 |
Методы повышения работоспособности и упрочнения деталей при ремонте сваркой
|
|
|
|
1.22.1. Методы повышения работоспособности и упрочнения деталей после сварки и наплавки направлены на достижение равнопрочности шва и основного металла, снижение концентрации напряжений в зоне сварки или наплавки и создание в поверхностных слоях металла сжимающих напряжений, повышающих работоспособность сварных соединений вагонов при циклических и ударных нагружениях в условиях эксплуатации. Эти методы должны учитываться при разработке технологии ремонта.
1.22.2. Не рекомендуется располагать у угловых соединений швы перпендикулярно к силовому потоку. Следует заменять поперечные угловые швы косыми или комбинированными.
1.22.3. При разработке технологии ремонта не рекомендуется производить приварку внахлестку деталей к элементам, работающим на растяжение. Сварные соединения следует располагать, как правило, в наименее нагруженных зонах.
1.22.4. В сварных элементах не допускаются резкие изменения сечений, острые углы и все прочее, что вызывает концентрацию напряжений и искривление силового потока. Необходимо выбирать конструктивное оформление элемента с наименьшей концентрацией напряжений. Следует избегать сварки массивных деталей с тонкими, а при необходимости соединения таких деталей задавать одинаковые размеры сечения в зоне сварного шва (см. табл. 1.3).
1.22.5. При разработке технологии ремонта с использованием нахлесточных сварных соединений предпочтение следует отдавать комбинированным (сочетаниям лобовых, фланговых и косых сварных швов).
Сварка одними фланговыми или лобовыми швами допускается только в зонах с низкими растягивающими или со сжимающими напряжениями, что должно быть подтверждено расчетом (по согласованию с ЦВ МПС).
|
|
|
Рабочие лобовые швы в соединениях, где фланговые швы не предусмотрены, не должны доводиться до кромок свариваемых элементов на 15-20 мм (рис. 1.19).
1.22.6. Для уменьшения концентрации напряжений катет углового лобового шва, расположенный вдоль действия силового потока, рекомендуется увеличивать в 1,5-2,5 раза относительно смежного катета (рис. 1.20).
1.22.7. Конструкция сварного узла должна обеспечивать возможность ремонта сваркой и свободный доступ в зону сварки (табл. 1.52). Форма деталей и их взаимное расположение должны обеспечивать возможность наблюдения за сварочной ванной и при необходимости наклон электрода под углом a = 450+15°.
В тавровых сварных соединениях, выполняемых в среде защитных газов или под флюсом, угол наклона между сопрягаемыми элементами со стороны сварного шва должен быть не менее 70° (рис. 1.21).
1.22.8. Для вагонных конструкций, работающих при переменных нагрузках, не рекомендуется применять стыковые сварные соединения, усиленные накладками. В случае необходимости такие соединения могут быть допущены, но с накладками со срезанными или закругленными углами, а также ромбической формы, обеспечивающими наиболее равномерное распределение напряжений.
1.22.9. С целью повышения предела выносливости сварных соединений вагонных конструкций выполнение ряда типовых узлов при разработке технологии ремонта следует производить с учетом рекомендаций, изложенных в табл. 1.3
1.22.10. Для уменьшения концентрации напряжений и повышения прочности сварных соединений в случаях, предусмотренных технической документацией, эти соединения должны подвергаться специальной упрочняющей обработке: термической, механической, проковке, поверхностному наклепу, оплавлению и др.
Рис. 1.21. минимальный угол наклона в тавровых соединениях.
Рис. 1.22. Ширина зоны механической обработки стыковых швов (a ³ 25 мм)
|
|
|
1.22.11. Механическая обработка сварных соединений и прилегающей зоны основного металла должна производиться по всей длине линии сплавления до получения чистой блестящей поверхности и плавных переходов от металла шва к основному металлу.
1.22.12. При механической обработке стыковых швов зачищают переходные зоны или обрабатывают шов заподлицо с основным металлом детали. При механической обработке угловых швов должен быть обеспечен плавный переход от сварного шва к основному металлу.
1.22.13. Поверхности обработанных швов не должны иметь дефектов. При обнаружении дефектов они должны быть исправлены методами, указанными в п. 1.24 настоящей Инструкции.
1.22.14. Ширина зоны механической обработки по обе стороны шва должна быть не менее 25 мм (рис. 1.22), измерение следует проводить линейкой или штангенциркулем.
1.22.15. Поверхностному наклепу в стыковых и нахлесточных сварных соединениях должны подвергаться места с концентрацией напряжений, а именно, границы шва и основного металла и прилегающие к ним зоны (рис. 1.23).
1.22.16. Перед наклепом участки сварных швов и прилегающие зоны основного металла должны быть очищены от шлака и продуктов коррозии.
1.22.17. Ширина наклепанной зоны с каждой стороны шва должна составлять 15-20 мм. Продолжительность поверхностного наклепа 1м шва равна 15-20 мин. Контроль проводить в соответствии с п. 1.23 настоящей Инструкции.
1.22.18. В качестве инструмента для наклепа рекомендуется применять пневматические молотки с виброгасителями и энергией удара 0,4—0,9 кгс*м. Молотки должны оснащаться многобойковыми упрочнителями.
1.22.19. Сварные швы и прилегающие участки основного металла после наклепа должны иметь блестящую поверхность. Особое внимание следует обращать на качество наклепа в местах перехода от сварных швов к основному металлу детали.
Рис. 1.23. Места поверхностного наклепа швов:
а, б — угловых; в — стыковых
Рис. 1.24. Места аргонодуговой обработки сварных соединений:
а—стыковых; б—угловых
1.22.20. Аргонодуговой обработке подвергают границы шва с основным металлом (рис. 1.24) с целью создания путем оплавления плавного перехода в этой зоне, ликвидации подрезов и поверхностных неметаллических включений.
1.22.21. Аргонодуговой обработке могут подвергаться сварные соединения несущих конструкций из низкоуглеродистых, низколегированных и термически упрочненных сталей, работающих при вибрационных и ударных нагрузках (конструкции рам вагонов, тележек).
|
|
|
1.22.22. Аргонодуговая обработка должна осуществляться на постоянном токе прямой полярности любыми серийными горелками, предназначенными для сварки вольфрамовым электродом в защитных газах.
1.22.23. Для оплавления должны применяться газообразный аргон, лантанированный вольфрам в виде прутков. При аргонодуговой обработке элементов конструкций из углеродистых сталей толщиной более 12 мм оплавление следует вести с введением в зону дуги проволоки Св-08Г2С диаметром 1,6-2мм.
1.22.24. Работы по аргонодуговой обработке должны осуществляться по утвержденной технологии лицами, прошедшими специальную подготовку.
1.22.25. Режимы оплавления в зависимости от толщины обрабатываемых элементов конструкции:
| Толщина металла, м | Диаметр вольфрамового электрода, мм | Ток. А |
| 3,5-5,0 | 80-100 100-160 | |
| 5,1—20,0 | 220—280 280—350 |
1.22.26. Аргонодуговая обработка должна вестись непрерывно до окончания оплавления всего упрочняемого участка шва с вынесением начала и конца оплавляемой линзы на фланговые швы, если деталь приварена по контуру, и на основной металл в других случаях. При необходимости прерывания процесса аргонодуговой обработки повторное возбуждение дуги следует производить на оплавленной линзе или на металле шва (рис. 1.25).
Рис. 1.25. Повторное возбуждение дуги на оплавленной линзе (а), на металле шва (б):
1— место обрыва дуги; 2 — место повторного возбуждении дуги
1.22.27. Ширина оплавляемой зоны должна быть не менее 6 мм и располагаться симметрично относительно сварного шва и основного металла.
1.22.28. Обработанные швы не должны иметь подрезов или их следов, пор, раковин и других дефектов.
1.22.29. С целью уменьшения количества зон концентрации напряжений выполнение сварных швов автоматической и механизированной сваркой должно осуществляться без перерыва по всей длине шва, кроме случаев, предусмотренных в технической документации.
|
|
|
1.22.30. При сварке деталей, предварительно прошедших термическую или химико-термическую обработку, должны быть предусмотрены меры достижения равнопрочности шва и околошовной зоны с основным металлом, а также необходимого уровня других эксплуатационных характеристик (коррозионной стойкости, износостойкости и др.).
|
|
|
