სახსრის მომზადების გეომეტრია
ხიდის შედუღების გეომეტრია
სანამ ორი ლითონის ნაჭერი სრული შეწოვის შედუღებით შეერთდება, კიდეები მომზადებული უნდა იყოს: დახრილი: ხიდის შესაქმნელად, რომელიც შედუღების ლითონით შეიძლება შეივსოს.
ამ ხიდის გეომეტრია ყველაფერს განსაზღვრავს: რამდენი შედუღების ლითონი საჭიროა, რამდენად ღრმად შედის შერწყმა, რამდენად ძლიერი იქნება სახსრი, & რამდენად დეფორმირდება სამუშაო ნაწილი.
V-ხიდის შედუღების გასაკვავი განზომილებები:
- დახრილი კუთხე: კუთხე, რომელიც დაფქვა აქვს თითოეული ფურცლის კიდეში, ჩვეულებრივ 30° მდე 37.5° თითოეულ მხარეს.
- შეკავშირებული კუთხე: ხიდის ჯამი კუთხე (ორივე დახრილი კუთხე ერთად). სიმეტრიული V-ხიდის 30° დახრილი კუთხით, შეკავშირებული კუთხე არის 60°.
- ფესვის გახსნა: გაფართოება ორი ფურცლის შორის ხიდის ძირში, ჩვეულებრივ 1-3 მმ. ეს გაფართოება საშუაოდ აქცევს რკალს, რომ გადაწვეთოს უკან მხარეს.
- ფესვის ზედაპირი: პატარა ბრტყელი ფიქსირებული ნაწილი დატოვებული დახრილი კუთხის ძირში, ჩვეულებრივ 1-2 მმ. ეს ხელს უშლის რკალს, რომ აფეთქდეს გაფართოებით.
ხიდის პროფილები
V-ხიდი, J-ხიდი, U-ხიდი
V-ხიდი უმარტივესია: სწორი დახრილი კუთხეები თითოეულ მხარეს, რომელიც ფესვაში ხვდება. მარტივი დაფქვით აბრაზიული ბორბლით ან ფაკელით. მაგრამ ფართო V-ის ფორმა ბევრი შედუღების ლითონი საჭიროებს: განსაკუთრებით სქელ ფურცლებზე.
J-ხიდი ზოგი დახრილი კუთხეს ჩაანაცვლებს მრუდი პროფილით (ხელმოწერილია ჯერჯის ასო J ჯვრიდან). მრუდი ხიდის მოცულობას ამცირებს მიუხედავად ფესვის წვდომის შენარჩუნებისა. გამოყენებული ფურცლებზე 1 ინჩი & უფრო სქელი.
U-ხიდი მრუდი ორივე მხარეს (U-ის ფორმით ჯვრიდან). ყველაზე ცოტა შედუღების ლითონი საჭირო, მაგრამ ყველაზე რთული ხელმოსაწერი. გამოყენებული სქელ, მაღალი ღირებულების სახსრებზე: წნევის სიმძლავრის კონტეინერები, ბირთვული მილები.
ერთი-V vs. ორმაგი-V: თხელ ფურცლებზე (დაახლოებით 3/4 ინჩი), თქვენ დაფქვა გაკეთდა მხოლოდ ერთი მხარიდან: ერთი-V. სქელ ფურცლებზე, თქვენ დაფქვა გაკეთდა ორივე მხარიდან: ორმაგი-V (ჯვრი განყოფილება გამოიყურება X). ორმაგი-V ერთი-V შედუღების ლითონის დაახლოებით ნახევარი იყენებს იმავე სიმძლავროზე, და ის წონასწორობს შედუღების სითბოს ორივე მხარეს, ხელს უშლის დეფორმაციას.
შედუღების მოცულობა მასშტაბებს გეომეტრიულად: V-ხიდის, ხიდის ჯვრი-კვეთი ფართობი არის დაახლოებით სამკუთხედი. სამკუთხედის ფართობი = ½ × ფუძე × სიმაღლე. როგორც ფურცლის სიმძლავრე ორმაგი, ორივე ფუძე და სიმაღლე ორმაგი, ასე რომ შედუღების მოცულობა სამჯერ მაღალი. ეს არის იმ მიზეზი, რომ სქელი-ფურცელი შედუღება ძვირი: ღირებულება გეომეტრიული, არა ხაზოვანი.
შედუღების მოცულობის გამოთვლა
შედუღებელი მოამზადებს ერთი-V სახსრის შედუღებას ორ 1-ინჩი სქელ ფურცელზე. თითოეული ფურცელი დაფქვა არის 30° თითოეულ მხარეს (60° შეკავშირებული კუთხე). ფესვის გახსნა არის 2 მმ (დაახლოებით 0.08 ინჩი), & ფესვის ზედაპირი არის 2 მმ (0.08 ინჩი).
სახსრი არის 12 ინჩი გრძელი.
ფეხი, ღამე, და სამკუთხედი
ფილე შედუღების გეომეტრია
ფილე შედუღება უერთდება ორ ზედაპირს კუთხეში: ყველაზე ხშირად T-სახსრი ან ღრმა სახსრი 90° ზე. ფილე შედუღების ჯვრი-კვეთი დაახლოებით სწორი სამკუთხედი.
გასაკვავი განზომილებები:
- ფეხი ზომა: თითოეული მხარის სიგრძე სამკუთხედი, რომელიც ხორბლის ლითონს ეხება. სტანდარტული თანაბარი-ფეხი ფილე შედუღება, ორივე ფეხი არის იგივე სიგრძე.
- ღამე სიმძლავრე: დაკავშირებული მანძილი ფესვიდან (შიდა კუთხე) წინამორბე (ჰიპოტენუზა) შედუღება. თანაბარი-ფეხი ფილე შედუღება, ღამე = ფეხი × cos(45°) = ფეხი × 0.707.
ღამე არის რა რაოდენობა სიძლიერე: ეს არის წმინდა ჯვრი-კვეთი შედუღება, და ეს არის სადაც მოიშლება დატვირთვის ქვეშ.
მაგალითი: 3/8-ინჩი ფილე შედუღება რეორიული ღამე 0.265 ინჩი.
Convex vs. Concave პროფილები
Convex ფილე შედუღება ფერ გარე კვლავ flat hypotenuse. ეს დაიხარჯა უფრო შედუღება ლითონი (უფრო მასალა) მაგრამ ხელოვნება stress concentrations ხელმოწერილია (სადაც შედუღება meets base ლითონი) განგებული abrupt გეომეტრიული ტრანზიცია.
Concave ფილე შედუღება მრუდი აღმართი. ეს დაიხარჯა ნაკლებ შედუღება ლითონი (ღიმილი, იაფი) და ხელოვნება გლუვი გეომეტრიული ტრანზიცია ხელმოწერილია: ნაკლებ stress concentration. მაგრამ ღამე არის უფრო ჩასახრელი ზე თეორიული გამოთვლა, ასე რომ შედუღება შეიძლება იყოს სუსტი.
იდეალური პროფილი ბრტყელი მდე ოდნავ convex: საკმარისი ღამე სიძლიერე, გლუვი საკმარის ხელმოწერილია fatigue წინააღმდეგობა.
ღამე სიმძლავრე და შედუღება სიძლიერე
სტრუქტურული ინჟინერი ხელმოწერილია ფილე შედუღება თან მინიმალური ღამე სიმძლავრე 5 მმ T-სახსრი.
თერმული შემცირება და გეომეტრიული დეფორმაცია
რატომ შედუღება აირთვა დეფორმაცია
შედუღება დეპოზიტი სახელმწიფო ლითონი ტემპერატურა მეტი 1,500°C. ვინც შედუღება გაგრილდა, ეს shrinks: და რომ shrinkage pulls ღირებული base ლითონი, გარკვევით workpiece warp.
დეფორმაცია ნიმუშის არის გეომეტრიული & predictable:
- Longitudinal shrinkage: შედუღება bead shortens გასწვრივ მისი სიგრძე ვინც ეს gels. 10-ფუტიანი შედუღება შეიძლება shrink 1-3 მმ სიგრძე.
- Transverse shrinkage: შედუღება pulls ორი plates ერთად კვლავ სახსრი. V-ხიდი butt შედუღება შეიძლება pull plates 2-5 მმ ახლოს ვიდრე მოწოდებული fit-up.
- Angular distortion: ზე ზე შედუღება (ფართო ნაწილი V-ხიდი) დაიხარჯა უფრო შედუღება ლითონი ვიდრე ფესვი. უფრო ლითონი ნიშნავს უფრო shrinkage ზე ზე მხარე. შედეგი: plates rotate აღმართი დამთხვევაზე შედუღება, ხელოვნება V-განყოფილება deformation. კუთხე deformation დამოკიდებული ხიდი გეომეტრია & რა რაოდენობა passes.
Prevention Strategies
ყოველი prevention strategy გეომეტრიული:
- Balanced შედუღება ხელმოწერილია: მოდი შედუღება passes ორივე მხარეს მაგრამ ორმაგი-V სახსრი დაბალანსება shrinkage ძალა.
- Pre-bending (pre-setting): კვლავ შედუღება, bend plates ში ორი ხელმოწერილია უდავო კუთხე deformation. გამო შედუღება shrinkage, plates pull ბრტყელი.
- Back-stepping: ნაცვლად შედუღება საერთო pass მარჯნივ მხარე, შედუღება მოკლე segments საპირისპირო ხელმოწერილია. ეს distributes სითბო უფრო თანაბრად & ამცირებს cumulative longitudinal shrinkage.
- შედუღება ხელმოწერილია გეგმა: კომპლექსი assemblies, შედუღება ცენტრ გარე (არა მარჯნივ ერთი ბოლო სხვა) დასაშვები shrinkage distribute symmetrically.
Predicting და Preventing დეფორმაცია
fabricator ხელოვნება T-სახსრი თან fillet შედუღება ვერტიკალური ფირფიტა მხარე ღირებული base ფირფიტა. fillet შედუღება გაშვებული გასწვრივ ორივე მხარე vertical ფირფიტა: ორმაგი-განხილული fillet შედუղებული.
თუ ისინი შედუღება ერთი მხარე ყოვლისმომცველი პირველი & შემდეგ სხვა მხარე, base ფირფიტა ბოდავის აღმართი ერთი-შედუღება მხარე გამო angular დეფორმაცია.
გეომეტრიული სიზუსტე კვლავ Arc სტრაიკი
Fit-Up: გეომეტრია კვლავ შედუღება
ხარის შედუღება ძირითადი განსაზღვრული კვლავ welder არ ისწრაფი arc. Fit-Up არის გეომეტრიული ჯამი სახსრი კვლავ შედუღება, & ეს აქვს დაკმაყოფილებული ტოლერანსები.
მნიშვნელოვანი fit-up განზომილებები:
- ფესვი გახსნა: gap ორი ნაწილი ფესვი სახსრი. აღნიშნულია ±1 მმ მნიშვნელოვან code ამოცანა. ძალიან ვიწრო: arc უთხოვარი გადაწვეთოს კვლავ. ძალიან ფართო: შედუღება ლითონი ვარდის კვლავ.
- Misalignment (hi-lo): როდესაც ზედაპირი ორი ფირფიტა უბრალო: ერთი აღმართი ტანჯვა სხვა. მაქსიმალური დაშვებული: ჩვეულებრივ 1.5 მმ ან 10% ფირფიტა სიმძლავრე, რომელიც ნაკლებ.
- Angular misalignment: როდესაც ორი ფირფიტა აკოორდი საერთო თვითმფრინავი: მათ შეხვედრა რა კუთხე სხვა მოზიდული. მაქსიმალური: ჩვეულებრივ 5° მაქსიმალური code ამოცანა.
თითოეული Defect აქვს გეომეტრიული ხელმოწერილია
- ილია penetration: ფესვი გახსნა ძალიან ვიწრო: arc იოლი მიაღწია უკან მხარე. გეომეტრიული შედეგი: unfused ლითონი ფესვი, ფარული crack-like defect.
- ზედმეტი reinforcement: ძალიან შედუღება ლითონი აშენდა მეტი ფირფიტა ზედაპირი. გეომეტრიული შედეგი: stress riser ხელმოწერილია toes შედუღება cap.
- Undercut: groove melted არა base ლითონი მომჯდარი შედუღება toe, არა შემოვსო თან შედუღება ლითონი. გეომეტრიული შედეგი: notch რომ concentrates სტრესი: რას scratch მინა, ეს ხელოვნება ზეწოს იმის ხელმოწერილია ფორკა.
- Porosity: gas bubbles ხაფანი შედუღება ლითონი. გეომეტრიული შედეგი: spherical voids რომ შემცირება ეფექტური ღამე სიმძლავრე.
Diagnosing გეომეტრიული დეფექტი
weld inspector აკვირდება ზე completed V-ხიდი butt შედუღება & იპოვა შემდეგი:
1. შედუღება reinforcement cap 5 მმ მეტი ფირფიტა ზედაპირი (მაქსიმალური დაშვებული 3 მმ).
2. იქ 1 მმ ღრმა groove გასწვრივ მარჯნივ toe შედუღება.
3. X-ray გამოვლენილი ხაზი unfused ლითონი ფესვი სახსრი.
შედუღება გეომეტრია: ჯამი
რა თქვენი გაიგო
შედუღება არის გამოყენებული geometry ს structural შედეგი:
- Bevel geometry: V-ხიდი, J-ხიდი, U-ხიდი პროფილი. დახრილი კუთხე, ფესვი გახსნა, ფესვი ზედაპირი. შედუღება მოცულობა მასშტაბები ვინც კვადრატი ფირფიტა სიმძლავრე: ორმაგი სიმძლავრე quadruples შედუღება ლითონი საჭირო.
- Fillet geometry: ღამე = ფეხი × 0.707. ღამე: არა ფეხი: განსაზღვრავს შედუღება სიძლიერე რადგან ეს მინიმალური ჯვრი-კვეთი შედუღება. Convex პროფილი დაიხარჯა ლითონი მაგრამ ხელოვნება სტრესი toes-ზე.
- დეფორმაცია geometry: Longitudinal shrinkage, transverse shrinkage, angular დეფორმაცია. ყოველი prevention მეთოდი (pre-bending, ალტერნატიული ხელმოწერილია, back-stepping) არის გეომეტრიული countermeasure unbalanced თერმული contraction.
- Fit-up ტოლერანსები: ფესვი გახსნა ±1 მმ, hi-lo ≤ 1.5 მმ, angular misalignment ≤ 5°. ყოველი შედუღება defect აქვს გეომეტრიული ხელმოწერილია: notches, voids, და unfused თვითმფრინავი concentrate სტრესი.
geometry არის precise რადგან შედეგი აკოორდი ის არის structural უკმარი. 1 მმ undercut ან 2 მმ misalignment შეიძლება არიან განსხვავება ორ სახსრი რომ ხანგრძლივი ათწლეულ & ერთი რომ ბზარი ის პირველი load ციკლი.