2. Описание материалов сварной конструкции

2.1 Описание основного металла

Для изготовления элементов сварной конструкции «Сварной тройник» применяется сталь марки Ст 3 сп ГОСТ 380 – 88 – эта углеродистая сталь обыкновенного качества.

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
0.17 - 0.24	0.12 - 0.30	0.40 - 0.65	до 0.30	до 0.04	до 0.04	до 0.30

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.

Таблица 2. Механические свойства стали

Ϭ в, мПа	Ϭ т, мПа	Ϭ5, %	Ψ, %	анДж/м²	НВ
380 - 490	250	260	550	7	126-131

Ϭ в – предел прочности при растяжении;

Ϭ т – предел прочности металла;

Ϭ5 – относительное удлинение;

Ψ – относительное сужение;

ан – ударная вязкость.

2.2 Описание сварочных материалов

К основным материалам при ручной дуговой сварке относятся:

- плавящиеся электроды, состоящие из холоднотянутой колиброванной проволоки диаметром 0,3 – 12 мм, а также горячекатанной проволоки, на которую наносят специальное покрытие.

Специальную сварочную проволоку изготавливают по ГОСТ 2246 – 70 и специальным техническим условиям (ГОСТ 2246 – 70) проволоку подразделяют на низкоуглеродистую, низколегированную, легированную и высоколегированную.

Электроды для дуговой сварки классифицируют по следующим признакам:

- по назначению;

- по толщине покрытия;

- по характеру шлака образующегося при расплавлении покрытия;

- по допустимым пространственным положениям сварки;

- по роду и полярности тока;

Применение электродов должно обеспечивать следующие необходимые технологические условия:

- легкое зажигание и устойчивое горение дуги;

- равномерное покрытие;

- легкое удаление шлака.

В качестве электрода для сварки конструкции «Сварной тройник» принят электрод типа Э46А марки ОК 46.00 диаметром 4.

Технические характеристики электрода: тип покрытия – рутиловый. Рутиловое покрытие состоит преимущественно из рутила с добавками полевого шпата, магнезема и других шлакообразующих компонентов. Для создания газовой защиты в покрытие вводят органические вещества (целлюлозу, декстрин) и карбонаты.

В качестве легирующего и раскисляющего компонента используют ферромарганец.

В целях повышения коэффициента наплавки в покрытия этого вида часто вводится порошок железа.

Электроды с рутиловым покрытием обладают высокими сварочно-техническими свойствами, обеспечивают получение швов с гладкими и плавными очертаниями во всех пространственных положениях

Универсальный электрод Ok 46.00, обеспечивающий высокие свойства шва. Легко поджигается, в том числе и повторно. ОК 46.00 идеален для прихваток, коротких и корневых швов. Сварка отличается пониженным

тепловложением, что делает электрод привлекательным при заварке широких зазоров. Не чувствителен к ржавчине и поверхностным загрязнениям.

ОК 46.00 рекомендуется для сварки углеродистых конструкционных сталей.

Таблица 3. Типичный химический состав наплавленного металла

С	0,08
Si	0,3
Mn	0,4

Таблица 4. Типичные механические свойства металла шва

Предел текучести	400 МПа
Предел прочности	510 МПа
Удлинение 28% KV	0° С -20°С	70 Дж 35 Дж