Гальцов И. А., Фомин Е. В.
Рассматривается поведение хромомарганцевых аустенитных нержавеющих сталей при локальном нагреве электродуговой и контактной точечной сваркой. Показаны фазоструктурные изменения, происходящие в зоне термического влияния. Разработана методика, произведена оценка остаточных напряжений по магнитной ?-фазе, формирующихся в сварных соединениях. Исследованы деформации металлокон-струкций после всех технологических операций изготовления на примере конструкций вагоностроения. Разработана оптимальная технология сварки металлоконструкций, базирующаяся на регулировании термического цикла принудительным охлаждением. Предложены технологично приемлемые и простые теплопоглощающие среды для применения в условиях сборочно-сварочного цеха. Определены оптимальные режимы сварки. Для инженерно-технических работников сварочного производства, технологов и конструкторов. Может быть использована аспирантами и студентами высших учебных заведений, обучающихся по направлению 15.03.01 «Машиностроение», по профилю «Технология и оборудование сварочного производства».
ВВЕДЕНИЕ 5
РАЗДЕЛ 1. СОВРЕМЕННЫЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ВАГОНОСТРОЕНИИ, И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ НЕРАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 7
1.1. Характеристика материалов, применяемых в вагоностроении 7
1.2. Способы сварки тонколистовых конструкций из аустенитных коррозионностойких сталей. Дефекты сварных швов 10
1.3. Влияние термодеформационных процессов и структурных превращений в сварном шве и зоне термического влияния на качество сварных соединений 13
1.4. Требование к основному металлу и сварным соединениям 25
1.5. Применение экономнолегированных сталей для сварных соединений вагоностроения 27
РАЗДЕЛ 2. ХАРАКТЕРИСТИКА СТАЛИ 10Х13Г18ДУ И МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЕЕ СВАРИВАЕМОСТИ 29
2.1. Структура и свойства стали 29
2.2. Характеристика стали в состоянии поставки 31
2.3. Методика оценки свариваемости стали 10Х13Г18ДУ 33
2.3.1. Методика исследования воздействия теплового цикла сварки на структуру 33
2.3.2. Методика исследования воздействия теплового цикла сварки на физико-механические, технологические и химические свойства металла шва и зоны термического влияния 36
2.3.3. Методика исследования влияния теплового цикла сварки на усталостную прочность 39
2.4. Методика исследования деформаций 41
2.5. Оценка уровня остаточных напряжений в сварных соединениях 43
РАЗДЕЛ 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ШВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ СТАЛИ 10Х13Г18ДУ 51
3.1. Структура металла шва и зоны термического влияния при воздействии сварочного термического цикла 51
3.2. Свойства металла шва и сварных соединений 56
3.3. Зона пластических деформаций при сварке плавлением стали 10Х13Г18ДУ 61
3.4. Особенности формирования уровня остаточных напряжений 70
РАЗДЕЛ 4. ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ВАГОНОСТРОЕНИЯ ИЗ СТАЛИ 10Х13Г18ДУ 76
4.1. Связь остаточных деформаций со структурой шва и зоной пластических деформаций 76
4.2. Измерение размера заготовок по технологическим переходам 77
4.3. Деформации боковой стенки и входной двери после сборки и сварки 79
4.4. Анализ геометрии металлоконструкции после ходовых испытаний 86
4.5. Коррозия сварных соединений 89
РАЗДЕЛ 5. РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ СОЕДИНЕНИЙ ВАГОНОСТРОЕНИЯ ИЗ СТАЛИ 10Х13Г18ДУ 92
5.1. Способы сварки и типы сварных соединений 92
5.1.1. Дуговые способы сварки 95
5.1.2. Контактная сварка 97
5.2. Оптимизация параметров режима сварки 97
5.3. Технология сварки с минимальными остаточными деформациями и напряжениями 100
5.4. Разработка технологии сварки металлоконструкций вагоностроения 105
5.5. Анализ деформаций металлоконструкций вагоностроения, сваренных по новой технологии, после ходовых испытаний 109
ВЫВОДЫ 111
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 113
Приложение А. Изменения геометрии тонколистовой сварной конструкции 120
Приложение Б. Скорости охлаждения сварного шва стали 10Х13Г18ДУ (δ = 1,5 мм) различными теплопоглотителями 122
Приложение В. Расчет коэффициентов концентрации напряжений 123
Приложение Г. Определение оптимального способа электродуговой сварки стали 10Х13Г18ДУ по расчету аддитивного интегрального коэффициента качества «J» сварного соединения 125
