1.22. Методы повышения работоспособности и упрочнения деталей при ремонте сваркой

1.22.1. Методы повышения работоспособности и упрочнения дета­лей после сварки и наплавки направлены на достижение равнопрочности шва и основного металла, снижение концентрации напряжений в зоне сварки или наплавки и создание в поверхностных слоях метал­ла сжимающих напряжений, повышающих работоспособность свар­ных соединений вагонов при циклических и ударных нагружениях в условиях эксплуатации. Эти методы должны учитываться при разра­ботке технологии ремонта.

1.22.2. Не рекомендуется располагать у угловых соединений швы перпендикулярно к силовому потоку. Следует заменять поперечные угловые швы косыми или комбинированными.

1.22.3. При разработке технологии ремонта не рекомендуется про­изводить приварку внахлестку деталей к элементам, работающим на растяжение. Сварные соединения следует располагать, как правило, в наименее нагруженных зонах.

1.22.4. В сварных элементах не допускаются резкие изменения сече­ний, острые углы и все прочее, что вызывает концентрацию напряже­ний и искривление силового потока. Необходимо выбирать конструк­тивное оформление элемента с наименьшей концентрацией напряже­ний. Следует избегать сварки массивных деталей с тонкими, а при необходимости соединения таких деталей задавать одинаковые разме­ры сечения в зоне сварного шва (см. табл. 1.3).

1.22.5. При разработке технологии ремонта с использованием нахлесточных сварных соединений предпочтение следует отдавать ком­бинированным (сочетаниям лобовых, фланговых и косых сварных швов).

Сварка одними фланговыми или лобовыми швами допускается только в зонах с низкими растягивающими или со сжимающими на­пряжениями, что должно быть подтверждено расчетом (по согласова­нию с ЦВ МПС).

Рабочие лобовые швы в соединениях, где фланговые швы не пред­усмотрены, не должны доводиться до кромок свариваемых элементов на 15— 20 мм (рис. 1.19).

1.22.6. Для уменьшения концентрации напряжений катет углового лобового шва, расположенный вдоль действия силового потока, реко­мендуется увеличивать в 1,5—2,5 раза относительно смежного катета (рис. 1.20).

1.22.7. Конструкция сварного узла должна обеспечивать возмож­ность ремонта сваркой и свободный доступ в зону сварки (табл. 1.52). Форма деталей и их взаимное расположение должны обеспечивать возможность наблюдения за сварочной ванной и при необходимости наклон электрода под углом а = 45⁰+15⁰.

В тавровых сварных соединениях, выполняемых в среде защитных газов или под флюсом, угол наклона между сопрягаемыми элемента­ми со стороны сварного шва должен быть не менее 70° (рис. 1.21).

1 .22.8. Для вагонных конструкций, работающих при переменных нагрузках, не рекомендуется применять стыковые сварные соедине-

н ия, усиленные накладками. В случае необходимости такие соедине­ния могут быть допущены, но с накладками со срезанными или за­кругленными углами, а также ромбической формы, обеспечивающими наиболее равномерное распределение напряжений.

1.22.9. С целью повышения предела выносливости сварных соеди­нений вагонных конструкций выполнение ряда типовых узлов при разработке технологии ремонта следует производить с учетом реко­мендаций, изложенных в табл. 1.3.

1.22.10. Для уменьшения концентрации напряжений и повышения прочности сварных соединений в случаях, предусмотренных техничес­кой документацией, эти соединения должны подвергаться специаль­ной упрочняющей обработке: термической, механической, проковке, поверхностному наклепу, оплавлению и др.

1.22.11. Механическая обработка сварных соединений и прилегаю­щей зоны основного металла должна производиться по всей длине

л инии сплавления до получения чистой блестящей поверхности и плавных переходов от металла шва к основному металлу.

1.22.12. При механической обработке стыковых швов зачищают переходные зоны или обрабатывают шов заподлицо с основным метал­лом детали. При механической обработке угловых швов должен быть обеспечен плавный переход от сварного шва к основному металлу.

1.22.13. Поверхности обработанных швов не должны иметь дефек­тов. При обнаружении дефектов они должны быть исправлены мето­дами, указанными в п. 1.24 настоящей Инструкции.

1.22.14. Ширина зоны механической обработки по обе стороны шва должна быть не менее 25 мм (рис. 1.22), измерение следует прово­дить линейкой или штангенциркулем.

1.22.15. Поверхностному наклепу в стыковых и нахлесточных свар­ных соединениях должны подвергаться места с концентрацией напря­жений, а именно, границы шва и основного металла и прилегающие к ним зоны (рис. 1.23).

1.22.16. Перед наклепом участки сварных швов и прилегающие зоны основного металла должны быть очищены от шлака и продук­тов коррозии.

1.22.17. Ширина наклепанной зоны с каждой стороны шва должна составлять 15—20 мм. Продолжительность поверхностного наклепа 1 м шва равна 15—20 мин. Контроль проводить в соответствии с п. 1.23 настоящей Инструкции.

1 .22.18. В качестве инструмента для наклепа рекомендуется приме­нять пневматические молотки с виброгасителями и энергией удара 0,4—0,9 кгс∙м. Молотки должны оснащаться многобойковыми упрочнителями.

1.22.19. Сварные швы и прилегающие участки основного металла после наклепа должны иметь блестящую поверхность. Особое внима-

н ие следует обращать на качество наклепа в местах перехода от свар­ных швов к основному металлу детали.

1.22.20. Аргонодуговой обработке подвергают границы шва с ос­новным металлом (рис. 1.24) с целью создания путем оплавления плавного перехода в этой зоне, ликвидации подрезов и поверхност­ных неметаллических включений.

1.22.21. Аргонодуговой обработке могут подвергаться сварные со­единения несущих конструкций из низкоуглеродистых, низколегиро­ванных и термически упрочненных сталей, работающих при вибраци­онных и ударных нагрузках (конструкции рам вагонов, тележек).

1.22.22. Аргонодуговая обработка должна осуществляться на по­стоянном токе прямой полярности любыми серийными горелками, предназначенными для сварки вольфрамовым электродом в защитных газах.

1.22.23. Для оплавления должны применяться газообразный аргон, лантанированный вольфрам в виде прутков. При аргонодуговой об­работке элементов конструкций из углеродистых сталей толщиной более 12 мм оплавление следует вести с введением в зону дуги прово­локи Св-08Г2С диаметром 1,6—2 мм.

1.22.24. Работы по аргонодуговой обработке должны осущест­вляться по утвержденной технологии лицами, прошедшими специаль­ную подготовку.

1.22.25. Режимы оплавления в зависимости от толщины обрабаты­ваемых элементов конструкции:

Толщина металла, м 3.5—5.0 5.1—20,0

Диаметр вольфрамового электрода, мм 2 3 4 5

Ток, А 80—100 100—160 220—280 280—350

1.22.26. Аргонодуговая обработка должна вестись непрерывно до окончания оплавления всего упрочняемого участка шва с вынесением начала и конца оплавляемой линзы на фланговые швы, если деталь приварена по контуру, и на основной металл в других случаях. При необходимости прерывания процесса аргонодуговой обработки по­вторное возбуждение дуги следует производить на оплавленной линзе или на металле шва (рис. 1.25).

1.22.27. Ширина оплавляемой зоны должна быть не менее 6 мм и располагаться симметрично относительно сварного шва и основного металла.

1.22.28. Обработанные швы не должны иметь подрезов или их сле­дов, пор, раковин и других дефектов.

1.22.29. С целью уменьшения количества зон концентрации напря­жений выполнение сварных швов автоматической и механизирован­ной сваркой должно осуществляться без перерыва по всей длине шва, кроме случаев, предусмотренных в технической документации.

1.22.30. При сварке деталей, предварительно прошедших термичес­кую или химико-термическую обработку, должны быть предусмотре­ны меры достижения равнопрочности шва и околошовной зоны с основным металлом, а также необходимого уровня других эксплу­атационных характеристик (коррозионной стойкости, износостойкос­ти и др.).