Разработка технологии сварки эстакады для легковых автомобилей эксплуатируемого в условиях Крайнего Севера

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение	3
Глава 1. Конструкторская часть	5
1.1 Общая характеристика эстакады	5
1.2 Требования, предъявляемые к металлическим конструкциям	5
1.3 Системы решетки	8
1.4. Выбор стали	11
1.5. Технологическое оснащение	24
Глава 2. Технологическая часть	30
2.1. Выбор способа сварки	30
2.2. Выбор сварочных материалов	34
2.3. Расчет параметров режима сварки	40
2.3. Выбор источника питания дуги	48
2.5. Последовательность сборки и ручной дуговой сварки	54
Глава 3. Контроль качества сварных соединений	58
Глава 4. Экономическая часть	63
Глава 5. Охрана труда при производстве сварочных работ	64
Заключение	78
Список используемой литературы	79


Введение

    Значительная роль в совершенствовании и развитии народного хозяйства отводится строительно-монтажным организациям и промышленности строительных материалов. Техническая реконструкция и перевооружение на базе новой техники многих отраслей промышленности, транспорта, сельского хозяйства, строительство жилых домов, развитие материальной базы, культурно-просветительных и спортивных сооружений возможны только при активном участии строителей.
    Задача соединения различных металлов и сплавов стоит перед человечеством очень давно. В процессе развития научной мысли удалось достигнуть многого в этом направлении. Быстрота, экономичность и прочность – вот главные преимущества, которые позволили сварке получить широкое признание во всех областях народного хозяйства. 
    В настоящее время для производства сварных конструкций находят применение широкий круг материалов: различные типы сталей, сплавы цветных и тугоплавких металлов, пластмассы, композитные и неметаллические материалы. В перспективе эта тенденция будет усиливаться. Одной из важных проблем сварки становится обеспечение свариваемости многих материалов, особенно условиях низких климатических температурах. 
    Одной из важнейших задач создания надежных и долговечных машин и конструкций северного исполнения является разработка рациональных технологий сварки как основного метода изготовления неразъемных соединений. Анализ причин и характера разрушений металлоконструкций, эксплуатируемых в условиях низких температур, показал, что эти разрушения в основном происходят в зонах сварных соединений.  Это неизбежно приводит к  снижению допустимых рабочих нагрузок на металлоконструкции при низких температурах окружающего воздуха и существенно ограничивает производительность и работоспособность производственного оборудования.
    Поэтому цель данного дипломного проекта является разработка технологии сварки эстакады для легковых автомобилей эксплуатируемого в условиях Крайнего Севера.
    Для достижения данной цели поставлены следующие задачи:
1. Обосновать выбор стали эстакады эксплуатируемого в условиях Крайнего Севера;
2. Выбрать вид и способ сварки и сварочные материалы;
3. Расчет режимов сварки узлов конструкции и выбор сварочного оборудования;
4. Разработать операционную технологическую карту сборки и сварки конструкций.
    

Глава 1. Конструкторская часть 

1.1 Общая характеристика эстакады
    Эстакада для легковых автомобилей представляют собой систему стержней, соединенных в узлах таким образом, что стержни испытывают, главным образом, растяжение или сжатие. Эстакада состоит из 36 опорных труб (стоек) диаметром 89 мм, соединенных между собой швеллером №12. Леерное ограждение выполнена из уголков 25х25. 
    Общий эстакады представлены на рисунке 1.

    Рис.1. Общий вид эстакады.
1.2 Требования, предъявляемые к металлическим конструкциям
    При проектировании металлических конструкций должны учитываться следующие основные требования. 
    Условия эксплуатации. Удовлетворение заданным при проектировании условиям эксплуатации является основным требованием для проектировщика. Оно в основном определяет систему, конструктивную форму сооружения и выбор материала для него. 
    Экономия металла. Требование экономии металла определяется большой его 	потребностью во 	всех отраслях  промышленности (машиностроение, транспорт и т. д.) И относительно высокой стоимостью. 
    В строительных конструкциях металл следует применять лишь в тех случаях, когда замена его другими видами материалов (в первую очередь железобетоном) нерациональна. 
    Транспортабельность. В связи с изготовлением металлических конструкций, как правило, на заводах с последующей перевозкой на место строительства в проекте должна быть предусмотрена возможность перевозки их целиком пли по частям (отправочными элементами) с применением соответствующих транспортных средств. 
    Технологичность. Конструкции должны проектироваться с учетом требований технологии изготовления я монтажа с ориентацией на наиболее современные и производительные технологические приемы, обеспечивающие максимальное снижение трудоемкости. 
    Скоростной  монтаж.  Конструкция  должна  соответствовать возможностям сборки ее в наименьшие сроки с учетом имеющегося монтажного оборудования. 
    Долговечность конструкции определяется сроками ее физического и морального износа. Физический износ металлических конструкций связан главным образом с процессами коррозии. Моральный износ связан с изменением условий эксплуатации. 
    Эстетичность. Конструкции независимо от их назначения должны обладать гармоничными формами. Особенно существенно это требование для общественных зданий и сооружений. 
    Все эти требования удовлетворяются конструкторами на основе выработанных наукой и практикой принципов советской школы проектирования и основных направлении ее развития. 
    Основным принципом советской школы проектирования является достижение трех главных показателей: экономии стали, повышения производительности труда при изготовлении, снижения трудоемкости и сроков монтажа, которые и определяют стоимость конструкции. Несмотря на то что эти показатели часто при реализации вступают в противоречие (так, например, наиболее экономная по расходу стали конструкция часто бывает наиболее трудоемкой в изготовлении и монтаже), советский опыт развития металлических конструкций подтверждает возможность реализации этого принципа. 
    Экономия металла в металлических конструкциях достигается на основе реализации следующих основных направлений: применения в строительных конструкциях низколегированных и высокопрочных сталей, использования наиболее экономичных прокатных и гнутых профилей, изыскания и внедрения в строительство современных эффективных конструктивных форм и систем (пространственных, предварительно напряженных, висячих, трубчатых и т.п.), совершенствования методов расчета и изыскания оптимальных конструктивных решений с использованием электронно-вычислительной техники.

     Эффективно 	и 	комплексно 	производственные 	требования 
удовлетворяются на основе типизации конструктивных элементов и целых сооружений. 
    Типизация металлических конструкций в России получила весьма широкое развитие. Разработаны типовые решения часто повторяющихся конструктивных элементов-колонн, ферм подкрановых балок, оконных и фонарных переплетов. В этих типовых решениях унифицированы размеры элементов и сопряжении. Для некоторых элементов разработаны стандарты. 
    Разработаны типовые решения таких сооружений, как радиомачты, башни, опоры линий электропередачи, резервуары, газгольдеры, пролетные строения мостов, некоторые виды промышленных зданий, сооружений и т. п. 
    Типовые решения разработаны на основе применения оптимальных с точки зрения затраты материала, размеров элементов, оптимальной технологии их изготовления Ц возможностей транспортирования. 
    Типизация и про водимая на ее основе унификация и стандартизация обеспечивают большую повторяемость, серийность изготовления конструктивных элементов и их деталей на заводах и, следовательно, способствуют повышению производительности труда, сокращению сроков изготовления на основе эффективного использования более совершенного оборудования и специальных технологических приспособлений (кондукторов, копиров, кантователей и т.п.). Типизация, унификация и стандартизация создают благоприятные условия для разработки и внедрения особенно эффективного поточного метода изготовления и монтажа металлических конструкций. 
    Типовые проекты обеспечивают экономию металла, упорядочивают проектирование, повышают его качество и сокращают сроки строительства. 
    Ведущим принципом скоростного монтажа является сборка конструкций в крупные блоки на земле с последующим подъемом их в проектное положение с минимальным количеством монтажных работ наверху. Типизация создает предпосылки для сокращения сроков монтажа, снижения его трудоемкости, так как повторяющиеся виды конструкций и их сопряжении позволяют лучше использовать монтажное оборудование и  совершенствовать процесс монтажа.

1.3 Системы решетки
    Выбор типа решетки зависит от схемы приложения нагрузок, очертания поясов и конструктивных требований. Так, во избежание изгиба пояса места приложения сосредоточенных нагрузок следует подкреплять элементами решетки. Для обеспечения компактности узлов угол между раскосами и поясом желательно иметь в пределах 30 ... 500. 
    Для снижения трудоемкости изготовления ферма должна быть по возможности простой с наименьшим числом элементов и дополнительных деталей. 
    Треугольная система решетки имеет наименьшую суммарную длину элементов и наименьшее число узлов. Различают фермы с восходящими и нисходящими опорными раскосами. Если опорный раскос идет от нижнего опорного узла фермы к верхнему поясу, то его называют восходящим. При направлении раскоса от опорного узла верхнего пояса к нижнему нисходящим. В местах приложения сосредоточенных нагрузок (например, в местах опирания прогонов кровли) можно установить дополнительные стойки или подвески. Эти стойки служат также для уменьшения расчетной длины пояса. Стойки и подвески работают только на местную нагрузку. 
    Недостатком треугольной решетки является наличие длинных сжатых раскосов, что требует дополнительного расхода стали для обеспечения их устойчивости. 
    В раскосной системе решетки все раскосы имеют усилия одного знака, а стойки - другого. Так, в фермах с параллельными поясами при восходящем раскосе стойки растянуты, а раскосы сжаты; при нисходящем - наоборот. Очевидно, при проектировании ферм следует стремиться, чтобы наиболее длинные элементы были растянуты, а сжатие воспринималось короткими элементами. Раскосная решетка более металлоемка и трудоемка по сравнению с треугольной, так как общая длина элементов решетки больше и в ней больше узлов. Применение раскосной решетки целесообразно при малой высоте ферм и больших узловых нагрузках. 
    Шпренгельную решетку применяют при внеузловом приложении сосредоточенных нагрузок к верхнему поясу, а также при необходимости уменьшения расчетной длины пояса. Она более трудоемка, но в результате исключения работы пояса на изгиб и уменьшения его расчетной длины может обеспечить снижение расхода стали. 
    Если нагрузка на ферму может действовать как в одном, так и в другом направлении (например, ветровая нагрузка), то целесообразно применение крестовой решетки. Раскосы такой решетки могут быть выполнены из гибких элементов. В этом случае сжатые раскосы вследствие большой гибкости выключаются из работы и решетка работает как раскосная с растянутыми раскосами и сжатыми стойками. 
    В фермах с поясами из тавров можно применить перекрестную решетку из одиночных уголков с креплением раскосов непосредственно к стенке тавра. 
    Ромбическая и полураскосная решетки благодаря двум системам раскосов обладают большой жесткостью; эти системы применяют в мостах, башнях, мачтах, связях для уменьшения расчетной длины стержней. Они рациональны при большой высоте ферм и работе конструкций на значительные поперечные силы. 
Возможна в одной ферме комбинация различных типов решетки. 
    По способу соединения элементов в узлах фермы подразделяют на сварные и болтовые. В конструкциях, изготовленных до 50-х годов, применялись также клепаные соединения. Основными типами ферм являются сварные. Болтовые соединения, как правило, на высокопрочных болтах применяют в монтажных узлах. 
    По величине максимальных усилий условно различают легкие фермы с сечениями элементов из простых прокатных или гнутых профилей (при усилиях в стержнях N<3000KH) и тяжелые фермы с элементами составного сечения (N >3000кН). 
    Эффективность ферм может быть повышена при создании в них предварительного напряжения. 
Из всего многообразия ферм в настоящем пособии рассмотрены только легкие разрезные балочные фермы, имеющие наиболее широкое применение
    
1.4. Выбор стали
    Сталь 09Г2С содержит от 0,9% – 0,12 % углерода, обозначается буквой С, Кремний, Si от 0,5% - 0,8%, Марганец, Mn от 1,3% – 1,7%, Сера, S менее 0,040%, Фосфор, Р менее 0,035%, Хром, Cr менее 0,30%, Никель Ni, менее 0,30%, Медь Cu, менее 0,30%. Это все показано в таблице 1.1
Химический состав сталя 09Г2С, %
C
Si
Mn
Cu
Ni
Cr
P
S
0,12
0,5 – 0,8
1,3 – 1,7
0,30
0,30
0,30
0,035
0,04
    Таблица 1.1
    
    
    
    Стали обыкновенного качества, изготавливают по ГОСТ 380–94.    Перед Ст стоит буква «А», это значит что сталь поставляется по механическим свойствам. Обозначают их буквами «Ст» и цифрами от 0 до 6, например: Ст0, Ст1, Ст6. Буквы «Ст» обозначают «Сталь», цифры — условный номер марки стали в зависимости от ее химического состава. В конце обозначения марки стоят буквы «кп», «пс», «сп», которые указывают на способ раскисления: «кп» — кипящая, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная. Сталь спокойная. Однородная по химическому составу и мелкозернистая, у спокойной стали ниже склонность к росту зерен потому, что сталь содержит остаточный алюминий. Спокойная сталь раскисляется кремнием, марганцем и алюминием. Высокая прочность и хладостойкость. Когда изготавливают  сталь, в нее попадает воздух O2, происходит окисление. Появляются окиси железа FeO, а у железа Fe и FeO разные температуры плавления, и из – за этого в сплаве железа в момент когда она остывает появляются дефекты (комочки). Поэтому их раскисляют Mn, Si, и Al, добавляют в состав. Кремний, Марганец и Алюминий то же реагируют с воздухом, SiO, MnO и AlO. За счет чего что плотность окиси Марганца, Кремния и Алюминия меньше плотности Железа, они всплывают на поверхность, потом когда очищаем от шлака, получается чистая сталь. 
Свариваемость 
  При сварке плавлением качество сварочных материалов и технология сварки должны обеспечивать прочность и вязкость металла сварного соединения не ниже, чем требуется для исходного основного металла.
  Углеродный эквивалент стали с пределом текучести 390 МПа и ниже для основных элементов конструкций не должен превышать 0,43. Расчет углеродного эквивалента производится по формуле
  
     ,
     
  где C, Mn, Si, Cr, Ni, Cu, V, P - массовые доли углерода, марганца, кремния, хрома, никеля, меди, ванадия и фосфора по результатам плавочного анализа (ковшовой пробы).  
  При отсутствии в сертификатах на сталь сведений о содержании меди и ванадия расчет углеродного эквивалента производится из условия содержания в прокате меди и ванадия в количестве 0,30 и 0,01 % по массе соответственно:
  
  
  по рассчитанной формуле свариваемости сталь 09Г2С относится к 2 – ой группе свариваемости сталей, где для получения высококачественных сварных соединений необходимо строгое соблюдение режимов сварки.
     Таблица 1.2
  
Класс проч-
Минимальная температура, при которой гарантируется ударная вязкость, °С 
ности 
+ 10 
0 
-10 
-15 
-20 
30 
-35 
-40 
-60 
255 
С255 (ВСт3сп) 20,1-
40 мм*2 
С255 (ВСт3сп) 10,1-
20 мм 
С255 (ВСт3сп) 4-
10 мм 






315*1 


С315 40,1-
50 мм 
С315 20,1-
40 мм 
С315 
4-
20 мм 




345 




С345 (09Г2С) 40,1-
50 мм 
С345 (09Г2С) 20,1-
40 мм 
С345 (09Г2С) 10,1-
20 мм 
С345 (09Г2С) 4-10 мм 









(09Г2-У)
8-32 мм 










(08ГНБ)
8-25 мм 
390 







(10Г2ФБ)
4-28 мм 









(09ГБЮ) 4-12 мм 

440 




(10Г2СБ) 8-25 мм 










08Г2БТ-У, 08Г2Б-У 8-16 мм 



590 







С590к (12ГН2М ФАЮ)
10-
40 мм 










(12ГН2М ФАЮ-У)
10-
40 мм 
  _____
  *1 Прокат из стали, микролегированной титаном, поставляется в горячекатаном или термообработанном состоянии; из стали, микролегированной ванадием (0,020-0,060 %), поставляется после термообработки или контролируемой прокатки. 
  *2 Здесь и далее форма записи соответствует условию: свыше 20 до 40 мм.
    В состав механических свойств входит понятие ударная вязкость. Испытание на ударную вязкость делают для того чтобы узнать трещиностойкость (вязкость) материала, при разных температурах, от +20; 0; -20; -40; -60. Вязкость – способность материала поглощать энергию развивающейся в ней трещины. Чем выше вязкость, тем меньше скорость роста трещины. Ударная вязкость – КС. Я примерно показал на плакате пластину размером 100 х 40 х 10, с U – образным подрезом (ШАРПИ). Шарпи это автор образца с U – образным подрезом, еще существуют образцы с V – образным подрезом (МЕНАЖЕ) и V – образный образец с трещиной, образец Дроздовского. Образцы ломают по схеме маятника. Маятник на верхнем положении имеет потенциальную энергию Еп, Еп = mgH, m – масса, g – притяжение земли (9,8), H – высота. Когда маятник движется потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию Ек, Ек = mv?/2, v – скорость, т.е появляется скорость, и в тот момент когда она разрушает образец получается Еразр. это энергия необходимая для разрушения. И после разрушения образца маятник поднимается уже ниже (h) чем в первом положении, и мы можем считать энергию разрушения, Еразр. = mg(H-h).
Измерение ударной вязкости.

КС = Еразр./Fизлома. 
E разр. – энергия, необходимая для разрушения образца
F излома – площадь поверхности излома
КС = [Дж/м2]
Еразр. = mg(H-h)
В зависимости от вида образца различают 3 вида ударной вязкости:
Измерение ударной вязкости, получаемой на образцах разного типа служат основой для получения ударной вязкости материала.
 КСист – КС материала
Значение ударной вязкости сильно зависит от температуры (смотри схему ниже):
- при повышении Т ударная вязкость увеличивается;
- при понижении Т ударная вязкость уменьшается.
Для каждого материала существует пороговое значение температуры (Т), 
при котором происходит переход от хрупкого разрушения к вязкому

 Эта предельная температура называется порогом хладноломкости (Тхл).
    Разрывная машина «Инстрон - 1195», штангенциркуль, мерительная линейка, набор проволочных образцов.
    Мы растянули 3 образца, нагрузкой 2000 кг. При растяжении происходит деформация. Деформацией называется изменение размеров и формы тела под действием внешних сил. Деформации подразделяются на упругие и пластические. Упругие деформации исчезают, а пластические остаются после окончания действия сил. В основе пластических деформаций – необратимые перемещения атомов от исходных положений на расстояния, большие межатомных, изменение формы отдельных зерен металла, их расположения в пространстве. На рисунках показаны образцы 1, 2 и 3 до растяжения и после. И там видно что произошло пластическая деформация. Способность металлов пластически деформироваться называется пластичностью. Пластичность обеспечивает конструктивную прочность деталей под нагрузкой и нейтрализует влияние концентратов напряжений – отверстий, вырезов и т.п. При пластическом деформировании металла одновременно с изменением формы меняется ряд свойств, в частности при холодном деформировании повышается прочность, но снижается пластичность. Металлы и сплавы, используемые в качестве конструкционных материалов, должны обладать определенными механическими свойствами – прочностью, упругостью, пластичностью, твердостью.
    Прочность – это способность металла сопротивляться деформации и разрушению.
     Все данные о испытании мы занесли в протоколе. На рисунке 4, показана уже разорванный образец, и как видно поверхность излома матовая, это значит произошло вязкое разрушение. Еще существует хрупкое разрушение, поверхность излома блестящая.
    При растяжении образцов с площадью поперечного сечения Fо и рабочей (расчетной) длиной lо строим диаграмму растяжения в координатах: нагрузка Р – удлинение ?l образца (рис. 1.1).
    
Рис. 1.1 Диаграмма растяжения металла
    Диаграмма растяжения характеризует поведение металла при деформировании от момента начала нагружения до разрушения образца. На диаграмме выделяют три участка: упругой деформации – до нагрузки Рупр; равномерной пластической деформации от Рупр до  Рmax и сосредоточенной пластической деформации от Рmax до Рк . Если образец нагрузить в пределах Рупр , а затем полностью разгрузить и замерить его длину, то никаких последствий нагружения не обнаружится. Такой характер деформирования образца называется упругим. При нагружении образца более Рупр появляется остаточная (пластическая) деформация. Пластическое деформирование идет при возрастающей нагрузке, так как металл упрочняется в процессе деформирования. Упрочнение металла при деформировании называется наклепом. При дальнейшем нагружении пластическая деформация, а вместе с ней и наклеп все более увеличиваются, равномерно распределяясь по всему объему образца. После достижения максимального значения нагрузки  Рmax в наиболее слабом месте появляется местное утонение образца – шейка, в которой в основном и протекает дальнейшее пластическое деформирование. В это время между деформированными зернами, а иногда и внутри самих зерен могут зарождаться трещины. В связи с развитием шейки, несмотря на продолжающееся упрочнение металла, нагрузка уменьшается от Рmax до Рк , и при нагрузке Рк происходит разрушение образца. При этом упругая деформация образца (?lупр) исчезает, а пластическая (?lост) остается (рис. 1.1). 
    При деформировании твердого тела внутри него возникают внутренние силы. Величину сил, приходящуюся на единицу площади поперечного сечения образца, называют напряжением. Размерность напряжения кгс/мм2, или МПа (1кгс/мм2=10МПа).Отмеченные выше нагрузки на кривой растяжения (Рупр , Рт, Рmax , Рк) служат для определения основных характеристик прочности (напряжений): предела упругости, физического предела текучести, временного сопротивления (предела прочности) и истинного сопротивления разрушению. В технических расчетах вместо предела прочности обычно используется условный предел текучести, которому соответствует нагрузка Р0,2 (рис. 1.2).

Рис 1.2 Участок диаграммы растяжения металла
    При растяжении образец удлиняется, а его поперечное сечение непрерывно уменьшается. Но поскольку площадь поперечного сечения образца в каждый данный момент определить сложно, то при расчете предела упругости, предела текучести и временного сопротивления пользуются условными напряжениями, считая, что поперечное сечение образца остается неизменным. Истинное напряжение рассчитывается только при определении сопротивления разрушению. Условный предел текучести (?0,2) – это напряжение, при котором образец получает остаточное (пластическое) удлинение, равное 0,2 % своей расчетной длины: 

где Р0,2 – нагрузка, вызывающая остаточное (пластическое) удлинение; равное0,2%,кгс(Н);
Fо – начальная площадь поперечного сечения образца, мм2.
Временное сопротивление (предел прочности) ?b – это напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца.
;
где Рmax – максимальная нагрузка, предшествующая разрушению, кгс (H). 
Временное сопротивление (предел прочности) характеризует несущую способность материала, его прочность, предшествующую разрушению.
Истинное сопротивление разрушению (Sk) – истинное напряжение, предшествующее моменту разрушения образца
,
где Рк – нагрузка, непосредственно предшествующая моменту разрушения, кгс (Н).
Fк – площадь поперечного сечения образца в месте разрушения, мм2.
Несмотря на то, что Рmах больше Рк , истинное сопротивление разрушению Sк > ?b , поскольку площадь поперечного сечения образца в месте разрушения Fк значительно меньше начальной площади поперечного сечения Fо. 
Для оценки пластичности металла служат относительное остаточное удлинение образца при растяжении (?р, %) и относительное остаточное сужение площади поперечного сечения образца (?р, %).
Относительное остаточное удлинение (?р, %) определяется по формуле:

где lк – рабочая длина образца после испытания, мм;
lо – рабочая длина до испытания, мм.
Относительное остаточное сужение (?р, %) определяется из выражения:
,
где Fо – начальная площадь поперечного сечения образца, мм2;
Fк – площадь сечения образца вместе разрушения, мм2.
    Практически для определения нагрузки, которая вызывает деформацию, соответствующую условному пределу текучести, следует выполнить следующие действия. На диаграмме растяжения провести прямую ОА (рис. 2), совпадающую с прямолинейным участком диаграммы растяжения.
Определить положение точки О. Через точку О провести ось ординат ОР. Масштаб записи диаграммы по нагрузке: одному миллиметру ординаты соответствует 2 кгс нагрузки. Численная величина искомой нагрузки Р (кгс) равна соответствующей ординате диаграммы (мм), умноженной на масштаб диаграммы (2кгс/мм). Для определения нагрузки, соответствующей условному пределу текучести Р0,2, необходимо от начала координат по оси абсцисс отложить отрезок ОВ, величина которого равна заданному остаточному удлинению 0,2 %. Длина отрезка ОВ (мм) рассчитывается исходя
,
где lо – рабочая длина образца, мм;
М – масштаб записи диаграммы по деформации.
Из точки В провести прямую ВД, параллельную прямолинейному участку диаграммы растяжения (рис 1.2), до пересечения с диаграммой.
Используя известный масштаб записи диаграммы по нагрузке, определить численные значения нагрузок Р02, Рmах, Рк , после чего рассчитать соответствующее напряжения: ?0,2 , ?b , Sк. Полученные данные занести в протокол испытания.
Образец № 1 до растягивания:


После растягивания:








Рис 1.3 образец после растяжения


l – общая длина образца, мм;
l0 – начальная расчетная длина, мм;
d – начальный диаметр, мм;
dк – диаметр после растягивания, мм.
   Если поверхность матовая, то это вязкое разрушение
Образец № 2 до растягивания:




После растягивания:


   
Образец № 3 до растягивания:

После растягивания:
   

1.5. Технологическое оснащение
КРУГИ ШЛИФОВАЛЬНЫЕ (на бакелитовой связке, рис.1.1) 
    
     Рис. 1.1. Круги шлифовальные
    КРУГИ ТИПА 1 - предназначены для всех видов шлифования, в т.ч. и обдирочного снятия больших припусков (Рис. 1.2, а). 
D,мм
Т,мм
Н,мм
32-900
10-160
6-305
    ЗЕРНИСТОСТЬ: 16-125 
ТВЕРДОСТЬ: СМ1 - Т1 
РАБОЧАЯ СКОРОСТЬ: 40м/с
  
D,мм
Т,мм
Н,мм
400-600
40-80
127-305
    ЗЕРНИСТОСТЬ: 80-125 
    ТВЕРДОСТЬ: СМ1 - Т1 
    РАБОЧАЯ СКОРОСТЬ: 50м/с 
    КРУГИ АРМИРОВАННЫЕ ТИПА 1 - предназначены для шлифовки, обдирки, снятия заусенцев и зачистки сварных швов (Рис. 1.2, а).
D,мм
Т,мм
Н,мм
50-300
6-25
10-32
    ЗЕРНИСТОСТЬ: 80-125 
    ТВЕРДОСТЬ: СМ1 - Т1 
    РАБОЧАЯ СКОРОСТЬ: 80м/с  
    КРУГИ ТИПА 6 - предназначены для плоского, круглого, наружного и внутреннего шлифования и заточки (Рис. 1.2, б).
D, мм
Т, мм
Н, мм
Р, мм
F, мм
50-250
32-100
13-150
40-200
25-75
    ЗЕРНИСТОСТЬ: 16-80 
    ТВЕРДОСТЬ: М3 - СТ1 
    РАБОЧАЯ СКОРОСТЬ: 30м/с
    КРУГИ ТИПА 27 - предназначены для обдирочных и шлифовальных работ, зачистки сварных швов, прорезей пазов, обработки полузакрытых поверхностей с использованием ручных шлифмашин. 
D,мм
Т,мм
Н,мм
100-230
2,5-10
22
    ЗЕРНИСТОСТЬ: 63-100 
ТВЕРДОСТЬ: С1 - Т1 
РАБОЧАЯ СКОРОСТЬ: 80м/с 
  
    а)                                                              б)

    в)
     Рис. 1.2. Круги шлифовальные
    
    КРУГИ ОТРЕЗНЫЕ (на бакелитовой связке, рис.1.3) 


1.3. Круги отрезные
Рис1.4. Параметры кругов отрезных
    КРУГИ АРМИРОВАННЫЕ - предназначены доля отрезки и прорезки материалов из различных сталей и сплавов, неметаллических изделий (кирпича, текстолита и т.п.), а также для заточки цепей электрических и бензиновых пил. Обеспечивают значительную безопасность при работе. 
D, мм
T, мм
H, мм
30-150
1,5-4
4-32
180-1200
2,5-12
22-100
ЗЕРНИСТОСТЬ: 50-80
ЗНАЧЕНИЕ ЗВУКОВОГО ИНДЕКСА 33-39
РАБОЧАЯ СКОРОСТЬ 50 М/С, 80 М/С
КРУГИ ЭТОГО ТИПА ИЗГОТАВЛИВАЮТСЯ С ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ДЛЯ БЕСПРИЖОГОВОЙ РЕЗКИ

    КРУГИ НЕАРМИРОВАННЫЕ - предназначены для отрезки и прорезки от высокоуглеродистых сталей до неметаллических изделий ( в т.ч. стекла), а также для заточки цепей электрических и бензиновых пил. 
D, мм
T, мм
H, мм
100-400
1.0-4.0
20-32
ЗЕРНИСТОСТЬ: 6-80
ЗНАЧЕНИЕ ЗВУКВОГО ИНДЕКСА 27-41
РАБОЧАЯ СКОРОСТЬ 50 М/С
    Центратор для сварки отводов к трубам, для труб диаметром от 76 до 219 мм.(Рис.1.5)
    Тиски трубные RIDGID для сварки, центраторы, изготовлены из проверенного на долговечность материала и предназначены для того, чтобы выдерживать механическое напряжение, высокую температуру и деформацию в ходе сварки при монтаже трубопроводов. Механически обработанные шарнирные гайки, пальцы, специальные винты и цепи мягко и надежно крепят тиски к трубе.


Рис. 1.5. Центратор RIDGID

    Печи для сушки и прокалки сварочных электродов ЭПЭ-10/400

Рис. 1.6. ЭПЭ-10/400
    Отличительной особенностью этого оборудования является повышенный ресурс. Это достигается благодаря использованию в качестве нагревательных элементов вместо нихромовой проволоки трубчатых электронагревателей (ТЭН). ТЭН имеет большой срок службы и  легко заменяется при ремонте. Благодаря оптимальному размещению ТЭНов внутри камеры, эффективной термоизоляции и встроенной автоматике обеспечивается быстрый нагрев и стабильное поддержание температуры сушки электродов.
    
Наименование
ЭПЭ-10/400
Номинальное напряжение, В
220
Способ регулирования температуры
бесступенчатый
Пределы регулирования темппературы, ?С
100...400
Режим работы
продолжительный
Класс защиты от поражения эл. током
1
Габаритные размеры, мм
195х735х325
Габаритные размеры рабочего пространства, мм
110х550х140
Масса прокаливаемых электродов, кг
10
Масса изделия, кг, не более
15
    Пеналы ПТ10, ТП10-150 

Рис.1.7. Пенал
    Предназначены для хранения прокаленных сварочных электродов (применяемых для ручной дуговой сварки) на рабочем месте сварщика. Пенал разработан на загрузку до 10 кг электродов. Выпускается в двух модификациях: пенал-термос ПТ10, представляющий собой герметичную теплоизолированную тару и термопенал ТП10-150 с подключением к сварочному трансформатору.  
Наименование
ПТ10
ТП10-150
Масса загружаемых электродов, кг
10
Напряжение питающей сети, В
 
36...60
Номинал. температура в рабочем пространстве, ?С
 
150
Время изменения температуры загружаемых в пенал электродов (при температуре окр. ср. 18 ?С): 
от 150 ?С до 80 ?С, час  
от 80?С до 18?С, час
не менее 2,5 
не менее 4
 
Габаритные размеры (с ручками), мм
190х230х615
190х230х615
Масса, кг
8,3
9
    


Глава 2. Технологическая часть
2.1. Выбор способа сварки
    
    Основным видом соединений металлических строительных конструкций является сварка. Она почти полностью заменила другие виды соединений при изготовлении конструкций и широко применяется как заводе, так и при монтаже на строительной площадке. Сварка упрощает конструктивную форму соединения, дает экономию металла, позволяет применять высокопроизводительные механизированные способы, что значительно уменьшает трудоемкость изготовления конструкций. Сварочные соединения обладают не только прочностью, но и водо - и газонепроницаемостью, что особенно важно для листовых конструкций.
    Однако возникающие при сварке внутренние остаточные напряжения в соединении усложняют его работу и в ряде случаев при действии динамических нагрузок и низких температур способствуют хрупкому разрушению. Выполнение сварки часто бывает затруднено при монтаже конструкций и соединении нескольких листов в пакеты. Оба эти обстоятельства в ряде случаев затрудняют применение сварки и заставляют обратиться к традиционным болтовым видам соединений.
    В строительстве применяется главным образом электродуговая сварка: ручная, автоматическая, полуавтоматическая, а также электрошлаковая. Реже применяется контактная и газовая сварка. Другие виды сварки при сборке и монтаже строительных конструкций пока не получили распространения.
    1. Ручная электродуговая сварка универсальна и широко распространена, так как может выполняться в любом пространственном положении. Она часто применяется при монтаже в труднодоступных местах, где механизированные способы сварки не могут быть причинены. Меньшая глубина проплавления основного металла и меньшая производительность ручной сварки из-за пониженной силы применяемого тока, а также меньшая стабильность ручного процесса по сравнению с автоматической сваркой под флюсом являются недостатками ручной сварки.
    Электроды, применяющиеся для ручной сварки, подразделены на несколько типов по значению временного сопротивления металла шва. Например, электрод типа Э42 позволяет получить шов, имеющий a";S 5=410 МПа (42 кгс/мм2), и применяется для сварки сталей, имеющих > 430 МПа; электрод типа Э50 дает соответственно 0В 490 JV и применяется для сварки сталей, имеющих aBs>520 MПа. Добавление к названию электрода буквы А означает, что данные электроды дают металл, обладающий повышенной пластичностью, характеризуемой относительным удлинением и повышенной ударной вязкостью.
    В табл. 5.1 помещены рекомендуемые сварочные материалы сварки различных марок стали. Из таблицы видно, что сталям различной прочности рекомендуются различные марки сварочной проволоки и соответственно типы электродов, имеющих разное сопротивление металла шва. Один тип проволоки или электрода, дающий прочность металла шва, близкую к прочности свариваемой стали для сварки менее нагруженных швов, и другой тип, дающий прочность металла шва, превышающую прочность свариваемой стали для сильно нагруженных швов. Такой подход к выбору материалов для сварки обеспечивает уменьшение количества наплавленного металла без снижения прочности соединения, следовательно, экономию сварочных материалов, снижение трудоемкости выполнения соединения и уменьшение термического влияния сварки на соединение.
    2. Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом осуществляется автоматом с подачей сварочной проволоки d = 2-5 мм без покрытия. Дуга возбуждается под слоем флюса, флюс расплавляется, легирует расплавленный металл содержащимися в нем примесями и надежно защищает его от соприкосновения с воздухом. Металл получается чистым с ничтожными количествами вредных примесей - кислорода, азота и др. Благодаря хорошей теплозащите расплавленный металл под слоем флюса остывает медленно, хорошо освобождается от пузырьков газов и шлака и отличается значительной плотностью и чистотой. Большая сила тока (600-1200 А и более), применяющаяся при автоматической сварке, и хорошая теплозащита шва обеспечивают глубокое проплавление свариваемых элементов и большую скорость сварки. Таким образом, хорошее качество швов и высокая производительность являются большими достоинствами автоматической сварки под флюсом, и ее применение желательно во всех соединениях, где это возможно.
    К недостаткам относится затруднительность выполнения этой сварки в вертикальном и потолочном положении и в стесненных условиях, ч.......................