intrerupte

Cordoane de sudura intrerupte nu se folosescin medii corozive.

La capetele elementului cu sectiune compusaalcatuit din doua sau mai multe piese se vorrealiza suduri cu lungimea Lwe care va fi maimare decat 0,75b sau 0,75b1 (b si b1 suntlatimile pieselor care se sudeaza).

Solidarizarea barelor comprimate se va face cu sudura alternanta pe ambele fete

Conform SR EN 1993-1-8, distanta dintrecapetele cordoanelor de sudura L1 va fi maimica decat:

- L1 ≤ min(16t; 16t1; 200mm) la barele intinse

- L2 ≤ min(12t; 12t1; 0,25b; 200mm) la barelecomprimate sau solicitate la forfecare

Conform STAS 10108/0-78, distanta dintrecapetele cordoanelor de sudura L1 va fi maimica decat:

- L1 ≤ 30tmin la barele intinse

- L1 ≤ 15tmin la barele comprimate


Comportarea si calculul imbinarilor cu sudura cap la cap

In cazul unor solicitari compuse, relatiile de verificare sunt:

Ris= rezistenta sudurii la intindere

Rcs= rezistenta sudurii la compresiune

Rfs= rezistenta sudurii la forfecare

Rsi=0,8R

Rsi=R daca sudura este realizata automat si

verificata prin mijloace fizice

Rcs= R daca sudura este realizata

semiautomat sau manual

Rfs= 0,6R

unde R este rezistenta materialului de baza

s

ci

s

N RA

N/

s

f

s

T RA

T

s

ci

s

M RyI

M/

s

ci

ss

RyI

M

A

N/

Rech

22 313UTCB - Seminar Sudură

Comportarea si calculul imbinarilor cu sudura de colt

unde:

Rfs= rezistenta sudurii la forfecare

Rsf=0,7R unde R este rezistenta

materialului de baza si este produs de actiunea momentului de incovoiere:

s

frez R

Relatia de verificare:

Sudurile supuse la incovoiere in plan normal pe planul imbinarii se verifica cu relatia:

Sudurile supuse la incovoiere in planul cordoanelor de sudura se verifica cu relatia:

In care: si

Is,x si Is,y sunt momentele de inertie ale cordoanelor de sudura in raport cu axele x-x respectiv y-y

s

f

xs

M RyI

M

,

s

fyxrez R22

yII

M

ysxs

x

,,

xII

M

ysxs

y

,,


rez

Sudura supusa la incovoiere in plan normal pe planul imbinarii

Sudura supusa la incovoiere in planul cordoanelor de sudura


Verificarea cordoanelor de sudura de colt conform SR EN 1993-1-8

Metoda directionala de determinare a rezistentei sudurilor de colt

Rezistenta de calcul a unei suduri de colt trebuie sa satisfaca urmatoarele doua conditii:


UTCB - Seminar Sudură 17

Metoda simplificata de determinare a rezistentei sudurilor in relief


Exemplul 1: Sa se verifice imbinarea din figura urmatoare:

NEd=500kN; grosimea guseului tg=12mm; material otel S235 →fu=360 N/mm2

Caracteristicile cordoanelor de sudura:

a1=6mm; ls1=180mm; leff1=ls1 -2a1=180-2x6=168mm;

a2=4mm; ls2=180mm; leff2=ls2 -2a2=180-2x4=172mm;

Distribuim forta axiala catre cele 2 perechi de cordoane de sudura:

kNb

ebNN EdEd 360

100

28100500)1(

kNb

eNN EdEd 140

100

28500)2(


Verificarea imbinarii cu sudura conform SR EN 1993-1-8:2006:

Forte axiale pe unitatea de lungime a unui cordon de sudura si tensiuni in cordoanele de sudura:

mm

N

ln

NF

effs

EdEdw 1071

1682

10360 3

)1(

)1()1(

, 2

3

)1(

1

)1()1(

, 6,17816826

10360

mm

N

lna

N

effs

EdEdII

2

3

)2(

)2()2(

, 4071722

10140

mm

N

ln

NF

effs

EdEdw 2

3

)2(

2

)2()2(

, 7,10117224

10140

mm

N

lna

N

effs

EdEdII

Se calculeaza rezistenta de calcul la forfecare a sudurii de colt (β=0.80; γM2=1.25)

2

2

, 208732.1

360

25,18,03

360

3 mm

Nff

Mw

udvw

Se calculeaza forta capabila a sudurii pe unitatea de lungimeRdwF ,

mm

kNafF dvwRdw 248.1106208 3

1,

1

,

mm

kNafF dvwRdw 832.0104208 3

2,

2

,


Verificarea imbinarii cu sudura:

Pentru cordoanele 1:

Verificare tensiuni:

Verificare forte:


Verificare tensiuni:

Verificare forte:

2086,178,

)1(

, dvwEdII f %86%100208

6,178

,

)1(

,

dvw

EdII

f

248.1071.11

,

1

, RdwEdw FF %86%100248.1

071.11

,

1

,

Rdw

Edw

F

F

2087,101,

)2(

, dvwEdII f %49%100208

7,101

,

)1(

,

dvw

EdII

f

832.0407.02

,

2

, RdwEdw FF %49%100832.0

407.02

,

2

,

Rdw

Edw

F

F


Verificarea imbinarii cu sudura conform STAS 10108/0-78

Rezistenta materialului S235 (OL37) = 220N/mm2

Rezistenta de calcul a cordonului de sudura de colt (tabelul 10) Rsf=150N/mm2

Verificarea cordoanelor de sudura (relatia 16.6): s

fRla

N


2

3

)1(

)1(

)1(

)1( 6.17816862

10360

mm

N

la

N

eff

Ed%119100

150

6.178

1

s

fR


2

3

)2(

)2(

)2(

)2( 7.10117242

10140

mm

N

la

N

eff

Ed %68100150

7.101

2

s

fR


Verificarea conform SR EN 1993-1-8


463

2

32

3

10578.5812

51405.13951402

12

5615.1225614

12

25052

mm

I yy


2

3

44.235120

10120

mm

N

AN

w

EdN

2

3

0.325120

1080

mm

N

AV

wi

EdV

26

6

1

)1(03.98142

10578.58

1044.40

mm

Nz

I yy

EdM

M

2

2

250025052

512061541405225052

mmA

mmA

wi

w

26

6

3

)3(3.86125

10578.58

1044.40

mm

Nz

I yy

EdM

M


2

)1()1(47.12144.2303.98

mm

NNMrez R

s

frez

)1(

2150

mm

NR

s

f

2

)2()2(59.7144.2303.98

mm

NNMrez R

s

frez

)2(

2150

mm

NR

s

f

2

2222)3()3(31.1143244.233.86

mm

NVNMrez

Rs

frez

)3(

2150

mm

NR

s

f2

)3(31.114

mm

Nrez


2

3

44.235120

10120

mm

N

AN

w

EdN

2

3

||0.32

5120

1080

mm

N

AV

wi

EdV

26

6

1

)1(,03.98142

10578.58

1044.40

mm

Nz

I yy

EdM M

26

6

3

)3(,3.86125

10578.58

1044.40

mm

Nz

I yy

EdM M


2

)1(,)1(47.12144.2303.98

mm

NMN

rez

2

222

||

2)3(,)3(31.1143244.233.86

mm

NVNM

rez

2

2

,208

25.18.03

360

25.18.033 mm

Nfff u

M

u

dvw

%58%100208

47.12120847.121

,

)1(

,

)1(

ff

dvw

rez

dvwrez

%56%100208

4.1172084.117

,

)3(

,

)3(

ff

dvw

rez

dvwrez

02 Sudura - Seminar.pdf

Documents

Transcript of 02 Sudura - Seminar.pdf