2.Сварочные материалы и обозначений сварных швов на чертежах

2.1 Выбор сварочных материалов и условий сварки рам

Основные детали рам обычно изготавливают из экономичных прокатных, гнутых или сварных профилей - швеллеров, уголков, двутавров, листов, труб, лент, полос и др. Их материалы долж­ны обладать хорошей свариваемостью. Чаще всего используют стали углеродистые обыкновенного качества, например Ст2, СтЗ, Ст4 или низколегированные [3] . Надежность и технологичность сваркой конструкции зависит от многих факторов и, в первую очередь, от материалов свариваемых деталей, их формы и поло­жения, свойств наплавочных материалов, удобства выполнения и контроля соединений, а также от вида, способа и технологии сварки.

Приближенные рекомендации, позволяющие оценить сваривае­мость углеродистых, низко- и среднелегированных сталей пер­литного класса по эквиваленту углерода Сэ, приводятся в посо­бии [4. С.48-51]. Значения Сэ определяют из выражения

Сэ = С + + +

в которое вместо химического символа каждого элемента (соот­ветственно углерода, марганца, никеля, хрома, молибдена, вана­дия, бора) подставляют его процентное содержание в стали [3] .

В соответствии с величиной эквивалента углерода сталь можно отнести к определенной группе свариваемости (табл.2.1). При сборке элементов рам чаще всего применяют ручную ду­говую, полуавтоматическую и автоматическую сварку (в том чис­ле сварку под флюсом и в газовой среде), а также газовую свар­ку. Ручная дуговая сварка широко распространена вследствие своей универсальности, простоты и возможности выполнять про­цесс во всех положениях шва: нижнем, вертикальном и потолоч­ном. Ее основной недостаток - низкая производительность.

таблица 2.1

Группа свариваемости	Эквивалент углерода, Сэ %	Характеристика свариваемости и термические условия сварки
I II III IV V	До 0,27 0,28-0,39 0,4-0,5 0,51-0,66 Более 0,66	Хорошая ( сваривается без затрудения) Удовлетворительная (с подогревом до 100-120ºC) Удовлетворительная (с подогревом до 200-300ºC) . Необходима термообработка (т.о.) для снятия напряжений и улучшения структуры (590-620 ºC) Затруднительн а(с подогревом до 400-500 ºC) Т.о. немедленно после сварки Неудовлетворительная (при сварке необходим нагрев не ниже 500 ºC и предварительный выбор режима) Т.о. немедленно после сварки

Важнейшими параметрами, определяющими режим ручной дуго­вой сварки, являются диаметр электрода и сварочный ток. Силу сварочного тока J , А, можно установить по диаметру применя­емого при сварке электрода

d_э: J_cb 40 d_э . В качестве элект­родов используют прутки из сварочной проволоки длиной 150- 450 мм и диаметром d_э =1,6-12мм.Чаще всего d_э =2-6 мм. Диа­метр электрода выбирают в зависимости от толщины сваривае­мых деталей S:

S , мм 1-2, 3-5, 6-12, 12-24 и более

d_э, мм 1-2. 3-4, 4-5, 5-6.

Для листов толщиной S и S₁, свариваемых в стык, допускаемая разность толщин листов Δ = S - S₁ может быть найдена по толщине более тонкого листа S₁ :

S₁, мм 2-3, 4-30, 32-40, 42-50

Δ , мм 1, 2, 4, 6.

Если разность толщин превышает указанные величины, то на более толстом листе делают скос длиной L=5·Δ .

Сварка углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву σ_b до 500 МПа (Н/мм²) осуществляется при ручной дуговой сварке в соответствии с ГОСТ 9467-76 элект­родами типа Э38, Э46 и Э50, а при повышенных требованиях к пластичности и ударной вязкости - электродами Э42А, Э46А и Э50А. Для сталей с σ_b от 500 до 600 МПа используют электроды Э55 и Э60. Для сварки конструкционных легированных сталей с σ_b свыше 600 МПа применяют электроды типа Э70, Э85, Э100, Э125 и Э150. Тип электрода выбирают так, чтобы обеспечивалась равнопрочность свариваемого металла и шва. Например, для сталей Ст2, СтЗ, Ст4 обычно используют электроды Э42, а также Э42А, если конструкция работает при переменных нагрузках или отрицатель­ных температурах. Следует учитывать, что цифра в обозначении типа электрода (Э38-Э150) соответствует при умножении на 10 значению σ_b для металла шва, МПа (Н/мм²). Так, при использо­вании электродов Э42 в условиях сварки, соответствующих стан­дартным, металл шва имеет значение σ_b не ниже 420 МПа. Тип электрода обычно указывается на чертежах сварных соединений (которые оформляют как чертежи сборочных единиц) в таблице швов или технических требованиях, а условное обозначение эле­ктродов приводится в технологической документации. Для ручной дуговой сварки условное обозначение электродов по ГОСТ 9455-75 содержит информацию о типе электрода, марке, диаметре электрода, назначении, виде и толщине покрытия, допускаемом пространственном положении, например:

Э46А-УНИИ- 13/45-3,0-УД2

Е 43 2(5) - 610 (см.ГОСТ 9466-75).

Подготавливая соединения к сварке производят разделку кро­мок деталей в соответствии с принятым типом шва (пример раздел­ки приведен на с.47), очищают место сварки от загрязнений, устанавливают между деталями требуемые зазоры (обычно 1-2мм). После сварки для уменьшении опасности образования трещин и уменьшения остаточных напряжений осуществляют, если необходимо, термическую обработку (отжиг, высокий отпуск при 650-700°С , местный нагрев) или естественное старение в течение 30 и более суток. Требования к сварным соединениям, обеспечивающие техно­логичность конструкций, рассмотрены в книге [5. С.220-244] .Ос­новные типы, конструктивные элементы и размеры соединений при ручной дуговой сварке принимают по ГОСТ 5264-80 и ГОСТ 11535-75, при газовой - по МН 2258-61, при контактной - по ГОСТ 15879-79 и другим стандартам. Термины и определения основных понятий по сварке металлов содержатся в ГОСТ 2601-84.

Далее рассматриваются требования ГОСТа к изображению свар­ных соединений и к условным обозначениям швов на чертежах. При­меры условных обозначений сварных соединений с учетом принято­го способа сварки приводятся в прил. 1-2.