Технологические мероприятия.

Конструктивные мероприятия.

Уменьшение напряжений:

· применять пластичные свариваемые и присадоч­ные материалы;

· избегать скоплений и пересечений швов, а также швов, образующих замкнутые контуры;

· применять сортамент металла, позволяющий уменьшить количество накладок, косынок и пр.;

· преимущественно применять стыковые швы;

· при сварке металлов разных толщин предусмат­ривать на более толстом металле переходный скос.

Уменьшение деформаций (коробления):

· предусматривать припуски в деталях, учитывающие уменьшение их размеров после сварки;

· проектировать сварные конструкции достаточной жесткости.

Общие конструктивные мероприятия:

· предусматривать изготовление крупных конструкций отдельными узлами;

· уменьшать количество швов, их длину и катет (рационально раскраивать материал, применять прерывистые или точечные швы);

· располагать швы в местах удобных для выполнения;

· проектируя сложные конструкции, предусматривать использование штампован­ных или литых узлов;

· располагать параллельные швы симметрично центру тяжести конструкций;

· располагать ребра жесткости так, чтобы при сварке разогревались одни и те же места основного металла;

· уменьшать, по возможности, угол скоса кромок или сваривать конструкции без разделки кромок;

· для сварки металла большой толщины назначать криволинейную или X-образную разделку;

· назначать выполнение сварки механизированными способами.

 

Технологические мероприятия.

Уменьшение напряжений:

· в первую очередь сваривать стыковые швы, на­чиная с больших сечений;

· не допускать большого разогрева металла в жестких контурах. При сварке чугуна делать перерывы после наложения отдельных валиков;

· перед сваркой металла больших толщин наплавлять кромки каждой части, а затем сваривать их;

· соблюдать температурный режим сварки. Не допускать сварки закаливающихся сталей и чугуна на морозе, на сквозняке. При атмосферных осад­ках сварку не производить;

· при продольной наплавке цилиндрических деталей разгонять концы валиков, не допуская концентрации напряжения в одном сечении;

· применять местный или общий предварительный и сопутствующий подогрев конструкций с повы­шенной жесткостью (чугун, закаливающиеся стали, металл большой толщины и т.п.). Наилучший подогрев до 600° С;

· сваривать в последнюю очередь швы, работаю­щие на сжатие (в последних швах возникают наибольшие растягивающие напряжения);

· напряжение в конструкциях после сварки сни­мать: общим отжигом (нагревом до 650-800° С и мед­ленным охлаждением), местным отжигом (нагревом до 600° С металла с обеих сторон шва на ширине 50-60 мм., горелками или индукционным путем), отжигающим валиком, накладываемым после заварки последнего слоя на металле большой толщины (отжигающий валик может быть удалён после остывания металла);

· не допускать больших усилений в швах. Желательны нормальные или вогнутые угловые швы;

· не допускать в сварных швах дефектов, являющихся местами концентрации напряжений.

Уменьшение деформаций (коробления):

· применять жесткие закрепления кон­струкций перед сваркой (прихватка или прижим листов к сварочной плите перед сваркой, установка временных жесткостей и т.д.);

· применять искусственное охлажде­ние тонкостенных свариваемых дета­лей, сварку вертикально расположенных швов выполнять сверху вниз;

· применять обратный выгиб деталей перед сваркой (в сторону, обратную деформации при сварке);

· начинать сварку с меньших толщин металла или катетов шва;

· временно прихватывать между со­бой детали для создания большей жесткости при сварке;

· при двусторонней сварке тавровых конструкций выполнять первый шов заведомо меньшего катета или прерывистым, а после заварки второго шва доводить первый до проектной величины;

· продольную наплавку цилиндричес­ких детален вести в порядке указан­ном на рисунке 3;

Рисунок 3. Порядок наложения продольных швов при наплавке.

· целесообразна наплавка деталей кольцевым швом по спирали. Начи­нать наплавку с выпуклой части де­тали;

· деформированные детали выправ­лять после сварки: холодным способом (под прессом, на вальцах молотком), наложением холостых валиков сварного шва, термической правкой с помощью га­зового пламени (рисунок 4), термо-механической правкой;

Рисунок 4. Примеры правки конструкции газовым пламенем. Толстыми линиями показаны места нагрева.

· сварку двутавровых или коробчатых конструкции выполнять накрест с кантовкой (рисунок 5). При невозмож­ности кантовки сварку начинать с выполнения потолочного шва.

Рисунок 5. Порядок сварки двутавровых и коробчатых балок.

 

 

Рис. Последовательность сварки коробчатых элементов

 

Общие технологические мероприятия:

· правильно подбирать режим сварки. Не завышать силу тока;

· выбирать следующую последовательность наложения швов: в цилиндрических конструкциях сваривать продольные, а затем кольцовые швы, в двутавровых – стыки полок и стенок, а затем поясные швы, в листовых конструкциях – поперечные швы (стыки), а затем продольные швы (пазы) (рисунок 6), применять обратноступенчатые швы с направлением сварки от середины стыка к краем. Швы больших сечений свари­вать в несколько слоев;

Рисунок 6. Последовательность сварки листовых конструкций: а – правильная сварка, б – неправильная сварка. А и Б – это места возможного образования трещин.

· производить сварку «дуга в дугу» (одновременно с обеих сторон) вертикально расположенных листов с Х-образной разделкой кромок;

· применять сварку с глубоким проваром, уменьшая долю присадочного металла в шве и, соответственно, катет угловых швов;

· при многослойной сварке после наложения каждою слоя (кроме последнего, облицовочного) очищать его и проковывать легкими ударами молотка с закругленным бойком;

· избегать применения газовой сварки, внедрять механизированную дуговую и кон­тактную сварку;

· сваривать конструкцию одновременно нескольким сварщикам;

· обращать особое внимание на качество подготовки конструкций под сварку. Соблюдать конструктивные размеры подготовки под сварку и сварных швов, предусмотренные ГОСТ. Не ставить прихватки в местах пересечения швов;

· применять сборочные приспособления, кондукторы, повышающие точность сборки.

Особенности сварки среднеуглеродистых и низколегированных сталей.

Среднеуглеродистые стали и некото­рые низколегированные стали с содержанием углерода и легирующих примесей, близким к верхнему пределу, сваривают с предварительным подогревом до 150-300° С.

Для сварки применяют электроды диаметром не более 4-5 мм., с фтористокальциевым покрытием, обеспе­чивающие предел прочности швов не ниже предела проч­ности основного металла.

Кромки стыков тщательно обрабатывают, выдерживая равномерный зазор. Сборку ведут с помощью приспо­соблений, допускающих свободную усадку в процессе сварки. Прихватку и сварку конструкций выполняют высококвалифицированные сварщики постоянным током обратной полярности, уменьшенным на 10-20 % по сравнению с током сварки малоуглеродистых сталей. Кратеры тщательно заплавляют, обеспечивая плавный переход шва к основному металлу.

При толщине металла более 6 мм., накладывают многослойные швы, причем среднеуглеродистые и низколе­гированные (10ХСНД, 15ХСНД и т.п.) стали сварива­ют с большим, а стали типа хромансиль – с минимальным интервалом между наложением слоев, не прерывая сварку до заполнения ступени по всей толщине. Последним накладывают отжигающий валик, который должен отстоять на 2-3 мм., от основного металла.

Стали, подвергающиеся закалке после сварки долж­ны пройти термообработку. Для сталей типа хромансиль рекомендуется нагрев до 650-680° С с выдержкой в течение часа на каждые 25 мм., толщины и охлаждением на воздухе или в горячей воде. Предварительный по­догрев и термообработка после сварки необходимы для всех сталей, имеющих после сварки без подогрева твер­дость в зоне термического влияния 250 единиц по Бринеллю и выше.

 

Дефекты сварных швов.

Отклонение размеров и формы сварного шва от проектных – неправильные режимы сварки, подготовка кромок под сварку, установка или перемещение электрода, неравномерная скорость сварки, несвое­временный обмер швов.

Трещины: макро- и микроскопичес­кие в шве и в зоне термического влияния; продольные и поперечные; хо­лодные и горячие, в кратере шва – неправильная последовательность наложения швов, повышенное количество наплавленною ме­талла в жестких закреплениях, нерациональная конструкция с большим количеством швов, осо­бенно пересекающихся, повышенная скорость ох­лаждения наливающихся сталей и чугуна, не­правильный выбор сварочных материалов, повы­шенное содержание серы, фосфора и углерода в металле.

 

 

Мост через р. Волгу 33,6 м.

 

 

 

 

 

Шов 0,8 см²
Г.Л. δ = 10 мм

 

 

 

 

σ = 500 кг/см ²;

σ₁ ^ост = 3000 кг/см ²;

σ₂ ^ост = 2500 кг/см ²;

τ = 250 кг/см ²;

 

 

Причина: нарушение технологии сварки - сначала приварили лист, а затем сделали косой стык.

Нужно было сварить с двух сторон с разделкой кромок.