Материалы, применяемые для изготовления конструкции
Для сварки фермы был выбран прокат профильной трубы из стали 09Г2С.
Сталь 09Г2С относится к низколегированным сталям, общее количество легирующих добавок в которых не превышает 2,5% (в отличие от высоколегированных, где этот показатель - свыше 10%). Основное предназначение этой стали – использование ее для сварных конструкций. Сварка возможна как при подогреве до 100-120°С, с последующей термической обработкой, так и без подогрева и обработки. Хорошая свариваемость стали обеспечивается благодаря низкому (меньше 0,25%) содержанию углерода. Если углерода больше, то в сварном шве могут образовываться микропоры при выгорании углерода и возникать закалочные структуры, что ухудшает качество шва. Еще одно достоинство этой марки состоит в том, что сталь 09Г2С не склонна к отпускной хрупкости, то есть ее вязкость не снижается после процедуры отпуска. Она также устойчива к перегреву и образованию трещин.
Широкое распространение и популярность стали 09Г2С объясняется тем, что ее высокие механические свойства позволяют экономить при изготовлении строительных конструкций. Более того, такие конструкции имеют меньший вес. Области применения этой марки стали весьма разнообразны. Из нее изготавливаются элементы и детали сварных металлических конструкций, которые могут работать при температурах от -70 °С до +450°С.
Химический состав и механические свойства стали 09Г2С приведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1
Химический состав в % стали 09Г2С по ГОСТ 19281 – 89
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | N | Cu | As |
| 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 | до 0.08 |
Таблица 2
Механические свойства при t=20oС материала 09Г2С
| Предел кратковременной прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение при разрыве, % |
Заводские сварные швы выполняют по ГОСТ 14771-76 механизированной
сваркой (способ сварки ИП, УП) сварочной проволокой сплошного сечения
марки Св-08Г2С диаметром 1,2 - 1,6 мм.
Сварочная проволока марки Св-08Г2С используется для производства
высококачественных сварочных работ в среде защитных газов при условии применения токов до 500А.
Сварочная проволока предоставляет возможность получать отличные качественные и долговечные соединения металлов.
Преимущества проволоки Св-08Г2С:
· невысокая стоимость;
· положительные механические качества, включая вязкость, высокие пределы прочности и т. д.;
· стабильный химический состав минимизированное разбрызгивание металла в процессе осуществления сварки посредством применения защитных газов;
· стабильность горения дуги;
· широкий диапазон режимов работы при использовании оборудования всяческих классов сложности;
· отличное повторное разжигание электричкой дуги;
· незначительный расход медных наконечников.
Применение:
· для соединения низкоуглеродистых, также углеродистых сталей;
· для сварки конструкций ответственного, а также общественного назначения;
· для сварки конструкционных, судостроительных сталей;
· для сварки сосудов.
Химический состав проволоки приведен в таблице 3
Таблица 3
Химический состав проволоки Св-08Г2С, %
| Марка проволоки | С углерод | Mn марганец | Si кремний | S сера | P фосфор |
| Св-08Г2С | 0.060 | 1.80 | 0.88 | 0.012 | 0.010 |
Механические свойства проволоки даны в таблице 4.
Таблица 4
Механические свойства проволоки Св-08Г2С
| Ударная вязкость, Дж/см2 | Предел текучести, МПа | Прочность на разрыв, МПа | Относительное удлинение, % |
Сварка производится в смеси углекислого газа с аргоном.
Использование данной смеси (зачастую 18-25%) эффективно при работе по соединению низколегированных и низкоуглеродных сталей. Если сравнивать со сваркой в чистом аргоне или углекислом газе, то можно понять, что рассматриваемая смесь позволяет достигнуть более легкий струйный перенос электродного металла. Швы получаются более пластичные, нежели при работе в чистой углекислоте. Уменьшается вероятность образования пор.
Сварочная смесь является выгодным помощником на пути к созданию долговечных, качественных и неразъемных соединений. Внимания засуживают достоинства, которыми располагают смеси на основе аргона с добавлением углекислоты:
· снижение количества прилипания металлических брызг в области соединения и, как следствие, уменьшение трудоемкости по удалению брызг до 95%;
· увеличение массы наплавляемого материала за единицу времени, уменьшение потерь электродного материала на разбрызгивание во время производства соединений;
· значительное повышение пластичности и плотности металлического скрепления деталей;
· существенное повышение прочности сварочного соединения;
· улучшение гигиенических условий труда на рабочем месте, получаемое за счет существенного снижения количества выделяемых дымов и сварочных аэрозолей;
· стабильность сварочного процесса, даже при условии неравномерной подачи проволоки в зону соединения. Также стабильность работы наблюдается при наличии следов ржавчины и технологической смазки на ее поверхности.
Качественная сторона:
Сварочный кислородный газ не обеспечивает стабильность и качество соединений так, как это обеспечивает аргон. Таким образом, смесь на основе аргона способна уменьшить количество оксидных включений, к тому же способствует измельчению зерна, при этом улучшая микроструктуру металла. Также увеличивается глубина провара соединения и шва, повышение плотности, за счет чего, в конце концов, увеличивается прочность конструкций, соединяемых посредством сварки.
Производительность:
Скорость сварки в сравнении с традиционной кислородной сваркой значительно увеличивается (фактически в два раза). Подобное происходит из-за меньшего натяжения расплавляемого металла на поверхности, после чего происходит снижение разбрызгивания и набрызгивания металла электрода на 70-80%. В большинстве случаев несущественное число брызг, поверхностного шлака исключает, направленные на зачистку сварочных элементов.
Характеристики аргона указаны в таблице 5.
Таблица 5
Характеристики аргона
| Объемная доля аргона, в % | 99.998 |
| Объемная доля кислорода, в % | 0.0002 |
| Объемная доля азота, в % | 0.001 |
| Объемная доля водяного пара, в % | 0.0003 |
| Объемная доля двуокиси углерода, в % | 0.00002 |
| Объемная доля метана, в % | 0.0001 |
| Объемная доля водорода, в % | 0.0002 |
Характеристики углекислого газа указаны в таблице 6.
Таблица 6
Технические требования к углекислому газу
| Показатель | Сорт | |
| Содержание СО2, не менее | 99% | 99,5% |
| Содержание влаги, не более | 0,18% | 0,51% |