METALNE KONSTRUKCIJE 2 (B2K3M2) Zavarivanje (II deo) Univerzitet u Beogradu Građevinski fakultet Prof. dr Zlatko Marković

Величина: px
Почињати приказ од странице:

Download "METALNE KONSTRUKCIJE 2 (B2K3M2) Zavarivanje (II deo) Univerzitet u Beogradu Građevinski fakultet Prof. dr Zlatko Marković"

Транскрипт

1 Univerzitet u Beogradu Građevinski fakultet Studijski program: Modul: Godina/Semestar: GRAĐEVINARSTVO KONSTRUKCIJE III godina / VI semestar Naziv predmeta: Nastavnik: METALNE KONSTRUKCIJE 2 (B2K3M2) Prof. dr Zlatko Marković Naslov predavanja: Datum : Zavarivanje (II deo) 28. februar godine Beograd, 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 2021/2022 i ne mogu se koristiti za druge svrhe bez pismene saglasnosti autora materijala.

2 Osnovni elementi sučeonog šava V šavovi X šavovi Metalne konstrukcije 2 P2-2

3 Funkcija žljeba kod sučeonih šavova Da omogući pristup elektrodi po čitavoj debljini limova koji se spajaju; Da omogući topljenje osnovnog materijala u zoni šava (uvar) i njegovo mešanje sa rastopljenim dodatnim materijalom; Da formira korito za deponovanje mešavine osnovnog i dodatnog materijala od koje nastaje šav; Metalne konstrukcije 2 P2-3

4 Oblici žljebova za uobičajene sučeone šavove Žljeb Šav Debljine limova Napomena Izgled Naziv Izgled Sučeoni spojevi Bez obrade I -šav 1-5 mm Žljeb oblika 1/2V 1/2V - šav 5-12 mm Žljeb oblika V V - šav 5-15 mm Žljeb oblika K K - šav mm Žljeb oblika X X - šav mm Žljeb oblika Y Y - šav >15 mm Žljeb oblika U U - šav > 30 mm Obostrani žljeb oblika U Dvostruki U- šav >30 mm Oblik i dimenzije žljeba zavise od: - vrste šava, - postupka zavarivanja i - položaja zavarivnja. Ugaoni spojevi Žljeb oblika 1/2V 1/2V - šav 5-15 mm Žljeb oblika K K -šav > 10 mm Žljeb oblika J J - šav >15 mm P2-4

5 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 P2-5

6 Osnovni elementi ugaonog šava Određivanje debljine (a) ugaonog šava Debljina ugaonog šava jednaka je visini najvećeg trougla koji se može upisati u telo šava! Metalne konstrukcije 2 P2-6

7 Sučeoni šavovi sa delimičnom penetracijom Sučeoni spojevi Ugaoni spojevi Metalne konstrukcije 2 P2-7

8 Šavovi u rupi Metalne konstrukcije 2 P2-8

9 Čep šavovi Metalne konstrukcije 2 P2-9

10 Užljebljeni šavovi Metalne konstrukcije 2 P2-10

11 Postupci zavarivanja Prema izvoru toplotne energije dele se na: elektrotermičke, termohemijske, mehaničke i ostale Metalne konstrukcije 2 P2-11

12 Najznačajni elektrolučni postupci zavarivanja Naziv postupka zavarivanja Elektrolučno zavarivanje sa obloženom elektrodom Elektrolučno zavarivanje pod zaštitnim prahom Elektrolučno zavarivanje elektrodnom žicom pod zaštitom inertnog gasa Elektrolučno zavarivanje elektrodnom žicom pod zaštitom aktivnog gasa Elektrolučno zavarivanje netopljivom elektrodom pod zaštitom inertnog gasa Skraćeno Oznaka t mm E EPP MIG MAG 135 <30 TIG 141 <12 Polje primene Materijali nelegirani, niskolegirani i finozrni visokovredni čelici nelegirani i niskolegirani čelici nelegirani (<0,22%C) i niskolegirani (0,35%C) čelici i Allegure nelegirani i niskolegirani čelici visokolegirani čelici i Al-legure Metalne konstrukcije 2 P2-12

13 Obeležavanje šavova u tehničkoj dokumentaciji I - šav Naziv šava Izgled Oznaka V - šav V - šav sa provarenim korenom 1/2V - šav K - šav X - šav U - šav Ugaoni šav Metalne konstrukcije 2 P2-13

14 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 P2-14

15 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 P2-15

16 Vrste kontrole kvaliteta šavova Vizuelna kontrola; Radiografska kontrola; Ultrazvučna kontrola; Magnetska kontrola; Penetracijska kontrola; Metalne konstrukcije 2 P2-16

17 Vizuelna kontrola kvaliteta Vrše je kvalifikovana lica; Mogu se otkriti samo dimenzionalne greške; Koriste se pomoćna sredstva - šabloni; Metalne konstrukcije 2 P2-17

18 Radiografska kontrola Šematski prikaz 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; Metalne konstrukcije 2 P2-18

19 Radiogram sučeonog V šava bez grešaka Metalne konstrukcije 2 P2-19

20 Radiogram sučeonog V šava sa gasnim mehurićima, uključcima troske i neprovarenim korenom Metalne konstrukcije 2 P2-20

21 Ultrazvučne metode Zasnivaju se na različitoj brzini ultrazvučnih talasa (za čelik je v = 5850 m/s). Primenjuju se dve ultrazvučne metode: Metoda prozvučavanja (kada su obe strane pristupačne); Eho metoda. a) b) t 3 t Visokofrekventni generator 2 Predajnik 3 Materijal koji se ispituje 4 Prijemnik 5 Pojačivač signala 6 Indikator vremena prolaska 7 Primopredajna glava 6 Metalne konstrukcije 2 P2-21

22 Kvalitet šavova Obim i vrsta kontrole šavova zavise od klase izvođenja konstrukcije (EXC1, EXC2, EXC3 i EXC4), odnosno od propisanog kvaliteta šavova Razlikuju se sledeći kvaliteti šavova: B+ (za EXC4) - najviši B (za EXC3) C (za EXC2) D (za EXC1) - najniži Svaki kvalitet šava podrazumeva određen nivo kontrole kvaliteta; SRPS EN tačno definiše procedure kontrole kvaliteta koje odgovaraju zahtevanim klasama izvođenja, odnosno kvalitetima šavova. Metalne konstrukcije 2 P2-22

23 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 = t min ); Metalne konstrukcije 2 P2-23

24 Primena polaznih i završnih pločica Efektivna dužina šavova: l eff,w = b Metalne konstrukcije 2 P2-24

25 Proračun ugaonih šavova površine loma Metalne konstrukcije 2 P2-25

26 Debljina ugaonih šavova T - spoj Kosi ugaoni spoj Provaren koren Minimalna debljina ugaonog šava je: a min = 3 mm Debljina ugaonog šava ne treba da bude veća od 0,7t min. 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= t min. Metalne konstrukcije 2 P2-26

27 Efektivna dužina ugaonih šavova l eff,w U opštem slučaju: Minimalna dužina šava je: Maksimalna dužina šava je: l w,min = max(6a, 30 mm). l w,max =150a (ako je veća redukcija!) Efektivna površina šavova je: A w = S a l eff,w Metalne konstrukcije 2 P2-27

28 Komponente napona u ugaonim šavovima s normalni napon upravan na merodavnu ravan šava; s II normalni napon paralelan osi šava (zanemaruje se!); t II napon smicanja koji deluje u pravcu šava; t napon smicanja koji deluje upravno na merodavnu ravan šava. Metalne konstrukcije 2 P2-28

29 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 P2-29

30 Direkciona (direktna) metoda Oba sledeća uslova moraju da budu ispunjena: s eq s u 3( t t II ) fuw, d s 0, 9fu / g M2 bwg M 2 f f u f uw,d čvrstoća pri zatezanju slabijeg spojenog dela; proračunska vrednost granične čvrstoće ugaonog šava; g M2 parcijalni koeficijent sigurnosti (g M2 =1,25); b w korelacioni faktor (0,8-1,0) Zavisi od vrste čelika; Metalne konstrukcije 2 P2-30

31 Korelacioni faktor b w S 235 S 235 W Standard i kvalitet čelika EN EN EN Korelacioni faktor b w S 235 H S 235 H 0,80 S 275 S 275 N/NL S 275 M/ML S 275 H S 275 NH/NLH S 275 H S 275 NH/NLH S 275 MH/MLH 0,85 S 355 S 355 N/NL S 355 M/ML S 355 W S 420 N/NL S 420 M/ML S 355 H S 355 NH/NLH S 355 H S 355 NH/NLH S 355 MH/MLH 0,90 S 420 MH/MLH 1,00 S 460 N/NL S 460 M/ML S 460 Q/QL/QL1 S 460 NH/NLH S 460 NH/NLH S 460 MH/MLH 1,00 Metalne konstrukcije 2 P2-31

32 Pojednostavljena metoda proračuna U svakoj tački duž šava rezultujuća sila po jedinici dužine F w,ed mora da zadovolji sledeći uslov: F F w, Ed w, Rd fvw, d Proračunska čvrstoća ugaonog šava na smicanje f vw,a se određuje prema izrazu: f vw, d f b u w / g 3 M 2 a Vrsta čelika S235 S275 S355 S420 S460 b w - 0,8 0,85 0,9 1,0 1,0 f u [MPa] g M2-1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 f vw,d [MPa] Metalne konstrukcije 2 P2-32

33 Statički pokriveni ugaoni šavovi - zatezanje Debljina 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 P2-33

34 Primer aksijalno opterećenog elementa Metalne konstrukcije 2 P2-34

35 Ukupna nosivost aksijalno opterećenog spoja Metalne konstrukcije 2 P2-35

36 Primer konzolnog elementa - savijanje Metalne konstrukcije 2 P2-36

37 Redukcija nosivosti dugih ugaonih šavova Kod dugih ugaonih šavova na preklop (l w > 150a) neravnomerna raspodela napona duž šava se uzima u obzir tako što se redukuje nosivost ugaonog šava množenjem koeficijentom redukcije b Lw,1 ; b 0, 2 L j Lw, 1 12, 150a gde je L j dužina ugaonog šava, odnosno preklopa. 1 Metalne konstrukcije 2 P2-37

38 Efektivna širina neukrućenog T-spoja Valjani i zavareni I ili H profili Sandučastili ili U profili Metalne konstrukcije 2 P2-38

39 Određivanje efektivne širine neukrućenog T-spoja Za valjane i zavarene I i H profile Za sandučaste ili U profile b eff b t 2s 7k t eff t k t f f y, p u, p b f p p w f f b y, f y, p eff f s 2 a 1 s r 0,65b 0,64b 0,70b p p p S235 S275 S355 zavareni profili valjani profili U suprotnom veza treba da bude ukrućena! b 2t 5t eff w f ali b 2t 5kt eff w f Metalne konstrukcije 2 P2-39

40 Ukrućeni T-spoj Kompletna širina šavova je efektivna! Metalne konstrukcije 2 P2-40