METALNE KONSTRUKCIJE 2(B2K3M2) · Elektrolučno zavarivanje netopljivom elektrodom pod zaštitom...
Transcript of METALNE KONSTRUKCIJE 2(B2K3M2) · Elektrolučno zavarivanje netopljivom elektrodom pod zaštitom...
Beograd, 2021.Sva autorska prava autora prezentacije i/ili video snimaka su zaštićena. Snimak ili prezentacija se mogu koristiti samo za nastavu na daljinu studenta Građevinskog fakulteta Univerziteta u Beogradu u školskoj 2020/2021 i ne
mogu se koristiti za druge svrhe bez pismene saglasnosti autora materijala.
Univerzitet u Beogradu – Građevinski fakultet www.grf.bg.ac.rs
Studijski program: GRAĐEVINARSTVOModul: KONSTRUKCIJEGodina/Semestar: III godina / VI semestar
Naziv predmeta: METALNE KONSTRUKCIJE 2 (B2K3M2)Nastavnik: Prof. dr Zlatko Marković
Naslov predavanja: Zavarivanje (II deo) Datum : 1. mart 2021. godine
Metalne konstrukcije 2 P2-2
Ugaoni šavovi
– Nije potrebna posebna obrada ivica jeftiniji su od sučeonih;
– Primenjuju se kod ugaonih i preklopnih spojeva;– Ugao između elemenata koji se spajaju treba da bude
između 60º i 120º.– Dodatni materijal se deponuje u korito koje obrazuju
elementi (limovi) koji se spajaju;– Tok sila je drugačiji nego kod sučeonih šavova;– Drugačiji postupak proračuna;– Mogu biti kontinualni ili isprekidani;
Metalne konstrukcije 2 P2-3
Osnovni elementi ugaonog šavaOdređivanje debljine (a) ugaonog šava
Debljina ugaonog šava jednaka je visini najvećeg trougla koji se može upisati u telo šava!
Metalne konstrukcije 2 P2-4
Sučeoni šavovi sa delimičnom penetracijom
Sučeoni spojevi Ugaoni spojevi
Metalne konstrukcije 2 P2-5
Šavovi u rupi
Metalne konstrukcije 2 P2-6
Čep šavovi
Metalne konstrukcije 2 P2-7
Užljebljeni šavovi
Metalne konstrukcije 2 P2-8
Postupci zavarivanja
Prema izvoru toplotne energije dele se na:– elektrotermičke,– termohemijske,– mehaničke i– ostale
Metalne konstrukcije 2 P2-9
Najznačajni elektrolučni postupci zavarivanja
Polje primene Naziv postupka zavarivanja Skraćeno Oznaka
t mm Materijali Elektrolučno zavarivanje
sa obloženom elektrodom
E 111 3-50 nelegirani,
niskolegirani i finozrni visokovredni čelici
Elektrolučno zavarivanje pod zaštitnim prahom EPP 12 4-80 nelegirani i
niskolegirani čelici Elektrolučno zavarivanje elektrodnom žicom pod zaštitom inertnog gasa
MIG 131 4-24 nelegirani (<0,22%C)
i niskolegirani (0,35%C) čelici i Al-
legure Elektrolučno zavarivanje elektrodnom žicom pod zaštitom aktivnog gasa
MAG 135 <30 nelegirani i niskolegirani čelici
Elektrolučno zavarivanje netopljivom elektrodom pod zaštitom inertnog
gasa
TIG 141 <12 visokolegirani čelici i Al-legure
Metalne konstrukcije 2 P2-10
Obeležavanje šavova u tehničkoj dokumentacijiNaziv šava Izgled Oznaka
I - šav
V - šav
V - šav sa provarenim korenom
1/2V - šav
K - šav
X - šav
U - šav
Ugaoni šav
Metalne konstrukcije 2 P2-11
Greške u šavovima– Greške predstavljaju materijalni diskontinuitet;– Dolazi do koncentracija napona u zoni šava;– Nisu sve greške istog značaja, odnosno iste opasnosti;– Stepen rizika zavisi od: vrste greške, načina naprezanja i
karaktera opterećenja;– Neke greške su vidljive golim okom i mogu se otkloniti
(korigovati);
Greške se prema svojoj prirodi mogu podeliti na:– Dimenzionalne greške ili greške oblika;– Strukturne greške ili greške kompaktnosti;
Metalne konstrukcije 2 P2-12
Tipične greške u šavovima
1 - neispunjen žljeb; 2 - nadvišenje; 3 - neprovaren koren; 4 - prokapina; 5 - oštar prelaz; 6 - zarez; 7 - denivelacija; 8 - krater; 9 - poroznost površine; 10 gasne pore; 11 - nalepljivanje; 12 - greške u provarivanju korena; 13 - uključci troske; 14 - prsline
Metalne konstrukcije 2 P2-13
Vrste kontrole kvaliteta šavova
– Vizuelna kontrola;– Radiografska kontrola;– Ultrazvučna kontrola;– Magnetska kontrola;– Penetracijska kontrola;
Metalne konstrukcije 2 P2-14
Vizuelna kontrola kvaliteta
Vrše je kvalifikovana lica;
Mogu se otkriti samo dimenzionalne greške;
Koriste se pomoćna sredstva - šabloni;
Metalne konstrukcije 2 P2-15
Radiografska kontrola
Zasniva se na različitoj apsorbciji rendgenskih ili gama zraka u zavisnsti od gustine i debljine materijala!
1 Izvor rendgenskih ili gama zraka;
2 Blenda;
3 Propust za lokalizaciju šava;
4 Šav koji se ispituje (snima);
5 Film sa osetljivom emulzijom;
6 Olovna folija;
Šematski prikaz
Metalne konstrukcije 2 P2-16
Radiogram sučeonog V šava bez grešaka
Metalne konstrukcije 2 P2-17
Radiogram sučeonog V šava sa gasnim mehurićima, uključcima troske i neprovarenim
korenom
Metalne konstrukcije 2 P2-18
Ultrazvučne metodeZasnivaju se na različitoj brzini ultrazvučnih talasa (za čelikje v = 5850 m/s) . Primenjuju se dve ultrazvučne metode:– Metoda prozvučavanja (kada su obe strane pristupačne);– Eho metoda.
1 1a) b)
2 7
6
5
4
6
3 3 tt
1 Visokofrekventni generator2 Predajnik3 Materijal koji se ispituje4 Prijemnik5 Pojačivač signala6 Indikator vremena prolaska7 Primopredajna glava
Metalne konstrukcije 2 P2-19
Kvalitet šavova
Obim i vrsta kontrole šavova zavise od klase izvođenjakonstrukcije (EXC1, EXC2, EXC3 i EXC4), odnosno odpropisanog kvaliteta šavovaRazlikuju se sledeći kvaliteti šavova:– B+ (za EXC4) - najviši– B (za EXC3)– C (za EXC2)– D (za EXC1) - najnižiSvaki kvalitet šava podrazumeva određen nivo kontrole kvaliteta;SRPS EN 1090-2 tačno definiše procedure kontrole kvaliteta koje odgovaraju zahtevanim klasama izvođenja, odnosno kvalitetima šavova.
Metalne konstrukcije 2 P2-20
Proračun sučeonih šavova
Osnovne pretpostavke:– zanemaruju se koncentracije napona;– zanemaruju se sopstveni (zaostali) naponi;– uticaji u šavovima se određuju kao u osnovnom
materijalu;– dimenzije sučeonih šavova su jednake
dimenzijama osnovnog materijala (a = tmin);
Metalne konstrukcije 2
Primena polaznih i završnih pločica
Efektivna dužina šavova:
leff,w = b
P2-21
Metalne konstrukcije 2 P2-22
Proračun ugaonih šavova– površine loma
Metalne konstrukcije 2 P2-23
Debljina ugaonih šavova
Minimalna debljina ugaonog šava je: amin = 3 mm
Debljina ugaonog šava ne treba da bude veća od 0,7tmin. U izvesnim slučajevima kod spojeva čelika veće čvrstoće (S420 i S460) od kojih se zahteva nosivost veća ili jednaka od nosivosti elementa koji se spaja može se usvojiti veća debljina ugaonih šavova;
Kod veza šupljih profila debljina ugaonog šava može da bude jednaka debljini zida profila a= tmin.
T - spoj Kosi ugaoni spoj Provaren koren
Metalne konstrukcije 2 P2-24
Efektivna dužina ugaonih šavova – leff,w
U opštem slučaju:
Minimalna dužina šava je: lw,min= max(6a, 30 mm).Maksimalna dužina šava je: lw,max=150a (ako je veća redukcija!)Efektivna površina šavova je: Aw = a leff,w
Metalne konstrukcije 2 P2-25
Komponente napona u ugaonim šavovima
normalni napon upravan na merodavnu ravan šava;
II normalni napon paralelan osi šava (zanemaruje se!);
II napon smicanja koji deluje u pravcu šava;
napon smicanja koji deluje upravno na merodavnu ravan šava.
Metalne konstrukcije 2 P2-26
Proračun nosivosti ugaonih šavova
Evrokod predviđa dve metode proračuna:– Direkciona (direktna) metoda; Zasniva se na
kontroli pojedinačnih (komponentalnih) i uporednih napona u merodavnoj ravni šava;
– Pojednostavljena metoda; Zasniva se na kontroli rezultujućih sila po jedinici dužine šava;
Metalne konstrukcije 2 P2-27
Direkciona (direktna) metoda
fu čvrstoća pri zatezanju slabijeg spojenog dela;fuw,d proračunska vrednost granične čvrstoće ugaonog šava;M2 parcijalni koeficijent sigurnosti (M2 =1,25);w korelacioni faktor (0,8-1,0) – Zavisi od vrste čelika;
2
2II
22 3Mw
uduweq
ff
,)( 290 Muf /,
Oba sledeća uslova moraju da budu ispunjena:
Metalne konstrukcije 2 P2-28
Korelacioni faktorw
Standard i kvalitet čelikaKorelacioni faktor wEN 10025 EN 10210 EN 10219
S 235S 235 W S 235 H S 235 H 0,80
S 275S 275 N/NLS 275 M/ML
S 275 HS 275 NH/NLH
S 275 HS 275 NH/NLH S 275 MH/MLH
0,85
S 355S 355 N/NLS 355 M/MLS 355 W
S 355 HS 355 NH/NLH
S 355 HS 355 NH/NLH S 355 MH/MLH
0,90
S 420 N/NLS 420 M/ML S 420 MH/MLH 1,00
S 460 N/NLS 460 M/MLS 460 Q/QL/QL1
S 460 NH/NLH S 460 NH/NLH S 460 MH/MLH 1,00
Metalne konstrukcije 2 P2-29
Pojednostavljena metoda proračuna
afFF dvwRdwEdw ,,,
2 3
Mw
udvw
ff
/,
U svakoj tački duž šava rezultujuća sila po jedinici dužine Fw,Edmora da zadovolji sledeći uslov:
Vrsta čelika S235 S275 S355 S420 S460
w - 0,8 0,85 0,9 1,0 1,0
fu [MPa] 360 430 510 500 530
M2 - 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25
fvw,d [MPa] 208 234 262 231 245
Proračunska čvrstoća ugaonog šava na smicanje fvw,a se određuje prema izrazu:
Metalne konstrukcije 2 P2-30
Statički pokriveni ugaoni šavovi - zatezanjeDebljina obostranih ugaonih šavova na aksijalno opterećenom elementu može da se odredi iz uslova da šavovi imaju veću ili jednaku nosivost od spojenog elementa:
sila po jedinici dužine
Metalne konstrukcije 2 P2-31
Primer aksijalno opterećenog elementa
Metalne konstrukcije 2 P2-32
Ukupna nosivost aksijalno opterećenog spoja
Metalne konstrukcije 2 P2-33
Primer konzolnog elementa - savijanje
Metalne konstrukcije 2 P2-34
Redukcija nosivosti dugih ugaonih šavova
Kod dugih ugaonih šavova na preklop (lw > 150a) neravnomerna raspodela napona duž šava se uzima u obzir tako što se redukuje nosivost ugaonog šava množenjem koeficijentom redukcije Lw,1;
1150
20211
aLj
Lw,
,,
gde je Lj dužina ugaonog šava, odnosno preklopa.