1

Elementi konstrukcija

Predavanje br. 7

2

NERASTAVLJIVI SPOJEVI:

Stezni spojevi, Zavareni spojevi, Lemljeni spojevi, Lijepljeni spojevi, Zakovični spojevi

3

ZAVARENI SPOJEVI: Nerastavljive veze

upotrebljavaju se prije svega za spajanje nosećih strojnih

dijelova i konstrukcija

4

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,

5

VRSTE ZAVARENIH SPOJEVA I ZAVARA: Zavareni spojevi dijele se obzirom na međusobni položaj dijelova

koji se zavaruju. Zavari se općenito dijele na:

sučeone zavare, kutne zavare, posebne zavare,

6

VRSTE ZAVARENIH SPOJEVA I ZAVARA:

7

VRSTE ZAVARENIH SPOJEVA I ZAVARA: Ovisno o debljini dijelova koji se zavaruju, postupku zavarivanja,

načinu zavarivanja, zahtjeva i mogućnosti, taljenjem se zavaruju: bez žlijeba (bez pripreme ruba) – sučeoni spojevi tankih limova i

dijelova (manja opterećenja), u prirodnom žlijebu s međusobnim nalijeganjem dijelova (bez posebne

obrade rubova) – obični kutni zavar, u posebno oblikovanom žlijebu (posebno obrađeni rubovi prije

zavarivanja)- debeli dijelovi odnosno zavari s posebnim zahtjevima (veća opterećenja).

8

VRSTE ZAVARENIH SPOJEVA I ZAVARA:

9

VRSTE ZAVARENIH SPOJEVA I ZAVARA:

10

11

12

Kvaliteta zavara: Prema ISO 10721 i DIN 18800 zavareni spojevi se razvrstavaju u

četiri razreda kvalitete: 1. razred kvalitete –sve vrste sučeonih zavara moraju imati provareni

korijen, a kutni i križni zavari provarene presjeke. Upotrijebljeni osnovni i dodatni materijal moraju imati atest. Zavari moraju biti bez grešaka, izvodi se 100% kontrola (radiografska, ultrazvučna). Zavar izvode samo stručno osposobljeni zavarivači s atestom za taj razred kvalitete,

13

Kvaliteta zavara: Prema ISO 10721 i DIN 18800 zavareni spojevi se razvrstavaju u

četiri razreda kvalitete: 2. razred kvalitete – Materijali su atestirani, manje su greške

dopuštene, ali u zavaru ne smije biti pukotina. Obavezna je 50% kontrola. Zavaruju zavarivači s atestom za postupke i položaje zavarivanja, koji su mogući na konstrukciji,

3. razred kvalitete – Sučeone zavare tog razreda moraju izraditi atestirani zavarivači. Zahtjeva se 10% - na kontrola zavara s ultrazvukom, te 100% - na vizualna i dimenzijska kontrola,

4. razred kvalitete – Nema posebnih zahtjeva, vrijedi samo za jednostavne konstrukcije.

14

PRORAČUN ČVRSTOĆE ZAVARENIH SPOJEVA: Proračun čvrstoće zavarenih spojeva izvodi se prema osnovnim

izrazima čvrstoće, Pri tome se uspoređuju radna naprezanja s dopuštenim

naprezanjima u zavaru, Proračun zavarenih spojeva u općoj strojagradnji nije propisan

standardom, pa se naprezanja računaju slično kao u gradnji čeličnih konstrukcija (EU standard ENV 1993-1-1).

15

PRORAČUN ČVRSTOĆE ZAVARENIH SPOJEVA: U proračunu čvrstoće zavarenih spojeva zavari se smatraju

samostalnim elementima, Određuju se radna naprezanja u pojedinim kritičnim presjecima

zavara, Kod sučeonih zavara to je okomit presjek zavara uzduž njegove

osi, Kod kutnih zavara to su priključne ravnine zavara na spajanim

dijelovima, Kod proračuna je najvažnije pravilno određivanje ukupne nazivne

nosive površine zavara Azv = Σa⋅ lzv, gdje je a računska debljina i lzv nosiva dužina pojedinog zavara u zavarenom spoju koji prenosi vanjska opterećenja.

16

PRORAČUN ČVRSTOĆE ZAVARENIH SPOJEVA:

17

PRORAČUN ČVRSTOĆE ZAVARENIH SPOJEVA:

18

PRORAČUN ČVRSTOĆE ZAVARENIH SPOJEVA:

19

PRORAČUN ČVRSTOĆE ZAVARENIH SPOJEVA: Pod djelovanjem vanjskih opterećenja u priključnim ravninama

sučeonih i kutnih zavara mogu nastati različita naprezanja:

20

Tlačna, vlačna i smična opterećenja zavarenih spojeva: Za vlačno, tlačno ili smično (poprečno i uzdužno) opterećenje

zavarenih spojeva silom F, koje uzrokuje pojedino stanje naprezanja, određuju se pripadajuća naprezanja po izrazu:

21

Tlačna, vlačna i smična opterećenja zavarenih spojeva:

22

Tlačna, vlačna i smična opterećenja zavarenih spojeva:

23

Tlačna, vlačna i smična opterećenja zavarenih spojeva: Prethodna slika prikazuje primjer vlačnog opterećenja sučeonog i

kutnog zavarenog spoja. Kod kutnog zavarenog spoja potrebno je uzeti u obzir, da pod

opterećenjem vlačnom silom F nastaju vlačna naprezanja σn na normalnoj priključnoj ravnini i istovremeno poprečna smična naprezanja τs na poprečnoj priključnoj površini.

Oba se naprezanja provjeravaju posebno.

24

Tlačna, vlačna i smična opterećenja zavarenih spojeva:

25

Tlačna, vlačna i smična opterećenja zavarenih spojeva: Prethodna slika prikazuje primjer istovremeno smično opterećenih

uzdužnih i poprečnih kutnih zavara: Pod opterećenjem, u uzdužnim zavarima dužine lzv1 pojavljuju se

uzdužna smična naprezanja τs, u poprečnom zavaru lzv2 nastaju poprečna smična naprezanja τs. Naprezanja se računaju kao jednakovrijedna, Ukupno smično naprezanje izračunava se tako da se u

prikazanom primjeru odredi noseća površina: Azv = Σa⋅lzv = 2 a1⋅lzv1 + a2⋅lzv2. Ako je u prikazanom primjeru lzv1 > 1,5⋅lzv2, nosivost poprečnog

zavara u proračunu ne uzima se u obzir.

26

Tlačna, vlačna i smična opterećenja zavarenih spojeva: U primjeru opterećenja uzdužnog zavara uzdužnom silom F (bez

momenta savijanja), normalno uzdužno naprezanje σ u poprečnom presjeku zavara jednako je normalnom naprezanju u samom konstrukcijskom dijelu:

27

Opterećenje savijanjem zavarenih spojeva: U slučaju opterećenja zavara momentom savijanja Ms određuje se

najveće normalno naprezanje od savijanja u zavarenom spoju po izrazu:

28

Opterećenje savijanjem zavarenih spojeva:

29

Torzijska opterećenja zavarenih spojeva: Torzijski opterećeni kružni zavareni spojevi provjeravaju se po

izrazu:

30

31

Torzijska opterećenja zavarenih spojeva: Torzijski opterećeni kružni zavareni spojevi provjeravaju se po

izrazu:

32

Torzijska opterećenja zavarenih spojeva: Treba provjeriti i smično naprezanje uzduž zavara:

33

Torzijska opterećenja zavarenih spojeva: Zato se čvrstoća provjerava prema izrazu:

34

NERASTAVLJIVI SPOJEVI:

Stezni spojevi, Zavareni spojevi, Lemljeni spojevi, Lijepljeni spojevi, Zakovični spojevi

35

LEMLJENI SPOJEVI: Lemljenje je spajanje metalnih materijala (osnovni materijali)

pomoću dodatnog rastaljenog materijala (lem). Točka taljenja lema je niža od točke taljenja osnovnog

materijala dijelova koji se spajaju. Postoji meko (ispod 450 oC) i tvrdo lemljenje (nešto iznad 450

oC). Površina lemljenja treba biti glatka (dubina hrapavosti ne preko

20 µm) i dobro očišćena kako bi difuzija atoma bila što bolja.

36

LEMLJENI SPOJEVI: Postupci lemljenja:

Plameno lemljenje: mjesta spajanja griju se plamenikom ili sličnim plinskim napravama.

Lemljenje pomoću lemila: uređaj-lemilo-samo za meko lemljenje. Lemljenje uronjavanjem: na mjestu lema dijelovi se uronjavaju u

rastaljeni lem. Lemljenje u peći: dijelovi se griju u el. Ili plinskoj peći u kojoj se

obavlja lemljenje. Otporno lemljenje: između dijelova se stavlja lem a zatim se obavlja

postupak lemljenja sličan elektrootpornom zavarivanju.

37

LIJEPLJENI SPOJEVI: Pod lijepljenjem se podrazumijeva međusobno spajanje

dijelova prianjanjem pomoću ljepila. Ova vrsta spojeva ima manju čvrstoću u odnosu na npr.

zavarene, lemljene ili zakovane spojeve.

38

ZAKOVIČNI SPOJEVI:

39

Kraj