Устройство для определения прочности на срез сварных соединений встык стержня и пластинки

Полезная модель относится к устройствам для определения предела прочности на срез (ППС) образцов сварных соединений (СС) встык (ОССВ) пластин и стержней, приваренных перпендикулярно к поверхности пластин, при статическом сжатии.
Известны устройства и форма образцов (ГОСТ 6996-66) для испытания ОССВ при сварке элементов (стержней, пластинок), расположенных в одной плоскости, и определения ППС при статическом растяжении. Устройства, как правило, основанные на использовании эффекта клинообразного обжатия ОССВ и осевого приложения нагрузки к каждому из элементов образца.
Рекомендаций по определению ППС СС встык пластинок и стержней, приваренных перпендикулярно к поверхности пластинки, нормативный документ не содержит.
Техническим эффектом предлагаемой полезной модели являются: определение ППС при чистом сдвиге (срезе) сварного шва (СШ) путем статического сжатия системы «устройство + ОССВ»; малый расход материала на изготовление ОССВ.
Указанный технический эффект достигается тем, что устройство для определения прочности на срез, состоящее из корпуса, включающего опорную площадку с приваренными к ней двумя пластинками с отверстиями для помещения стержня ОССВ, между которыми располагается пластинка, зажимающая с помощью двух болтов стержень, и прижимного уголка, закрепляемого болтом к опорной площадке корпуса и препятствующего деформациям пластинки ОССВ, обеспечивает при сжатии системы «обойма + ОССВ» чистый сдвиг (срез) сварного шва.
На фиг. 1а представлен общий вид стержней, приваренных перпендикулярно к поверхности пластинки, где: 1 - стержни; 2 - пластинка; 3 - СШ.
На фиг. 1б изображены проекции ОССВ на координатные плоскости, где: а, b, δ - размеры пластинки;  и d - длина и диаметр стержня.
На фиг. 2 изображены проекции на координатные плоскости устройства для определения ППС ОССВ, где: 1-3 - см. фиг. 1; 4 - корпус устройства; 5 - зажимная пластинка для стержня; 6 - болты крепления зажимная пластинки; 7 - прижимной уголок; 8 - болт крепления прижимного уголка; 9 - овальное отверстие в прижимном уголке.
После выполнения испытаний путем сжатия системы «устройство + ОССВ», определяются:
p
- F - разрушающая нагрузка;
-  - диаметры кольцевого СШ;
ср
- А - площадь среза СШ:
в
- τ - предел прочности СШ на срез:
Пример. Для определения ППС СШ были изготовлены образцы из стальных пластин (Ст-3, δ=8 мм) и приваренных встык арматурных стержней (Ст-5, d=12 мм) периодического профиля. Сварка выполнялась на лазерном роботизированном комплексе использованием волоконного лазера ЛС-5 (IPG Photonics / ИРЭ-Полюс) при непрерывном излучении в среде защитного газа (аргон).
На фиг. 3 изображены: а) «устройство + ОССВ» в испытательной машине Р-10; б) схемы образцов до и после испытаний, где: 10 - плоскость среза СШ.
В табл. 1 представлены результаты испытаний выборки из 6-ти ОССВ.
Таким образом, вследствие применения устройства и нагружения системы «устройство + ОССВ» статическим сжатием: практически исключается влияние эксцентриситета приложения нагрузки на точность определения ППС; минимизируется расход материала на изготовление ОССВ; расширяется парк применяемых испытательных машин.
Устройство для определения ППС СШ пластинок и стержней, приваренных перпендикулярно к поверхности пластин, при статическом сжатии может применяться для определения ППС СШ в учебных, научных и промышленных лабораториях.
Устройство для определения прочности на срез сварных соединений встык пластинки и стержня
*)
Размеры элементов образца:  δ=8 мм; d=12 мм; а=b=50 мм.