1.2. Характеристика материала и оценка свариваемости

Здесь следует указать марку основного материала, например - стали для изготовления изделия.

Качество и свойства материалов должны удовлетворять требованиям соответствующим стандартам и ТУ.

При выборе основного материала или его обосновании учитываются как условии эксплуатации изделия, так и его технологические условия его изготовления.

При описании характеристики углеродистых низколегированных сталей для изготовления строительных сварных конструкций следует указать условный класс прочности по СНиП 11-В,3-72,который обозначается буквой С и дробью, где числитель - минимальное значение предела прочности, а знаменатель- предел текучести в кгс/мм2. Всего предусмотрено 7 таких классов. Снижение веса сварных конструкций может быть достигнуто использованием низколегированной стали повышенной и высокой прочности в замен углеродистой. Обоснованное принятие такого решения в курсовой работе весьма желательно.

Данные по основным материалам - его химический состав и механические свойства выписываются в виде табличек с соответствующими ссылками.

Основную массу углеродистых сталей составляют стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-71), качественные конструкционные (ГОСТ 1050-74), повышенной обрабатываемости резанием (ГОСТ 1414-75), инструментальные (ГОСТ 1435-75) и стили для отливок (ГОСТ 977-75).

Стали углеродистые обыкновенного качества подразделяются на группы и поставляются: группа А - по механическим свойствам, группа Б- по химическому составу, группа В - по механическим свойствам и химическому составу. Изготовляют стали следующих марок:

Группа А – Ст0, Ст1,Ст2,СтЗ, Ст4,Ст4,Ст5,Ст6;

Группа Б – БСт0,БСт1,БСт2,БСтЗ, БСт4,БСт5,БСт6;

Группа В- ВСт1,ВСт2,ВСтЗ.ВСт4,ВСт5

Цифра в обозначении марки - условный номер стали, определяющий ее свойства и состав. По степени раскисления стали могут выпускаться спокойными (сп), полуспокойными (пс) и кипящими (кп). Полуспокойные стали с номерами 1-5 выпускают как с нормальными так и с повышенным (до 1%) содержанием марганца. В последнем случае после номера марки ставят букву Г (например , БСтЗГпс).

В зависимости от нормируемых показателей сталь каждой группы делится на категории: группа А- на три категории, группа Б - на две категории, группа В - на шее. категорий.

Для сталей группы Б первой категории регламентировано содержание С, Si, Mn и ограниченно максимальное содержание Р, S, N, As у сталей второй категории ограниченно также максимальное содержание Cr, Ni, Со.

Полное обозначение стали включает марку, степень раскисления и номер категории. Категория 1 в марке не ставится. Например: ВСтЗГпс5- сталь группы В, марка СтЗ! полуспокойная , 5ой категории ; Ст - сталь группы А , маркиСт2, без указания степень раскисления, 1ой категории.

Состав сталей группы В такой же, как сталей соответствующих марок группы С. 2ой категории. Стали ВСт, ВСт2, ВСтЗ, всех категорий и степеней раскисления, как с нормальным, так и с повышенным содержанием марганца, выпускают с гарантированно: свариваемостью. Стали БСт1,БСт2,БСтЗ поставляются с гарантией свариваемости но требованию заказчика . Стали группы А не используют для изготовления сварных конструкций.

Качественную углеродистую конструкционную сталь маркируют по номинальному содержанию углерода. Наименование марки - содержание углерода в сотых процента, в стали 45 содержится 0,45% углерода. Допустимое отклонение по углероду 0,03-0,04%. Стали с нормальным содержанием углерода до 0,20%, включительно, могут быть кипящими, полуспокойными и спокойными. Остальные стали - только спокойные. В обозначении кипящих и полуспокойных сталей после цифры ставят буквы "кп'' или "пс". Если букв нет - сталь спокойная. По требованиям, предъявляемым к механическим свойствам, качественная сталь делится на пять категорий. Она может изготовляться без термообработки, термообработанной (шифр -Т) и нагартованной (шифр- Н). Нагартованной выпускают только калибрами: а - для горячей обработки давлением, б - для холодной механической обработки, в - для холодного волочения.

Пример марки : сталь 30-2-а. т.е. сталь с 0,30% С, 2ой категории, подгруппы а нетермообработанная, у сталей марок 35, 40 и 45 может регламентироваться прокаливаемость. Сталь 58 (55пп) - сталь пониженной прокаливаемое™ для изготовления деталей, по условиям работы которых требуется повышенная вязкосп сердцевины.

В качественных конструкционных сталях жестче ограничения по содержанию вредных примесей, чем в сталях обыкновенного качества. Однако диапазоны составов низко- и среднеуглеродистых качественных сталей и сталей обыкновенного качества в значительной степени перекрываются. Это позволяет при необходимости осуществлять v взаимную замену (например, стали 20 и ВСтЗсп). Но стандарт на качественные стали не регламентирует их ударную вязкость при отрицательных температурах и после механического старения.

Основную массу легированных сталей составляют низколегированная (ГОСТ 19282-73, 19281-73), легированная конструкционная (ГОСТ 4543-71), теплоустойчивая (ГОСТ 20072-74) и высоколегированные стали и жаростойкие и жаропрочные железоникелевые сплавы (ГОСТ 5632-72) Маркировка всех перечисленных сталей однотипная. Первые две цифры - содержание углерода в сотых долях процента; буквы - условные обозначения легирующих элементов; цифра после буквы - примерное содержание легирующего элемента, причем единица и меньшие значения не ставятся. Буква "А" и в конце марки означает. Что сталь высококачественная, т.е. с пониженным содержанием серы и фосфора.

ОЦЕНКА СВАРИВАЕМОСТИ

Под свариваемостью понимается способность металлов к образованию при данном технологическом процессе соединений с требуемыми свойствами. Кроме свойств основного металла, свариваемость определяется способам и режимом сварки, составом и свойствами присадочного металла, флюса, покрытия или защитной атмосферы, конструктивными особенностями изделия и условиями его эксплуатации.

Свариваемость подразделяется на хорошую и удовлетворительную.

Различие между металлами, обладающими хорошей и удовлетворительной свариваемостью заключается в том, что при сварке последних необходима более сложная технология - предварительный подогрев, нанесение подслоев специального состава, вакуум и т. д. Усложнение технологии делает изготовление сварных конструкций из тонких металлов в ряде случаев экономически нецелесообразным.

Существует четыре группы свариваемости:

- К первой группе относятся стали, сварка которых может быть выполнена по обычной технологии т.е. без подогрева и без последующей термообработки.

-Ко второй группе относят стали, при сварке которых в нормальных условиях производства трещин не образуется. В эту группу входят стали, которые для предупреждения образования трещин необходимо предварительно нагревать, а так же подвергать последующей и предварительной термообработки.

-К третьей группе относятся стали, склонные в обычных условиях сварки к образованию трещин. При сварке их предварительно подвергают термообработке и подогревают. Кроме того, большинство сталей, входящих в эту группу, подвергают термообработке после сварки.

-К четвертой группе относятся стали, наиболее трудно поддающиеся сварке и склонные к образованию трещин. Эти стали свариваются ограниченно, поэтому сварку им выполняют с предварительной термообработкой, с подогревом в процессе сварки и последующей термообработке.

При анализе процессов свариваемость обычно оценивают по степени изменения свойств металла шва и зоны термического влияния по сравнению с основным металлом в связи с возможностью образования дефектов и различие в структуре и свойствах. При этом выбирают такой технологический вариант сварки, который обеспечивает наименьшую вероятность образования дефектов и , следовательно лучшую свариваемость.