Lektsii_Avtosokhranenny (1086655), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Неаропрочные стали работают при температуре свыше 600°С и воспринимают внешние нагрузки. Наряду с хромом (Cr) и никелем(Ni) их легируют также молибденом(Mo), Вольфрам(W), Бор(B). 10Х14Н14В2М; 10Х16Н16МВ2БР и др.

Жаростойкие стали работают при высоких температурах, в агрессивных средах и призваны сопротивляется образованию окисла с поверхности. Их легируют хромом (Cr), Кремнием(Si), Алюминием(Al), образующие плотные окислительные пленки. 15Х18СФ, Х25Ю5 и др.

Чугуны выпускаются серые (ГОСТ 1412-70), ковкие (ГОСТ 1215-59), и высокопрочные (ГОСТ 7293-70). Маркируются группы буквами СЧ, КЧ, ВЧ затем следуют цифры, указывающие предел прочности при растяжении [кг/мм²] СЧ-25(σ_В = 250МПа). Второе число при растяжении – относительное удлинение [%] (КЧ-30-6).

Цветные металлы и их сплавы

Алюминиевые сплавы

Т_пл Аl = 659°С, ρ = 2,74 г/см³

Алюминиевые сплавы делятся на несколько групп:

1. Технически чистый амоминий. Обладает низкой прочностью, но повышенной коррозионной стойкостью. АДОО, АДО, АД1, АД (σ_В = 60МПа; δ = 40%)

2. Деформируемые, термически не упрочняемые АМц (1,3%Mn), АМцС (1,2% Mn, 0,25% Si), АМг (1,2,3,4,5,6). АМц и АМцС (σ_В = 130МПа; δ = 23%); АМг(σ_В = 200…300МПа; δ = 20%).

3. Деформируемые, термически упрочняемые

Дурамоминые – Д1, Д6, Д16, Д18 (Al – Cu – Mg – Mn; σ_В = 400…500МПа; δ = 14-18%)

Высокопрочные – В95, В96 (Cu – Mg – Mn – Zn), и 1915, 1925 (Mg – Mn – Zn) (σ_В = 500…600МПа; δ = 8-12%)

1. Деформируемые с повышенной неаропрочностью АК-4, АК-4-1 (Cu – Mg – Mu – Si – Ni; до 300-350°С ).

2. Литейные сплавы – силумины. АЛ-2 (10…13% Si), АЛ-3, АЛ-5 (Si – 4…6%, Cu – 1…3,5%, Mg – 0,2…0,8%). Широко применяются для отливок в автомобильном и авиастроении.

Алюминиевые сплавы могут применяться в отожженном состоянии (М), закаленном (Т), нагортованном (Н). При этом свойства сплавов заметно изменяются.

Магниевые сплавы

Т_пл Mg = 649°С, ρ = 1,74 г/см³

Магниевые сплавы делятся на несколько групп:

1. Деформируемые сплавы: МА-1(Mg – Mn); МА-2(Mg – Al –Zn); МА-10(Mg – Al – Cd – Ag).

2. Литейные сплавы: МЛ-1, МЛ-2, МЛ-3. Химический состав литейных магниевых сплавов близок к деформируемым, но по свойствам они заметно им уступают. Это связано с грубой литой структурой. Магниевые сплавы применяются в сварных конструкциях ограничено.

Титановые сплавы

Т_пл Ti = 1672°С, ρ = 4,5 г/см³

Характеризуются высокой удельной прочностью (σ_В\ ρ) и коррозионной стойкостью. Применяются в авиации, ракетной технике, химической промышленности. Титановые сплавы классифицируются по структуре, которую они получили после охлаждения на воздухе: α – сплавы; α+β –сплавы; β – сплавы.

Медные сплавы

Т_пл Cu = 1672°С, ρ = 4,5 г/см³

Марки меди: М000 (99,99%Cu), М1 (99,90%Cu), М2 (99,7%Cu).

Сплавы меди с цинком называются латунями.

Л59, Л68, Л80 (цифра указывает содержание Cu, остальное Zn). Кроме цинка латуни могут содержать другие легирующие элементы.

ЛМц58-2 (Cu-58%, Mn-2%, остальное Zn);

ЛК80-3 (Cu-80%, Mn-3%, остальное Zn);

ЛЖМц59-1-1 (Cu-59%, Fe-1%, Mn-1%, остальное Zn);

ЛО70-1 (Cu-70%, Mn-1%, остальное Zn).

Сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, бериллием, называют бронзами, соответственно оловянистыми, алюминиевыми, кремнистыми, бериллиевыми и т.д.

Оловянистые:

Бр010 (10% Sn, остальное Cu)

Бр0ЦСН 3-7-5-1 (3% Sn, 7% Zn, 5% Pb, 1% Ni, остальное Cu)

Алюминиевые:

Бр А7 (7% Al, остальное Cu)

Бр АЖН 10-4-4 (10% Al, 4% Fe, 4% Ni, остальное Cu)

Бр Б2 (2% Be, остальное Cu) – бериллиевая, обладает высокой твердостью.

Какими факторами определяется выбор материала для сварных конструкций.

Материал для сварных конструкций назначается конструктором, проектирующим данную конструкцию.

При назначении материала учитываются следующие факторы:

1. Уровень и характер рабочих напряжений. Под характером напряжений понимаются статические, динамические, знакопеременные и др. виды напряжений.

2. Условия работы конструкции (температура, рабочая среда, радиоактивность и др.).

3. Стоимость. Предпочтение отдается более дешевым материалам.

4. Свариваемость (материалы, сваривающиеся без ограничений; ограниченно-сваривающиеся материалы; плохо сваривающиеся).

5. Область изменения конструкции (летательные аппараты, надводные и подводные суда и т.д.).

Классификация сварных конструкций.

При решении вопросов проектирования и изготовления сварных конструкций наиболее целесообразной является классификация в зависимости от характерных особенностей их работ.

При этом выделяют следующие типы сварных элементов и конструкций:

1. Балки – конструктивные элементы, работающие в основном на поперечный изгиб. Жестко соединенные между собой балки образуют рамные конструкции (рамы вагонов, автомобилей и др.). Наиболее распространены сечения балок:

Тавр Двутавр Коробчатое сечение

1. Колонны – элементы, работающие преимущественно на сжатие или на сжатие с продольным изгибом.

2. Решетчатые конструкции представляют собой систему стержней, соединенных в узлах таким образом, что стержни работают главным образом на растяжение или сжатие. К ним относятся фермы, мачты, каркасы (опоры ЛЭП, мостовые фермы и др.).

3. Оболочковые конструкции, как правило, испытывают избыточное давление – к ним предъявляют требование герметичности соединений. К этому типу относят различные емкости, сосуды, и трубопроводы.

4. Корпусные транспортные конструкции подвергаются главным образом динамическим нагрузкам. К ним предъявляют требования высокой жесткости при минимальной массе. Основные конструкции данного типа – корпуса судов, вагонов, кузова автомобилей и др.

5. Детали машин и приборов работают преимущественно при переменных, многократно повторяющихся нагрузках. Характерным для них является требование точных размеров, обеспечиваемое главным образом механической обработкой таких изделий являются станины, валы, колеса.

Технические условия (ТУ) на изготовление сварных кострукций.

Технические условия разрабатываются на изготовление конкретных металлоконструкций (или однотипных конструкций). В общих ТУ излагаются следующие требования:

1. к материалам, полуфабрикатам с указанием методов их приемки и испытания;

2. к подготовке материалов под сварку (резка, гибка, вальцовка, подготовка кромок и др.);

3. к сборке, прихватке и подгонке отдельных элементов, узлов и всего изделия с указанием допусков по основным размерам и форме изделий;

4. к производству сварных работ по методам сварки, температурных условиям, квалификации сварщиков, сварочным материалам с указанием объема испытаний металла швов и мест клеймения;

5. к качеству сварных швов, методам их испытаний и устранению возможных дефектов;

6. к термической обработке отдельных узлов и всего изделия;

7. к приемке готового изделия, его маркировке, окраске, подготовке к отправке с указанием необходимой технической документации.

Для наиболее ответственных сварных конструкций основной регламентирующие требования наряду с ТУ излагаются в спецальных правилах, например, в правилах Гостехнадзора (котлы, сосуды высокого давления, газо и паропровод, грузоподъемные механизмы), Морском и Речном регистрах (надводные и подводные суда), строительных нормах и правилах Госатомнадзор (атомные электростанции).

Технологичность конструкций.

Технологическими называют конструкции, которые отвечают служебному назначению изделия, обеспечивают надежную работу в пределах заданного ресурса, являются наиболее экономичными по затратам материалов, труда и времени.

В общем виде технологичность оценивается материалоемкостью, трудоемкостью, энергоемкостью и себестоимостью.

Снижение материалоемкости конструкций достигается:

1. снижением массы конструкции за счет применения материалов повышенной прочности (замена углеродистых сталей низколегированными), использование легких материалов, обладающих высокой удельной прочностью (алюминиевые и титановые сплавы), а также применением экономичных профилей (гнутых или штампованных), композиционных материалов (бор-алюминий, углерод-Ж);

2. Уменьшением отхода материала за счет рационального раскроя заготовок и использования отходов для других целей (например, для ширпотреба).

Снижение трудоемкости достигается:

1. выбором оптимального материала и соответствующего ему способа сварки (предпочтения отдается автоматическим методам сварки);

2. упрощением геометрической формы деталей и узлов, сокращением числа деталей в конструкции;

3. уменьшением суммарной длины швов и массы наплавленного металла, применением однокалиберных швов.

Снижение энергоемкости достигается оптимальным выбором способа сварки, рода тока, режима сварки. Средний расход электроэнергии на 1кг наплавленного металла для дуговой и ЭШС может быть принят следующим (кВт*ч/ кг): автоматами под флюсом на переменном токе (3-4); автоматами и полуавтоматами на постоянном токе (5-6); ЭШС на переменном токе (1,4); ЭШС на постоянном токе (1,4); ручная дуговая на переменном токе (3,4-4); РДС на постоянном токе от генератора (6-7); РДС на постоянном токе от выпрямителя (4-4,5).

Общим показателем и наилучшим критерием технологичности сварных конструкций является себестоимость и рентабельность, т.к. они характеризуют конструкцию в экономическом отношении. Наиболее радикальным путем снижения себестоимости изготовления сварной конструкции является уменьшение массы наплавленного металла, т.к. себестоимость массы единицы наплавленного металла в 15-20 раз выше, чем себестоимость единицы массы сварной конструкции.

Количественная оценка технологичности сварных конструкций осуществляется следующими показателями:

1. Отношение массы наплавленного металла к массе всей конструкции.
   Влияние провара угловых и стыковых швов
   m = G_H/G_общ * 100% на показатель m. Величина показателя m составляет 0,6-4,0%. Чем меньше показатель m, тем технологичнее конструкция.

2. Трудоемкость сварных работ на 1кг наплавленного металла или на 1т сварной конструкции в нормо-часах.

3. Стоимость сварочных материалов на 1кг наплавленного металла и на 1т сварной конструкции в руб.

4. Удельный расход электроэнергии КВт*час/1т св.констр.

5. Заводская стоимость сварочных работ на 1кг наплавленного металла и на 1т сварочной конструкции в руб.

6. Уровень механизации сварочных процессов в % по методам сварки.

Технологический процесс изготовления сварных конструкций.

Исходными данными для проектирования технологического процесса изготовления сварной конструкции является чертеж изделия, технологические условия и планируемая программа выпуска.

Чертеж содержит данные о материале заготовок, их конфигурации, размерах и типах сварных соединений. Чертеж составляются конструкторами и должны быть приняты к исполнению технологом. Технолог не имеет права вносить изменения в чертеж. Поэтому любое отклонение от чертежа должно быть согласовано с конструктором.

Технологические условия является документом, обязательным для выполнения при проектировании технологических процессов. Содержание ТУ изложено ранее.

Программа выпуска содержит сведения о числе изделий, которое надо изготовить в течении конкретного срока (например, за год). Эти цифры служат основанием для выбора оборудования, технологической оснастки и средств механизации и автоматизации. Кроме того по программе выпуска производят оценку экономической эффективности назначенного техпроцесса.

Характеристики

Список файлов лекций