Эти виды швов в различных сочетаниях применяются в разных соединениях.

Соединения встык обычно выполняются лобовыми швами. При качественной сварке соединения разрушаются не по шву, а в зоне температурного влияния. Поэтому рассчитываются на прочность по сечению соединяемых деталей без учёта утолщения швов. Наиболее частые случаи – работа на растяжение и на изгиб.

Напряжения растяжения: s _раст = Q / S = Q / bd ≤ [ s ^раст ] _шва.

Напряжения изгиба: s _изг = M_изг / W = 6 M_изг / bd ² ≤ [ s ^изг ] _шва.

Допускаемые напряжения шва [ s ^раст ] _шва и [ s ^изг ] _шва принимаются в размере 90% от соответствующих допускаемых напряжений материала свариваемых деталей.

Соединения внахлёстку в ыполняются лобовыми, фланговыми и косыми швами.

Лобовые швы в инженерной практике рассчитывают только по касательным напряжениям. За расчётное сечение принимают биссектрису m - m, где обычно наблюдается разрушение. Расчёт только по касательным напряжениям не зависит от угла приложения нагрузки.

При этом τ = Q / ( 0, 707 k l ) ≤ [ τ ' ] _шва.

Фланговые швы характерны неравномерным распределением напряжений, поэтому их рассчитывают по средним касательным напряжениям. При действии растягивающей силы касательные напряжения равны:

τ = Q / (2*0, 707 d l ) ≤ [ τ ' ] _шва.

При действии момента: τ = M / (0, 707 k d l ) ≤ [ τ ' ] _шва.

Если швы несимметричны, то нагрузка на фланговые швы распределяется по закону рычага Q_{1, 2} = Q l_{1, 2} / ( l₁ + l₂ ), где l₁ и l₂ – длины швов.

При этом швы рассчитывают по соответствующим нагрузкам, а длины швов назначают пропорционально этим нагрузкам. Касательные напряжения в швах τ _{1, 2} = Q_{1, 2} / (1, 414 d l_{1, 2}) ≤ [τ ']_шва.

Косые швы рассчитываются аналогичным образом. Нагрузка Q раскладывается на проекции в продольном и нормальном направлениях к шву, а далее выполняются расчёты лобового и флангового швов.

Комбинированные лобовые и фланговые швы рассчитывают на основе принципа распределения нагрузки пропорционально несущей способности отдельных швов. При действии силы Q касательные напряжения равны:

τ _Q = Q / [ 0, 707 k (2 l_ф+ l_л )] ≤ [ τ ' ] _шва.

Если действует момент M, то

τ _M = M / [ 0, 707 k l_л ( l_ф+ l_л /6 )] ≤ [ τ ' ] _шва.

При совместном действии силы и момента касательные напряжения складываются τ = τ _М + τ _Q ≤ [ τ ' ] _шва.

Тавровые и угловые швы соединяют элементы в перпендикулярных плоскостях. Выполняются либо стыковым швом с разделкой кромок (а), либо угловым без разделки кромок (б). При нагружении изгибающим моментом и силой прочность соединения оценивают:

для стыкового шва (а) по нормальным напряжениям

s = 6M/ ( bd² )+ Q / ( ld ) ≤ [ s ^раст ] _шва,

для углового шва (б) по касательным напряжениям

τ = 6M/ (1, 414 l²k )+ Q / (1, 414 l k ) ≤ [ τ ' ] _шва.

В любом случае для расчёта самых сложных сварных швов сначала необходимо привести силу и момент к шву и распределить их пропорционально несущей способности (длине) всех простых участков. Таким образом, любой сложный шов сводится к сумме простейших расчётных схем.

8.1.2. Заклёпочные соединения

Образуются с помощью специальных деталей – заклёпок [1, 10, 38]. Заклёпка имеет грибообразную форму и выпускается с одной головкой (закладной) вставляется в совместно просверленные детали, а затем хвостовик ударами молотка или пресса расклёпывается, образуя вторую головку (замыкающую). При этом детали сильно сжимаются, образуя прочное, неподвижное неразъёмное соединение.

Достоинства заклёпочного соединения:

+ соединяют не свариваемые детали ( Al );

+ не дают температурных деформаций;

+ детали при разборке не разрушаются.

Недостатки заклёпочного соединения:

` детали ослаблены отверстиями;

` высокий шум и ударные нагрузки при изготовлении;

` повышенный расход материала.

Заклёпки изготавливают из сравнительно мягких материалов: Ст2, Ст3, Ст10, Ст15, латунь, медь, алюминий.

Заклёпки стандартизованы и выпускаются в разных модификациях.

è Сплошные с полукруглой головкой (а) ГОСТ 10299-80, 14797-85 для силовых и плотных швов;

è Сплошные с плоской головкой (б) ГОСТ 14801-85 для коррозионных сред;

è Сплошные с потайной головкой (в) ГОСТ 10300-80, 14798-85 для уменьшения аэро- и гидросопротивления (самолёты, катера);

è Полупустотелые (г, д, е) ГОСТ 12641-80, 12643-80 и пустотелые (ж, з, и) ГОСТ 12638-80, 12640-80 для соединения тонких листов и неметаллических деталей без больших нагрузок.

Здесь и далее имеем в виду силу, приходящуюся на одну заклёпку.

При одной плоскости среза диаметр заклёпки:	При двух плоскостях среза (накладки с двух сторон):

Напряжения смятия на боковых поверхностях заклёпки s _см = P/Sd ≤ [ s ] _см,