Univerza v Ljubljani - Fakulteta za strojništvo KKTS - LASOK. Varjene konstrukcije. Varjeni spoji

Transcription

1 Univerza v Ljubljani - Fakulteta za strojništvo KKTS - LASOK Varjene konstrukcije Varjeni spoji doc.dr. Boris Jerman, univ.dipl.inž.str. pisarna: FS telefon: 01/ govorilne ure: boris.jerman@fs.uni-lj.si soavtor gradiva: i.prof.dr. Janez Kramar, univ.dipl.inž.str. Viri slik: [1] Zoran Ren. Strojni elementi - I. del. VARJENE ZVEZE. Prosojnice; [2] SIST ENV , 1992; 1 V A R J E N I (ZVARNI) S P O J I (angleško: weld(ed) joint (seam), nemško: Schweißverbindung) Varjenje je spajanje gradiv v nerazdružljivo celoto s taljenjem ali mehčanjem s pomočjo segrevanja mesta spoja. Segrevanje se izvaja z dovajanjem toplote, električne energije ali mehanskega dela (1) ali s kombinacijo teh načinov. Vari se z ali brez uporabe dodajnega materiala. Vari se lahko kovinska in nekovinska gradiva. (1)... (pritisk, trenje) 2 1

2 V A R J E N I (ZVARNI) S P O J I (angleško: weld(ed) joint (seam), nemško: Schweißverbindung) Razlogi za uporabo varjenja Uporaba varjenih spojev omogoča razcepitev velikih nosilnih elementov in nosilnih elementov zapletenih oblik na manjše in enostavnejše sestavne dele. Na ta način se doseže: - v mnogih primerih sploh uresničljivost zamisli, - manjši obseg mehanske obdelave, - v večini primerov nižjo ceno izdelka, - ob kasnejših montažnih zvarnih ali vijačnih spojih lažji transport, - v primerjavi z ulitkom večinoma večjo trdnost elementa in cele konstrukcije. 3 V A R J E N I (ZVARNI) S P O J I Varjenje je najbolj ekonomična tehnologije spajanja, kadar so zagotovljeni primerni delovni pogoji. Z varjenjem se doseže statično zelo trdne in toge spoje. Togost zvarnega spoja je podobna togosti spajanih delov (1) ; Nerazstavljive zveze, izvedene v delavnici, bodo praviloma varjene. Na terenu (na mestu sestave velikih izdelkov) se večinoma uporablja vijačne spoje. (1) Lastne deformacije zvarov z bližnjo okolico so v primerjavi z deformacijami vijakov ali kovic z njihovo okolico zanemarljive. 4 2

3 STATIČNO OBREMENJENI NOSILNI VARI Varjene spoje se uporablja tudi za spajanje polizdelkov kot so: pločevine, vroče in hladno valjani profili, cevi,... v ustrezne sestavne elemente, za gradnjo še večjih nosilnih konstrukcij. 5 TIPI ZVARNIH SPOJEV Glede na medsebojno lego spajanih elementov (1/2): soležni zvarni spoji (podaljševanje pločevin, trakov, različnih profilov,... ; širjenje pločevin); T-, Y- in X (1) - zvarjeni spoji (spajanje pločevin v T in I profile, spajanje različnih profilov v paličja in okvirne konstrukcije,...); [1] [1] [1] (1)... X-spoj je KRIŽNI spoj 6 3

4 TIPI ZVARNIH SPOJEV Glede na medsebojno lego spajanih elementov (2/2): vogalni spoji (za sestavo odprtih in zaprtih votlih profilov, za privaritev prirobic, spajanje podelementov v ločne konstrukcije... ); [1] prekrivni zvarni spoji (overlapped joints) (spajanje tenkih pločevin in tenkostenih profilov, pripajanje priključkov,... ). [1] 7 TIPI ZVARNIH SPOJEV Glede na zvar, s katerim izvedemo spoj (1/5): čelni zvar (butt weld) [2] kotni zvar (fillet weld) [2] 8 4

5 TIPI ZVARNIH SPOJEV Glede na zvar, s katerim izvedemo spoj (2/5): utorni zvar (slot weld) [2] je kotni zvar v okrogli ali podolgovati luknji se sme uporabljati le za prenos strižnih obremenitev v skupni ravnini spajanih elementov ali za preprečitev izbočitve oziroma odmika prekrovnega dela v spoju. 9 TIPI ZVARNIH SPOJEV Glede na zvar, s katerim izvedemo spoj (3/5): očesni zvar (plug weld) [2] zapolni okroglo ali podolgovato luknjo. se sme uporabiti za: - prenos strižnih obrem. v skupni ravnini med spajanimi elementi - za preprečitev izbočenja ali odmika prekrivnega elementa - za medsebojno spojitev komponent v varjenem nosilnem elementu (npr. četrta stranica na prečni okrepitvi, kadar ni druge možnosti (1) ) 10 5

6 TIPI ZVARNIH SPOJEV [2] Glede na zvar, s katerim izvedemo spoj (4/5): vari v lijakastem žlebu (flare groove weld) robni zvarni spoj (edge weld) Debelina vara se ugotavlja s poskusnim varjenjem [1] 11 TIPI ZVARNIH SPOJEV Glede na zvar, s katerim izvedemo spoj (5/5): točkovni zvar (spot weld) [1] kolutni zvar, neprekinjeni točkovni zvar (seam weld, spot weld seam) [1] 12 6

7 TIPI ZVARNIH SPOJEV Glede na popolnost prevaritve stene priključnega elementa: spoji s popolnim prevarom; [2] spoji z delnim in plitvim prevarom. [2] Poseben pojem je tesnilni var (seal weld). 13 Osnovne predpostavke pri dimenzioniranju zvarov: zvari so homogeni in izotropni; pri dimenzioniranju statično obremenjenih varjenih konstrukcij se upošteva imenske napetosti zaradi zunanjih obremenitev. Napetostne konice in zaostale napetosti zaradi oblike varov se zanemari. lokalne zaostale napetosti in konice napetosti lahko v dejanskem varu dosežejo ali celo presežejo mejo plastičnosti. Duktilnost jekla (kovin) tedaj vodi do prerazporeditve napetosti prečno in vzdolž osi vara. 14 7

8 Teoretične zahteve za kvalitetno izvedbo zvarov (1/2): variv osnovni material; pripravljen ustrezen žleb; ustrezen dodajni in pomožni material; suh in čist dodajni material (bazična elektroda sušena tik pred uporabo); var mora biti varen pred pojavom razpok; izbran ustrezen tehnološki postopek; ustrezni varilski parametri; če se vari ročno, mora imeti varilec atest za določen material in za določen varilski položaj; varilski položaj naj bo optimalen; uporablja naj se priložne ploščice; željena kvaliteta zvara mora biti označena na tehniški risbi; 15 Teoretične zahteve za kvalitetno izvedbo zvarov (2/2): potrebna je medfazna kontrola (osnovni mat., dodajni mat., tehnološki param., varilska lega, varilec/varilni avtomat); potrebna je prevzemna kontrola vara (kontrola prisotnosti razpok na in pod površino). Neporušne metode kontrole: vizualna kontrola in penetranti za površinske razpoke ter ultrazvok, röntgenski posnetki in posnetki z izotopi za razpoke pod površino. Kontrolni postopek za nosilne zvare mora biti tak, da ob kontroli nastane trajni dokument o stanju zvara.; zvari, kjer so odkrite razpoke, se zavrnejo in jih je potrebno izdelati ponovno. 16 8

9 Klasifikacija čelnih zvarnih spojev po kavliteti (1/4) Obstajajo različne klasifikacije zvarov glede na njihovo kvaliteto. Za preračun nosilnih elementov, ki so dimenzionirani po napetostnem kriteriju, se uporablja sledeča klasifikacija: S... soležni zvari specialne kvalitete; I.... soležni zvari I. kvalitete; (II.... soležni zvari II. kvalitete). Za vse kvalitete je potrebno zagotoviti izpolnitev vseh naštetih teoretičnih zahtev za kvalitetno izvedbo zvarov. Poleg kvalitet so predpisane tudi dopustne napetosti. 17 Klasifikacija čelnih zvarnih spojev po kavliteti (2/4) Poleg vseh naštetih teoretičnih zahtev za kvalitetno izvedbo zvarov je potrebno za soležni zvar specialne (S) kvalitete: očiščen (izbrušen ali izdleten) in povarjen koren vara; brušenje temena zvara (na obeh straneh) do nivoja površine osnovnega materiala. Smer brušenja mora biti taka, da so raze od brušenja v smeri delovanja največjih normalnih napetosti; obvezna priležna ploščica za začetek in za iztek zvara (se po varjenju odstrani); vsak var je po celotni dolžini (100 %) kontroliran z metodo, ki da ponovljiv dokument; vsak var je 100 % vizualna pregledan. 18 9

10 Klasifikacija čelnih zvarnih spojev po kavliteti (3/4) Poleg vseh naštetih teoretičnih zahtev za kvalitetno izvedbo zvarov je potrebno za soležni zvar prve (I.) kvalitete: zahteve za izdelavo enake, kot pri zvarih S kvalitete, ni pa predpisano brušenje; vsak var je kontroliran z metodo, ki da ponovljiv dokument vendar je potrebna kontrola celotne dolžine (100 %) le pri močno obremenjenih zvarih (z napetostjo v višini 80 % dopustne ali višjo), drugače pa je dovolj 10 % kontrola (naključni izbor mesta kontrole); vsak var je 100 % vizualna pregledan. 19 Klasifikacija čelnih zvarnih spojev po kavliteti (4/4) Poleg vseh naštetih teoretičnih zahtev za kvalitetno izvedbo zvarov je potrebno za soležni zvar druge (II.) kvalitete: zahteve za izdelavo enake, kot pri zvarih S kvalitete, ni pa predpisano brušenje; prav tako je dopustna korenska ploščica (v tem primeru ni obvezno čiščenje in povaritev korena); kontrola z metodo, ki da ponovljiv dokument ni predpisana. Še vedno se izvaja 100 % vizualna kontrola. Predstavljena klasifikacija velja tudi za T in križne spoje, izvedene z zvari s polno prevaritvijo! V takem primeru je potrebna tudi kontrola pločevine na večplastnost

11 Klasifikacija kotnih zvarov po kavliteti Kotni zvari so lahko: S...kotni zvari specialne kvalitete; I....kotni zvari I. kvalitete. Za obe kvaliteti je potrebno zagotoviti izpolnitev vseh naštetih teoretičnih zahtev za kvalitetno izvedbo zvarov. Kontrola z dokumentom se ne zahteva, ker se je ne da izvesti. Kotni zvar S kvalitete je brušen, I. kvalitete pa ne. Brusi se teme kotnega zvara in pa oba konca. Tudi pri T in križnih spojih, izvedenih s kotnimi vari, je potrebna kontrola na večplastnost, kadar v pločevini nastopajo velike napetosti, kar pa ni pogosto. 21 Čelni (soležni) zvar (butt weld, Stumpfnaht) s polno in delno prevaritvijo Čelni zvar s polno prevaritvijo: priključevani element se po debelini v popolnosti pretali, zlije z dodajnim materialom in privari na sosednji element. Praviloma se vari s polno prevaritvijo izvajajo z obeh strani (če dostopnost to dopušča). Kadar druga stran ni dostopna, je najboljša rešitev neodstranljiv ali odstranljiv podložni rob (ploščica). Čelni zvar z delno prevaritvijo: priključevani element se po debelini delno pretali in delno privari na sosednji element. Prekinjenih čelnih zvarov se ne uporablja

12 Enostranskih delno prevarjenih čelnih varov se ne uporablja za prevzem upogibnega momenta okrog vzdolžne osi vara, če le-ta povzroča natezne napetosti v korenu vara, niti znatnih nateznih sil v priključnem elementu, ki tudi povzročajo tak upogibni moment. Nateznim napetostim v korenu vara se izogibamo tudi pri polni prevaritvi: [1] 23 Enostranski delno prevarjen čelni var se sme uporabiti pri čelnem priključku pravokotne ali okrogle cevi (T-, Y- in X- spoj), kjer je tak var izveden po celem obsegu. [2] 24 12

13 Projektna nosilnost (odpornost) čelnega zvara za statične obremenitve je načeloma enaka projektni nosilnosti šibkejšega elementa v spoju pod predpostavko, da je zvar izdelan z ustreznim dodajnim materialom in ustrezno tehnologijo, ki zagotavljata v celotnem varu minimalno mejo plastičnosti in spodnjo mejo trdnosti, ki sta vsaj enaki osnovnemu materialu v spoju. Pri mnogih skupinah nosilnih konstrukcij je taka naosilnost vezana na natančne preglede tovrstnih varov z neporušnimi metodami (ultrazvok, röntgen). Če teh preiskav ni, se kljub kvaliteti zahteva znižanje projektnih oziroma dopustnih vrednosti za faktor k < 1. Dopustna napet. v solež. zvaru se tedaj izračuna: 25 Tabela: Vrednosti koeficienta k (za soležne varjene spoje ter za T in križne spoje ob polni prevaritvi) 26 13

14 Projektna nosilnost čelnega zvara s polno prevaritvijo 27 Projektna nosilnost čelnega zvara s polno prevaritvijo Računska dolžina soležnega zvara je je načeloma njegova celotna dolžina, kjer ima var polno debelino. Soležni var ima polno debelino in s tem polno nosilnost po celotni širini zvarjenih pločevin b, kadar je izveden z uporabo priložnih ploščic, ki imajo izdelan enak žleb, kot je na osnovnem materialu: l = b [1] 28 14

15 Projektna nosilnost čelnega zvara s polno prevaritvijo Kadar se ne uporablja priložnih ploščic, je računska dolžina manjša. Za vsak začetek in konec varjenja brez takih ploščic se dolžina zmanjša za eno debelino zbara a: l = b 2a [1] l b 29 Projektna nosilnost čelnega zvara s polno prevaritvijo Računska debelina soležnega zvara: [1] 30 15

16 Projektna nosilnost delno prevarjenega čelnega zvara za statične obremenitve Kjer se za delno prevarjeni čelni zvar pripravi žlebove: 1/2V, V, J, U ali plitev K, se v preračunu upošteva: a = a nom - 2 mm razen, če je možno s predhodnimi testiranji dokazati globljo prevaritev. Enako pravilo velja za čelni zvar v delni prevaritvi v T-spoju, če neprevarjen del presega petino debeline stene ali 3 mm. 31 Projektna nosilnost delno prevarjenega čelnega zvara z obojestranskim kotnim zvarom v T ali križnem spoju za statične obremenitve Kadar je v T- spoju, ki sestoji iz dveh delnih prevaritev s čelnim varom z dodanima kotnima varoma, neprevarjen del manjši od petine debeline stene in tudi manjši od 3 mm, ter je skupna debelina obeh varov brez neprevarjenega osrednjega dela večja ali enaka debelini priključne stene, se vzame, da je celotna debelina prevarjena

17 Kotni zvar (fillet weld, Kehlnaht) Kotni zvari se uporabljajo za spajanje dveh elementov preko njunih bočnih površin, ki tvorita medsebojni kot od 60 do 120. Pri kotih manjših od 60 in večjih od 120, se kotni zvar ne smatra več nosilen. Pri kotih večjih od 120 je možno kotni zvar premakniti na čelno stran priključevane pločevine, s čimer so pogoji za kvaliteten kotni zvar zopet vzpostavljeni. Področje uporabe kotnih zvarov je zelo široko: Pogosto se jih uporablja za vzdolžno spajanje pločevin in profiliranih polizdelkov pri izdelavi močnejših odprtih in zaprtih enoosnih varjenih nosilnih elementov. Enako pri izdelavi varjenih ortotropnih ploskovnih in prostorskih konstrukcij. Zelo so uporabni pri prekrivnih spojih pločevin in profiliranih polizdelkov (klasična in deloma tudi cevna paličja). 33 Kotni zvar Enostranski kotni vari se ne uporabljajo, če naj bi prevzemali s svoje korenske strani natezno napetost (natezna osna sila v priključnem elementu, upogibni moment z nategom na korenski strani)

18 Kotni zvar Kotni var samo z ene strani se sme uporabiti v grupi ostalih tipov vara na delu obsega priključene cevi, ki je po celem obsegu privarjena na osnovno cev. [2] 35 Kotni zvar Kotni var samo z ene strani se sme uporabiti v grupi ostalih tipov vara na delu obsega priključene cevi, ki je po celem obsegu privarjena na osnovno cev. Kotnih zvarov ne končujemo na vogalu pripojenega elementa ali dela, ampak jih je potrebno nadaljevati po zavoju vsaj še dve polni debelini vara, kjerkoli je to možno v isti ravnini. Končne zavoje je potrebno naznačiti na risbi. To pomeni, da kotnih varov tudi ne začenjamo na vogalu

19 Projektna nosilnost (odpornost) kotnih varov za statične obremenitve Dopustna napetost kotnega vara: 37 Projektna nosilnost kotnih varov za statične obremenitve 38 19

20 Projektna nosilnost (odpornost) kotnih varov za statične obremenitve Nosilna dolžina (effective length) je načeloma njegova celotna dolžina, kjer ima var polno debelino. Kadar se ne uporablja priložnih ploščic, je računska dolžina manjša: l = b 2a. [1] b Obstajajo izjeme. 1. Kotnih varov z dolžino, ki je krajša od njegovih šestih debelin (l w < 6a), se ne upošteva kot nosilne. 39 Projektna nosilnost (odpornost) kotnih varov za statične obremenitve Nosilna dolžina (effective length) 2. Dolgi kotni vari (daljši od 150 a) v prekrivnih spojih (overlapped joints), ki so v smeri delujoče sile, se ne upoštevajo v svoji polni dolžini* (L w,eff < L j ). Efektivna dožina se izračuna: L w,eff =β Lw. L j β Lw = 1,0 pri L j 150 a β Lw = 1,2-0,2 L j /(150 a) pri L j 150 a L j... dolžina kotnega vara v smeri delovanja obremenitve. * Dolgi kotni vari, ki vežejo elemente (npr. pasnico in stojino) v varjenem enoosnem nosilnem elementu po celi dolžini, so polno nosilni.) 40 20

21 Računska debelina kotnega vara je višina največjega kotnemu zvaru včrtanega trikotnika. Ta višina se meri pravokotno na zunanjo stranico trikotnika (stranico ob temenu vara). Debelino kotnega vara se označuje s črko a. [1] [1] [2] 41 Projektna nosilnost (odpornost) kotnih varov za statične obremenitve Računska debelina kotnega vara pri nosilnih jeklenih konstrukcijah ne sme biti manjša od a = 3 mm. Pri globokem uvaru se lahko upošteva povečana debelina, če je to dodatno debelino možno dokazati kot stalno dosegljivo. [2] Pri avtomatskem obločnem varjenju pod praškom se sme nominalna debelina vara povečati za 2 mm brez predhodnih raziskav, vendar največ za 20 % osnovne debeline vara

22 Največja in najmanjša dovoljena debelina kotnih varov Spodnja meja: t max [mm] a min [mm] (12) (17) 25 5 (25) 35 6 (35) (50) 70 8 (70) Največja in najmanjša dovoljena debelina kotnih varov Zgornja meja: t min [mm] e do 8,5 1,00 8,5 (10) 0,95 10 (12) 0,90 12 (14) 0,85 14 (20) 0,80 20 In več 0,

23 Oblikovanje vogalnih spojev V izogib razslojevanju zaradi možne večplastnosti pločevin se detajle vogalnih varjenih spojev ustrezno prilagodi: Razslojevanju podvržen detajl Primer 1 Primer 2 Izboljšan detajl [2] 45 Oblikovanje talilnih zvarnih spojev [1] 46 23

24 Oblikovanje talilnih zvarnih spojev [1] 47 Oblikovanje neojačanih T spojev Aktivna širina b eff pri T spojih enoosnih tankostenih nosilnih elementov (brez ojačitvenih reber v spoju): Primer 1 (pločevina na pasnico I-profila Primer 2 (ploč. na pas. škatlastega pr.) [2] (b eff = efektivna oz. obremenjena dolžina zvarov) (Za popolno nosilnost zvarnega spoja so potrebna ojačitvena rebra.) 48 24

25 T-spoji z ojačitvijo Aktivna širina b eff pri T spojih z ojačitvenimi rebri v spoju: Primer 1 (pločevina na pasnico I-profila) Lahko dolgo ali kratko rebro. Primer 2 (pločevina na pasnico škatlastega profila) [2] (b eff = obremenjena dolžina zvarov) (Za popolno nosilnost zvarnega spoja so potrebna ojačitvena rebra.) 49b z Potrebna debelina vratnega vara pri I profilu x Vratni vari preprečujejo zdrs pasnic vzdolž stojin, s čimer prisilijo pasnice k sonošenju obremenitve in tako znatno povečajo togost in nosilnost (I y in W y ). Pri vratnih kotnih varih se upošteva le t II : 50 25

26 Potrebna debelina vratnega vara pri I profilu IZPELJAVA za primer nosilca na dveh podporah, obremenjenega s prečno silo F na sredini. A B Velikost reakcij: 51 Potrebna debelina vratnega vara pri I profilu Momentna ravnotežna enačba za stojino: (Opazuje se ½ nosilca in prerez na x=l/2.) q s... kontinuirana strižna obremenitev v vratnem zvaru: 52 26

27 Potrebna debelina vratnega vara pri I profilu Ravnotežna enačba sil za pasnico: σ 0... povprečna upogibna napetost v pasnici 53 Potrebna debelina vratnega vara pri I profilu Izpeljani obrazec za q s se vstavi v momentno ravnotežno enačbo: 54 27

28 Potrebna debelina vratnega vara pri I profilu V izpeljani obrazec za q s se vstavi izpeljani obrazec za σ 0 :... velja pri relativno tankih pasnicah 55 Potrebna debelina vratnega vara pri I profilu Kadar so varjeni nosilci, ki so obremenjeni na strig in na upogib relativno kratki (dolžina manjša od štirih višin profila), so obremenitve vratnih zvarov relativno velike, zaradi česar mora biti tudi debelina zvara večja. Z večanjem relativne dolžine upogibno-strižno obremenjenih elementov postajajo obremenitve vratnih zvarov relativno manjše. Tedaj so ti zvari praviloma na spodnji meji možne debeline. Za vratni zvar se uporabljajo največkrat kotni zvari, pri dinamično obremenjenih konstrukcijah in pri žerjavih pa tudi čelni zvari. Za obojestranski kotni zvar mora veljati: 56 28

29 Univerza v Ljubljani - Fakulteta za strojništvo KKTS - LASOK Varjene konstrukcije Statična nosilnost zvarov po semi-probabilističnem pristopu doc.dr. Boris Jerman, univ.dipl.inž.str. pisarna: FS telefon: 01/ govorilne ure: boris.jerman@fs.uni-lj.si soavtor gradiva: i.prof.dr. Janez Kramar, univ.dipl.inž.str. Viri slik: [1] Zoran Ren. Strojni elementi - I. del. VARJENE ZVEZE. Prosojnice; [2] SIST ENV , 1992; 57 Nosilnost zvarov po semi-probabilističnem pristopu Splošno za zvare Zvarjeni spoji morajo zadostiti ustreznim zahtevam, ki so bile predstavljene predhodno. Minimalna debelina spajanih delov je 4 mm. Za varjenje tanjših elementov se upošteva druga določila SIST EN Kadar gre za votle cevi, se upošteva poglavje 7 SIST EN Zvarjeni spoji, podvrženi utrujanju se kontrolirajo tudi v skladu s SIST EN

30 Nosilnost zvarov po semi-probabilističnem pristopu Referenčni SIST za variva konstrukcijska jekla: EN :2002 Hot-rolled products of structural steels - Part 1: General delivery conditions. EN : Part 2: Technical delivery conditions for nonalloy struct. steels. EN : Part 3: Technical delivery conditions for normalized / normalized rolled weldable fine grain structural steels. EN : Part 4: Technical delivery conditions for thermomechanical rolled weldable fine grain structural steels. EN : Part 5: Technical delivery conditions for structural steels with improved atmospheric corrosion resistance. EN : Part 6: Technical delivery conditions for flat products of high yield strength structural steels in the quenched and tempered condition. EN 10164:1993 Steel products with improved deformation properties perpendicular to the surface of the product - Technical delivery conditions. EN :2002 Hot finished structural hollow sections of non-alloy and fine grain structural steels Part 1: Technical delivery requirements. EN :2002 Cold formed hollow sections of structural steel - Part 1: Technical delivery requirements. 59 Nosilnost soležnega zvara po semi-probabilističnem pristopu Soležni zvar s polno prevaritvijo je soležni zvar, kjer je doseženo popolno zlitje zvara in osnovnega materiala preko celotne debeline spajanih delov. Projektna nosilnost soležnega zvara s polno prevaritvijo je enaka nosilnosti šibkejše od spajanih pločevin. Pri tem mora biti zagotovljena predpisana kvaliteta varjenja. Soležni zvar z delno prevaritvijo je soležni zvar, pri katerem zlitje zvara in osnovnega materiala ni doseženo preko celotne debeline zvara. Projektna nosilnost soležnega zvara z delno prevaritvijo se določi po metodi za kotne zvare z globokim uvarom

31 Statična nosilnost kotnega zvara po semi-probabilističnem pristopu POENOSTAVLJENA METODA (Poleg v nadaljevanju predstavljene metode, se za računanje nosilnosti kotnega zvara uporabi tudi metoda, določena v dodatku Annex M standarda SIST EN ) Projektna (D) obtežba (F) kotnega (D) zvara (w) mora biti manjša ali enaka projektni nosilnosti (R): Opazujeta se nosilnost in obtežba (sila) na enoto dolžine zvara. 61 Statična nosilnost kotnega zvara po semi-probabilističnem pristopu Projektna (D) obtežba kotnega zvara na enoto dolžine je:... stalna (G) projektna (D) sila na zvar (w);... računska dolžina kotnega zvara (w). Stalna (G) projektna sila na zvar je definirana kot:... stalna (G) karskteristična (k) sila na zvar (w);... dejanska stalna sila, ki obremenjuje zvar

32 Statična nosilnost kotnega zvara po semi-probabilističnem pristopu Projektna nosilnost kotnega zvara na enoto dožine: a... računska debelina kotnega zvara kjer je projektna (d) nosilna strižna (v) napetost v zvaru (w):... porušna trdnost gradiva kotnega zvara;... parcialni (vaarnostni) faktor za zvare (w) na strani nosilnosti (M);... korekcijski faktor (glej tabelo). 63 Statična nosilnost kotnega zvara po semi-probabilističnem pristopu Korelacijski faktor b w se izbere iz sledečih tabel: Za jekla po standardu SIST EN : Natez.trdnost f u korelacijski faktor b w Oznaka jekla 360 MPa 0,8 S MPa 0,85 S MPa 0,9 S

33 Statična nosilnost kotnega zvara po semi-probabilističnem pristopu Za jekla po standardu EN : Natezna trdnost f u korelacijski faktor b w Oznaka jekla 0,8 S235H 0,85 S275H/NH/NLH 0,9 S355H/NH/NLH 1 S460NH/NLH Za jekla po standardu EN 10219: Natezna trdnost f u korelacijski faktor b w Oznaka jekla 0,8 S235H 0,85 S275H/NH/NLHS 275MH/MLH 0,9 S355H/NH/NLH S355MH/MLH 1 S420MH/MLH 1 S460NH/NLH S460MH/MLH 65 Statična nosilnost kotnega zvara po semi-probabilističnem pristopu Parcialni varnostni faktor za nosilnost varjenih spojev je za področje Slovenije definiran v slovenskem predgovoru in znaša: Parcialni varnostni faktor za stalno obtežbo, ki na konstrukcijo vpliva neugodno je za področje Slovenije definiran v slovenskem predgovoru in znaša: 66 33

34 Statična nosilnost kotnega zvara po semi-probabilističnem pristopu Enačba za kontrolo mejnega stanja nosilnosti kotnega zvara (za dimenzioniranje) se glasi: Potrebna debelina ali potrebna dolžina se izrazita: 67 Statična nosilnost kotnega zvara po semi-probabilističnem pristopu SMERNA (NEPOENOSTAVLJENA) METODA Dejanske napetosti v nezvrnjenem prerezu kotnega zvara: POZOR: Napetost s II se pri izračunih ne upošteva! 68 34

35 Nosilnost kotnega zvara po semi-probabilističnem pristopu SMERNA (NEPOENOSTAVLJENA) METODA Projektna nosilnost kotnega zvara je zadostna, če velja: f u... porušna trdnost šibkejšega od spajanih gradiv; s, τ II in τ so normalna in tangencialni faktorirane napetosti v nezvrnjeni ravnini kotnega zvara in sicer pravokotno in vzporedno z dolžino zvara. 69 Univerza v Ljubljani - Fakulteta za strojništvo KKTS - LASOK Varjene konstrukcije Varilne lege (Varilski položaji) doc.dr. Boris Jerman, univ.dipl.inž.str. pisarna: FS telefon: 01/ govorilne ure: boris.jerman@fs.uni-lj.si soavtor gradiva: i.prof.dr. Janez Kramar, univ.dipl.inž.str. Viri slik: [1] Zoran Ren. Strojni elementi - I. del. VARJENE ZVEZE. Prosojnice; [2] SIST ENV , 1992; 70 35

36 Varilne lege (Varilski položaji) Poznamo 5 standardnih varilnih leg za soležne zvare: (A) Vodoravno (ravnina vodoravna pristop od zgoraj). (B) Vodoravno po steni (ravnina je pokončna). (C) Po steni navzgor (ravnina je pokončna). (C) Po steni navzdol (ravnina je pokončna). (D) Varjenje nad glavo - po stropu (ravnina vodoravna pristop od spodaj). A, B, C, D... slike na naslednji prosojnici. Vir: Ročno obločno varjenje, na: 71 Položaji za čelne zvare: Varilne lege (Varilski položaji) Vir: Maine Welding Company, na:

37 Varilski položaji Položaji za kotne zvare: Vir: Maine Welding Company, na: 73 Položaji pri varjenju cevi: Varilski položaji Vir: Maine Welding Company, na:

38 Položaji pri varjenju cevi: Varilski položaji Vzdolžna os cevi je vodoravna (±15 ). Zvar je Vir: Maine Welding Company, na: 75 Položaji pri varjenju cevi: Varilski položaji Vir: Maine Welding Company, na: