Раздел 4. Характеристика изделия.
Мне дано задание, сварить решетку для лоджии. Исходным материалом будет являться уголок 32*32*3, полосы 25*4 и квадрат 25*25 из низкоуглеродистой стали СТ-3. При сварке этой конструкции используются нахлесточные соединения. Преимущество этого соединения в том, что мы не производим разделения кромок. Простота и удобство сборки. Так же у этого соединения есть недостатки:
1. Нелинейное распределение силовых линий;
2. Сложность определения дефектов;
3. Большой перерасход металла.
Так как соединение нахлестачное, то швы будут условные. По положению в пространстве шов будет в нижнем, так как конструкция не тяжелая и ее можно повернуть.
По конфигурации шов будет прямолинейным, сплошным, швы будут короткие. По объему наплавленного металла швы будут нормальные.
Раздел 5. Расчетно-технологическая часть.
А. Химический состав материала.
| Марка металла | Химический состав стали % | Свариваемость | ||||
| углерод | кремний | марганец | Фосфор | сера | ||
| не более | ||||||
| Ст. 3 | до 0,22 | Не гарантируется | Не гарантируется | 0,050 | 0,055 | Хорошая |
Влияние различных химических элементов на свойства.
Углеродопределяет прочность, вязкость и закаливаемость стали. При содержании его в сталях до 0,22% свариваемость стали хорошая, а при повышении количества углерода свариваемость ухудшается.
Кремний при содержании в стали 0,2…0,3% не оказывает влияние на свариваемость. При содержании 0,4…0,6% кремний повышает упругость стали. Свариваемость металла заметно ухудшается, если содержание кремния составляет 0,8…1,5%.
Марганец в углеродистых сталях содержится в пределах 0,3…0,8%, причем свариваемость стали не ухудшается и повышается закаливаемость. При содержании марганца в стали 1,8…2,5% сварка затрудняется т.к. могут появиться трещины.
Сера является вредной примесью, т.к. придает стали хрупкость, т.е. большую хрупкость при высоких температурах. Содержание ее в сталях, предназначенных для сварки конструкций, не должна превышать 0,04%.
Фосфор также является вредной примесью. Он придает стали хладноломкость.
Б. Механические свойства металла.
| Марка стали | Временное сопротивление разрыву 6в кгс/мм2 | Предел текучести 6т кгс/мм2 | Относительное удлинение в % |
| Ст.3 | 38-40 |
Прочность – это способность металла или сплава противостоять деформации и разрушению под действием наложенных нагрузок – растягивающих, сжимающих, изгибающих, скручивающих и срезающих. Нагрузки бывают внешними (вес, давление и др.) и внутренними (изменение размеров тела от нагревания и охлаждения, изменение структуры металла и т.п.).А также статическими, т.е. постоянными по величине и направлению действия, или динамическими, т.е. переменными по величине, направлению продолжительности действия. Методы определения прочности рассмотрены отдельно.
Твердость называется способность металла или сплава оказывать сопротивление проникновению в него другого, более твердого тела.
Пластичность называется способность металла или сплава, не разрушаясь, изменять форму под действием нагрузки и сохранять эту форму после ее снятия.
Ударной вязкостью называется способность металла или сплава сопротивляться действию ударных нагрузок. Ударная вязкость измеряется в кгс*м/м2 (Дж/м2).
Предел прочности при растяжении (временное сопротивление) – это напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке, предшествовавшей разрушению образца: σ = Рв/F0, где F0 – площадь поперечного сечения образца перед испытанием, мм2 (м2); Рв –наибольшая растягивающая сила, кгс (Н).
Предел текучести условный (технический) σ0,2 – это напряжение, при котором остаточная деформация образца достегает 0,2%:
σ0,2 = Р'в/F0, где Р'в– нагрузка растяжения в начале площадки текучести, кгс (Н).
Относительное удлинение δ и относительное сужение φ= (F0 – F) / F*100, где ∆L = L1 - L0 – абсолютное удлинение образца при разрыве; L1 – длина образца в момент разрыва; L0 – первоначальная длина образца; F0 – первоначальная площадь поперечного сечения образца; F – площадь образца после разрыва.
В. Свариваемость сталей.
Низкоуглеродистые стали относятся к группе хорошо сваривающих сталей. Технологию сварки для них выбирают исходя из следующих основных требований: достижение равно прочности сварного соединения с основным металлом; отсутствие дефектов в сварном соединении.
Наиболее широкое применение для сварки конструкций из низкоуглеродистых сталей получили электроды типа Э46Тс рутиловым покрытием (АНО – 3, АНО – 4, ОЗС – 4, МР – 3 и др.)
Для особо ответственных сварных конструкций применяют электроды с основным покрытием марок УОНИИ – 13/45; УОНИИ – 13/55; АНО – 11; АНО – 19; ВН – 489; К5А; СМ – 11 и др., обеспечивающие повышенную стойкость металла шва против кристаллизационных трещин и более высокие пластичные свойства.
Механические свойства металла швов, сваренных покрытыми электродами, не уступают в прочности от типа покрытия и от условий сварки изменяются в широких пределах.
При ручной дуговой сварке низкоуглеродистых сталей на всех применяемых режимах обеспечиваются достаточно высокие пластические свойства металла около шовной зоны. Поэтому в большинстве случаев не требуется применение специальных технологических мер, направленных на предотвращение образования на этом участке закалочных структур. Однако при сварке угловых швов на толстом металле и сварке первого слоя многослойного шва рекомендуется предварительный подогрев свариваемых деталей до температуры 120…1500С, что обеспечивает повышения стойкости металла шва против кристаллизационных трещин.