Анализ технологичности сварной конструкции

С обоснованием способа сборки и сварки

 

Под технологичностью понимают комплект характеристик технологического устройство изделий конструкции и выражает производство ремонта, пригодности и эксплуатационности в соответствии с ГОСТ 14.205–83.

Технологичной считается та конструкция, где оптимально сочетаются количественные и качественные показатели.

Анализ сварной металлоконструкции «Поворотный элемент крана» на доступность показал, что большая часть сварных соединенийдоступные для выполнения, но имеется участок, где доступность малая, так как приварка швеллера с конструкцией из боковых стенок, нижнего и верхнего листов затруднена.

В металлоконструкции по пространственному положению применяются нижние, потолочные, вертикальные с переходом на полувертикальные, полувертикальные швы.

Технологичными являются нижние положения и в «лодочку».

По протяженности, технологичными являются короткие сварные соединения, так как меньше тепловложений и не требует дополнительных мероприятий по устранению напряжений и деформаций.

В проектируемой металлоконструкции «Поворотный элемент крана» длина сварных швов колеблется от 138 до 1100 мм, в основном средние и длинные, по данному критерию технологичность снижена.

Площадь шва зависит от площади металла и сварочных кромок и наличии или разделки и виды разделки кромок.

Тепловложения должны быть минимальны, так как от них зависит величина сварочных напряжений и деформаций.

Величина тепловложений зависит от:

Площади шва.

Протяженности шва.

Параметров сварки.

Сварка должна осуществляться на минимально возможных токах, в случае применения больших сварочных токах необходимо увеличить скорость сварки.

В металлоконструкции применяются следующие толщины: 4,8,10 мм.

Тепловложения конструкции будет минимальной, так как малая площадь шва и малая толщина конструкции обеспечивает меньшие тепловложения.

Возможность кантовки обеспечивает перемещение элементов конструкции в удобное положение для сварки и позволяет применять более целесообразный вид разделки кромки, однако возможность применения кантовки ограничивается габаритными размера изделия, массой, толщиной основных элементов.

Точность изготовления деталей сварных конструкции применяются квалитеты:

H14, b14 ± IT12/2

 

 

Свариваемость основного материала

 

Согласно ГОСТ 26001 «Свариваемость–свойство металлов или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия».

Так как количество показателей, характеризующих свойства основного металла, велико, свариваемость является комплексной характеристикой, включающей следующее:

Реакцию металла на термодеформационный цикл сварки, проявляющийся в склонности к росту зерна, структурным и фазовым изменениям в металле шва и в зоне термического влияния;

Чувствительность к окислению и порообразованию;

Сопротивляемость образованию горячих трещин;

Сопротивляемость образованию холодных трещин;

Соответствие свойств сварного соединения заданным эксплуатационным требованиям по прочности, пластичности, выносливости, ползучести, жаростойкости, жаропрочности, коррозионной стойкости.

Показатели свариваемости как одиночные, так и представляющие собой сочетание нескольких показателей, служат основанием для выбора способа сварки, сварочных материалов, применения регулирования технологических параметров сварочных процессов. Общим для всех показателей свариваемости является их зависимость от химического состава стали и структурно–фазового состояния сварного соединения.

Наибольшее влияние на свариваемость сталей оказывает углерод. Свариваемость ухудшается при увеличении содержания углерода, а также ряда других элементов. Наиболее частыми показателями при определении свариваемости являются склонность к образованию горячих трещин.

Горячие трещины при сварке–хрупкие межкристаллические разрушения металла шва и зоны термического влияния, возникающие в твердо–жидком состоянии при завершении кристаллизации, а также в твердом состоянии при высоких температурах на этапе преимущественного развития межзеренной деформации. Они могут возникать при неблагоприятном сочетании некоторых факторов, связанных с понижением деформационной способности металла вследствие наличия в структуре легкоплавких эвтектик, дефектов кристаллического строения, выделения хрупких фаз и так далее.

Вероятность появления при сварке или наплавке горячих трещин можно определить по: показателю Уилкинсона (H.C.S):

 

H.C.S. = 1000×C×(S + P + Si/25 + Ni/100)/(3×Mn + Cr + Mo + V),          (1)

где H.C.S–показатель Уилкинсона

С, Mn, Si, Cr, Ni, Си, V, Р–массовые доли углерода, марганца, кремния, хрома, никеля, меди, ванадия и фосфора, %.

Условием появления горячих трещин является

Н.С.S. <4 –не склонна для сталей с σ_в<700 МПа

Н.С.S. <2 –не склонна для сталей с σ_в>700 МПа

Чувствительность сварного соединения к образованию холодных трещин оценивают эквивалентным содержанием углерода свариваемого металла.

Эквивалент углерода С_экв, %, определяют по эмпирическим формулам, одна из которых имеет следующий вид:

 

С_экв=С+Mn/20+Ni/15+(Cr+Mo+V)/10,                                (2)

 

где С_экв–углеродный эквивалент

С, Mn, Si, Cr, Ni, Си, V, Р–массовые доли углерода, марганца, кремния, хрома, никеля, меди, ванадия и фосфора, %.

Стали, у которых С_экв ≤ 0,45 %, считаются не склонными к образованию холодных трещин при сварке.

 

H.C.S. = 1000×0,12×(0,04+0,0035+1,1/25+0,8/100)/ (3×0,8+0, 9) = 0,393%

 

С_экв =0,12+0,8/20+0,8/0,9+0,0/10=0,183%

 

Применяемая сталь в проектируемой конструкции является сталь 10ХСНД.

Свариваемость хорошая (I группа), без ограничений. С_экв не более 0,25%.

Сварка выполняется без предварительного и сопутствующего подогрева, без последующей термической обработки.

Сталь 10ХСНД не склона к образованию горячих и холодных трещин.

 

 

---

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 945; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!