Zavareni spojevi - I. dio

NOSIVI DIJELOVI MEHATRONIČKIH

KONSTRUKCIJA

1 Mehatroničke konstrukcije

ZAVARENI SPOJEVI

Nerastavljivi spojevi

Upotrebljavaju se prije svega za

spajanje nosivih mehatroničkih dijelova

i konstrukcija

Mehatroničke konstrukcije2

ŠTO JE ZAVARIVANJE?

Zavarivanje je spajanje metalnih, ili nemetalnih

dijelova toplinskim postupkom taljenja ili

omekšavanja na mjestu spoja, sa ili bez

dodavanja materijala.

Spoj nastaje taljenjem osnovnih i dodatnih

materijala ili pritiskanjem omekšanih

osnovnih materijala.

Područje u kojem nastaje spoj naziva se

ZAVAR.

Mehatroničke konstrukcije3

ŠTO JE ZAVARIVANJE?

Zavari i dijelovi koji se zavaruju predstavljaju

ZAVARENI SPOJ.

Dijelovi koji se zavaruju su obično iz istih ili

srodnih materijala.

Zavarivati se mogu materijali koji imaju

približno jednaku temperaturu taljenja.

Materijali mogu biti i raznorodni.

Mehatroničke konstrukcije4

Uporaba i primjena zavarenog spoja

Primjena zavarenih spojeva kod izrade

mehatroničkih dijelova i konstrukcija stalno raste,

Postupci zavarivanja postaju sve bolji,

Danas je već moguće postići da mehanička

svojstva zavarenih spojeva budu jednaka onim

osnovnog materijala, a ponekad čak i bolja,

Pored čelika, pod posebnim uvjetima mogu se

zavarivati bakar i bakarne legure, aluminijeve

legure, umjetne mase itd.

Mehatroničke konstrukcije5

Uporaba i primjena zavarenog spoja

Spremnici tekućina, kotlovi i posude pod tlakom,

Spajanje elemenata protoka plinova, para i

tekućina,

Postolja strojeva, nosači i ukrutna rebra, konzole,

cijevne konstrukcije,

Strojni elementi – prirubnice, zupčanici, remenice

Nosive konstrukcije u graditeljstvu (krovovi,

mostovi i nosači, dizalice).

Mehatroničke konstrukcije6

Proračun zavara i zavarenih spojeva Proračun čvrstoće zavarenih spojeva izvodi se prema

osnovnim izrazima čvrstoće,

Pri tome se uspoređuju radna naprezanja s dopuštenim naprezanjima u zavaru,

Kriteriji proračuna: Namjena Nosive konstrukcije Dijelovi strojeva opterećeni dinamički Posude pod tlakom

Opterećenje Statičko ili dinamičko

Odrediti sile i momente koji opterećuju zavar

Mehatroničke konstrukcije7

Proračun zavara i zavarenih spojeva

U proračunu čvrstoće zavarenih spojeva zavari se

smatraju samostalnim elementima,

Radna naprezanja određuju se u pojedinim

kritičnim presjecima zavara i uspoređuju s

dopuštenim naprezanjima u zavaru,

Kod čeonih zavara to je okomit presjek zavara

uzduž njegove osi,

Kod kutnih zavara to su priključne ravnine zavara

na spajanim dijelovima.

Mehatroničke konstrukcije8

Proračun zavara i zavarenih spojeva Kod proračuna je najvažnije pravilno određivanje

ukupne nazivne nosive površine zavara:

Azv = Σa⋅ lzv

Azv [mm2] površina zavara,

a [mm] računska debljina zavara i

lzv [mm] nosiva duljina pojedinog zavara u zavarenom spoju koji prenosi vanjska opterećenja.

Računska debljina čelnih zavara a jednaka je debljini dijelova koji se zavaruju (manja debljina),

Kod kutnog zavara debljina a jednaka je visini ucrtanog istokračnog trokuta.

Mehatroničke konstrukcije9

Proračun zavara i zavarenih spojeva

Mehatroničke konstrukcije10

Računska debljina zavara a [mm]

Proračun zavara i zavarenih spojeva

Mehatroničke konstrukcije11

Nosiva duljina zavara lzv [mm]

Proračun zavara i zavarenih spojeva

Mehatroničke konstrukcije12

Za nosivu duljinu zavara lzv uzima se duljina na kojoj

zavar ima punu debljinu:

lzv = l – 2a

Ako se zavaruje s produženom pločicom:

lzv = l

Kod kružnih zavara smatra se da je debljina zavara po

cijelom obodu jednaka

Vlačno opterećeni zavareni spojevi

Mehatroničke konstrukcije13

Vlačno opterećeni zavareni spojevi

Mehatroničke konstrukcije14

Prethodna slika prikazuje primjer vlačnog opterećenja čelnog i kutnog zavarenog spoja.

n = F / Azv zv, dop

n [N/mm2] normalno vlačno ili tlačno naprezanje okomito na računsku ravninu zavara

F [N] vlačna ili tlačna sila okomita za površinu zavara

Azv [mm2] površina zavara

a) Azv = a lzv

b) Azv = a (d + a)

a [mm] računska debljina zavara

lzv [mm] nosiva duljina zavara

Zadatak 1.

Mehatroničke konstrukcije15

Izračunajte silu F koju može prenijeti zavareni spoj na

slici, ako je dopušteno vlačno naprezanje

zv, dop = 70 N/mm2.

Zadatak 2.

Mehatroničke konstrukcije16

Kolika mora biti duljina zavara l ako je zavar statički

opterećen samo na vlak silom F = 27kN, a dopušteno

naprezanje na vlak u zavaru 90 N/mm2? Debljina zavara

je 4 mm, a širina lima b = 40 mm.

Zadatak 3.

Mehatroničke konstrukcije17

Zavar je statički opterećen na vlak silom F = 10kN, a

dopušteno naprezanje na vlak u zavaru 120 N/mm2.

Debljina zavara je 5 mm, a širina lima l = 60 mm.

Provjerite naprezanje na vlak u zavaru (n).