Характеристика заданной сварной конструкции

Здесь необходимо осветить:

- область применения и назначение сварной конструкции, описание её ра­боты;

- условия работы, степень ответственности и требования к сварной кон­струкции;

- конструктивное оформление, основные размеры и типы применяемых сварных соединений;

- анализ технологичности конструкции. Возможность расчленения ее на отдельные узлы, подузлы, которые могут быть собраны и сварены на специальных рабочих местах с применением универсальной сборочно­сварочной оснастки и механизированных способов сварки с учетом сва­риваемости стали.

2. Характеристика и обоснование основного металла

Здесь необходимо осветить:

- область применения и назначение сварной конструкции, описание её ра­боты;

- условия работы, степень ответственности и требования к сварной кон­струкции;

- конструктивное оформление, основные размеры и типы применяемых сварных соединений;

- анализ технологичности конструкции. Возможность расчленения ее на отдельные узлы, подузлы, которые могут быть собраны и сварены на специальных рабочих местах с применением универсальной сборочно­сварочной оснастки и механизированных способов сварки с учетом сва­риваемости стали.

Давая обоснование выбора материалов для сварных конструкций, рассмат­ривают следующие вопросы:

- обеспечение надежности эксплуатации конструкции при заданных нагрузках, агрессивных средах и переменных температурах;

- область применения выбранной марки стали;

- обосновав выбор марки стали, необходимо указать химический состав и механические, технологические и физические свойства стали.

 

Изучить литературу [1, с.84-89] и установить свариваемость марки стали по эквиваленту углерода С_экв, из формулы:

Cэк (1.1)

где:

С_экв – эквивалент углерода, %;

− содержание углерода, %;

− содержание магния, %;

− содержание никеля, %;

− содержание хрома, %;

− содержание молибдена, %;

− содержание ванадия, %;

Си − содержание меди, %.

Стали, у которых С_э = 0,2...0,45%, хорошо свариваются, не требуют предварительного подогрева и последующей термообработки.

Таблица 1.1 Химический состав сталей

Марка стали	ГОСТ	Содержание элементов, %
		C	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	Другие элементы
Cт3пс	380-2005	0,14-0,22	0,05-0,15	0,40-0,65	<0.3	<0.3	<0.3
Cт3сп	380-2005	0,14-0,22	0,15-0,30	0,40-0,65	<0.3	<0.3	<0.3
09Г2	19281-2014	<0,12	0,17-0,37	1,40-1,80	<0.3	<0.3	<0.3
14Г2	19281-2014	0,12-0,18	0,17-0,37	1,20-1,60	<0.3	<0.3	<0.3

Окончание таблицы 1.1

17ГС	19281-2014	0,14-0,20	0,40-0,60	1,0-1,40	<0.3	<0.3	<0.3
09Г2С	19281-2014	<0,12	0,50-0,80	1,30-1,70	<0.3	<0.3	<0.3
10ХСНД	19281-2014	<0,12	0,80-1,10	0,50-0,80	0,6-0,9	0,5-0,8	0,4-0,6
10ХНДП	19281-2014	<0,12	0,17-0,37	0,30-0,60	0,5-0,8	0,3-0,6	0,3-0,5	Фосфор 0,070-0,012

Таблица 1.2 – Механические свойства сталей

Марка стали	ГОСТ	Временное сопротивление разрыву, МПа	Предел текучести, Мпа	Относительное удлинение, %	Ударная вязкость, Дж/см^2
					при t испытания, °С
					-20	-40	-70
09Г2С	19281-2014	430-490	265-345	21	59-64	34-39	29-34
10Г2С1	19281-2014	490-530	325-390	21	59-64	29-39	24-29
10ХСНД	19281-2014	530	390	19		39-49	29-34
12ГС	19281-2014	460	315	22-26
14Г2	19281-2014	450-530	325-390	17-21		29-34	29-34
15ХСНД	19281-2014	325-345	470-490	21		29-39	29-34
14Г2АФ	19281-2014	390	540	20		39-44	29-34
14ХГС	19281-2014	345	490	22		34-39
16ГС	19281-2014	275-325	450-490	21	59	39	29
17ГС	19281-2014	320-345	490-510	19-23		34-44
Ст3пс	380-2005	370-480	205-245	23-26	49
Cт3сп	380-2005	380-490	205-255	23-26	49

 

Пример обоснования заданной стали 12Х18Н10Т приведен табл. 3, 5 и 6.

Химический состав, в % материала 12Х18Н10Т

Таблица 3 C Si Mn Ni S P Cr Cu - до 0.12 до 0.8 до 2 9 - 11 до 0.02 до 0.035 17 - 19 до 0.3 (5 С - 0,8) Ti, осталь­ное Fe

 

Технологические свойства материала 12Х18Н10Т

Таблица 4 Свариваемость: без ограничений. Флокеночувствительность: не чувствительна.

 

Механические свойства при Т=20⁰С материала 12Х18Н10Т

Таблица 5 Сортамент Размер se st d5 y KCU Термообработка - мм МПа МПа % % кДж / м^2 - Лист тонкий, ГОСТ 5582-75   530 205 40     Закалка     1050    - 1080°С,Охлаждение вода, Твердость 12Х18Н10Т, Поковки          ГОСТ 25054-81 HB 10 ^-1 = 179 МПа

 

Таблица 6 Физические свойства материала 12Х18Н10Т T E 10^- 5 a 10 ^6 l r C R 10 ^9 Град МПа 1/Град Вт/(м-град) кг/м^3 Дж/(кг-град) Ом-м 20 1.98   15 7920   725 100 1.94 16.6 16   462 792 200 1.89 17 18   496 861 300 1.81 17.2 19   517 920 400 1.74 17.5 21   538 976 500 1.66 17.9 23   550 1028 600 1.57 18.2 25   563 1075 700 1.47 18.6 27   575 1115 800   18.9 26   596   900   19.3         T E 10^- 5 a 10 ^6 l r C R 10 ^9

 

Для правильного проектирования технологического процесса необходимо дать оценку свариваемости выбранной марки стали. Оценка свариваемости уг­леродистых сталей производится по содержанию углерода, а легированных ста­лей - по эквиваленту углерода (табл. 4).

 

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2. Технические условия на изготовление сварной конструкции

Технические условия изготовления сварной конструкции предусматривают технические условия на основные материалы, сварочные материалы, а также требования, предъявляемые к заготовкам под сборку и сварку, к сварке и к контролю качества сварки.

Технические условия на изготовление сварных конструкций учащиеся должны взять на заводах в ОГС или в бюро сборки и сварки, где они проходят технологическую практику.

2.1.1 В качестве основных материалов, применяемых для изготовления неответственных сварных конструкций должны применяться стали углеродистые обыкновенного качества не ниже марки Ст3сп по ГОСТ 380-2005.

Для ответственных сварных конструкций должны применяться стали регламентируемые документацией на изготовление соответствующих конструкций.

2.1.2 Соответствие всех сварочных материалов требованиям стандартов должно подтверждаться сертификатом заводов-поставщиков, а при отсутствии сертификата – данными испытаний лабораторий завода.

При ручной дуговой сварке должны применяться электроды по ГОСТ 9467-75 со стержнем из проволоки Св-08 по ГОСТ 2246-70.

При сварке в углекислом газе должна применяться проволока не ниже Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70.

Сварочная проволока не должна иметь ржавчины, масла и других загрязнений.

2.1.3 Требования к заготовкам под сварку предусматривают, чтобы свариваемые детали из листового, фасонного, сортового и другого проката должны быть выправлены перед сборкой под сварку.

После вальцовки или гибки детали не должны иметь трещин и заусенцев, надрывов, волнистости и других дефектов.

Кромки деталей, обрезанных на ножницах, не должны иметь трещин и заусенцев. Обрезная кромка должна быть перпендикулярной к поверхности детали. Допускаемый уклон в случаях, не оговоренных на чертежах, должен быть 1:10, но не более 2 мм.

Необходимость механической обработки кромок деталей должна указываться вчертежах и технологических процессах.

Детали, поступающие на сварку, должны быть приняты ОТК.

2.1.4 Сборка свариваемых деталей должна обеспечивать наличие установленного зазора в пределах допуска по всей длине соединения. Кромки и поверхности деталей в местах расположения сварных швов на ширину 25-30 мм должны быть очищены от ржавчины, масла и других загрязнений непосредственно перед сборкой под сварку.

Детали с трещинами и надрывами, образовавшимися при изготовлении, к сборке под сварку не допускаются.

Указанные требования обеспечиваются технологической оснасткой и соответствующими допусками на собираемые детали.

При сборке не допускается силовая подгонка, вызывающая дополнительные напряжения в металле.

Допускаемое смещение свариваемых кромок относительно друг друга и величина допустимых зазоров должны быть не более величин, устанавливаемых на основныетипы, конструктивныё элементы и размеры сварных соединений по ГОСТ 5264-80, ГОСТ 14771-76, ГОСТ 23518-79, ГОСТ 11534-75, ГОСТ 14776-79, ГОСТ 15878-79, ГОСТ 8713-79, ГОСТ 11533-75.

Местные повышенные зазоры должны быть устранены перед сборкой под сварку. Разрешается заваривать зазоры наплавкой кромок детали, но не более 5% длины шва. Заполнять увеличенные зазоры кусками металла и другими материалами запрещается.

Сборка под сварку должна обеспечивать линейные размеры готовой сборочной единицы в пределах допусков, указанных в таблице 1.3.

Таблица 2.3 Предельные отклонения сварных сборочных единиц

Номинальные размеры, мм	Предельные отклонения, мм
До 30 Свыше 30 до 120 Свыше 120 до 500 Свыше 500 до 1000 Свыше 1000 до 3000 Свыше 3000	+1,0 +1,5 +2,0 +3,0 +4,0 +5,0

Сечение прихваток допускается размером до половины сечения сварного шва. Прихватки должны ставиться в местах расположения сварных швов. Наложенные прихватки должны быть очищены от шлака.

Прихватка элементов сварных конструкций при сборке должна выполняться с использованием тех же присадочных материалов и требований, что и при выполнении сварных швов.

Размеры прихваток должны быть указаны вкартах технологического процесса.

Сборкапод сварку должна быть принята ОТК. При транспортировке и кантовке собранных под сварку металлоконструкций должны быть приняты меры, обеспечивающие сохранение геометрических форм и размеров, заданных при сборке.

2.1.5 К сварке ответственных сборочных единиц должны допускаться только аттестованные сварщики имеющие удостоверение, устанавливающее их квалификацию и характер работы, к которой они допущены.

Сварочное оборудование должно быть обеспечено вольтметрами, амперметрами и манометрами, за исключением тех случаев, когда установка приборов не предусмотрена. Состояние оборудования должно проверяться сварщиком и наладчиком ежедневно.

Профилактический осмотр сварочного оборудования отделом главного механика и энергетика должен осуществляться не реже одного раза в месяц.

Изготовление стальных сварных конструкции должно производиться в соответствии с чертежами и разработанным на их основе техпроцессом сборки и сварки.

Технологический процесс сварки должен предусматривать такой порядок наложения швов, при котором внутренние напряжения и деформации в сварном соединении будут наименьшими. Он должен обеспечивать максимальную возможность сварки в нижнем положении.

Выполнять сварочные работы методами, не указанными в технологическом процессе и настоящем стандарте, без согласования с главным специалистом по сварке запрещается, Отступление от указанных в картах техпроцесса режимов сварки, последовательности сварочных операций не допускается.

Поверхности деталей в местах расположения сварных швов должны быть проверены перед сваркой. Свариваемые кромки должны быть сухими. Следы коррозии, грязи, масла и другие загрязнения не допускаются.

Зажигать дугу на основном металле, вне границ шва, и выводить кратер на основной металл запрещается.

Отклонение размеров поперечного сечения сварных швов, указанных в чертежах, при сварке в углекислом газе, должны быть в соответствии с ГОСТ 14771-76.

По наружному виду сварной шов должен иметь равномерную поверхность без наплывов и натеков с плавным переходом к основному металлу.

По окончании сварочных работ, до предъявления изделия ОТК, сварные швы и прилегающие к ним поверхности должны быть очищены от шлаков, наплывов, брызг металла, окалины и проверены сварщиком.

После сборки деталей под сварку необходимо проверять зазоры между деталями. Величина зазоров должна соответствовать ГОСТ 14771-76, ГОСТ 5264-80.

Размеры сварного шва должны соответствовать чертежу сварной конструкции по ГОСТ 5264-80, ГОСТ 14771-76.

2.1.6 В процессе сборки и сварки ответственных сварных конструкций должен осуществляться пооперационный контроль на всех этапах их изготовления. Процент контроля параметров оговаривается технологическим процессом.

Перед сваркой следует проверить правильность сборки, размеры и качество прихваток, соблюдение геометрических размеров изделия, а также чистоту поверхности свариваемых кромок, отсутствие коррозии, заусенцев, вмятин, других дефектов.

В процессе сварки должны контролироваться последовательность операций, установленная техпроцессом, отдельные швы и режим сварки.

После окончания сварки контроль качества сварных соединений должен осуществляться внешним осмотром и измерениями.

Угловые швы допускаются выпуклые и вогнутые, но во всех случаях катетом шва следует считать катет вписанного в сечение шва равнобедренного треугольника.

Осмотр может производиться без применения лупы или с применением её с увеличением до 10 раз.

Контроль размеров сварных швов, точек и выявленных дефектов должен производиться измерительным инструментом с ценой деления 0,1 или специальными шаблонами.

Исправление дефектного участка сварного шва более двух раз не допускается.

Внешний осмотр и обмер сварных соединений должен производиться согласно ГОСТ 3242-79.