Необходимо сваривать

Для обеспечения эксплуатационной надежности сварных соединений необходимо, чтобы швы обладали не только заданным уровнем прочности, но и высокой пластичностью. Поэтому при выборе сварочных материалов необходимо стремиться к получению швов такого химического состава, при котором их механические свойства имели бы требуемые значения. Легирование металла шва элементами, входящими в основной металл, всегда повышает его прочностные характеристики, одновременно снижая пластичность.

Необходимые свойства металла наплавленного слоя зависят от его химического состава, который, в свою очередь, определяется составом основного и дополнительного металлов и долями их участия в образовании шва. Влияние разбавления слоев основным металлом тем меньше, чем меньше доля основного металла в формировании слоя (у„). В связи с этим для случаев (а их большинство), когда желательно иметь в наплавленном слое состав, максимально приближающийся к составу наплавляемого металла, необходимо стремиться к минимальному проплавлению основного металла, т. е. к уменьшению у„.

Третье и четвертое требования сводятся к обеспечению такой обработки поверхности цапфы и подшипника, при которой уменьшились бы возможные неровности и шероховатости на их поверхностях; кроме того, необходимо стремиться к возможно меньшим деформациям цапфы и производить самую тщательную очистку смазочной жидкости от посторонних твердых примесей.

Соображения динамического характера заключаются во многих требованиях, из которых можно упомянуть следующие: необходимо стремиться к тому, чтобы при постоянной мощности, передаваемой зубчатым механизмом, давления на зубья и опоры механизма были постоянными по величине и направлению, далее, чтобы зубья имели форму, обеспечивающую наибольшую их прочность, и, наконец, износ зубьев должен быть минимальным.

Для уменьшения удельных усилий выдавливания при проектировании штампуемой детали необходимо стремиться к такой ее конфигурации, при которой отсутствовали бы застойные зоны под торцом пуансона (см. рис. 3.36, б) или у рабочей поверхности матрицы (см. рис. 3.36, б).

Конструкция литой детали должна обеспечивать высокий уровень механических и служебных характеристик при заданной массе, конфигурации, точности размеров и шероховатости поверхности. При разработке конструкции литой детали конструктор должен учитывать как литейные свойства сплавов, так и технологию изготовления модельного комплекта, литейной формы и стержней, очистку и обрубку отливок и их дальнейшую обработку. Кроме того, необходимо стремиться к уменьшению массы отливок и упрощению конфигурации.

Внешние контуры отливки обычно представляют собой сочетание простых геометрических тел с преобладанием плоских прямолинейных поверхностей, сочленяемых плавными переходами (рис. 4.58). Кроме того, необходимо стремиться к уменьшению габаритных размеров и особенно высоты литой детали. Это облегчает изготовление модельного комплекта, а также процессы формовки, сборки форм и очистки отливок. При этом отливка имеет один плоский разъем и располагается по возможности в одной полуформе. Например, при изготовлении отливки, показанной на рис. 4.59, а, требуется сложный разъем. Разъем формы упростится, если конструкцию литой детали изменить, как показано на рис. 4.59, б.

Таким образом, необходимо стремиться к назначению оптимальных припусков, обеспечивающих выполнение механической обработки с удовлетворением требований к точности и чистоте обрабатываемых поверхностей при наименьшей себестоимости детали; при оптимальных припусках уменьшаются расход металла, затраты времени на обработку и увеличивается производительность оборудования.

собления, способ закрепления детали и т. д. Необходимо стремиться к максимальному сокращению этого непроизводительного времени; его сокращение дает возможность значительно лучше использовать оборудование, которое во время исполнения подготовительных и заключительных действий простаивает. Необходимо также освобождать станочников от таких работ, которые могут выполнять вспомогательные рабочие.

Для лучшего использования станка по времени .необходимо стремиться к тому, чтобы, станок работал по, возможности непрерывно, без остановок для вспомогательных действий, без простоев по каким-либо причинам и при наиболее выгодных режимах резания, (скорости резания, подаче, глубине резания).

Затраты на инструмент входят в себестоимость обработки (по статье накладных расходов), поэтому, выбирая инструмент в соответствии с принятым методом обработки, необходимо стремиться к полному использованию его режущих свойств.

Магниевые сплавы применяются в сварных конструкциях гл. обр. в деформированном состоянии. Заготовки из литейных магниевых сплавов лишь подваривают с целью исправления литейных дефектов. Большинство магниевых сплавов, легированных Al, Zn, Се, Са, вследствие относительно большого интервала кристаллизации, склонны к образованию кристаллизационных трещин, а сплавы, легированные А1 и Zn,— еще и к развитию пористости в швах и околошовной зоне. Сплавы, легированные Mn (MA1, МЛ2), имеющие узкий интервал кристаллизации, не склонны к образованию трещин при сварке, но в околошовной зоне возможен значит, рост зерна, поэтому при сварке необходимо избегать значит, перегревов,: а при многослойной сварке или близком расположении швов — применять промежуточное охлаждение. Во избежание перегревов, окисления металла и образования трещин магниевые сплавы необходимо сваривать с возможно большей скоростью и с миним. длиной дуги (1—2 мм) при ручной и автоматич. сварке с присадочным материалом.

На рис. 5-8,а показана окисная прослойка в стыке труб из стали 20, полученном контактной сваркой оплавлением. Включения окислов ухудшают механические свойства стыков. Особенно опасны твердые тугоплавкие окислы, которые трудно переходят в грат. Так, при сварке аустенитных сталей образуются тугоплавкие окислы хрома. Поэтому эти стали необходимо сваривать быстро и оплавлять интенсивно, чтобы окислы не успевали образоваться в большом количестве и чтобы было больше жидкого металла, уходящего в грат и уносящего с собой окислы. Попадание окислов хрома в аустенитные стыки резко снижает их пластичность.

5.10. Стыки трубных элементов * и образцы-свидетели необходимо сваривать с предварительным и сопутствующим подогревом в соответствии с режимами, приведенными в табл. 5.10.1.

110. Пластины необходимо сваривать в тех же положениях, в которых сварщики выполняют швы при изготовлении изделий (в нижнем, нижнем и вертикальном, вертикальном и потолочном и т. д.). Допускается сварка пластин в двух положениях.

Обратная полярность позволяет уменьшить глубину проплавления детали, поскольку на положительном электроде выделяется тепла на 20 % больше, нежели на отрицательном. Поэтому детали толщиной менее 3 мм необходимо сваривать постоянным током обратной полярности, чтобы избежать прожогов.

Полное снятие сварочных напряжений возможно при условии, если при гидравлических испытаниях окружные напряжения стги достигнут величины предела текучести металла шва ст™. Это дает основание полагать, что чем меньше предел текучести металла шва, тем при меньших испытательных давлениях (напряжениях) обеспечивается полное снятие сварочных напряжений в кольцевых швах сосудов. Для механически однородных сварных соединений, т.е. когда пределы текучести металла шва а™ и основного металла а" равны между собой, полное снятие сварочных напряжений возможно лишь при условии обеспечения равенства испытательного напряжения стги и предела текучести основного металла о™. Между тем, в нормативных материалах величина стги ограничивается значением. оги = а™ I пти> где Пти - коэффициент запаса прочности по пределу текучести для условий испытания. Для пневматических испытаний пта = 1,2; гидравлических испытаний пти = 1,1. В связи с этим с целью полного снятия сварочных напряжений кольцевые швы необходимо сваривать электродами, обеспечивающими более меньшие значения .. текучести металла шва. При этом коэффициент механической неоднородности должен быть не менее величины коэффициента запаса прочности по пределу текучести при испытаниях.

Вид предварительной термообработки стали влияет на выбор техники сварки. Материалы, не подвергавшиеся термообработке, после холодной прокатки на изделиях большой толщины необходимо сваривать каскадным методом или горкой, это позволяет снизить уровень сварочных напряжений и вероятность образования холодных трещин. Термоупрочненные стали для предотвращения разрушения закалочных структур необходимо сваривать на режимах с минимальными значениями силы тока по предварительно охлажденным предыдущим сварочным валикам. При подварке дефектов в этих случаях длина подварочных швов должна быть не менее 100 мм или необходим предварительный подогрев.

Ручную дуговую сварку теплоустойчивых сталей ведут электродами из малоуглеродистой сварочной проволоки с основным (фтористо-кальциевым) покрытием, через которое вводят в шов легирующие элементы. Этот тип покрытия хорошо раскисляет металл шва, обеспечивает малое содержание в нем водорода и неметаллических включений, надежно защищает от азота воздуха. Это позволяет получать высокую прочность и пластичность шва. Однако для электродов с таким покрытием характерна повышенная склонность к образованию пор при удлинении дуги, наличии ржавчины на поверхности свариваемых кромок и при небольшом увлажнении покрытия. Поэтому нужно сваривать предельно короткой дугой, тщательно очищать кромки и сушить электроды перед их применением при температуре 80... 100 °С. Хромомолибденовые стали сваривают электродами типа Э-09Х1М (ГОСТ 9467-75) марки ЦУ-2ХМ диаметром 3 мм и более, а также ЦЛ-38 диаметром 2,5 мм, хромомолибденованадиевые - электродами типа Э-09Х1МФ марок ЦЛ-39 диаметром 2,5 мм, ЦЛ-20, ЦЛ-45 диаметром 3 мм и более. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности узкими валиками без поперечных колебаний электрода с тщательной заваркой кратера перед обрывом дуги. Когда подогрев свариваемых изделий и их термообработка после сварки невозможны или если необходимо сваривать перлитные теплоустойчивые стали с аустенитными, допускается использование электродов на никелевой основе марки ЦТ 36 или проволоки Св 08Н60Г8М7Т при аргонодуговой сварке.

* При толщине до 25 мм. Металл толщиной более 25 мм необходимо сваривать с подогревом независимо от температуры воздуха.

При сварке кислотостойких и жаропрочных высокохромистых фер-ритных сталей (гр. VIII) с аустенитными (гр. XI ... XIII) принципиально возможно применение как аустенитных, аустенитно-ферритных, так и высокохромистых электродов, поскольку при перемешивании в ванне указанных сталей с электродным металлом при доле его участия до 40 % металл шва сохраняет такую же структуру, как и у наплавленного указанными электродами. При этом с повышением температуры эксплуатации выше 500 °С предпочтительны высокохромистые электроды. При эксплуатации в условиях термоциклирования необходимо сваривать указанные сочетания сталей аустенитными электродами на никелевой основе, поскольку их ко1»*"1 линейного расширения близок с высоко-

Детали сложной формы, имеющие неодинаковое сечение в различных частях, отверстия, перемычки и т.д., во избежание появления в них трещин и внутренних напряжений от неравномерного нагрева необходимо сваривать только с общим предварительным подогревом.