Технологические основы сварки плавлением

курсовая работа

1.2 Основные сведения о свариваемости

Свариваемостью называют свойство материалов или сочетание свойств металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия.

Сталь 20 обладает хорошей свариваемостью, [2, c.263],потому что относится к классу низкоуглеродистых. Технология её сварки должна обеспечивать определённый комплекс требований, основными из которых являются равнопрочность сварного соединения с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном шве. Для этого механические свойства металла шва и околошовной зоны должны быть не ниже предела механических свойств основного металла, [2, c.263 ].

Механические свойства металла шва сварного соединения зависят от его структуры, которая определяется химическим составом, режимом сварки, предыдущей и последующей термообработкой.

Химический состав металла шва при сварке стали 20, незначительно отличается от основного металла. Это различие сводится к снижению в металле шва углерода для предупреждения образования закалочных структур при повышенных скоростях охлаждения.

В процессе изготовления конструкций из стали 20 на заготовительных операциях и при сварке в зонах, удалённых от высокотемпературной области, возникают холодные пластические деформации. Попадая при наложении последующих швов под сварочный нагрев до температур 300°С, эти зоны становятся участками деформационного старения, приводящего к снижению пластических свойств, повышению прочностных свойств металла и возможному возникновению трещин, особенно при низких температурах и концентраторах напряжений, [2, c.269].

Высокий отпуск при температурах 600°С-700°С в этих случаях служит эффективным средством восстановления свойств металла, [2, c.269]. Термическую обработку “нормализация” применяют для улучшения структуры отдельных участков сварного соединения и выравнивания их свойств.

При сварке короткими участками по горячим предварительно наложенным швам замедленная скорость охлаждения металла шва и околошовной зоны способствует получению равновесных структур. Влияние термообработки в этом случае сказывается незначительно.

Швы, сваренные из стали 20 всеми способами сварки, обладают удовлетворительной стойкостью к образованию кристаллизационных трещин и не склонны к образованию холодных трещин. В этом можно убедиться путём оценки влияния термического цикла сварки на закаливаемость околошовной зоны, [2,c.288 ].

Если при подсчёте эквивалента углерода окажется, что Сэ<0,45%, то данная сталь сваривается без предварительного подогрева.

Эквивалент углерода определим по формуле, [2,c.289]:

Сэ= Сх+ Ср, (1),

где Сх - химический эквивалент углерода;

Сэ - размерный эквивалент углерода.

Химический эквивалент углерода определим по формуле, [2,c.288 ]:

Cx=C+1/9•Mn+1/9•Cr+1/18•Ni+1/12•Mo, (2)

Согласно химическому составу стали 20 (смотри таблица 1) химический эквивалент углерода равен:

Cx=0.24+1/9•0.65+1/9•0+1/18•0.25+1/12•0=0.326 %.

Определим размерный эквивалент углерода по формуле, [2,c.289 ]:

Ср =0.005•S•Cx, (3),

где S- толщина свариваемой стали, S=6 мм.

Таким образом, Ср =0.005•6•0.312=0,0094%.

Следовательно, эквивалентное содержание углерода равно:

Сэ= 0.326+0.0094=0,335%.

Поскольку Сэ оказалось меньше 0.45%, то предварительный подогрев для данной марки стали, при её толщине: S=6 мм, не требуется.

Делись добром ;)