Выбор сварочных материалов, инструментов и приспособлений

Уголок (ГОСТ 8509-93) марка стали ВСтЗсп (ГОСТ 380-94).

Уголок - это металлическое изделие сортового проката, которое используется в строительстве в качестве элементов для изготовления металлоконструкций. Прокатный металлический уголок применяют практически во всех отраслях, Особенно широко его используют в строительной индустрии в качестве жесткой арматуры для усиления бетона в монолитных конструкциях высотных каркасных зданий, нагружаемых фермах, при необходимости - как опалубка при дальнейшей фиксации и в других различных конструкциях.

По точности прокатки уголок стальной изготовляют: А - уголок высокой точности; В - уголок обычной точности.

Характеристика углеродистых сталей. Сварка низкоуглеродистой стали.

Сталь углеродистая обыкновенного качества изготовляется согласно ГОСТ 380-94 трех групп: А - поставляемая по механическим свойствам; Б - поставляемая по химическому составу и В - поставляемая по химическому составу и механическим свойствам. Химический состав стали группы В такой же, как у стали группы Б. В зависимости от степени раскисления сталь изготовляется кипящей (кп), полуспокойной (пс) и спокойной (сп). Эти буквы ставятся при обозначении марок стали (ВСтЗкп, ВСтЗпс и т.д.).

Наиболее пригодной для сварных конструкций является низкоуглеродистая сталь марок ВСтЗпс, ВСтЗсп, ВСтЗГпс и СтЗГсп, которые поставляются с гарантией свариваемости.

Сталь марок ВСт4 и ВСтб - сред - не углеродистая и марки ВСтб - высокоуглеродистая. Содержание С, Si и Мп в стали приведено в табл. 1. Цифра 3 (ВСтЗсп) обозначает категорию стали, гарантирующую величину ударной вязкости при температуре +20 и -20 °С.

Кроме углеродистой стали обыкновенного качества изготовляется сталь углеродистая качественная конструкционная по ГОСТ 1050-74. Ее насчитывается 24 марки - от 08 кп до 60. В строительных конструкциях иногда применяют конструкционную низкоуглеродистую сталь марок 10, 15, 20. Цифры, обозначающие марки стали, показывают среднее содержание в ней углерода в сотых долях процента

В настоящее время применяют прокат из стали углеродистой свариваемой для строительных конструкций. Изготовленный в виде листов, полос, уголков, балок и швеллеров следующих марок: 18кп толщиной 4-40 мм, 18пс толщиной 4-16 мм (лист) и 4-20 мм (фасонный прокат), 18сп толщиной 4-20 мм, 18пс толщиной 4-30 мм, 18Гсп толщиной 31-40 мм. Это все низкоуглеродистая хорошо свариваемая сталь с содержанием углерода 0,14-0,22 %.

Вывод: для изготовления стропильной фермы выбрана сталь марки ВСт3сп..2 Описание свариваемости основного материала Свариваемость - это способность металлов к образованию качественного сварного соединения. Свариваемость определяется внешними и внутренними факторами. К ним, помимо химического состава, относятся технология сварки (режимы), жесткость сварного узла, а также комплекс требований, предъявляемых к сварному соединению условиями эксплуатации.

Основными характеристиками свариваемости сталей является их склонность к образованию трещин и механические свойства сварного шва.

По свариваемости стали подразделяют на четыре группы:

1 - хорошая свариваемость;

2 - удовлетворительная свариваемость;

3 - ограниченная свариваемость;

4 - плохая свариваемость.

К группе 1 относят стали, сварка которых может быть выполнена без подогрева до сварки и в процессе сварки и без последующей термообработки. Но применение термообработки не исключается для снятия внутренних напряжений.

К группе 2 относят преимущественно стали, при сварке которых в нормальных производственных условиях трещины не образуются, а также стали, которые для предотвращения трещин нуждаются в предварительном нагреве. Стали, которые необходимо подвергать предварительной и последующей термообработке.

К группе 3 относят стали, склонные к образованию трещин в обычных условиях сварки. Их предварительно подвергают термообработке и подогревают. Большинство сталей этой группы термически обрабатывают и после сварки.

К группе 4 относят стали, наиболее трудно сваривающиеся и склонные к образованию трещин. Сваривают обязательно с предварительной термообработкой, подогревом в процессе сварки и последующей термообработкой.

Низкоуглеродистая сталь марки ВСт3пс ГОСТ 380 -94 отличается хорошей свариваемостью. Технология её сварки должна обеспечивать определенный комплекс требований, основными из которых являются равно прочность сварного соединения с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном шве. Для этого механические свойства металла шва и около шовной зоны должны быть не ниже нижнего предела механических свойств основного металла.

При сварке ответственных конструкций, швы не должны иметь трещин, не проваров, пор, подрезов. Геометрические размеры и форма швов должны соответствовать требуемым. Сварное соединение должно быть стойким против перехода в хрупкое состояние. Технология должна обеспечивать максимальную производительность и экономичность процесса сварки при требуемой надежности и долговечности конструкции.

Механические свойства металла шва и сварного соединения зависят от его структуры, которая определяется химическим составом, режимом сварки и предыдущей и последующей термической обработкой.

Химический состав металла шва зависит от доли участия основного и электродного металлов в образовании шва и взаимодействий между металлом, шлаком и газовой фазой.

Сталь марки ВСт3сп имеет следующий химический состав (см. таб. 1): Таблица 1

Сэ2 = 0,22 + 0,65/6 = 0,32.

Сталь считают не склонной к образованию холодных трещин при сварке, если С, 0,45 % в сталях появляется потенциальная возможность возникновения холодных трещин. Если предварительная оценка свариваемости по Сэ указывает на склонность стали к образованию холодных трещин, то, как правило, применяют дополнительные технологические мероприятия, например предварительный подогрев свариваемых элементов.

В соответствии с расчётом эквивалентного содержания углерода в стали марки ВСт3сп эта сталь относится к первой группе свариваемости, т.е. сварка может быть выполнена без подогрева до и в процессе сварки, и без последующей термообработки.

Низкоуглеродистые стали сваривают электродами типов Э42, Э50 с основным покрытием марок УОНИ-13/45, СМ-11, УОНИ-13/55 и др. .3 Выбор сварочных материалов Для сварки фермы выбраны электроды типа Э50А по ГОСТ 9467-75 марки УОНИ-13/55.

Электроды типа Э50А по ГОСТ 9467-75 марки УОНИ-13/55 обеспечивают получение металла шва с высокой стойкостью к образованию кристаллизационных трещин и низким содержанием водорода.

По рекомендации ГОСТ 9467-75 электроды типа Э50А марки УОНИ-13/55 предназначены для ручной дуговой сварки особо ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей, когда к металлу сварных швов предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости. Сварка возможна во всех пространственных положениях, кроме вертикального сверху вниз, постоянным током обратной полярности и переменным током от источников питания с напряжением холостого хода (70±10)В.

Характеристика электродов

Характеристики электродов:

Покрытие кисло-целлюлозное

Коэффициент наплавки, г/А•ч 8,0

Производительность наплавки для диаметра 3,0 мм, кг/ч 0,7

Расход электродов на 1 кг наплавленного металла, кг 1,7

Особые свойства: Малая проплавляющая способность.

Можно производить сварку по окисленной поверхности.

Необходима прокалка перед сваркой 1 ч при 120 °С. Рекомендуемые значения сварочного тока: