Кривошипно-шатунний механізм. Зварювальні мости та їх обладнання - Технічні науки - Скачать бесплатно
Зміст.
1 МЕХАНІЗМИ ВЕДУЧИХ МОСТІВ.............................................................З
ТЕХНІЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ ТРАНСМІСІЇ..........................................8
Технічне обслуговування зчеплення...............................................................8
Технічне обслуговування коробки передач..................................................11
Технічне обслуговування карданної передачі..............................................12
Технічне обслуговування заднього моста.....................................................12
2 ЗВАРЮВАННЯ НИЗЬКОЛЕГОВАНИХ СТАЛЕЙ..................................14
Особливості зварювання низьколегованих сталей......................................14
Технологія зварювання низьколегованої сталі.............................................16
1 МЕХАНІЗМИ ВЕДУЧИХ МОСТІВ.
Мости автомобіля виконують функції осей, на які встановлюються колеса. Залежно від схеми трансмісії мости можуть бути: • ведучими; • веденими; • керованими; • підтримувальними. На автомобілях найчастіше встановлюють два або три мости. Якщо автомобіль має два мости, то за ведучий, як звичайно, править задній міст, рідше передній. У двовісних автомобілів підвищеної прохідності ведучі обидва мости. Якщо на автомобілі три мости, ведучими є два задніх мости або всі три. Найпростішу конструкцію має задній ведучий міст автомобілів із колісною формулою 4x2.
Ведучий міст, як правило, об'єднує в одному агрегаті такі механізми: • головну передачу; • диференціал; • півосі. Зазначені механізми конструктивно розміщуються в спільному картері ведучого моста й призначені для передавання крутного моменту на колеса. Механізми моста збільшують передаваний момент і розподіляють його на колеса відповідно до умов контакту кожного колеса з дорогою. Під час передавання крутного моменту картер моста навантажується реактивним моментом, який намагається повернути його проти напряму обертання коліс. Від такого повороту міст утримується підвіскою або її напрямними елементами. Підвіска передає на картер моста також вертикальні, горизонтальні й бокові зусилля, що виникають під час руху автомобіля.
Механізми переднього ведучого моста відрізняються від механізмів заднього ведучого моста складнішим приводом до коліс. На вантажних автомобілях півосі до кожного колеса роблять розрізними й з'єднують одним карданним шарніром однакових кутових швидкостей. На передньоприводних легкових автомобілях піввісь з'єднується з колесом і диференціалом двома кульковими шарнірами однакових кутових швидкостей. На автомобілях підвищеної прохідності для збільшення тягового зусилля в приводі до ведучого й керованого коліс іноді роблять колісну передачу планетарного типу. Головну передачу й диференціал у передньому й задньому ведучих мостах виконують однаковими.
Головна передача слугує для збільшення крутного моменту та зміни його напряму під прямим кутом до поздовжньої осі автомобіля й виконується з конічних шестерень. Залежно від кількості шестерень головні передачі поділяють на: • одинарні конічні, що складаються з однієї пари шестерень і, в свою чергу, поділяються на прості й гіпоїдні; • подвійні, які складаються з пари конічних і пари циліндричних шестерень.
Одинарні конічні прості передачі застосовують переважно на легкових автомобілях і вантажних автомобілях малої й середньої вантажопідйомності. В цих передачах ведучу конічну шестірню з'єднано з карданною передачею, а ведену — з коробкою диференціала й через механізм диференціала з півосями.
У більшості автомобілів одинарні конічні передачі мають зубчасті колеса з гіпоїдним зачепленням. Гіпоїдні передачі порівняно з простими мають низку переваг: у них є вісь ведучого колеса, розташована нижче від осі веденого, що дає змогу опустити нижче карданну передачу, а отже, знизити підлогу кузова легкового автомобіля. Внаслідок цього опускається центр ваги й підвищується стійкість автомобіля. Крім того, гіпоїдна передача має потовщену форму основи зубів шестерень, що істотно підвищує їхню навантажувальну здатність і стійкість проти спрацювання. Проте для мащення шестерень необхідно застосовувати спеціальну оливу (гіпоїдну), розраховану для роботи в умовах передавання великих зусиль, що виникають у місці контакту зуб'їв шестерень.
Подвійні головні передачі установлюють на автомобілях великої вантажопідйомності для збільшення загального передаточного числа трансмісії й підвищення передаваного крутного моменту. В цьому разі передаточне число головної передачі обчислюють як добуток передаточних чисел конічної і циліндричної пар.
Подвійна головна передача автомобіля ЗИЛ-130 є частиною механізмів ведучого заднього моста розміщених у його балці. Ведучий вал головної, передачі виконано як одне ціле з ведучою конічною шестірнею. Його встановлено на конічних роликових підшипниках у стакані, закріпленому на картері головної передачі. Тут же в картері на роликових конічних підшипниках установлено проміжний вал із ведучою циліндричною шестірнею. На фланці вала жорстко закріплено ведену конічну шестірню, що перебуває в зачепленні з іншою шестірнею. Ведену циліндричну шестірню з'єднано з лівою та правою чашками диференціала, які утворюють його коробку. В коробці встановлено деталі диференціала: хрестовину з сателітами і півосьовими шестернями.
Під час роботи головної передачі крутний момент передається від карданної передачі на фланець ведучого вала та його шестірню, далі на ведену конічну шестірню, проміжний вал і його шестірню, ведену циліндричну шестірню і через деталі диференціала на півосі, зв'язані з маточинами коліс автомобіля.
Диференціал призначається для передавання крутного моменту від головної передачі до півосей і дає їм змогу обертатися з різною швидкістю під час повороту автомобіля й на нерівностях дороги.
На автомобілях застосовують шестеренчасті конічні диференціали, які складаються з півосьових шестерень, сателітів та корпусу, що об'єднує їх і кріпиться до веденої шестірні головної передачі.
Диференціали такого типу використовують як міжколісні (між колесами ведучих мостів). Вони різняться конструкцією корпусу й кількістю сателітів. Конічні диференціали використовують також і як міжосьові. В цьому разі вони розподіляють крутний момент між головними передачами ведучих мостів.
Для розгляду принципу дії вважатимемо, що вісь сателітів установлено в корпусі. Під час обертання ведучої шестірні і веденої шестірні головної передачі крутний момент передається на вісь сателітів, далі через сателіти на півосьові шестерні й на півосі.
Під час руху автомобіля по прямій і рівній дорозі задні колеса зустрічають однаковий опір і обертаються з однаковою частотою. Сателіти навколо своєї осі не обертаються, й на обидва колеса передаються однакові крутні моменти. Як тільки умови руху змінюються, наприклад на повороті, ліва піввісь починає обертатися повільніше, оскільки колесо, з яким вона зв'язана, зустрічає великий опір. Сателіти починають обертатися навколо своєї осі, обкочуючись по півосьовій шестірні (лівій), що сповільнюється, й збільшуючи частоту обертання правої півосі. В результаті праве колесо прискорює своє обертання й проходить більший шлях по дузі зовнішнього радіуса.
Водночас зі зміною швидкостей півосьових шестерень змінюється крутний момент на колесах — на колесі, яке прискорюється, момент зменшується.
Оскільки диференціал розподіляє моменти на колеса порівну, то в цьому разі на колесі, що сповільнюється, також зменшується момент. У результаті сумарний момент на колесах зменшується й тягові властивості автомобіля погіршуються. Це негативно впливає на прохідність автомобіля під час руху по бездоріжжю й на слизьких дорогах. Проте на дорогах із добрим зчепленням шестеренчастий конічний диференціал забезпечує кращі стійкість і керованість.
Для підвищення прохідності автомобіля під час руху по бездоріжжю застосовують диференціали з примусовим блокуванням або самоблоківні.
Примусове блокування полягає в тому, що ведучий елемент (корпус) диференціала в момент умикання блокування жорстко з'єднується з півосьовою шестірнею. Для цього передбачено спеціальний дистанційний пристрій із зубчастою муфтою.
Самоблоківний диференціал підвищеного тертя (кулачковий), що застосовується на автомобілі ГАЗ-66, складається з внутрішньої і зовнішньої зірочок, між кулачками яких закладено сухарі сепаратора Сепаратор виконано як одне ціле з лівою чашкою диференціала й з'єднано з веденою шестірнею головної передачі. Права чашка вільно охоплює зовнішню зірочку й разом із лівою чашкою утворює корпус диференціала. Зірочки диференціала своїми внутрішніми шліцами з'єднуються з півосями.
Під час обертання веденої шестірні головної передачі й руху автомобіля по прямій сухарі з однаковою силою тиснуть на кулачки обох зірочок і змушують їх обертатися з однаковою швидкістю.
Якщо одне з коліс потрапляє на поверхню дороги з великим опором рухові, то зв'язана з ним зірочка починає обертатися з меншою частотою, ніж сепаратор. Сухарі, перебуваючи в сепараторі, з більшою силою тиснуть на кулачки зірочки, що сповільнюється, й прискорюють її обертання.
Отже, в місцях контакту сухарів із кулачками зірочок виникає підвищене тертя, що перешкоджає істотній зміні відносних швидкостей обох зірочок, і колеса обертаються з приблизно однаковими кутовими швидкостями. Через сили тертя сухарів по кулачках перерозподіляються моменти. На зірочці, що прискорюється, сили тертя спрямовані проти напряму обертання, на зірочці, що відстає, — в напрямі обертання. Крутний момент на зірочці, що відстає, зростає, а на тій, що прискорюється, зменшується на момент сил тертя, й у результаті пробуксовування коліс не відбувається.
Привод до ведучих коліс. У ведучих мостах автомобілів крутний момент передається від диференціала до ведучих коліс за допомогою півосей. Залежно від способу встановлення півосей у картері моста вони можуть бути повністю або частково розвантаженими від згинальних моментів, що діють на піввісь.
Повністю розвантажені півосі застосовують на автомобілях середньої й великої вантажопідйомності, а також на автобусах. Такі півосі встановлюються вільно всередині моста, а маточина колеса спирається на балку моста через два підшипники.
Напіврозвантажені півосі спираються на підшипник, що розміщений усередині балки моста, а маточина колеса жорстко з'єднується з фланцем півосі. Тому така піввісь виявляється навантаженою крутним моментом і частково згинальним. Напіврозвантажені півосі застосовують у механізмах задніх ведучих мостів легкових автомобілів і вантажних автомобілів на їхній базі.
Колісні передачі застосовують на деяких великовантажних автомобілях для зниження навантаження в карданній передачі та механізмах ведучого моста. До таких передач належать прості шестеренчасті циліндричні передачі з внутрішніми зачепленнями або планетарні.
За ведучу ланку планетарної колісної передачі править сонячна шестірня, що встановлена на шліцах півосі і перебуває в зачепленні з трьома шестернями-сателітами. Осі сателітів закріплено нерухомо у водилі, яке становить опору для підшипників маточини колеса й жорстко закріплене на балці моста. Сателіти зачеплено з корінною шестірнею, яку скріплено болтами з маточиною колеса Ззовні колісну передачу закрито кришкою, яка разом із корінною шестірнею й маточиною колеса утворює обертовий картер, куди заливають оливу для мащення зубчастих зачеплень і підшипників.
Передаточне число планетарної передачі визначається відношенням кількості зуб'їв коронної шестірні до кількості зуб'їв сонячної й становить 1,4... 1,5. Навантажувальна здатність і стійкість проти спрацювання планетарної передачі дуже високі, оскільки крутний момент у ній передається від сонячної шестірні до корінної трьома потоками через сателіти й підсумовується на маточині колеса.
Привод переднього ведучого й керованого коліс на вантажних, автомобілях підвищеної прохідності здійснюється через карданний шарнір однакових кутових швидкостей, ведучий кулак якого зроблено як одне ціле з піввіссю. Ведений кулак шарніра закінчується приводним валом, який шліцами з'єднується з фланцем, а через нього з маточиною колеса. Маточина через конічні роликові підшипники спирається на порожнисту поворотну цапфу, яку встановлено на конічних підшипниках в рознімному корпусі на шипах шворня. Шипи приварено до сферичної чашки балки моста.
Верхня кришка, яка закриває опорний підшипник шворня, водночас править за поворотний важіль цапфи, зв'язаний із рульовим керуванням.
На легкових автомобілях привод кожного переднього ведучого колеса здійснюється через зовнішній і внутрішній шарніри однакових кутових швидкостей, з'єднані валом. Застосування двох шарнірів у приводі кожного колеса зумовлене конструкцією незалежної підвіски передніх коліс. Внутрішні шарніри забезпечують переміщення коліс при вертикальних ходах підвіски, а зовнішні — при повороті коліс відносно вертикальної осі, що потрібно в разі зміни напряму руху автомобіля.
ТЕХНІЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ ТРАНСМІСІЇ
Технічне обслуговування зчеплення.
Основні ознаки несправності:
• пробуксовування; • неповне вимикання (веде), • ривки під час зрушування з місця; • шум у зчепленні під час руху; • заїдання педалі; • підтікання рідини в з'єднаннях привода зчеплення.
Пробуксовування зчеплення може відбуватися через:
обмеження вільного ходу педалі внаслідок неправильного регулювання або спрацювання фрикційних накладок;
замаснення фрикційних накладок веденого диска.
При цьому крутний момент від двигуна передається не повністю, погіршується розгін автомобіля, сповільнюється зрушення з місця, а в разі великого пробуксовування автомобіль залишається нерухомим, навіть якщо передачу ввімкнено й педаль зчеплення відпущено.
Щоб усунути несправність, треба перевірити вільний хід по центру площадки педалі: він має становити 26...35 мм на автомобілях ВАЗ, 35...45 мм на автомобілях «Москвич», 26...З8 мм на автомобілях ЗАЗ і 12...28 мм на автомобілі ГАЗ-24. Вільний хід створюється завдяки зазорам у деталях підвіски педалі, між штовхачем і поршнем головного циліндра, між підп'ятником та витискною п'ятою, тобто відповідає переміщенню педалі до початку прогину діафрагмової пружини (ВАЗ, «Москвич») або до початку стискання витих натискних пружин (ЗАЗ). Вільний хід педалі на автомобілі ГАЗ-24 витрачається на вибирання зазору між штовхачем і поршнем головного циліндра та на переміщення поршня від крайнього положення до перекриття манжетою компенсаційного отвору циліндра.
На автомобілях ВАЗ вільний хід змінюється регулювальною гайкою. Для цього слід послабити контргайку і, закручуючи або відкручуючи гайку, змінити положення вилки відносно штовхача Після регулювання треба затягнути контргайку.
Вільний хід педалі привода зчеплення на автомобілях «Москвич» регулюється зміною довжини штовхача поршня робочого циліндра при послабленій контргайці викручуванням або закручуванням штовхача з вилкуватого наконечника. Для збільшення вільного ходу штовхач угвинчується (вкорочується), а для зменшення — вигвинчується (подовжується). Якщо після регулювання вільного ходу педалі зчеплення пробуксовує, то його треба зняти, промити або замінити накладки веденого диска.
Порядок регулювання вільного ходу педалі зчеплення на автомобілі ЗАЗ такий:
• зняти відтяжну пружину важеля і відтиснути останній до упора підп'ятника вилки в п'яту відтискних важелів; хід важеля має становити 4...5 мм, що відповідає зазору між п'ятою та підшипником 2,4...3,4 мм;
• утримуючи шток поршня ключем, відпустити його контргайку і, повернувши регулювальну гайку, установити нормальний хід важеля;
• після регулювання, утримуючи нерухомо штовхач, закрутити контргайку, перевірити вільний хід педалі й надіти відтяжну пружину.
Неповне вимикання зчеплення супроводжується шумом і скреготом зуб'їв муфт синхронізаторів об зубчасті вінці шестерень при вмиканні передач і є наслідком:
збільшеного вільного ходу педалі зчеплення;
потрапляння повітря в гідропривід.
Для усунення несправності треба перевірити вільний хід педалі зчеплення й у разі потреби відрегулювати його. Якщо педаль переміщується з малим опором («провалюється»), то це свідчить про потрапляння в гідропривід повітря, яке необхідно видалити таким чином:
• заповнити бачок гідропривода рідиною до нормального рівня;
• очистити клапан випускання повітря 29 (див. рис. 4.5) від бруду;
• зняти захисний ковпачок;
• надіти на клапан шланг і занурити його у склянку з рідиною, що заливається в привод;
• відкрутити на півоберта клапан і кілька разів швидко натиснути на педаль зчеплення й повільно відпускати її, поки зі шланга не припиниться вихід бульбашок повітря;
• затримати педаль в натиснутому положенні й закрутити клапан;
• зняти шланг і долити в бачок рідину до нормального рівня.
Ривки під час зрушування з місця можуть бути наслідком:
спрацювання веденого диска;
задирок на поверхні дисків.
Зчеплення в цьому разі ремонтують.
Шум у зчепленні з'являється внаслідок:
перекосу (биття) натискної п'яти;
спрацювання витискного підп'ятника.
В цьому разі зчеплення підлягає ремонту.
Заїдання педалі в натиснутому положенні можливе через поломку або від'єднання відтяжної пружини педалі, яку слід замінити новою.
Привод зчеплення автомобіля ГАЗ-24 в експлуатації регулювання не потребує. Робочий циліндр цього привода має автоматичне регулювання. Компенсація спрацювання фрикційних накладок веденого диска зчеплення здійснюється автоматично завдяки зміщенню робочої зони поршня по довжині робочого циліндра. Зазору між муфтою та важелями вимикання зчеплення немає, тому, коли двигун працює, зовнішня обойма шарикового підшипника муфти весь час обертається.
Технічне обслуговування коробки передач.
Несправності: • шум під час руху автомобіля; • утруднене перемикання передач; • самочинне вимикання передачі; • підтікання оливи.
Шум у коробці передач з'являється через:
відсутність оливи в картері;
велике спрацювання зуб'їв шестерень і підшипників валів.
Для усунення несправності слід перевірити рівень оливи в картері, який має бути поблизу нижньої кромки бічного заливного отвору (автомобілі ВАЗ, ЗАЗ та ГАЗ-24) або біля мітки на оливовимірювальному стержні (автомобілі «Москвич»); якщо треба, то слід долити оливу, перевірити й відрегулювати вільний хід педалі зчеплення. Якщо шум не припиниться, то коробку слід розібрати й замінити спрацьовані деталі.
Утруднене перемикання передач спостерігається внаслідок:
застосування оливи з підвищеною в'язкістю;
поломки пружин кілець синхронізаторів;
неповного вимикання зчеплення (веде);
деформування або заїдання сферичного шарніра важеля перемикання передач;
заїдання штоків вилок і деформування вилок перемикання передач.
Самочинне вимикання передачі спричиняється:
спрацюванням фіксаторів або поломкою їхніх пружин;
спрацюванням блокувальних кілець синхронізаторів.
Для усунення зазначених несправностей треба зняти й розібрати коробку передач, спрацьовані деталі замінити.
Технічне обслуговування карданної передачі.
Основні несправності: • послаблення кріплення фланців карданних шарнірів і проміжної опори; • спрацювання шліцьової муфти, хрестовини й підшипників; прогин вала. Ці несправності проявляються у ривках під час зрушування автомобіля з місця й перемикання передач, а також у шумах під час руху. Послаблення кріплень виявляються перевіркою затягування болтів і гайок за допомогою ключа. Спрацьовані деталі треба замінити.
Технічне обслуговування заднього моста.
Несправності: • постійний шум і сильне нагрівання під час руху; • шум на поворотах; • підтікання оливи.
Шум і нагрівання під час руху можуть виникати внаслідок:
нестачі оливи в картері (або застосування оливи невідповідного сорту);
спрацювання або неправильного зачеплення зуб'їв шестерень головної передачі;
спрацювання чи неправильного регулювання підшипників.
Для усунення несправності слід перевірити, чи є олива, рівень якої має бути поблизу нижньої кромки заливного отвору; в разі потреби оливу долити. Якщо це не допоможе, то задній міст підлягає ремонту.
Шум на поворотах найчастіше виникає в разі:
заклинювання сателітів на осі;
заїдання шийок півосьових шестерень в коробці диференціала.
Усувається шум заміною непридатних деталей.
Підтікання оливи визначається оглядом місця стоянки автомобіля й усувається підтягуванням з'єднань, заміною прокладок і сальників.
ЩТО Перед виїздом пересвідчитися, що не підтікає олива з картерів коробки передач і головної передачі, перевірити дію зчеплення, коробки передач, карданної та головної передач на ходу автомобіля.
ТО Через 10 тис. км пробігу автомобіля:
• проконтролювати рівень рідини в бачку привода зчеплення (доливати тільки гальмову рідину «Нева») та рівень оливи в картерах коробки передач і головної передачі;
• підтягнути болти й гайки кріплення фланців карданних шарнірів і проміжної опори карданного вала.
Через 20 тис. км пробігу автомобіля перевірити й, якщо треба, відрегулювати вільний хід педалі зчеплення.
Після перших 2...З тис. км пробігу автомобіля, а надалі через 70 тис. км або через три роки замінити оливу в картерах коробки передач і головної передачі. Заміну проводити відразу після поїздки, коли олива ще тепла. Крізь спускні отвори, викрутивши пробки, злити оливу з картерів, підняти задні колеса домкратом, закрутити спускні пробки, залити в картери оливу для двигуна до половини рівня, завести двигун і ввімкнути четверту передачу на 1...2 хв. Зупинити двигун, злити промивальну оливу й заправити картери оливою до норми.
На автомобілях ВАЗ треба викрутити пробки й змастити консистентним мастилом ФИОЛ-1 шліцьове з'єднання переднього карданного вала з боку пружної муфти. На автомобілі «Москвич» заповнити штауферні оливниці підшипників півосей консистентним мастилом 1-13 або ЯНЗ-2 й закрутити ковпачки.
На автомобілях ЗАЗ та ГАЗ-24 через 12 тис. км пробігу змастити карданні шарніри півосей трансмісійною оливою, яку нагнітають шприцом до виходу через усі ущільнювачі підшипників хрестовини.
Картери можна поповнювати тільки тією оливою, яку було залито раніше; в разі переходу на оливу іншого сорту картер необхідно промити тією оливою, що заправлятиметься. Консистентні мастила нагнітаються за допомогою солідолонагнітача до повного виходу відпрацьованого мастила й появи свіжого із зазорів спряжених деталей. Якщо мастило через оливницю не проходить, то треба викрутити оливницю й перевірити її справність, нагнітаючи через неї мастило. Якщо автомобіль експлуатується на брудних і запилених дорогах, терміни мащення вузлів скорочуються в два-три рази.
2 ЗВАРЮВАННЯ НИЗЬКОЛЕГОВАШІХ СТАЛЕЙ.
Леговані сталі поділяються на низьколеговані (легуючих елементів в сумі менше 2,5%), середньолеговані (від 2,5 до 10%) і високолеговані (більше 10%), Низьколеговані сталі ділять на низьколеговані низьковуглецеві, низьколеговані теплостійкі і низьколеговані середньовуглецеві.
Механічні властивості і хімічний склад марок низьколегованих сталей наводяться у довідковій літературі.
Склад вуглецю в низьколегованих низько вуглецевих конструкційних сталях не перевищує 0,22%. В залежності від легування сталі поділяють на марганцевисті (14Г, 14Г2), кремнемарганцевисті (09Г2С, 10Г2С1, 14ГС, 17ГС та ін.) хромокремнемарганцевисті (14ХГС та ін.), марганцевоазотнованадієві (14Г2АФ, 18Г2АФ, 18Г2Фпс та ін.), марганцеве ніобієву (10Г2Б), хромокремненікельмідисті (10ХСНД, 15ХСНД) і так далі.
Низьколеговані низько вуглецеві сталі використовують в транспортному машинобудуванні, кораблебудуванні, гідротехнічному будівництві, у виробництві труб та ін. Низьколеговані сталі поставляють по ГОСТ 19281-73 і 19282-73 і спеціальних технічних умовах.
Низьколеговані теплостійкі сталі повинні володіти підвищеною міцністю при високих температурах експлуатації. Найбільш широко теплостійкі сталі використовують при виготовленні парових енергетичних установок. Для підвищення жароміцності в їх склад вводять молібден (М), вольфрам (В) і ванадій (Ф), а для забезпечення жаростійкості - хром (X), що утворює щільну захисну плівку на поверхні металу.
Низьколеговані середньо вуглецеві (більш 0,22% вуглецю) конструкційні сталі застосовують в машинобудуванні переважно в термообробленому стані. Технологія зварювання низьколегованих середньовуглецевих сталей подібна технології зварювання середньо легованих сталей.
Особливості зварювання низьколегованих сталей.
Низьколеговані сталі зварювати складніше, ніж низько вуглецеві конструкційні. Низьколегована сталь більш чутлива до теплових впливів при зварюванні. В залежності від марки низьколегованої сталі при зварюванні можуть утворюватися гартовані структури чи перегрів у зоні термічного впливу зварного з'єднання.
Структура біляшовного металу залежить від його хімічного складу, швидкості охолодження і тривалості перебування металу при відповідних температурах, при яких відбувається зміна мікроструктури і розміру зерен. Якщо в доевтектоїдної сталі отримати шляхом нагрівання аустеніт,, а потім сталь охолоджувати з різною швидкістю, то критичні точки сталі знижуються.
При малій швидкості охолодження отримують структуру перліт (механічна суміш фериту і цементиту). При великій швидкості охолодження аустеніт розпадається на складові структури при відносно низьких температурах і утворюються структури - сорбіт, тростит, бейніт і при дуже високій швидкості охолодження — мартенсит. Найбільш хрупкою структурою являється мартенситова, тому не слід при охолодженні допускати перетворення аустеніту в мартенсит при зварюванні низьколегованих сталей.
Швидкість охолодження сталі, особливо великої товщини, при зварюванні завжди значно перевищує звичайну швидкість охолодження металу на повітрі, внаслідок чого при зварюванні легованих сталей можливе утворення мартенситу.
Для запобігання утворенню при зварюванні гартованої мартенситової структури необхідно приймати, що сповільнюють охолодження зони термічного впливу, - підігрів виробу і використання багатошарового зварювання.
В деяких випадках в залежності від умов експлуатації виробів допускають перегрів, тобто збільшення зерен в металі зони термічного впливу зварних з'єднань, виконаних із низьколегованих сталей.
При високих температурах експлуатації виробів для підвищення опору текучості (деформування виробу при високих температурах з плином часу) необхідно мати крупнозернисту структуру і в зварному з'єднанні. Але метал з дуже крупним зерном володіє пониженою пластичністю в тому розмір зерен допускається до відомої межі.
При експлуатації виробів в умовах низьких температур повзучість виключається і необхідна дрібнозерниста структура металу, що забезпечує збільшену міцність і пластичність.
Покриті електроди та інші зварні матеріали при зварці низьколегованих сталей підбираються такими, щоб вміст вуглецю, сірки, фор фора та інших шкідливих елементів в них було нижче у порівнянні з матеріалами для зварювання низьковуглецевих конструкційних сталей. Цим вдається збільшити стійкість металу шва проти кристалізаційних тріщин, так як низьколеговані сталі в значній мірі схильні до їх утворення.
Технологія зварювання низьколегованої сталі.
Низьколеговані низько вуглецеві сталі 09Г2, 09Г2С, 10ХСНД, 10Г2С1 і 10Г2Б при зварюванні не загартовуються і не схильні до перегріву. Зварювання цих сталей проводять при будь-якому тепловому режимі, аналогічно режиму зварювання низько вуглецевої сталі.
Для забезпечення рівної міцності з'єднання ручну зварку виконують електродами типу Є5ОА. Твердість і міцність навколо шовної зони практично не відрізняються від основного металу,
Зварочні матеріали при зварюванні порошковим провідником і в захисному газі підбирають такими, щоб забезпечити міцністні властивості металу шва на рівні міцності, що досягається електродами типу Є50А.
Низьколеговані низько вуглецеві сталі 12ГС, 14Г, 14Г2, 14ХГС, 15ХСНД, 15Г2Ф, 15Г2СФ, 15Г2АФ при зварюванні можуть утворювати гартовані мікроструктури і перегрів металу шва і зони термічного впливу. Кількість структур, що гартуються різко зменшується, якщо зварка виконується з відносно великою погонною енергією, необхідною для зменшення швидкості охолодження зварного з'єднання. Проте зниження швидкості охолодження металу при зварювання призводить до укрупнення зерен (перегріву) металу шва і навколо шовного металу внаслідок підвищеного вмісту вуглецю в цих сталях. Це особливо стосується сталей 15ХСНД, 14ЧГС. Сталі 15Г2Ф, 15Г2СФ і 15Г2АФ менш схильні до перегріву в навколо шовній зоні, так як вони леговані ванадієм і азотом. Тому зварка більшості вказаних сталей обмежується більш вузькими межами теплових режимів, ніж зварювання низько вуглецевої сталі.
Режим зварювання необхідно підбирати так, щоб не було великої кількості гартованих мікроструктур і сильного перегріву металу. Тоді можна виконувати
зварювання сталі будь-якої товщини без обмежень при навколишній температурі не нижче - 10°С. При більш низькій температурі необхідний попередній підігрів до 120-150°С. При температурі нижче - 25°С зварювання виробів із загартовуючих сталей забороняється. Для попередження більшого перегріву зварювання сталей 15ХСНД і 14ХГС слід проводити на пониженій погонній тепловій енергії (при понижених значеннях струму електродами меншого діаметру) в порівнянні зі зварюванням низько вуглецевої сталі.
Для забезпечення рівної міцності основного металу і зварного з'єднання при зварюванні цих сталей потрібно використовувати електроди типу Є50А чи Є55.
Технологія зварювання низьколегованих середньовуглецевих сталей 17ГС, 18Г2АФ, 35ХМ та інших подібна до технології зварювання середньо легованих сталей.
|
