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 Сэкв, из формулы:
Cэк (1.1)
где:
Сэкв – эквивалент углерода, %;
− содержание углерода, %;
− содержание магния, %;
− содержание никеля, %;
− содержание хрома, %;
− содержание молибдена, %;
− содержание ванадия, %;
Си − содержание меди, %.
Стали, у которых Сэ = 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/см2 | ||
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
|
|
Технологические свойства материала 12Х18Н10Т
Таблица 4
|
|
Механические свойства при Т=200С материала 12Х18Н10Т
Таблица 5
|
|
Таблица 6 Физические свойства материала 12Х18Н10Т
|
|
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.