Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Сварка, резка и пайка металлов -> Электрошлаковая сварка -> Электрошлаковая сварка в производстве конструкций -> Электрошлаковая сварка в производстве конструкций

Электрошлаковая сварка в производстве конструкций

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6  7  8  9 

Прочность сварных соединений

Большая ширина зоны термического влияния и усиленный рост зерна в этой зоне обусловливают снижение ударной вязкости сварных соединений, выполненных электрошлаковой сваркой. Это обстоятельство, а также недостаток сведений об особенностях работы сварных соединений в различных условиях ограничивают область применения электрошлаковой сварки в тяжелом машиностроении, судостроении и некоторых других отраслях промышленности.

С целью повышения ударной вязкости сварных соединений металлоконструкции, используемые в машиностроении, подвергают термообработке, обычно нормализации с последующим отпуском.

Вместе с тем имеется положительный опыт эксплуатации сварных конструкций, выполненных электрошлаковой сваркой и не подвергавшихся последующей термообработке, т. е. с пониженной ударной вязкостью сварных соединений. Такие конструкции (элементы каркасов промышленных зданий, резервуары и т. д.) работают уже более 10 лет в различных условиях: при отрицательных (до - 40° С) температурах, при переменных нагрузках. Авторам не известны случаи разрушения сварных конструкций, выполненных электрошлаковой сваркой.

Это дает основание полагать, что ударная вязкость не может служить единственным и, возможно, главным показателем работоспособности конструкций, эксплуатируемых в условиях статических и повторно-статических нагрузок. Поэтому возникла потребность в дополнительных исследованиях в этой области. Равным образом необходимо исследовать особенности работы сварных конструкций при переменных нагрузках.

Сопротивление соединений хрупким разрушениям. Работоспособность сварных соединений при статических нагрузках изу

чают в нашей стране и за рубежом на крупномасштабных образцах. Для этого используют испытательные машины большой мощности. В сварных образцах для испытаний на сопротивление хрупким разрушениям на различных участках сварного соединения образуют искусственные трещиноподобные концентраторы напряжений.

Образцы изготовляют сериями - по числу видов термообработки, которой подвергают сварное соединение: нормализации с отпуском, высокому отпуску, без термообработки.

В результате испытаний определяют температуру, при которой разрушение происходит при напряжении ниже предела текучести основного металла, т. е. температуру перехода в хрупкое состояние. Такого рода испытания в наибольшей степени отражают реальные условия работы конструкций, и их результаты могут быть использованы непосредственно в инженерной практике.

Весьма показательные исследования прочности сварных электрошлаковых соединений проведены Е. Мрыкой в ПНР. Пластины размером 1000x500x40 мм из стали St-41 химического состава: 0,18% С; 0,74% Мп; 0,2% Si; 0,019% Р; 0,022% S; 0,07% Сг; 0,07% Ni; 0,09% Сu сваривали электрошлаковым способом (рис. 11.29, а). Механические свойства основного металла следующие: от = 241 МН/м2, ов = 461 МН/м2, б5 = 35,2%. Температура, при которой ударная вязкость по Шарпи становилась ниже 0,35 МДж/м2, составляла - 7° С.

Сваренные плиты разрезали поперек шва посредине и выполняли Х-образную разделку кромок. Затем с помощью ювелирной пилы толщиной 0,18 мм на одной из кромок наносили четыре надреза глубиной 5 мм, имитировавшие трещины. Надрезы были нанесены: на оси шва, выполненного электрошлаковым способом, на линии сплавления и на расстоянии 15 и 50 мм от линии сплавления. После этого сваривали шов (рис. 11.29, а) в разделку ручной дуговой сваркой электродами с руднокислым покрытием марки ЕА146 диаметром 4 и 5 мм. При этом надрезы были сохранены.

Одна партия образцов была подвергнута нормализации при температуре 900° С, другая - высокому отпуску при +630° С, третья термообработке не подвергалась.

Образцы были вварены в захваты испытательной машины с силовозбуждением 1600 т с тем, чтобы подвергнуть их растяжению в направлении, перпендикулярном электрошлаковому шву (обозначено стрелками на рис. 11.29, а). К образцам крепили контейнеры с сухим льдом для охлаждения до требуемой температуры. Целью испытаний было установить, какой из участков сварного соединения является наиболее склонным к хрупким разрушениям и при какой температуре происходит переход в хрупкое состояние. При испытании образцов фиксировали температуру, при которой возникала трещина, уровень номинальных напряжений и величину деформации, предшествующей разрыву образцов.

В результате испытаний установлено следующее. Три из четырех образцов, прошедших нормализацию, разрушались по оси шва и один - по основному металлу. В образцах после высокого отпуска наименее стойким против хрупкого разрушения оказался основной металл: лишь один из четырех образцов разрушился по шву, остальные - по основному металлу. В образцах, не подвергавшихся термообработке, наименее стойким против образования хрупких трещин оказался металл шва. В четырех из шести испытанных образцов трещины возникли и распространились вдоль оси шва, в одном - по линии сплавления и в одном - в основном металле.

Из 14 испытанных образцов в восьми трещины возникали в электрошлаковом шве, в пяти - в основном металле и только в одном случае разрушение произошло по линии сплавления в зоне крупного зерна. При температурах выше - 24° С во всех испытанных образцах трещины возникали после остаточных деформаций, превышающих 0,2%, и напряжениях выше предела текучести основного металла.

В температурной области от - 24° С до - 35° С трещины в образцах возникали при низком уровне напряжений без предшествующих разрыву пластических деформаций пластин в состоянии после сварки, а также в пластинах, прошедших высокий отпуск или нормализацию. Причем в последнем случае разрушения были как с предшествующей разрыву деформацией, так и без нее. При температуре - 35° С во всех образцах, в том числе прошедших нормализацию, возникали разрушения при напряжениях ниже предела текучести.

Эксперименты показали, что при статическом нагружении крупномасштабных образцов температура перехода в хрупкое состояние находится примерно на 20° С ниже, чем при испытании образцов на ударную вязкость. Нормализация несколько повышает сопротивляемость хрупкому разрушению, однако количественный ее показатель, выраженный температурой перехода в хрупкое состояние, не столь большой, как это ожидалось.

В целом автор приведенной работы полагает, что действительная стойкость против хрупкого разрушения сварных соединений, выполненных электрошлаковой сваркой и не подвергавшихся последующей термообработке, существенно выше, чем это следует из испытаний на ударную вязкость.

В ИЭСим. Е.О.Патона было проведено испытание на стойкость против хрупких разрушений сварных соединений из стали, предназначенной для изготовления сосудов высокого давления и гидротехнических сооружений. Сталь разработана ЦНИИТмашем. Ее состав: 0,145% С; 0,34% Si; 1,05% Мп; 0,17% Сг; 0,5% Ni; 0,46% Мо; 0,07% V; 0,15% Сu; 0,02% Р; 0,015% S. Ее механические свойства: oт = 328 МН/м2; oв = 495 МН/м2; б5 = 34,50; ф = 74%.

Пластины размером 400x160x30 мм сваривали короткими сторонами встык (рис. 11.29, б) аппаратом А-372р с применением проволоки Св-10Г2, de = 3 мм на режиме: Uc = 50 В; Iс = = 500 - 550 A; vc = 2 м/ч; глубина шлаковой ванны 45-150 мм; сухой вылет электрода 190-200 мм. Для оценки стойкости сварных соединений против хрупкого разрушения выполняли искусственный надрез - концентратор напряжений 1 (рис. 11.29, б), по своей остроте близкий к непровару и расположенный в зоне крупного зерна (на участке перегрева). Для создания полей остаточных напряжений и образования термопластических деформаций, присущих сварным соединениям, с обеих сторон образца производили наплавку (рис. 11.29, б). Часть образцов подвергали высокому отпуску при температуре 650° С, другую часть - нормализации при 920° С, а затем высокому отпуску при 650° С. Образцы испытывали на статический разрыв при различных температурах.

Опыты показали, что нормализация существенно понижает критическую температуру хрупкости, при которой прочность падает ниже уровня предела текучести основного металла. Даже при температуре - 100° С прочность нормализованных образцов не имела тенденции к снижению, в то время как образцы, прошедшие только высокий отпуск, при температуре - 70° С разрушались хрупко при напряжениях ниже предела текучести. Характерно, что температура перехода в хрупкое состояние, определенная по показателю ударной вязкости (до 0,3 МДж/м2 по Менаже) для сварных соединений этой стали равна - 30° С. В условиях статических нагрузок электрошлаковые сварные

соединения исследуемой стали, прошедшие только высокий отпуск, могут надежно работать при температуре до - 70° С.

На стойкость против хрупкого разрушения были испытаны также электрошлаковые сварные соединения из стали 12ХМ, широко используемой в химическом машиностроении. Ее химический состав: 0,12% С, 0,55% Мп, 0,33% Si, 1,08% Сг, 0,47% Мо, 0,017% S, 0,028% Р. Ее механические свойства: oт = 520 МН/м2; 0В = 640 МН/м2; б5 = 19,2%; ф = 76%. Сварные стыковые соединения из листов толщиной 50 мм разрезали на образцы, показанные на рис. 11.29, в. В зоне перегрева наносили внутренние надрезы длиной 28 мм (рис. 11.29, б).

Было изготовлено три серии образцов. Образцы первой серии сваривали электрошлаковым способом и подвергали высокому отпуску при температуре 690° С с последующим охлаждением до 300° С в печи, а затем на воздухе. Образцы второй серии сваривали многослойной автоматической сваркой под флюсом и не подвергали термообработке. Образцы третьей серии выполняли электрошлаковой сваркой и подвергали нормализации при температуре 920° С с последующим высоким отпуском. Испытания образцов производили на 300-тонной разрывной машине в широком интервале низких температур (от -10 до -130° С). Было установлено, что критическая температура хрупкости, при которой напряжение разрушения снижается ниже уровня предела текучести основного металла, составляет для образцов первой серии -75° С, второй серии - 90° С, третьей - 80° С.

Таким образом, температуры перехода в хрупкое состояние сварных соединений из стали 12ХМ после различных видов термообработки расположены ниже природных температур. Это свидетельствует о надежности сварных соединений из этой стали, в том числе выполненных электрошлаковым способом и подвергнутых высокому отпуску.

Аналогичные исследования были проведены на образцах из стали марки 16ГС, полученных электрошлаковой сваркой (рис. 11.29, г). Механические свойства стали: от = 290 МН/м2, ов = = 439 МН/м2. Сварку производили на различных режимах. Концентраторами напряжений служили острые наружные надрезы, расположенные на оси металла шва и на участке крупного зерна околошовной зоны. После сварки все образцы подвергали высокому отпуску при температуре 650° С (выдержка в печи 2 ч, охлаждение с печью до 300° С, затем охлаждение на воздухе). Образцы подвергали статическому растяжению на разрывной машине с силовозбуждением 300 тс при температуре - 60° С.

Напряжения разрушения в значительной степени зависят от режима сварки. Приведены режимы сварки, при которых эти напряжения значительно превосходят предел текучести металла. Ударная вязкость зоны крупного зерна при отрицательной

температуре весьма низка. Исследователи пришли к выводу, что путем подбора оптимального режима сварки можно обеспечить надежную работу при статической нагрузке и отрицательных температурах сварных конструкций, не прошедших печную нормализацию.

Таким образом, исследования статической прочности сварных соединений на крупномасштабных образцах при пониженных температурах показали, что несмотря на пониженные значения ударной вязкости участка перегрева зоны термического влияния, сварные конструкции, выполненные с применением электрошлаковой сварки и подвергшиеся высокому отпуску, могут надежно работать при отрицательных температурах. Положительный опыт эксплуатации большого количества сварных конструкций из различных сталей, сваренных электрошлаковой сваркой, прошедших только высокий отпуск, подтверждают справедливость этого вывода. При оценке надежности этих соединений нельзя, по-видимому, основываться только на результатах ударных испытаний малых стандартных образцов.

Сопротивление соединений переменным нагрузкам. Большинство сварных конструкций, выполненных электрошлаковым способом, испытывает переменные нагрузки. Поэтому изучение усталостной прочности сварных соединений имеет первостепенное значение. На переменный изгиб испытывали крупномасштабные образцы из литых, прокатных и кованых заготовок углеродистых и низколегированных сталей. Усиления сварных швов на всех образцах, так же как и на изделиях, снимали заподлицо с основным металлом. Часть образцов перед испытанием подвергали нормализации с последующим высоким отпуском, а часть - только высокому отпуску. Некоторые образцы испытывали в состоянии после сварки. Испытания проводили, как правило, до момента полного разрушения образца. Установленные таким образом пределы выносливости сварных соединений сопоставляли с таковыми для основного металла.

И. В. Кудрявцев и Н. Е. Наумченко в ЦНИИТмаше провели исследования усталостной прочности сварных соединений из стали 35Л. Электрошлаковую сварку литых заготовок плит толщиной 330 мм осуществляли на переменном токе электродной проволокой марки 10Г2, de = 3 мм с применением флюса АН-8. Схема вырезки образцов показана на рис. 11.30. Литую сталь подвергали нормализации при температуре 870-900° С с последующим отпуском при температуре 600-680° С. Сварные плиты после электрошлаковой сварки оставляли без термообработки или подвергали термообработке по тому же режиму. Испытание выполняли на машине У-200 конструкции ДНИИТмаш, в которой образец совершал изгибные колебания, не подвергаясь вращению, а вектор нагрузки вращался относительно оси образца. База ис

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6  7  8  9 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2012.04.12   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

10:40 Шкив тормозной

07:33 Трубы нужного Вам размера со склада в наличии.

15:43 Арматура А500С d 6-28 мм

10:58 Дизель генератор АД 200, ДЭУ 200, ДГУ 200

10:58 Сварочные аппараты АДД ПР2х2502, стационарный,шасс

10:38 Калибровка круг Ст35 Д4-60мм

10:37 Пруток калиброванный Ст20 Д4-60мм

10:37 Пруток горячекатаный Ст20 Д 10-300мм

09:57 Уголок г/к 50х50х5 из стали AISI 316 L

08:44 Сварочные агрегаты АДД 2х2502, АДД 2х2502 П, АДД 2х2502 ПВГ

НОВОСТИ

20 Июля 2017 17:27
Роботизированная кладка кирпича

16 Июля 2017 17:19
Гейтсхедский мост тысячелетия (25 фото, 1 видео)

21 Июля 2017 17:20
Добыча железной руды ”Vale” во 2-м квартале выросла на 5,8%

21 Июля 2017 16:13
”Мечел” сообщает о начале освоения рынка крупнотоннажных слитков

21 Июля 2017 15:07
Польский экспорт угля за полгода упал на 28%

21 Июля 2017 14:56
”Братский завод ферросплавов” увеличивает производственные мощности

21 Июля 2017 13:34
Американский импорт сортовой стали в июне вырос на 52%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Сверление – особенности процесса

Особенности емкостей и баков отопительных систем в промышленности

Кованые конструкции для благоустойства участка

Вилочные погрузчики для складов и производств

Металлические сейфы для хранения ценностей

Основные параметры и особенности использования стабилизаторов напряжения

Использование алюминиевого профиля в мебельной промышленности

Основные аспекты применения защитных тентов

Выбор современных водосточных систем и их особенности

Дроны и квадракоптеры в промышленности

Насосы шестеренные для перекачивания вязких сред

Электрические котлы для отопления дома - особенности выбора

Ремонт производственных помещений

Автономная газификация и отопление дома

Основные типы керамических отделочных материалов

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "Русский металл" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.