Ответы ГОСы. ) lдлина шва, м (0,130)
 Скачать 3.52 Mb.
|
|
1. Материал, применяемый для сварных конструкций. Сталь – материал наиболее широко применяемый в инженерных сооружениях. Сталь – это сплав железа с углеродом, к которому для придания определенных свойств могут добавляться легирующие элементы. Если содержание легирующих элементов не превышает 1%, сталь обычно называют углеродистой. Если содержание л/э более 1%, то сталь называют легированной. Углеродистые стали подразделяются на низкоуглеродистые С= меньше 0,25% - применяются в строительных конструкциях, среднеуглеродистые С=0,25-0,46% - применяют в машиностроении, высокоуглеродистые С=0,46-0,75% -в инструментальном производстве. С увеличением количества С и легирующих элементов свариваемость стали ухудшается и технология сварки усложняется. Это объясняется тем, сто увеличивается чувствительность стали к термическому циклу сварки, снижается пластичность металла шва и околошовной зоны, возрастают напряжения и деформации. По свариваемости: хорошо свариваемые – стали, для которых обеспечивается равнопрочность сварного шва и основного металла без применения специальных технологических приемов (низкоуг, низкол). К удовлетворительно – относятся такие, для которых равнопрочность обеспечивается при использовании специальных технологических приемов (предварительный подогрев, последующая термообработка..), (среднеуг, низколег срднеуглеродистые). к плохо свариваемым относятся стали, для которых достичь равнопрочности шва и основного металла не удается (высокоуглеродистые и некоторые марки среднелегированных сталей). Повышение прочности достигается введением легирующих элементов и термической обработкой. Большое значение в производстве приобрели стали, обладающие специальными свойствами: коррозионностойкие, жаропрочные, теплоустойчивые. 2.Технология сварки чугунов. Свойства и структура чугуна. К чугунам относятся сплавы железа с углеродом, содержание которого превышает 2,11%. В этих сплавах обычно присутствует также кремний и некоторое количество марганца, серы, фосфора, а иногда и другие элементы, вводимые как легирующие добавки для придания чугуну определенных свойств. К числу таких легирующих элементов можно отнести никель, хром, магний и др. В зависимости от структуры чугуны подразделяют на белые и серые. В белых чугунах весь углерод связан в химическое соединение карбид железа Fе3С — цементит. В серых чугунах значительная часть углерода находится в структурно-свободном состоянии в виде графита. Если серые чугуны хорошо поддаются механической обработке, то белые обладают очень высокой твердостью и режущим инструментом обрабатываться не могут. Поэтому белые чугуны для изготовления изделий применяют крайне редко, их используют главным образом в виде полупродукта для получения так называемых ковких чугунов. Получение белого или серого чугуна зависит от его состава и скорости охлаждения. В зависимости от структуры чугуны классифицируют на высокопрочные (с шаровидным графитом) и ковкие. По степени легирования чугуны подразделяют на простые, низколегированные (до 2,5% легирующих элементов), среднелегированные (2,5-10% легирующих элементов) и высоколегированные (свыше 10% легирующих элементов). Шире всего используют простые и низколегированные серые литейные чугуны. Чугун получил широкое распространение как конструкционный материал в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности в связи с невысокой стоимостью и хорошими литейными свойствами. Свариваемость чугуна. Сварочный нагрев и последующее охлаждение настолько изменяют структуру и свойства чугуна в зоне расплавления и околошовной зоне, что получить сварные соединения без дефектов с необходимым уровнем свойств оказывается затруднительно. В связи с этим чугун относится к материалам, обладающим плохой технологической свариваемостью. Тем не менее сварка чугуна имеет большое распространение как средство ремонта чугунных изделий, а иногда и при изготовлении конструкций. Качественно выполненное сварное соединение должно обладать необходимым уровнем механических свойств, плотностью и удовлетворительной обрабатываемостью. Причины, затрудняющие получение качественных сварных соединений, следующие: высокие скорости охлаждения металла шва и зоны термического влияния, соответствующие термическому циклу сварки, приводят к отбеливанию чугуна, т.е. появлению участков с выделениями цементита. Высокая твердость отбеленных участков практически лишает возможности обрабатывать чугуны режущим инструментом; вследствие местного неравномерного нагрева металла возникают сварочные напряжения, которые в связи с очень незначительной пластичностью чугуна приводят к образованию трещин в шве и околошовной зоне. Наличие отбеленных участков создает дополнительные структурные напряжения, способствующие трещинообразованию; интенсивное газовыделение из сварочной ванны, которое продолжается и на стадии кристаллизации, может приводить к образованию пор в металле шва; повышенная жидкотекучесть чугуна затрудняет формирование шва и удержание расплавленного металла от вытекания. В зависимости от способов преодоления трудностей существуют три технологических направления сварки чугуна: технология, обеспечивающая получение в металле шва чугуна; технология, обеспечивающая получение в металле шва низкоуглеродистой стали; технология, обеспечивающая получение в металле шва сплавов цветных металлов. Технология сварки, обеспечивающая получение в металле шва чугуна. Наиболее радикальным способом борьбы с образованием отбеленных и закаленных участков и возникновением трещин является предварительный подогрев. Если температура предварительного подогрева находится в пределах 600-650 °С, сварку называют горячей; если Тпп — 400-450 °С, сварку называют полугорячей. При отсутствии подогрева сварка называется холодной. Технологический процесс горячей сварки состоит из следующих операций: подготовка изделия под сварку; предварительный подогрев деталей; сварка; последующее охлаждение. Подготовка под сварку зависит от вида исправляемого дефекта. Однако во всех случаях подготовка дефектного места заключается в тщательной очистке от загрязнений , Для предупреждения вытекания жидкотекучего металла сварочной ванны, а в ряде случаев для придания наплавленному металлу соответствующей формы место сварки формуют. После формовки необходима просушка формы при постепенном подъеме температуры от 60 до 120 °С, затем проводят дальнейший подогрев под сварку со скоростью 120-150 °/ч — в печах или временных нагревательных устройствах. Замедленное охлаждение после сварки достигается при укрывании изделий теплоизолирующим слоем (листами асбеста, засыпкой песком, шлаком и др.) или при охлаждении вместе с печами. Горячая сварка чугуна позволяет получать сварные соединения, равноценные свариваемому металлу (по механическим характеристикам, плотности, обрабатываемости и др.), однако это трудоемкий и дорогостоящий процесс. Вместе с этим в ряде случаев к сварным соединениям чугуна не предъявляются высокие требования. Часто, например, достаточно обеспечить только равнопрочность или только хорошую обрабатываемость или плотность сварных швов. С помощью различных металлургических и технологических средств можно получить сварные соединения чугуна с теми или иными свойствами при сварке с невысоким подогревом или вовсе без предварительного подогрева (т.е. с помощью полугорячей или холодной сварки). В этом случае для предупреждения отбеливания необходимо обеспечить такой состав металла шва, для которого в этих условиях будет получаться структура серого чугуна с наиболее благоприятной формой графитных включений. Это может быть достигнуто путем введения в наплавленный металл достаточно большого количества графитизаторов и легирования чугуна элементами, например магнием. Примером таких электродов могут служить электроды марки ЭМЧ, стержень которых представляет собой чугун с повышенным (до 5,2%) содержанием кремния и двухслойное покрытие: первый слой — легирующий, второй — обеспечивает газовую и шлаковую защиту: 1-й слой Графит 41% Силикомагний 40% Железная окалина 14% Алюминий (порошок) 5% 2-й слой Мрамор 50% Плавиковый шпат 50% Относительная масса каждого слоя 15-20% Технология сварки, обеспечивающая получение в металле шва низкоуглеродистой стали. Если выполнить наплавку на чугун электродами, предназначенными для сварки углеродистых или низколегированных конструкционных сталей, то в первом слое даже при относительно небольшой доле участия основного металла получится высокоуглеродистая сталь, которая при скоростях охлаждения, имеющих место в условиях сварки без предварительного подогрева изделия, приобретает резкую закалку. Поэтому металл первого слоя будет иметь высокую твердость, низкую деформационную способность и окажется подверженным образованию трещин, а также пористости. Во втором слое доля участия чугуна уменьшится, однако содержание углерода в нем будет находиться еще на высоком уровне, что также приведет к закалке и возможному образованию трещин. В последующих слоях доля участия чугуна окажется незначительной и металл шва будет обладать определенным уровнем пластичности. В связи со сказанным стальные электроды можно применять только для декоративной заварки небольших по размерам дефектов. При сварке чугуна низкоуглеродистыми электродами общего назначения наиболее слабое место сварного соединения — околошовная зона у границы сплавления. Хрупкость этой зоны и наличие в ней трещин нередко приводят к отслаиванию шва от основного металла. Для увеличения прочности сварного соединения, когда к нему не предъявляется других требований (например, при ремонте станин, рам), применяют стальные шпильки, которые частично разгружают наиболее слабую часть сварного соединения — линию сплавления. Однако более рационально применение специальных электродов, позволяющих ввести в металл шва сильный карбидообразователь — ванадий. В этом случае в шве образуются карбиды данного элемента, не растворяющиеся в железе и имеющие форму мелкодисперсных нетвердых включений. Металлическая основа при этом оказывается обезуглероженной и достаточно пластичной. Примером могут служить электроды марки ЦЧ-4 со стержнем из низкоуглеродистой проволоки марки Св08А. Область применения таких электродов — сварка поврежденных деталей и заварка дефектов в отливках из серого и высокопрочного чугуна. В случае необходимости можно также сваривать соединения серого и высокопрочного чугуна со сталью. Сварные соединения, выполненные этими электродами, имеют удовлетворительную обрабатываемость, плотность и достаточно высокую прочность. К способам, обеспечивающим получение в наплавленном металле низкоуглеродистой стали, можно также отнести механизированную сварку короткими участками электродной проволокой марок Св08ГС или Св08Г2С диаметром 0,8-1 мм в углекислом газе. Технология сварки, обеспечивающая получение в металле шва сплавов цветных металлов. Для получения швов, обладающих достаточно высокой пластичностью в холодном состоянии, применяют электроды, обеспечивающие получение в наплавленном металле сплавов на основе меди и никеля. Медь и никель не образуют соединений с углеродом, но их наличие в сплаве уменьшает растворимость углерода в железе и способствует графитизации. Поэтому, попадая в зону неполного расплавления, прилегающую к шву, они уменьшают вероятность отбеливания. Кроме того снижается вероятность образования трещин в зоне термического влияния. Для сварки чугуна используют медно-железные, медно-никелевые и железо-никелевые электроды. Сварку медно-железными электродами всех типов следует выполнять таким образом, чтобы не допускать сильного разогрева свариваемых деталей: на минимально возможных токах, обеспечивающих стабильное горение дуги, короткими участками вразброс, с перерывами для охлаждения свариваемых деталей. Билет 10  1.сталь 35 – среднеуглеродистая нелегированная сталь. Обладает удовлетворительной свариваемостью и повышенными механическими свойствами. Есть вероятность образования холодных трещин, преодолеть это можно предварительным подогревом, сваркой на мягких режимах и последующей термообработкой. В случае контактной сварки появление закалочных структур можно избежать введением термообрабатывающих импульсов тока через 1-2-с после сварочного импульса. Этот технологический прием так же дает возможность избежать хрупкого разрушения соединения в процессе эксплуатации. Используют для деталей . 2.сложная форма деталей изделия и наличие естественного рельефа позволяют применить единственно обоснованный способ контактной сварки – рельефную. 3.условие прочности сварного соединения: N-усилие отрыва, Н (80∙103); D наружный диаметр втулки, м (30∙10-3); d – внутренний диаметр втулки, м(20∙10-3)    Обозначение соединения: ГОСТ 15878 – 79 – Кр – 30/20 4.рекомендованный режим сварки: сила тока=94кА, напряжение=14В, время сварки = 0,3с. Оборудование: НТР-100 02 – машина точечная рельефная с выпрямителем тока во вторичном контуре. 5.опорной поверхностью служит станина машины, фиксирующими элементами – ограничители на станине (палец проходящий через центр по окружности), имеющий высоту 45мм, прижимное усилие создается верхним электродом по оси пальца. 6.штамповка контура крышки, отрезка гайки, нарезка резьбы, сборка по центрирующему пальцу. Сварка в приспособлениях. Контроль визуальный и измерительный. 1. Сварка в защитных газах. Особенности сварки в СО2 и в аргоне. основное назначение защитных газов – создание защитного газового облака, препятствующего попаданию атмосферного воздуха в зону сварки. Для этих целей обычно используют аргон или углекислый газ. При сварке в среде СО2 наблюдается значительная графитизация шва. Вследствие этого, применяются проволоки с добавками Nb, Ti, или с пониженным содержанием углерода. Также, для компенсации потери пластичности, можно вводить в проволоку Si. Наблюдается окисление сварочной ванны, что ухудшает механические свойства шва (пластичность). Для предотвращения вводят элементы-раскислители (марганец и кремний). Введение раскислителей обычно осуществляется через проволоку. Не рекомендуется использовать для ответственных конструкций, работающих при низких t. Также присутствует повышенная разбрызгиваемость. Уменьшить введением щелочных металлов (рубидий). Основными параметрами являются: диаметр электродной проволоки, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость сварки, скорость подачи сварочной проволоки, вылет электродной проволоки, расход защитного газа. Для сварки допускается применение либо сварочного углекислого газа (менее 0,5% примесей) либо пищевого (до 1,5% примесей) с использованием осушителей. Применение технического СО2 строжайше запрещено. Используется 2 схемы процесса: сварка неплавящимся и плавящимся электродом. Аргон надежно изолирует сварочную ванну от контакта с атмосферой. Возможен крупнокапельный или струйный перенос электродного металла. При кр большое разбрызгивание (сила тока 120-240А). при силе тока более260А происходит резкий переход к струйному переносу, стабильность процесса улучшается, разбрызгивание уменьшается. Однако такие токи не всегда соответствуют технологическим требованиям. Поэтому для обеспечения стабильности процесса используют испульсные источники питания дуги, которые обеспечивают переход к струйному переносу при 100А. сварка плавящимся электродом используется при сварке нержавеющих сталей и Al. При сварке неплавящимся электродом для зажигания дуги параллельно источнику питания подключается осциллятор. Практически всегда используется прямая полярность, чтобы максимально проплавлять изделие и минимально разогревать электрод. Для улучшения борьбы с пористостью к аргону иногда добавляют O в кол 3-5%. При этом защита металла становится более активной. Чистый аргон не защищает металл от загрязнений , влаги и других включений, попавших в зону сварки из свариваемых кромок или присадочного металла. О2, вступая в химреакции с вредными примесями, обеспечивает их выгорание или превращение в соединения, всплывающие на поверхность сварочной ванны. Это предотвращает пористость. Область применения – соединения из легированных сталей и цветных металлов. Обеспечивает хорошее качество и формирование сварных швов, позволяет точно поддерживать глубину проплавления металла. Он получил широкое распространение при сварке неповоротных стыков труб. Один из основных способов соединения титановых и алюминиевых сплавов. Недостатки – невысокая производительность при использовании ручного варианта. Применение же автоматической сварки не всегда возможно для коротких швов. 2. Классификация и область применения магнитных методов контроля. Сущность: намагничивают изделие, возникает магнитное поле, оно проходит и там, где дефект выходит на поверхность. Методы магнитной дефектоскопии основаны на регистрации и измерении магнитных полей. Классифицируют: Магнитопорошковый метод Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД) в системе неразрушающих методов контроля занимает одно из ведущих мест. Это связано с ее высокой чувствительностью к поверхностным и подповерхностным дефектам, простотой, универсальностью и наглядностью представления результатов контроля. Магнитопорошковый метод применяют для контроля изделий, деталей, сварных соединений конструкций из ферромагнитных материалов с целью выявления невидимых вооруженным глазом поверхностных и подповерхностных нарушений типа трещин, непроваров. Магнитопорошковый метод основан на регистрации магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами в детали при ее намагничивании, с помощью магнитного порошка. На магнитную частицу в неоднородном магнитном поле дефекта действует сила, стремящаяся затянуть ее в места наибольшей концентрации силовых линий и приблизить к месту дефекта (наибольшая концетрация силовых методов). Под действием этой силы порошок скапливается над дефектом. Важное значение для достоверности контроля имеет качество обработки поверхности. «Сухой» метод контроля имеет преимущество перед «мокрым» при обнаружении подповерхностных дефектов . Это объясняется тем, что суспензия обладает определенной вязкостью и для перемещения магнитного порошка в этой вязкой среде требуется большая сила воздействия магнитного потока, чем для перемещения той же частицы в воздухе. Используется порошок Fe3 O 4 , Fe 2 O3. |