Вибір обгрунтування матеріалу зварної конструкції, його характеристика

1.2.     Вибір обгрунтування матеріалу зварної конструкції, його характеристика

До конструкції що розглядається в данному курсовому проекті пред”являються досить високі вимоги по умовам її роботи.

Тому труби, з яких складається балка рукояті виконуються із сталі 10ХСНД, з цієї ж сталі виконана обечайка хвостова. Усі інші елементи, що входять до складу обечайки хвостової: плита верхня, плита нижня і їх елементи виконані з сталі Ст3пс3.

Наведена вище сталь Ст3пс3 відноситься до вуглецевих конструкційних сталей звичайної якості. Вона відноситься до напівспокійних сталей третьої категорії. Хімічний склад сталі Ст3пс3 наводиться у табл.1.

Таблиця 1

Хімічний склад сталі Ст3пс3

Ця сталь задовольняє наступним вимогам:

1)   Гарна зварюємість;

2)   Працездатність сталі і зварних швів у різних кліматичних умовах;

3)   Добра механічна оброблюємість.

Сталь Ст3пс3 для виготовлення конструкцій постачається в горячекатаному стані. Механічні властивості сталі наведені в табл.2.

Таблиця 2. Механічні властивості сталі

Ударна в”зкість столі при температурі +20⁰С:

При S=(5-9) мм a_н =80 H×м/см²;

При S=(10-25) мм a_н =70 H×м/см²;

При S=(26-40) мм a_н =50 H×м/см²;

Розглянута сталь відноситься до числа добре зварюємих металів. Для цих сталей технологію зварювання вибирають із умов забазпечення комплекса вимог, головні з яких: досягнення рівноміцності зварного з”єднання з основним металом і відсутність дефектів у зварному з”єднанні. Для цього механічні властивості методу шва, навколошовної зони і зварного з”єднання в цілому повинні бути не нижче мінімальних механічних властивостей основного металу. У металі шву не повинно бути непроварів, тріщин, пор та інших дефектів, вони повинні мати вимагаємі за кресленням розміри і форму.

При зварюванні вуглецевої сталі метал шву незначно відрізняється за складом від основного металу. Ця різниця в основному зводиться до зниження вмісту марганцю і кремнія. Зниження міцності металу шву внаслідок зменшення вмісту в ньому вуглецю при дуговому зварюванні повнустю компенсується за рахунок збільшення швидкості його охолодження і лигування металу через дріт, покриття марганцем і кремнієм.

Ті ж самі вимоги можна віднести і до будь-якої сталі, зокрема до сталі 10ХСНД.

Низьколеговані конструкційні сталі підвищеної міцності повинні мати високу стійкість проти переходу у крихкий стан і бути недорогими і економічними у виробництві. Склад сталі повинен передбачати можливість її зварювання без ускладнення технології і забезпечувати високу стійкість проти утворення тріщин в металі шву.

Використання дефіцитних і дорогих лигуючих елементів, наприклад нікеля і молібдена, обмежується вимогою низької вартості та економічності виробництва. Тому у застосовуємих низьколегованих сталях (15ХСНД і 10ХСНД) вміст нікелю невеликий. Хімічний склад сталі 10ХСНД наведений в табл.3.

Таблиця 3

Хімічний склад сталі 10ХСНД

Необхідність забезпечення високої стійкості проти перехода у крихкий стан і доброї зварюємості обмежує застосування лигуючих елементів, які, сприяючі підвищенню міцності сталі в той же час знижують її стійкість проти перехода у крихкий стан і утворення кристалізаційних тріщин (CiSi).

Міцності характеристики сталі 10ХСНД у табл.4.

Таблиця 4.

Міцності характеристики сталі 10ХСНД

Технологія зварювання низьколегованих сталей у СО₂ практично нічим не відрізняється від технології зварювання низьковуглецевих сталей. Зварювання ведуть дротом С_в-08Г2С.