Технологический процесс заготовки, сборки и сварки, Выбор материала изделия. Обоснование катетов сварных швов - Технология сборки и сварки передней рамы фронтального погрузчика МоАЗ 40484

Выбор материала изделия. Обоснование катетов сварных швов

Материал изделия для изготовления сварной конструкции, необходимо выбирать в зависимости от свойств, требуемых для условий эксплуатации, а также сварочных свойств, зависящих от химического состава. В сочетании с требованиями, предъявляемыми условиями эксплуатации, требование высокой свариваемости определяет практическую пригодность материала для сварки конструкции. Кроме того, свойства материала должны обеспечивать технологическую обрабатываемость и экономическую целесообразность.

При сварке из-за теплового воздействия в зоне соединения механические и эксплуатационные свойства металла могут значительно отличаться от аналогичных свойств основного металла. Поэтому необходимо выбирать материалы с хорошей свариваемостью. Один из важнейших вопросов проектирования - правильность выбора материала, поскольку он оказывает непосредственное влияние на технические характеристики, массу и экономичность изготовления конструкции.

В качестве материала для изготовления передней рамы фронтального погрузчика МоАЗ 40484 используется конструкционная низколегированная сталь марки 09Г2С.

Чаще всего прокат из данной марки стали используется для строительных конструкций благодаря высокой механической прочности. Устойчивость свойств в широком температурном диапазоне позволяет применять детали из этой марки в диапазоне температур от -70 до +450 С. Также легкая свариваемость позволяет изготавливать из листового проката этой марки сложные конструкции для химической, нефтяной, строительной, судостроительной и других отраслей. Применяя закалку и отпуск изготавливают качественную трубопроводную арматуру.

Сварка может производиться как без подогрева, так и с предварительным подогревом до 100-120 С. Так как углерода в стали мало, то сварка ее довольно проста, причем сталь не закаливается и не перегревается в процессе сварки, благодаря чему не происходит снижение пластических свойств или увеличение ее зернистости. К плюсам применения этой стали можно отнести также, что она не склонна к отпускной хрупкости и ее вязкость не снижается после отпуска.

Вышеприведенными свойствами объясняется удобство использования 09Г2С от других сталей с большим содержанием углерода или присадок, которые хуже варятся и меняют свойства после термообработки.

Химический состав по ГОСТ 19281-89 и механические свойства стали 09Г2С приведены в таблицах 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1 - Химический состав стали 09Г2С

Содержание элементов, %

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

N

Cu

До 0,12

0,5-0,8

1,3-1,7

До 0,3

До 0,04

До 0,035

До 0,3

До 0,008

До 0,3

Таблица 2.2 - Механические свойства стали 09Г2С

Предел кратковременной прочности, МПа

Предел текучести для остаточной деформации, МПа

Относительное удлинение при разрыве, %

Ударная вязкость

KCU при 20?,Дж/см2

380-490

345

21

64

Для оценки свариваемости стали производят расчет эквивалентного значения углерода для низколегированных сталей и эквивалентного значения хрома и никеля для высоколегированных сталей. Т. к. сталь 09Г2С относится к низколегированным, произведем расчет эквивалентного значения углерода.

(2.1)

Где, , , , , и - массовые доли углерода, марганца, хрома, ванадия, молибдена, никеля и меди в %.

Стали, у которых, считаются не склонными к образованию холодных трещин при сварке.

Сталь 09Г2С является хорошо свариваемой т. к. Сэкв<0,45%. В связи с этим при сварке не потребуется дополнительный подогрев и последующая термообработка.

В дипломном проекте будет произведена проверка прочности сварных швов.

Методы расчета сварных соединений тесно связаны с технологией сварки, причем для многих видов соединений расчет носит весьма условный характер. Однако методику расчета сварных соединений нельзя еще считать установившейся.

Прочность сварного соединения характеризуется величиной напряжений, возникающих в нем под влиянием действующих усилий. Чтобы соединение было прочным, фактические напряжения в нем при работе должны быть в несколько раз ниже тех, при которых металл шва разрушается.

Величина допускаемых напряжений регламентируется соответствующими нормами, принятыми для тех или иных конструкций, в зависимости от их назначения применяемого металла, условий работы и пр. Допускаемое напряжение всегда ниже предела упругости данного материала. Отношение предела прочности к допускаемому напряжению называется запасом прочности.

Передняя рама фронтального погрузчика МоАЗ 40484 в процессе эксплуатации воспринимает определенные нагрузки, действующие на нее. При расчете сварных швов учитывался запас прочности по каждому шву, в связи с тем, что в данном дипломном проекте не производилось модернизации конструкции и сварные швы принимались согласно конструкторской документации.

При неизвестных усилиях растяжения или сжатия, действующих на свариваемые детали, катет шва принимается конструктивно.

Производим расчет массы наплавленного металла для каждого шва в изделии по формуле:

(2.4)

Где Fнм - площадь наплавленного металла, м2 ;

Г - плотность стали, = 7800 кг/м3 ;

Lшва - длина шва, м.

Площадь наплавленного металла для угловых швов определяется по формуле:

(2.5)

Где k - катет шва, мм;

А - коэффициент, учитывающий форму шва (для выпуклых швов а = 1,2; для вогнутых а = 0,9);

Б - угол, под которым свариваются детали.

Результаты расчета по каждому сварному шву передней рамы фронтального погрузчика МоАЗ 40484 заносим в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 - Сводная таблица

Номер шва

Обозначение

Длина шва

Lшва, м

Площадь наплавленного металла

Fнм, мм2

Масса наплавленного металла

Мнм, кг

1

ГОСТ 14771-76-Т1-ИП-П-?10

22,812

60

10,67

2

ГОСТ 14771-76-Н1-ИП-П-?6

5,77

21,6

0,97

3

ГОСТ 14771-76-Т1-ИП-П-?4

2,61

9,6

0,195

4

ГОСТ 14771-76-У4-ИП-П-?8

0,814

38,4

0,243

5

ГОСТ 14771-76-У1-ИП-П-?4

1,14

9,6

0,085

Итого масса наплавленного металла на сварную конструкцию

13,163

Похожие статьи




Технологический процесс заготовки, сборки и сварки, Выбор материала изделия. Обоснование катетов сварных швов - Технология сборки и сварки передней рамы фронтального погрузчика МоАЗ 40484

Предыдущая | Следующая