Выбор металла и сварочного материала

Физические, химические и технологические свойства стали из которой выполнены детали эстакады

СТ 3 – это сталь углеродистая обыкновенного качества. Основным металлом в этой стали, является железо

 

Таблица № 1

Основной металл стали	плотность г /см³	t°C плавления	Коэффициэнт Линейного Расширения	Удельная теплоемкость С кал/ г-град	Теплопро Водность λкал 1см  С-град	удельное электрич.  соединение При 20˚С Ом · мм  м
	7,86	1539	11,9	0,11	0,14	0,10

 

Физические свойства

  К физическим свойствам стали относятся: удельный вес, плотность, температура плавления, теплопроводность, тепловое расширение, удельная теплоемкость, электропроводность и способность намагничиваться.

Плотностью называется количество вещества содержащегося в единице объема V.

Температура плавления – это температура, при которой металл полностью переходит из твердого состояния в жидкое.

Теплопроводность – это свойство тел проводить с той или иной скоростью тепло при нагреве.

Тепловое расширение- свойство металлов расширяться при нагревании.

Химические свойства

  Химические свойства характеризуют способность металлов и

сплавов сопротивляться окислению или вступать в соединение с различными веществами: кислородом воздуха, растворами кислот, щелочей и др.

Чем легче металл вступает в соединение с другими элементами, тем быстрее он разрушается. К химическому воздействию активных сред относятся: окисляемость, растворимость, коррозийная стойкость. Металлы, стойкие к окислению при сильном нагреве, называют жаростойкими или окалиностойкими.

Сопротивление коррозии, окалинообразованию и растворению, определяют по изменению массы испытуемых образцов на единицу поверхности за единицу времени.

Технологические свойства.

Из технологических свойств наибольшее значение имеют обрабатываемость, свариваемость, ковкость, прокаливаемость.

Обрабатываемость -

комплексное свойство материала, в частности металла, характеризующее способность его подвергаться обработке резанием. Обычно обрабатываемость определяется по скорости резания и по чистоте обработки.

Свариваемость-

свойство металла, давать доброкачественное соединение при сварке, характеризующееся отсутствием трещин и других пороков металла в швах и к прилегающим к шву зонах.

Ковкость-

способность металлов и сплавов без разрушения изменять свою форму при обработке давлением.

Прокаливаемость-

способность стали воспринимать закалку на определенную глубину от поверхности.

Жидкотекучесть

- способность расплавленного металла хорошо заполнять полость литейной формы.

Выбор режима сварки.

Режимом сварки называется группа показателей, определяющих характер протекания процесса сварки. Эти показатели влияют на количество теплоты, вводимой в изделие при сварке.

Основными показателями режима сварки являются: диаметр электрода, сварочный ток, напряжение на дуге и скорость сварки.

Дополнительными показателями режима сварки являются: род и полярность тока, тип и марка покрытого электрода, угол наклона электрода, температура предварительного нагрева металла. Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла, типа сваренного соединения, типа шва и.т.д.

При сварки встык в нижнем положении диаметр электрода должен равняться толщине свариваемого металла. В многослойных становых и угловых швах первый слой выполняется электродом диаметром 2-4 мм, последующие слои выполняются электродами большего диаметра.

 В вертикальном и потолочном положении сварку производят электродами диаметром не более 4 мм.

 Ток выбирают в зависимости от диаметра электрода по формуле:

 

J =К d,

где К=35: 60А/мм, d- диаметр электрода.

Малый сварочный ток ведет к неустойчивому горению дуги, непровару и малой производительности.

Чрезмерно большой ток ведет к сильному нагреву электрода при сварке, увеличению скорости плавления электрода и непровару.

При сварке в вертикальном и горизонтальном положении ток должен быть уменьшен против принятого для сварки в нижнем положении примерно на 5-10%, для потолочных на 10-15% с тем, чтобы жидкий металл не вытекал из сварочной ванны. Уменьшение диаметра электрода при постоянном сварочном токе повышает плотность тока в электроде и глубину проварки.

 С уменьшением диаметра электрода ширина шва уменьшается, вследствие уменьшения катодного и анодного пятен. С изменением тока меняется глубина провара. Повышение напряжения дуги за счет увеличения ее длины приводит к снижению сварочного тока и глубины провара. Ширина шва при этом повышается независимо от полярности сварки. С увеличением скорости ручной сварки глубина провара и ширина шва понижаются.

 

J = Kd K = 40 A/MM d = 4MM J = 40 x 4 = 160A

 

Подготовка металла к сварке.

Подготовка металла под сварку заключается в очистке, разметке, резке и сборке. Очистка применяется для того, чтобы очистить металл от ржавчины, краски, шлака, и.т.д.

Перенос размеров детали на натуральную величину с чертежа на металл называют разметкой. При этом пользуются инструментом: рулеткой, линейкой, угольником и чертилкой. Проще и быстрее разметка выполняется шаблоном, изготовляемый из тонкого металлического листа.

При разметке заготовок учитывается укорачивания их в процессе сварки конструкции. Поэтому предусматривается припуск из расчета 1мм на каждый поперечный стык и 0,1-0,2мм на 1мм продольного шва.

При подготовке детали к сварке применяют преимущественно термическую резку. Механическую резку целесообразно выполнять при заготовке однотипных деталей, главным образом с прямоугольным сечением.

Часто кислородную резку применяют, особенно машинную, сочетают со снятием угла скоса кромок.

Сборка и техника сварки.

Сборка деталей под сварку- это трудоемкость составляющая около 30% от общей трудоемкости изготовления изделия. Она зависит от ряда условий (серийность производства, типа изделия и.т.д.). Для уменьшения времени сборки, а так же для повышения ее точности, применяют различные приспособления. Приспособления могут быть предназначены только для сборки деталей под сварку, или только для сварки уже собранного изделия (например, для выполнения швов в изделии только в нижнем положении) или используются комбинированные сборочно-сварочные приспособления. Изделия чаще собирают на сварочных прихватках. Сварочные прихватки представляют собой неполноценные короткие швы с поперечным сечением до 1/3 сечения полного шва Длина прихватки от 20 до 100 мм в зависимости от толщины свариваемых листов и длины шва, расстояние между прихватками в зависимости от условий иногда достигает 1 метр. Прихватки придают изделию жесткость и препятствуют перемещению деталей, что может привести к трещинам в прихватках при их охлаждении. Чем больше толщина свариваемых листов, тем больше, растягивается усадочная сила в прихватках и больше возможность образования трещин. Поэтому сборку на сварочных прихватках применяют для конструкций из листов небольшой толщины (до 6-8 мм) и труб.

 При значительной толщине листов необходимо обеспечить податливость деталей, и сборку изделия выполняют на механических приспособлениях.