Введение

Современный технический прогресс в промышленности неразрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления неразъемных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, химического и энергетического оборудования, различных трубопроводов, в машиностроении, в производстве строительных и других конструкций.

Сварка такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов резанием, литьем, ковкой, штамповкой. Большие технологические возможности сварки обеспечили ее широкое применение во многих областях машиностроения и народного хозяйства. Сегодня свариваются материалы, которые еще недавно считались экзотическими, это титановые, ниобиевые и бериллиевые сплавы, молибден, вольфрам, композиционные материалы, керамика. Свариваются детали электроники в несколько микрон и детали тяжелого оборудования в несколько метров. Постоянно усложняются условия, в которых выполняются сварочные работы.

Необходимость повышения производительности труда ведет к механизации и автоматизации сварочного производства к его оснащению новыми сложными машинами и аппаратами, без которых сегодня немыслимо серийное производство многих видов продукции. В сварочном производстве активно внедряются роботы, что позволяет полностью автоматизировать цикл сварки без участия рабочих – сварщиков.

1. Описание сварной конструкции

Сварная конструкция «Опора» выполняется из стали марки 45 ГОСТ 1055-88 (Конструкционная углеродистая качественная).

Сварная конструкция «опора» выполняется из следующих конструктивных элементов (деталей):

1. плита квадратная 96х96 мм – 1 шт.

2. стакан Øн-60 мм – 1 шт.

3. косынка 30 х 50 х 5 – 4 штВсе детали выполняются из одного материала стали 45 ГОСТ 1050 – 88.

Для соединения конструктивных элементов применены сварные соединения типов:

1. Т6 №1 – тавровое соединение с односторонней разделкой кромок по замкнутому контуру.

1.Т 1 № 2 – тавровое соединение без скоса кромок с односторонним угловым швом по незамкнутому контуру.

2. Т 3 № 4, № 4 – тавровое соединение без скоса кромок с двусторонним угловым швом по незамкнутому контуру.

Все сварные соединения выполняются ручной дуговой сваркой по

ГОСТ 5264-80 электродами типа Э46 марки ОЗС -12 диаметром 4мм.

2. Описание материалов сварной конструкции

2.1 Описание основного металла

Для изготовления элементов сварной конструкции «Вилка» применяется сталь марки 45 ГОСТ 1050 – 88 – эта сталь конструкционная углеродистая качественная.

Для определения свариваемости основного металла необходимо знать его химический состав и механические свойства.

Таблица 1. Химический состав стали

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr
0.42 - 0.50	0.17 - 0.37	0.50 - 0.80	1,0-1,4	до 0.04	до 0.04	0,45- 0,75

Углерод (С) – одна из важнейших примесей, определяющая прочность, пластичность, закаливаемость и др. характеристики стали. Содержание углерода в сталях до 0,25% не снижает свариваемости. Более высокое содержание "С" приводит к образованию закалочных структур в металле зоны термического влияния (далее по тексту – ЗТВ) и появлению трещин.

Сера (S) и фосфор (P) – вредные примеси. Повышенное содержание "S" приводит кобразованию горячих трещин – красноломкость, а "P" вызывает хладноломкость. Поэтому содержание "S" и "P" в низкоуглеродистых сталях ограничивают до 0,4-0,5%.

Кремний (Si) присутствует в сталях как примесь в количестве до 0,3% в качестве раскислителя. При таком содержании "Si" свариваемость сталей не ухудшается. В качестве легирующего элемента при содержании "Si" – до 0,8-1,0% (особенно до 1,5%) возможно образование тугоплавких оксидов "Si", ухудшающих свариваемость стали.

Марганец (Mn) при содержании в стали до 1,0% – процесс сварки не затруднен. При сварке сталей с содержанием "Mn" в количестве 1,8-2,5% возможно появление закалочных структур и трещин в металле ЗТВ.

Хром (Cr) в низкоуглеродистых сталях ограничивается как примесь в количестве до 0,3%. В низколегированных сталях возможно содержание хрома в пределах 0,7-3,5%.

В легированных сталях его содержание колеблется от 12% до 18%, а в высоколегированных сталях достигает 35%. При сварке хром образует карбиды, ухудшающие коррозионную стойкость стали. Хром способствует образованию тугоплавких оксидов, затрудняющих процесс сварки.

Никель (Ni) аналогично хрому содержится в низкоуглеродистых сталях в количестве до 0,3%. В низколегированных сталях его содержание возрастает до 5%, а в высоколегированных – до 35%. В сплавах на никелевой основе его содержание является превалирующим. Никель увеличивает прочностные и пластические свойства стали, оказывает положительное влияние на свариваемость.

Таблица 2. Механические свойства стали

Ϭ в, мПа	Ϭ т, мПа	Ϭ5, %	у, %	анДж/м²	НВ

Механические свойства :

Ϭв - Предел кратковременной прочности , [МПа]

Ϭт - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]

Ϭ5 - Относительное удлинение при разрыве , [ % ]

y - Относительное сужение , [ % ]

KCU - Ударная вязкость , [ кДж / м2]

HB - Твердость по Бринеллю , [МПа]2 мм, а также горячекатанной проволоки, на которую наносят специальное покрытие.