Keevitusõmblused ja liidete tüübid (1)

Keevisõmbluste ja –liidete tüübid ja soovitusi nende valikuks
Keevisliidete klassifitseerimine ja põhitüübid (vt. lisamaterjal internetis leon .3.4.est)
1.1.1 Põkk ja nurkõmblused. Põhiliited
Joon.1.1 Põhiõmblused ja liited
1.1.2Liigitus koormuste järgi

• Jõuliited
  

Võtavad vastu nii teljesuunalisi kui ka paindemomendist tingitud koormusi . Nõue: liide põhimaterjaliga võrdtugev

• Kinnitusliited
  

Ühendab põhiliselt detailid nurkõmblustega(T ja I- talad staatilistel koormustel. Saab kasutada osaliselt läbikeevitatud õmblusi. Madalamad kvaliteedinõuded8tase C või D). Harva kasutatakse läbikeevitatud V ja K liiteid ja juure avamisega.

• Sideliited
  

Annab konstruktsioonile jäikuse ja väldib osade omavahelist liikumist(side ja jäikuslapid),U-profiilid kokku

• Armatuurliited
  
• Hoiavad või kinnitavad abi elelmente,kaableid, torusid . Võib kahjustada põhikonstruktsiooni!!
  

Joon.1.2 Jõuliited
a)b)
Joon. 1.3 Kinnitusliited-a) ja sideliited-b)
Liigitus koormuste liigi järgi (seostatult defektidega)

• staatiliselt koormatud
  
• dünaamiliselt koormatud, väsimusele töötavad
  
• termodünaamiliselt töötavad
  

1.2 Soovitused keevisliidete valikuks ja kavandamiseks.
Informatiivne materjal.Koostatud” Welding handbook,v. 1lDesign of welded joints ” põhjal.. Analoogsed skeemid ka saksakeelses kirjanduses.
Mida tuleb arvestada liite tüübi valikul :
Nõudeid tugevusele,koormuse liiki,korrosiooni.Väsimuskoormamisel vältida pingekontsentraatoreid.

Juurdepääsetavus keevitamisele ja inspekteerimisele

Majanduslikke tegureid

Keevitusdeformatsioone

Kahanemispingeid ja sisepingeid,mis võivad põhjustada pragusid.
Põkkõmblused “ groove welds”-servavahemikuga õmblused.
Faasimata õmblused I –õmblus,materjali paksustel kuni 4 mm ühelt poolt.
J ja U õmblused võimaldavad kokku hoida lisametalli võrreldes teiste sümmeetrilise servakujudega.
Faasimise kaldenurgal mõju keevitusdeformatsioonidele. Kui väheneb õmbluse ristlõige,vähenevad ka deformatsioonid.Ühepoolse faasimisega liiteid on keerulisem keevitada kui kahepoolse faasimisega,kuna tuleb vastavalt elektroodi kallutada.
Täieliku läbikeevitusega õmblused( joint penetration) kindlustavad põhimetalliga võrdväärse tulemuse ja liited töötavad ka väsimusele.
V-õmbluse tugevus sõltub õmbluse juure läbikeevitusest. USA-s loetakse majanduslikult otstarbekaks sellist liidet materjali paksusel kuni 20 mm.
Ühepoolse faasiga põkkõmblust raskem keevitada. K-õmblust faasidega ühel detailil soovitatakse kasutada materjali paksustel kuni 38-40 mm.
Joon.1.4. Nihkele töötav põkkõmblus
Osalise läbikeevitusega õmblused(partial joint penetration).
Õmbluse juurepoolne e. alumine osa ei ole läbi keevitatud., mis saab pingekontsentraatoriks ja ei ole lubatav väsimuskoormustel risti liitega.
Lubatavad pinged on madalamad kui läbikeevitatud õmblustel: USA standardites:lubatud tõmbepinge ei tohi ületada 0,6 terase voolavuspiiri. Nihkepinged ei tohi põhimetallis ületada 30% lisametalli tõmbetugevusest või 40% põhimetalli tõmbetugevusest.
Kui liide koormatud piki õmblust,siis saab osaliselt keevitatud õmblust kasutada niistaatilistel kui ka väsimuskoormustel,kuidmitte korrodeeruvates tingimustes.
Nurkõmblused (fillet welds)
Majanduslikult eelistada põkkõmblustele. Ei ole vaja servi faasida,koostamine lihtsam,lühem keevitusaeg.Liitepinnad vaja puhastda enne keevitamist.
Kui tugevusarvutused nõuavad nurkõmblusi kõrgusega üle 16 mm,siis kaaluda võimalust valmistada kombineeritud õmblus “ faasitud põkkõmblus+nurkõmblus.
Õmbluste arvutamisel teha vahet mõistetel:
Theoretical throat
Actual throat
Effective throat(kui võtame arvesse läbikeevituse,lubatud SMAW protsessil,täidistraadi ja robotite kasutamisel ehituskonstruktsioonide juures).
Kuidas suhtuda erinevate kaateti pikkustega nurkõmblustesse.teoreetiliselt võiks kavandada,et tagada erineva paksusega metalli vajalikku soojusbilanssi,kuid kontrollijate seisukohast loetakse kaatetite ebavõrdsust defektiks.
Ühe ja kahepoolsed nurkõmblused,katteõmblused(joon. 1.5)
Joon.1.5
Paindemoment on tingitud tõmbepingetest keevisõmbluse juures. Seetõttu ei kasutata katteliidetes 1 nurkõmblust,sama T-liitega,kui detailid saavad pöörduda ümber õmbluse telje või kui mõjuvad löökkoormused. Kui olemas ligipääs,siis keevitada 2 poolsed väiksemad nurkõmblused.
Mida arvestada keevisõmbluse tüübi valikul?
Kavandaja peab otsustama,kas kasutada põkk-või nurkõmblust.Tuleb arvestada töö maksumusega(ka lisametalliga) kui ka teostatavusega(performance).
Joon1.6. Nurkõmblused ja osalise läbikeevitusega õmblused
Joon.1.7

Piirangud keevistoodete kavandamisel.
1.Liitele mõjuvad jõud peaksid olema detailide tasapinnas,mitte risti. Konstruktsiooni halb lahendus joon.15.16.ja 15.5 a) I tala tõstekõrv risti,siis keevitada jäikusplaadid tala alla(joon15.17) või siis keevitada tõsteplaat piki I tala (Joon 15.5,näitamata).
2.Arvestada võimaliku korrosiooniga. Vältida kitsaid pilusid,kuhu võiks koguneda vihmavesi,nt katteliidete korral või keevitada katteliide ümberringi kinni.
3.Kui tooted lähevad kuumtsinkimisele,samuti mahulised konstruktsioonid termotöötlusele,ette näha avad õhu ja liigse tsingi eemaldamiseks(Joon. 15.24).
5.Vältida paksu plaadi liitmist õhukesega- ei ole lubatud väsimusele töötavatele liidetele.vajalik kooniline üleminekuosa(Joon. 15.26.). Probleem paksema laadi läbikeevitusega ja liitevigadega ja õhukese plaadi liiga kiire jahtumisega
6. Väsimuse töötavatel liidetel tuleb vältida toote ristlõike järske muutusi(Joon15.27)
7.Võimalusel väldi keevisliidete kontsentreerumist kitsassse alasse.Vii nad madalamate pingetega alasse(Joon 15.28)ja võimaluse korral nihuta õmblused
8.Õkonoomiast ja kvaliteedist lähtudes arvestada:
-kasutada eelistatult paindprofiile ,samuti valtsprofiile(Joon 15.25)
-kasutada ratsionaalseid keevitusprotsesse nagu punktkontaktkeevitus , kaarkeevitus ,hõõrdkeevitus.
-Arvesta ligipääsetavusega(accessibility) keevitamiseks ,aga ka kontrolliks, hoolduseks, inspekteerimiseks (Joon.15.29)
-Võimaluse korral vali keevitamine allasendis
-vali selline detailide servakuju et kuluks võimalikult vähe elektroodi e. lisametalli(filler metal ,welding consumable )
-optimeeri nurkõmbluste kõrgust ja kasuta täpseid arvutusmetoodikaid. Nurkõmbluse kõrguse suurendamine suurendab kulusid elektroodidele ja suurendab keevitusdeformatsioone. Seos keevituse soojussisestusega. Kasuta sügava läbikeevitusega keevitusprotsesse(nt ehituskonstruktsioonide keevitamisel räbustis lubatud vähendada kõrgust kuni 25%
-Võimalusel kasuta katkendõmblusi(staatilised koormused,korrosioonioht)
-Määra optimaalse keevisliidete kvaliteeditasemed ja tolerantsid.
-Kasuta sümmeetrilisi õmblusi keevitusdeformatsioonide vähendamiseks
-Automaat- ja robotkeevitusel konstruktsioonile erinõuded- ligipääsetavus
Joon.1.9. Ebasoovitatavad(vasakul) ja soovitatavad-(paremal) lahendused
Joon.1.10 Kombineeritud ja sügava läbikeevitusega õmblused. Erandlik mõõtmestamine Survemahutite ja ehituskonstruktsioonide standardid