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.

Углерод определяет 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) σ_0,2 – это напряжение, при котором остаточная деформация образца достегает 0,2%:

σ_0,2 = 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.