книги из ГПНТБ / Фоминых В.П. Электросварка учеб. для проф.-техн. училищ

подогрева. Сварка может выполняться в нижнем, вер­ тикальном и потолочном положениях постоянным током обратной полярности. Наплавленный металл представ­ ляет железоникелемедный сплав и хорошо обрабаты­ вается.

Э л е к т р о д ы ОЗЧ-1 изготовляют из медной прово­ локи с фтористо-кальциевым покрытием, содержащим железный порошок. Эти электроды применяются для сварки и наплавки чугуна без подогрева. Устойчивость дуги и формирование шва удовлетворительное..

ристо-кальциевым покрытием. При сварке этими элект­

ном токе обратной полярности. Металл шва, меднохромоникелевый сплав, хорошо поддающийся механической обработке. Устойчивость дуги удовлетворительная.

Э л е к т р о д ы ЦЧ-4 состоят из электродного стерж­ ня Св-08 и Св-08А с фтористо-кальциевым покрытием и предназначены для сварки конструкций из высоко­ прочного чугуна и чугуна со сталью. Металл шва доста­ точно пластичен и хорошо обрабатывается на механи­ ческих станках.

Э л е к т р о д ы ЦЧ-ЗА имеют стержень Св-08Н50, покрытый фтористо-кальциевой обмазкой и применяют­ ся для холодной сварки высокопрочного магниевого чу­ гуна.

§ 25. ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Для каждого цветного металла, который поддается электродуговой сварке, разработаны специальные элек­ троды.

Алюминий и его сплавы сваривают электродами ОЗА-1, АФ-4аКр, А2 и ОЗА-2. МеДь и ее сплавы свари­

Никель и его сплавы сваривают электродами МЗОК

иХН-1.

Эл е к т р о д ы ОЗА-1 и АФ-4аКр, изготовленные из проволоки Св-А1 с покрытием галогенидного типа, при-, меняются для сварки и наплавки алюминия марок А6, АДО, АД1 и АД. Этими электродами сварку можно

80

выполнять только в нижнем положении постоянным то­ ком обратной полярности.

Э л е к т р о д ы А2 на проволоке Св-АМц или Св-АК5 с покрытием галогенидного типа применяют для сварки алюминиевомарганцевого сплава АМд и Ал-9. Сварка возможна в нижнем положении постоянным током об­ ратной полярности.

Э л е к т р о д ы ОЗА-2 на проволоке Св-АК5 с покры­ тием галогенидного типа предназначены для сварки и наплавки деталей из алюминиевых литейных сплавов марки Ал-2, Ал-4, Ал-5, Ал-9, Ал-11. Этими электродами сварка осуществляется в нижнем положении на посто­ янном токе обратной полярности.

. Э л е к т р о д ы «Комсомолец-100» на медной прово­ локе с фтористо-кальциевым покрытием применяют для сварки меди, которая в своем составе имеет не более 0,01% кислорода. Этими же электродами сваривают медь с углеродистыми сталями. Сварку выполняют в нижнем положении постоянным током обратной поляр­ ности.

Э л е к т р о д ы МН-5 изготовляют из проволоки МН-5 с покрытием рудно-кислотного типа. Эти электроды пред­ назначены для сварки медно-никелевых трубопроводов из сплава МНЖ5-1 или с латунью марки Л90 и брон­ зой БрАМц9-2 в нижнем положении постоянным током обратной полярности.

и предназначаются для сварки алюминиевых и алюми- ниево-никелевых бронз типа АМц9 и АН. Сварка ведется в нижнем положении постоянным током обратной по­ лярности.

Э л е к т р о д ы МЗОК из проволокиНМЖМц28-2,5-1,5 с фториіто-кальциевым покрытием применяют для свар­ ки монель-металла и других медно-никелевых сплавов. Сварка ведется в нижнем положении постоянным током обратной поляркости.

Э л е к т р о д ы ХН-1 из проволоки НИМО-25 с фто­ ристо-кальциевым покрытием применяют для сварки ли­ того, кованого никелемолибденового сплава при содер­ жании молибдена от 25 до 30%. Сварка ведется во всех пространственных положениях постоянным током обрат­ ной полярности.

Г Л А В А VI

ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ СВАРКЕ

§ 26. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Механические свойства металлов и сплавов. К ме­ ханическим свойствам металлов и сплавов относятся: прочность, твердость, упругость, пластичность, ударная вязкость, ползучесть и усталость.

Прочность — это способность металла или сплава противостоять деформации и разрушению под действи­ ем приложенных нагрузок — растягивающих, сжимаю­ щих, изгибающих,

(изменение размеров тела от нагревания и охлаждения, изменение структуры металла и т. д.), а также статиче­ скими, т. е. постоянными по величине и направлению действия, или динамическими, т. е. переменными по ве­ личине, направлению и продолжительности действия. Методы определения прочности рассмотрены отдельно.

Твердостью называется способность металла или сплава оказывать сопротивление проникновению в него

82

другого, более твердого тела. Применяют следующие способы испытания твердости металлов и сплавов вдав­ ливанием в поверхность образца:

сплава восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия внешней нагрузки (рис. 27).

Пластичностью называется способность металла или сплава, не разрушаясь, изменять форму под действием нагрузки и сохранять эту форму после ее снятия.

Ударной вязкостью называется способность металла или сплава сопротивляться действию ударных нагрузок, Ударная вязкость измеряется в килограммометрах на квадратный сантиметр (кГм/см2).

Ползучестью называется свойство металла или спла­ ва медленно и непрерывно пластически деформировать­ ся под действием постоянной нагрузки (особенно при повышенных температурах).

Усталостью называется постепенное разрушение ме­ талла или сплава при большом числе повторно-перемен­ ных нагрузок; свойство выдерживать эти нагрузки на­

Рассмотрим показанную на рис. 28 диаграмму, на которой по вертикальной оси отложена приложенная нагрузка Р в килограммах (чем выше точка по оси, тем больше нагрузка), а по горизонтальной оси — абсолют­ ное удлинение Al образца. Такие диаграммы строят по результатам растяжения образцов на специальных ис ­ пытательных разрывных машинах. Полученная кри­ вая позволяет судить о прочности образца на растя­ жение.

ние, отвечающее наибольшей нагрузке, предшествовав­ шей разрушению образца:

сг„ =— — кГ/'мм2,

напряжение, при котором происходит деформация ис­

где Рт — нагрузка растяжения, кГ, вызывающая удли­ нение образца на площадке текучести.

Предел текучести условный (технический) Оп.г — это

84

напряжение, при котором остаточная деформация об­ разца достигает 0,2%.

t'a

где Р'т— нагрузка растяжения, кГ, в начале площадки

текучести.

Предел пропорциональности 0П Ц —условное напря­ жение, при котором отступление от линейной зависимо­ сти между напряжениями и деформациями достигает определенной степени, устанавливаемой техническими условиями

с ' С Г / Л Ш 2 '

где ЯП ц — нагрузка в конце площадки упругости, кГ.

Истинное сопротивление разрыву — это напряжение в шейке растягиваемого образца, определяемое как от­ ношение растягивающей силы, действующей на образец непосредственно перед его разрывом, к площади по­ перечного сечения образца к шейке.

85

§27. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

ИДЕФОРМАЦИЙ

Деформации в сварных конструкциях являются ре­ зультатом наличия внутренних напряжений, которые мо­ гут вызываться различными причинами.

К н е и з б е ж и ы м п р и ч и и а м, способствующим возникновению напряжений и деформаций, относятся такие, без которых процесс обработки происходить не

щим возникновению напряжений и деформаций, отно­ сятся такие, без которых процесс сварки может проис­ ходить. К таким причинам при сварке относят непра­ вильные решения конструкции сварных узлов (близкое расположение швов, их частое пересечение, неправиль­ но выбранный тип соединения и т. д.), применение уста­ ревшей техники и технологии сварки (неверно выбраны способы наложения слоев и диаметр электрода, не со­

ся тем, что при кристаллизации металл шва уменьшает­ ся в объеме, но поскольку одновременно шов имеет жесткую связь с относительно холодным основным ме­ таллом, его усадка вызывает появление внутренних на­ пряжений.

ли же усадка будет иметь место либо в условиях жест­ кого закрепления свариваемых деталей, либо в услови­ ях неравномерного (неодинакового) нагрева, то в этом случае в конструкции после остывания образуются внут­ ренние напряжения, вызывающие ее деформацию. В про­ цессе снижения температуры в жестко закрепленной де­

86

образуются от неравномерного распределения темпера­ туры в изделии. Такие деформации бывают упругие и упруго-пластические.

Остаточные напряжения в зависимости от объема тела, в пределах которого они уравновешены, классифи­ цируются следующим образом.

Эти напряжения определяют.расчетом, исходя из теории упругости и пластичности, а также экспериментально.

п р я ж е н и я т р е т ь е г о р о д а уравновешиваются в мельчайших объемах — в

пределах атомной решетки. Они также не имеют опреде­ ленной направленности и определяются эксперименталь­ но по степени изменения интенсивности линий на рент­ генограммах.

В строительных конструкциях и в машиностроении инженерными расчетами определяют только напряже­ ния первого рода.

По направлению в теле собственные напряжения (рис. 29) могут быть одноосными — линейными, двухос­ ными — плоскостными и трехосными — объемными.

При рассмотрении процесса возникновения деформа­ ций при сварке следует учитывать, что в процессе охлаждения стали изменяются ее физические и механи­ ческие свойства (рис. 30).

Классификация сварочных деформаций. Сварные конструкции в результате появления упруго-пластиче­ ских деформаций в сварных соединениях могут изменить

87

свои размеры и претерпеть общие деформации. Послед­ ние могут быть продольными и поперечными, деформа­ циями изгиба, скручивания и потери устойчивости.

В результате продольных и поперечных деформаций

ричного расположения швов в поперечных сечениях элементов и встречаются относительно редко.

Деформации потери устойчивости вызываются сжи­ мающими напряжениями, которые образуются в процес­

1.Как классифицируются напряжения и деформации?

2.Какие причины вызывают возникновение напряжении и де­ формаций?.

§28. ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ СВАРКЕ СТЫКОВЫХ И ТАВРОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Деформации и напряжения при сварке стыковых со­ единений. По продолжительности сварочные напряже­ ния бывают технологические и остаточные. Первые воз-

88

пикают-во время сварки (в процессе изменения темпе­ ратуры), вторые — после окончания сварки и полного охлаждения изделия. По направлению действия разли­ чают продольные, расположенные параллельно оси шва, и поперечные, расположенные поперек оси шва, линей­

поскольку деформированные («изогнутые») листы стре­ мятся распрямиться. Поэтому в средней части сварен­

Рис. 32. Характер распределения остаточных напря­ жений по длине стыкового шва

При разработке технологического процесса сварки обязательно следует учитывать поперечную и продоль­ ную усадку шва. При сварке металла толщиной до 6 мм главным образом возникают значительные деформации, а остаточные напряжения бывают небольшими.

Деформации и напряжения при сварке тавровых со­ единений. В сварных конструкциях, имеющих тавровое сечение (состоящих из двух листов), под влиянием лро-

89