2.1.5 Гибка.

Осуществляется для изготовления гнутых профилей из листовой и полосового материала в холодном состоянии. Применять листогибочный гидравлический пресс UA1328.

Таблица Технические характеристики листогибочного

Гидравлического пресса UA1328.

Технические характеристики	UA1328
Номинальные усилия, тс Ход ползуна, мм Расстояние от оси ползуна до станины, мм Расстояние между стойками в свету, мм Длина стола и ползуна, мм Ширина стола, мм Мощность электродвигателя главного привода, кВт Габаритные размеры, мм Масса, кг	63 80 250 2050 2950 620 7,5 3200х1580х2750 7400

2.2. Анализ основных материалов.

Основание крана изготавливается из стали 16 Г 2 АФД_пс , поставляемой по ГОСТ 19282-73 и предназначена для изготовления ответственных сварных конструкций, в том числе северного исполнения.

2.2.1. Для оценки характеристик свариваемости данной стали необходимо рассмотреть ее химический состав и механические свойства, приводимые в таблицах

Согласно ГОСТ на данный материал определяем химический состав и механические свойства, которые приведены в таблицах:

Таблица Химический состав стали марки 16Г2АФД по ГОСТ 19282-73.

Марка	С	Si	Мn	Cr	Ni	V	N	P	S
16Г2АФДпс ГОСТ19282-73	0,14-0,20	0,3-0,6	1,3-1,7	Не более 0,4	Не более 0,3	0,08-0,14	0,015-0,025	0,035	0,04

Таблица Механические свойства стали марки 12 Г 2 А по ГОСТ 19282-73.

Марка	Gв, МПа	Gт, МПа	G5, %	н Дж/см 2, при температуре
16Г2АФДпс ГОСТ19282-73	550	400	14	- 40 0 С	- 70 0 С
				40	30

Исходя из химического состава стали, а именно содержание углерода 0,12-0,18 % и общего количества легирующих элементов более 2,5 % сталь можно отнести к группе низкоуглеродистых и низколегированных сталей.

Стали данной группы обладают хорошей свариваемостью. Технология их сварки обеспечивает определенный комплекс требований, основными из которых являются, равнопрочность с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном шве. Механические свойства металла шва и сварного соединения зависят от его структуры, которая определяется химическим составом, режимом сварки. Для определения структуры и класса стали необходимо произвести расчет эквивалентов Cr и Ni и по диаграмме Шеффлера определить структуру.

Cr _экв = % Cr + %Mo +1,5 % Si + 2% Al + 2% Ti + %Nb + %W + %V (1)

Cr _экв= 0,3 + 1,5 х 1,7 + 2 + 0,1 = 2,85

Ni _экв =% Ni + 30% C+ 30% N + 12% В + % Co + 0,5% Mn (2)

Ni _экв = 0,3 + 30 х 0,15 + 30 х 0,02 + 0,5 х 1,5 = 6,15

Сталь 16 Г 2 АФД_пс относится к перлитному классу. Стали этого класса обладают достаточно хорошей свариваемостью, но при высоких скоростях охлаждения в них могут появляться неравновесные структуры закалочного характера.

2.2.2. Свариваемость – совокупность свойств свариваемого материала, которые при правильно выбранном технологическом процессе обеспечивают прочное сварное соединение.

Влияние на свариваемость легирующих элементов стали:

Углерод – повышает прочность, чувствительность к перегреву, закаливаемость, понижает пластичность и вязкость. Поэтому в низколегированных сталях содержание углерода не должно превышать 0,25%.

Марганец – повышает прочность и мало влияет на пластичность, а при содержании до 1,8 % рационально повышать содержание углерода в стали до 0,14 %.

Кремний – повышает предел прочности, при малом содержании углерода пластичность стали, незначительно снижается.

Хром – усиливает закаливаемость стали, особенно при увеличении содержания углерода. В небольших количествах он способствует повышению ударной вязкости при комнатных и повышенных температурах. При малом содержании углерода и в присутствии марганца и кремния хром в количестве до 1 % не ухудшает свариваемость стали.

Никель – повышает прочность и коррозионную стойкость стали, незначительно снижая ее пластичность. Ведение в сталь никеля до 1,5 % уменьшает склонность к росту зерна, и хладноломкость стали, не оказывая заметного влияния на ее закаливаемость и свариваемость. Но значительная сложность и дефицитность никеля заставляют ограничивать его содержание для легирования стали.

Ванадий – повышает прочность и жаропрочность стали, так как обладает большим сродством к углероду.

Медь – повышает пластичность и жаропрочность. Свариваемость не ухудшает.

Основные критерии свариваемости:

- окисляемость металла при сварке, зависящей от его химической активности;

- сопротивление образованию горячих трещин при повторных нагревах;

• сопротивление образованию холодных трещин и замедленному разрушению;

- чувствительность металла к тепловому воздействию сварки, характеризуемая его склонностью к росту зерна, структурными и фазовыми изменениями и зоне термического влияния, изменениями прочности и пластических свойств;

- чувствительность к образованию пор;

- соответствие сварных соединений эксплуатационным образованием.

На свариваемость стали, влияет углерод и легирующие элементы, входящие в состав стали.

О свариваемости стали можно судить по эквиваленту углерода С_экв и суммарному содержанию легирующих элементов.

2.2.3. Анализ стали на образование холодных трещин.

Одним из главных факторов влияющих на образование холодных трещин является водород, который попадает в металл шва из покрытий электродов, флюсов, влажной окружающей среды, или загрязнений присутствующих на поверхности проволоки и свариваемых кромок, а также возникновение при сварке растягивающих напряжений. Холодные трещины в сварных соединениях в сталях обычно образуется при охлаждение аустенита околошовной зоны и металла шва и переохлаждение его, и превращение гамма железо в альфа железо. Холодные трещины зарождаются по истечению некоторого времени после окончания сварки, а затем распространяются как вдоль, так и поперек ОШЗ, а иногда и шва. Такой характер разрушения результат совместного действия в сварном соединение тепловых, сварочных, структурных напряжений и заметного снижения пластических свойств металла в связи в растворением в нем водорода.

Основным элементом увеличения закаливаемости стали является углерод, для оценки влияния термического цикла сварки на закаливаемость стали необходимо сосчитать эквивалент углерода. По формуле:

С_э = С% + Mn% / 6 + Si% / 24 + Cr% / 5 + V% / 5 + Mo% / 4 + Ni% / 10 +

+ Cu% / 13 + P% / 2 (3)

C_э= 0,18 + 1,7 / 6 + 0,17 / 24 + 0,3 / 5 + 0,15 / 5 + 0,03 / 10 + 0,3 / 13 + 0,035 / 2 =

= 0,5

0,5 > 0,35, поэтому сталь склона к образованию холодных трещин. Для уменьшения вероятности образования холодных трещин необходимо выполнить подогрев металла с учетом толщины.

N = 0,005 х S х C_э, (4)

где: N-поправка эквивалента углерода.

S-толщина свариваемого металла 005-коэффицент толщины, определенный опытным путем.

Полный эквивалент углерода состоит:

C_э = С _э + N = 0,005 S C_э = C_э (1 + 0,005 х S) = 0,52 (5)

Температура предварительного подогрева определяется:

_______

T_под = 350 х C_э – 0,25

_________

Т_под = 350 х 0,52– 0,25 = 175 ^оС, для толщины 8 мм

_________

Т_под = 350 х 0,66 – 0,25 = 187 ^оС, для толщины 5 мм.

Температура предварительного подогрева170-190 С ⁰.

Предупредить образование холодных трещин в сварных соединениях можно:

- применение предварительного и сопутствующего подогрева при сварке;

- использование сварочных материалов с минимальным содержанием водородопроизводящих компонентов;

- выбор оптимального режима сварки и правильной последовательности наложений швов;

- проведение термической обработки после сварки.

2.2.4. Анализ стали на образование горячих трещин.

Горячими трещинами называются хрупкие межкристаллитные разрушения сварного шва или ОШЗ. Горячие трещины чаще всего возникают в сталях обладающих выраженным крупнокристаллическим строением, с повышенной локальной концентрацией легкоплавких фаз. Они возникают в том случае, если интенсивность нарастания деформации в металле сварного соединения в период остывания приводит к деформациям большим, чем его пластичность в данных температурных условиях. Образование горячих трещин, тем вероятнее, чем больше в металле элементов способствующих образованию легкоплавких эвтектик и химических соединений, застывающих в последнею очередь при относительно низких температурах: сера, углерод, никель образует прослойки легкоплавких эвтектик, и увеличивают склонность металла к образованию горячих трещин. Марганец повышает стойкость металла шва против образования горячих трещин, т.к. марганец связывает срез в тугоплавкое соединение.

При содержании углерода 0,16 % даже при малых концентрациях серы достаточно высоким содержанием Mn в шве возникают горячие трещины. Образованию горячих трещин способствует так же элементы, обладающий ограниченной растворимостью в железе и более легкоплавкие чем железо, например медь.

При дуговых способах сварки чувствительность металла шва к образованию горячих трещин можно определить по формуле:

НСs = C(S + P + Si/25 + Ni/100) х 10 ³ (6)

3Mn + Cr + Mo + V

HCs = 0,18 (0,04 + 0,035 + 0,17/25 х 0,3/100) х 10 ³ = 1,97>0,002

3 х 1,7 + 0,3 + 0,15

Сталь 16 Г 2 АФД_пс склонна к образованию горячих трещин.

Мероприятия по устранению горячих трещин:

- введение марганца в шов, который связывает серу и выводит ее в шлак,

- введение в шов титана, хрома, ванадия для размельчения структуры,

- снижение сварочных напряжений за счет предварительного и сопутствующего подогрева,

- уменьшение доли участия основного металла в металле шва.