4. Технологичность сварных и комбинированных заготовок

Свариваемость металлов

Совокупность технологических характеристик основного метал­ла, обеспечивающая возможность при принятом технологическом процессе создавать надежное в эксплуатации и экономичное свар­ное соединение, называют свариваемостью. Свариваемость не яв­ляется неотъемлемым свойством металла, т. к. определяется также способом и режимом сварки. Практически под хорошей сваривае­мостью понимается возможность при обычной технологии получить сварное соединение, равнопрочное с основным металлом, без тре­щин и без снижения пластичности в околошовной зоне.

Установить общие критерии свариваемости для всех металлов и сплавов невозможно. В настоящее время классифицируются по свариваемости только стали. В зависимости от содержания углеро­да и легирующих элементов стали делятся на хорошо, удовлетво­рительно, ограниченно и плохо сваривающиеся.

Хорошо сваривающиеся стали (Ст3, 10, 15НМ, 12Х18Н9Т) без труда образуют сварные соединения по обычной технологии. Для сварки удовлетворительно сваривающихся сталей (БСт5, 30, 35, 15ХСНД, 12Х14А) необходим предварительный подогрев и после­дующая термообработка. Ограниченно сваривающиеся стали (Ст6, БСт6, 40, 50, 30ХГСА, 5ХНМ) в обычных условиях сварки склонны к образованию трещин. Перед сваркой их чаще всего подвергают термообработке и подогревают. Для большинства сталей необходи­ма также термообработка после сварки. Сварку плохо свариваю­щихся сталей (60Г, 50ХГА, 85, У8, У10А, Р18, Х12, 3Х2В8Ф) вы­полняют с обязательной термообработкой, подогревом в процессе сварки и последующей термообработкой.

Обеспечение технологичности сварных и комбинированных заготовок

Технологичность обеспечивается выбором материала заготовки, типа сварного соединения, конструкции свариваемых элементов, вида сварки и технологии сварки.

При выборе материала заготовки следует учитывать не только его эксплуатационные свойства, но и его свариваемость. Сварка материала не должна ухудшить работу сварной конструкции в ре­альных условиях эксплуатации. Например, если конструкция ра­ботает при низких температурах, то материал заготовки должен обеспечить после сварки металлу сварного шва и околошовной зо­ны порог хладноломкости ниже предполагаемой температуры эксплуатации сварного изделия. Если стремления выбрать материал с наилучшими эксплуатационными характеристиками и хорошей свариваемостью вступают в противоречие, то следует выбрать комп­ромиссный вариант с возможно меньшей стоимостью материала. Необходимо также помнить, что термообработка до или после свар­ки и нагрев перед сваркой могут существенно улучшить сваривае­мость материалов.

Типы сварных соединений, подготовка свариваемых частей к сварке (разделка кромок) зависят от способа сварки, толщины де­талей и других факторов. Наиболее просты и технологичны при способах сварки плавлением стыковые швы (рис. 4.6, а). Если толщина деталей велика, применяют двухстороннюю сварку. Тав­ровые и угловые соединения характерны для изготовления прост­ранственных конструкций. Если габариты позволяют поворачивать конструкцию в удобное для сварки (нижнее) положение, такие швы также достаточно технологичны для способов сварки плав­лением.

Нахлесточные соединения чаще всего применяют для сварки листовых заготовок. Наиболее технологично сваривать их контактной сваркой. Нахлесточные соединения, выполненные сваркой плав­лением (рис. 4.6, б), по сравнению со стыковыми соединениями ме­нее прочны и менее экономичны.

Выбор конструкции свариваемых элементов производится, ис­ходя из толщины этих элементов, их взаимного расположения, сво­бодного доступа к лицевой и корневой частям шва, стремления свес­ти к минимуму длину сварных швов.

Рис. 4.6. Технологичные (а, в, г, д, е) и нетехнологичные (б) конструкции,