Соединение конструкций из алюминиевых сплавов между собой и со стальными конструкциями

При проектировании конструкций из алюминиевых сплавов необходимо учитывать их повышенную чувствительность к надрезам (концентраторам напряжений). С этой целью следует предусматривать следующие мероприятия:

• • для сильно нагруженных конструкций необходима постановка книц со скругленной свободной кромкой, а также неравнобоких книц с длинной стороной, расположенной вдоль линии действия усилий;
• • скашивание приварных поясков книц следует осуществлять под острым углом (30° вместо 45° для стальных);
• • необходимо заменять при возможности приварные пояски книц отгибкой фланцев;
• • гибка деталей должна осуществляться по радиусам, устанавливаемым в соответствии с действующими для сплавов стандартами.

Выбор конструкции узлов пересечения балок следует производить в соответствии с требованиями для стальных конструкций. Отступления от этого правила могут быть вызваны более затрудненным доступом к месту сварки с горелкой для аргонодуговой сварки, по сравнению со сваркой электродом. С этой целью при стыковании балок низкого профиля между собой и в межсекционных стыках или при их соединении со стенками непроницаемых конструкций полки следует скашивать, а стык стенки подкреплять вварной планкой или кницей.

В ответственных конструкциях, где это представляется возможным, сварные соединения следует относить от мест, где они могут подвергаться наибольшему нагружению в процессе эксплуатации. В балках и пластинах, работающих под действием поперечной нагрузки, стыковые соединения необходимо удалять от района действия максимального изгибающего момента, учитывая при этом ограничения, накладываемые технологическими требованиями, связанными с доступом к месту сварки, контролем качества шва и т. д.

В зависимости от того, в какой степени при выбранном сплаве прочность сварного стыка отличается от прочности в сечении по основному металлу, для каждой нагруженной конструкции следует устанавливать целесообразность разнесения межсекционных стыков балок набора и обшивки, а также разнесения стыков поясков и стенок балок во внутрисекционных соединениях. Расстояние между смещенными стыками должно быть не менее высоты балки.

Стыки поясков сильно нагруженных балок допускается располагать под углом 45° к оси балки.

Соединение алюминиевых конструкций со стальными производится главным образом клепкой в соответствии с действующими в отрасли стандартами.

Присоединение стенок прочных переборок надстроек к стальной палубе корпуса должно производиться через стальной комингс, приваренный к палубе.

Клепка непроницаемых соединений осуществляется на клею.

Конструкции с толщиной листа менее 3 мм также следует соединять клепкой или контактной сваркой с целью снижения возникающих при сварке деформаций, особенно значительных по величине в тонкостенных конструкциях.

При использовании термически неупрочняемых алюминиевых сплавов с толщиной листов до 12 мм (с пределом текучести до 210 МПа) соединения их с корпусными конструкциями из углеродистых и низколегированных сталей (с пределом текучести до 45 МПа) могут предусматриваться через биметаллические вставки. При этом:

• • не допускается соединение с биметаллической вставкой конструкций из алюминиевых сплавов с ширстречным поясом, а также наружных стенок надстроек, участвующих в восприятии усилий при общем изгибе корпуса;
• • соединение наружных стенок рубок, не участвующих в общем изгибе корпуса, внутренних переборок и других аналогичных по условиям работы конструкций надстроек следует выполнять с биметаллическими вставками на стальном комингсе, высота которого должна быть не менее 100 мм. Соединение набора конструкций производится с применением аналогичных вставок (рис. 15.1, а—в);
• • соединение с биметаллической вставкой, устанавливаемой непосредственно на стальную палубу, следует применять только для сухих внутренних помещений надстроек (по условию коррозии);
• • сварное соединение биметаллической вставки со стороны алюминиевой конструкции должно проектироваться из условия его равнопрочности сечению по основному металлу примыкающего листа;
• • непровариваемая средняя по толщине часть биметаллической полосы в стыке заполняется после сварки герметизирующим уплотнителем (рис. 15.1, г).

При проектировании соединений алюминиевых конструкций со стальными необходимо учитывать, что биметаллические полосы имеют общую толщину 10 мм (5 мм из стали марки Х18Н10Т и 5 мм из сплава марки Амгб). В связи с этим катеты угловых швов, крепящих эти полосы прямо к стальному настилу (без комингсов), не могут превышать 4 мм.

Совмещение в одном сечении клепаного соединения обшивки и сварного соединения набора с помощью биметаллической вставки не допускается.

Конструкции, проектируемые из термически упрочняемых сплавов, должны соответствовать габаритам нагревательных печей, служащих для их термической обработки после сварки.

Статическая прочность сварных соединений алюминиевых сплавов принимается на 5—15% ниже прочности основного металла, в зависимости от марки последнего.

Рис. 15.1. Соединение алюминиевых и стальных конструкций с помощью биметаллической вставки:

а — через стальной комингс; б — непосредственно с настилом; в — соединение внутренней переборки и ее стоек с палубой; г — стык биметаллической полосы; 1 — алюминиевая конструкция;

• 2 — биметаллическая вставка; 3 — стальная опорная конструкция;
• 4 — стальной комингс; 5 — конструктивный непровар