книги из ГПНТБ / Ростовцев Г.Г. Выбор конструкционных материалов

3. Выбор вспомогательных конструкционных материалов для сварных и паяных соединений

В сварных и паяных соединениях кроме материалов основных деталей используют вспомогательные материа­

при шлаковой электросварке и газовой сварке плавле­

централизованно изготовляемые качественные электро­ ды с толстой обмазкой.

Электроды для сварки конструкционной стали харак­ теризуются типом по ГОСТ 9467-60, определяемым ме­ ханическими свойствами металла шва, и маркой, кото­ рая зависит от состава обмазки. В обозначении типа электрода, например Э50А, буква Э означает электрод, число 50 — предел прочности материала шва на растя­ жение (в кг/мм2), буква А — повышенную ударную вяз­ кость материала шва.

При сварке и наплавке высоколегированной стали тип электрода определяется по ГОСТ 10051-62 и 10052-62 в зависимости от химического состава наплавляемого металла.

Электроды специального состава применяются для сварки чугуна, цветных металлов и для наплавки твер­ дых сплавов.

При автоматической сварке под слоем флюса разных конструкционных сталей применяют малоуглеродистую проволоку и флюсы. Сварку ведут так, чтобы сваривае­ мые материалы проплавлялись мало и шов формировал­ ся из расплава присадочной проволоки. При сварке

185

186

Г л а в а V

Примеры выбора материала

Нагрузку от внутреннего давления в сферическом со-

f

суде на стенки толщиной б < - у можно приближенно

определить, мысленно разрезав его по диаметральной

плоскости.

Сила, действующая на стенки сферического сосуда, равна:

Р = к г2-р,

где г — радиус полости сосуда, р — давление. Отношение этой силы к поперечному сечению стенки в месте разре­ за дает расчетное напряжение

189

Поперечное сечение стенок трубы f —26-l. В этом случае расчетное напряжение

Чтобы сосуд или труба выдержали внутреннее давле­ ние, предел прочности должен быть больше расчетного напряжения, помноженного «а коэффициент запаса:

для сферического сосуда

ь ^ 2й к '

для трубы

а,, >

В подобных конструкциях коэффициент запаса при­ нимают 2. По условию г/б >- 5.

Отсюда получим:

для сферического сосуда

для трубы

> p- f ■k= 1000 • 5 • 2= 10 000Уг/см2= 100 кг/мм2.

В табл. 1 указано, что для подобных случаев при­ годны и конструкционная сталь, и никелевые или ти­ тановые сплавы. Но сталь дешевле и поэтому предпочи­ таем ее.

Марку стали выбираем на основании следующих со­ ображений. Сферический сосуд проще всего изготовить,

190

сварив штампованные полушария, для чего нужна проч­ ная и пластичная свариваемая сталь. По табл. 4 подби­ раем сталь марки 25ХГСА, а по табл. 32 — электроды для ее сварки УОНИ-13/85.

Для трубы подходит улучшаемая сталь повышенной прочности марок 35ХГСА, 40ХНВА и др. после закалки и отпуска при 240—270° (см. табл. 3). Эти марки стали применимы при обычных температурах при отсутствии опасности коррозии.

2. Пружина

Для материала пружин важными характеристиками являются максимальная упругая энергия, предел вы­ носливости и стойкость в данных условиях рабочих де­ формаций. Достаточной выносливостью обладают ме­ таллические пружинные материалы: сталь, никелевые и медные сплавы.

Если принять запас упругой энергии стальной пру­ жины за единицу, то для никелевой пружины тех же раз­ меров он составит 0,85—1,25, для медной — 1,2—1,4, для титановой— 1—1,7 и для дюралюминиевой — 0,23. Но на единицу веса упругая энергия никелевого сплава отно­ сительно стали будет 0,73—1,1, медного 1,03—1,5, тита­ нового 1,7—2,9 и дюралюминия — 0,64.

В большинстве случаев для пружин применяют пру­ жинную сталь после закалки и среднего отпуска (см. табл. 3) или нержавеющую хромистую сталь — для не­ ржавеющих пружин. Особо ответственные пружины из­ готовляют из медных или никелевых пружинных сплавов (см. табл. 11 и 12). Весьма перспективны пружины из титановых сплавов, но при обеспечении достаточного предела выносливости.

19!