Том 1. Прочность (1041446), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Для электродов типов Э85, Э!ОО Э125, Э!45 механические свойства указаны после термической обработки. Относительное удлинение б снижается от 25",, для С 38/23 до 10 оо для С 85/75. Электроды для ручной сварки соответственно подразделяются на типы, приведенные в табл. 3.2. При правильном выборе типа электрода качественная ручная сварка обеспечивает свойства металла шва, не уступающие свой- 100 Э34 Э42 Э42А Э46 Э46А Э50 350А 355 360 Э60А Э70 385 Э100 Э125 Э!45 340 420 420 460 460 500 500 550 600 600 700 850 1000 1250 1450 18 22 18 22 16 20 20 16 18 12 12 10 6 5 0,8 1,4 0,8 1,4 0,6 1,3 1,2 0,6 1,0 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 -,отвам основного металла. При автоматизированных способах сварки это может быть достигнуто выбором химического состава электродных проволок, легированием металла флюсом и смешиванием присадочного и основного металла при расплавлении.
Термическая обработка позволяет дополнительно повысить механичйвские свойства металла шва. Отрицательное влияние термического цикла на околошовную зону может проявляться в росте зерна вблизи линии сплавления, понижении пластичности металла в зоне, испытавшей перекристаллизацию, понижении прочности в зоне высокого отпуска, если основной металл перед сваркой находился в термически обработанном состоянии. Степень указанных воздействий может меняться в зависимости от термического цикла сварки, химического состава стали и ее термической обработки до сварки. Прочность сварных стыковых соединений может зависеть от концентрации напряжений в месте перехода от шва к основному металлу, а также от абсолютных и относительных размеров зон с различными свойствами !Мягкие и твердые прослойки). Следует отметить, что чем выше уровень прочности основного металла и его чувствительность к концентраторам напряжений, тем труднее обеспечить в конструкции равно- прочность сварного соединения и основного металла.
В этих случаях может потребоваться как термическая обработка сварного соединения, так и его механическая обработка для уменьшения концентрации напряжений или даже термомеханическая обработка соединений, заключающаяся в пластической деформации металла сварного соединения перед термической обработкой. Закономерности протекания пластической деформации и разрушения стыковых соединений при их нагружении весьма близки к рассмотренным в 8 3 для соединений с прослойками. Влияния, вносимые концентрацией напряжений, как правило, несущественны, если рассматривается поведение стыкового соединения с полным проваром из пластичных металлов и при однократном статическом нагружении.
Высокопрочные материалы, которые весьма чувствительны к концентрации напряжений, разрушаются обычно в зоне перехода от шва к основному металлу, где имеется концентрация напряжений. в 5. Механические свойства стыковых сварных соединений из цветных сплавов Получить равнопрочные сварные соединения из алюминиевых, магниевых и титановых сплавов сложнее, чем из сталей. Во многих. случаях соединения из этих сплавов оказываются неравнопрочными с основным металлом. Алюминиевые сплавы.
На механические свойства сварных соединений из алюминиевых сплавов оказывают существенное влияние степень защиты зоны расплавленного металла от воздуха ко) личество содержащихся в защитном инертном газе примесей кислорода и азота, состав присадочной проволоки, степень очистки 10! Основного металла и присадочной проволоки от окислов и загрязнений, способ сварки, толщина металла. Для сплавов невысокой прочности, а также для сплавов, находящихся в ненаклепанном состоянии, предел прочности сварных соединений приближается к пределу прочности основного металла. Некоторые алюминиевые сплавы свариваются, будучи в наклепанном состоянии. Термическое воздействие сварки снимает наклеп в широкой зоне, вследствие чего прочность таких соединений оказывается на уровне отожженных и горячекатаных сплавов (рис.
3.18). Восстановить прочность таких соединений можно только за счет пластической деформации ав гвпп металла специальной прокаткой роликом сварных соединений. 500 500 пап зпа 200 200 о пвв Рис. 3.19. Изменение прочности и пластичности сварных соединений из сплава Л20 в зависимости от вида термической обработки: т — основной металл; 2 — закалка— старение — сварка: а — закалка— сварка — закалка — старение; П вЂ” отжиг — сна рка — за калка — старея ие Рис.
3.18. Предел прочности сварных соединений алюминиевых сплавов: т — основной металл; 2 — сварные соединения с усилением", а — то же, без усиления В алюминиевых сплавах, которые в исходном состоянии термически упрочнены, соединения после сварки существенно уступают по прочности основному металлу. Термической обработкой и старением удается заметно повысить прочность сварных соединений и приблизиться к уровню прочности основного металла (рис. 3.19).
После полной термической обработки сплава Д20 прочность сварного соединения составляет 90 — 95 % от прочности основного металла. В соединениях из разнородных сплавов прочность зависит от менее прочного сплава и присадочного металла. Большинство алюминиевых сплавов хорошо свариваются контактной сваркой. Современное оборудование и технология обеспечивают соединение деталей из алюминиевых сплавов малой и средней толщины (рис, 3.20). Прочность на отрыв из-за высокой кон; центрации напряжений заметно ниже прочности на срез. Магниевые сплавы. Прочность сварных соединений магниевых сплавов также составляет 70 — 100 % от прочности основного металла.
102 римерно равнопрочными основному металлу оказываются единения из термически неупрочняемых магниевых Для других сплавов пРочность соединений может быть поььшена применением присадочных материалов, измельчающи структуру металла шва, например с добавками редкоземельных элементов,' а также термической обработкой. Уровень прочности И пластичности сварных соединений некоторых магниевых сплавов показан на рис. 3,21. Р, к?? 2а Титановые сплавы. Предел прочности титановых 5 Ф сплавов в зависимости от легирования и термической Об- 5 работки в основном колеблетг ся от 500 до 1300 МПа.
Для ? большинства титановых сплавов средней прочности харак- 8 терна относительно невысокая пластичность по углу загиба (а =- 80 †: 100') и относительному удлинению (Ь, =8 —: 15%). Прочность сварных соеди- 5) 0 1 2 5 4 5,гтпт нений, как правило, близка Р кН К ПРОЧНОСтн ОснОВНОГО мЕтал ла Пластичность сварных соединений зависит от состава и структуры шва, а также от характера структурных Ф превращений в околошовной 2 зоне под влиянием термического цикла сварки.
Литая структу а шва понижает его 103 О 1 2 5 Ф 5мм Р пластичность, но ее можно Рнс. 3.20. Разрушающие усилия Р на повысить соответствующим срез (а) и на отрыв (б) для сварных товыбором присадочного ме ал чечных соединений в зависимости от толла и последующей термичек б тСРМИЧŠà — ЛМИ; 2 — ЛМгЗ; г — ЛМгп: ! — ЛМга с ой обработкои: отжигом, 5 — лмгб!; 5 — д!алм, дзолмп? — д!блт.' закалкой со старением, не- В95Т! полным отжигом для снижения остаточных напряжений. Пластичность околошовной зоны существенно зависит от структуры сплава. Сплавы с я-структурой (ВТ1, ВТ5), не изменяющие ее при сварке, а . также сплавы с небольшим содержанием Р-фазы (ОТ4, ВТ4 ВТ20 АТ2 АТЗ АТ4) ) имеют после сварки достаточную пластичность свар- \ в ного соединения.
Мартенситные титановые сплавы (ВТ6, ВТ14 - ) ос е сварки имеют низкую пластичность и подвергаются ° в отжигу. 5ОО (3.18) 2оо (3.19) 1ОО ИД1 Р2ДО Рт' (3.20) Касательные напряжения (3,22) 105 104 Для некоторых цветных сплавов, в частности алюминиевь1йс с целью обеспечения равнопрочности основного металла и сварного соединения, но главным образом для уменьшения массы, делают утолщение металла в зоне сварного соединения.
Это можно достичь Рис. 3.21. Пределы прочности и угол загиба сварных соединений магниевых сплавов: а о — предел прочности основного металла: ов — предел проч- в ности сварного соединения; а — угол загиба сварного соедине. ния осадкой краев листа перед сваркой, но обычно механическим или химическим фрезерованием производят утонение всех участков сварной конструкции до или после сварки, исключая зону разупроч- нения, $6. Прочность и пластичность угловых швов Угловые швы работают в крайне разнообразных условиях действия нагрузок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
