Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Сварка в машиностроении. Т. 3

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
30.82 Mб
Скачать

В МАШИНОСТРОЕНИИ

том

Под редакцией д-ра техн. наук

проф. В. А. ВИНОКУРОВА

Москва « Машиностроение» 1979

Сварка

В МАШИНОСТРОЕНИИ

Справочник в 4 томах

Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я :

Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, Герой Социалистического Труда, акад. АН СССР,

Лауреат Государственной премии Г. А. НИКОЛАЕВ (председатель);

чл. кор. АН УССР, д-р техн. наук В. И. МАХНЕНКО;

Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, д-р техн. наук проф. Н. А. ОЛЬШАНСКИЙ;

Лауреат Ленинской премии д-р техн. наук проф. А. И. АКУЛОВ; д-р техн. наук проф. В. А. ВИНОКУРОВ; канд. техн. наук доц. Ю. Н. ЗОРИН

ББК 30.616 С24

УДК 621.791(031)

А в т о р ы :

Д-р техн. наук проф. В. А. ВИНОКУРОВ, ииж. А. Д. ГИТЛЕВИЧ, канд. техн. наук доц. К. А. ГРАЧЕВА, д-р техн. наук проф. В. Н. ЗЕМЗИИ, канд. техн. наук доц. В. Т. ЗОЛОТЫХ, д-р техн. наук проф. С. А. КУРКИН, канд. техн. наук доц. Э. Л. МА­ КАРОВ, д-р техн. наук Н. А. МАХУТОВ, д-р техн. наук проф. Г. А. НИКОЛАЕВ, д-р техн. наук проф. В. М. САГАЛЕВИЧ, инж. И. Г. САЕНКО, д-р техн. наук проф. О. И. СТЕКЛОВ, д-р техн. наук проф. В. И. ТРУФЯКОВ, канд. техн. наук доц.

Б.Ф. ЯКУШИН.

Ре ц е и з е н т ы :

А.М. БОРОДИН, Е. И. ВОРОНЦОВА, Е. Л. ВОРОНОВ. К. М. ГАТОВСКИЙ, В. С. ИГ«

НАТЬЕВА, А. И. КРАСОВСКИЙ, Б. Ф. ЛЕБЕДЕВ, Д. И. НАВРОЦКИЙ, Р. 3. ШРОН, Ю. Ф. ЮРЧЕНКО

С24 Сварка в машиностроении: Справочник. В4-хт./Редкол

Г.А. Николаев (пред.) и др. — М.: Машиностроение, 1979 —

т.З/П од ред. В. А. Винокурова. 1979. 567 с., ил.

Впер.: 2 р. 60 к.

Втретьем томе справочника рассмотрены свойства сварных соединений при статических и переменных нагрузках, при низких и высоких температурах, в условиях коррозионного воздействия. Изложены методы расчета и проектирова­ ния сварных соединений и конструкций, а также методы определения их проч­ ности и пластичности; даны расчетные нормы, принятые в различных отраслях промышленности, способы определения сварочных деформаций и напряжений.

Описаны рациональные технологические процессы при изготовлении сварных конструкций, принципы механизации и автоматизации сварочного производства. Изложены вопросы технического нормирования и экономики сварочного произ­ водства. проектирования сварочных цехов и охраны труда.

С -----------------31206-608 подписное 27040700Ш1

ББК 30.616

038(01)-79

6П4.3

© Издательство «Машиностроение», 1979 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Г л а в а

1. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ В СВАР­

9

 

НЫХ СОЕДИНЕНИЯХ (Г. А.

Николаев).

 

 

Виды сварных соединений......................................

 

 

 

 

9

 

Обозначение сварных соединений на чертежах

13

12

Г л а в а

Напряжения.......................

 

 

 

 

 

22

2, МАТЕРИАЛЫ (В. М. Сагалевич) .

 

 

 

Конструкционные стали

......................................

 

 

 

 

22

 

Стали

углеродистые обыкновенного качества

 

22

 

Низколегированные

конструкционные стали .

 

26

 

'‘Углеродистые

и легированные стали ", .

".

 

28

 

Хромокремнемарганцовые стали .

 

 

20

 

Хромомолибденовые стали .

 

 

 

30

 

Высокопрочные стали

 

 

 

 

32

 

Стали с особыми свойствами

 

 

 

.

32

 

Теплоустойчивые стали.................................................

 

 

 

32

 

Коррозионно-стойкие стали для общего и химического

33

 

машиностроения

 

 

 

 

 

 

Алюминиевые сплавы

 

 

 

 

 

37

 

Магниевые сплавы . . . .

,

 

 

 

 

38

 

Титановые сплавы

.

 

 

 

 

40

 

Список литературы ............................................................................

 

 

 

 

 

42

Г л а в а 3. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

43

 

(В. М. Сагалевич) .............................................

 

 

 

 

 

 

Методы определения механических свойств

 

 

43

 

С вой ства ..................

 

 

 

 

 

 

47

Г л а в а

Список литературы ............................................................................

 

 

 

 

ПЕРЕ­

80

4. ПРОЧНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙПРИ

81

 

МЕННЫХ НАГРУЗКАХ (В. И. Труфяков, Н. А. Махутов)

 

Прочность сварных соединений при малоцикловом нагру­

81

 

жении, .................................................................................................

 

Сопротивление циклическому

упругопластическому де­

 

 

формированию.....................................

 

 

 

 

81

87

 

Сопротивление малоцикловому разрушению

. . , . .

 

Сопротивление развитию

трещин

 

93

 

Расчетные зависимости . .

 

 

 

95

 

Сопротивление усталости сварных соединений при много­

98

 

цикловом нагружении .

,

 

 

 

 

Форма

кривых

у ст а л о ст и

...........................................................зарождению усталостных тре­

98

 

Сопротивление

соединений

100

 

щин

...................................

соединений

 

 

 

. . .

 

Сопротивление

распространению усталостных

110

 

трещин . . . .

 

 

 

 

 

Г л а в а

Список литературы .

СВАРНЫХ

СОЕДИНЕНИЙ

111

5. ХЛАДОСТОЙКОСТЬ

112

 

(В. А. Винокуров)

.........................................................................

поведения

металлов

и сварных со­

 

Основные

особенности

112

 

единений

при низких температурах

 

 

 

Оценка свойств сварных соединений и элементов конструк­

Стр.

 

ИЗ

 

ций при низких температурах .

 

 

 

Г л а в а

Список литературы ............................................................................

 

 

 

 

122

6. ЖАРОПРОЧНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (В. Я . Зеж-

123

 

зин)

...................................основного

металла .

 

 

 

 

Свойства

 

 

 

123

 

Свойства

сварных соединений

 

 

 

126

 

Список литературы

.........................................................................

 

 

 

 

143

Г л а в а

7. КОРРОЗИОННАЯ

СТОЙКОСТЬ

И

ПРОЧНОСТЬ

СВАР­

144

 

НЫХ СОЕДИНЕНИЙ (О. И. Стеклов) ......................................

 

 

Виды и особенности коррозионных

разрушений сварных со­

144

 

единений ....................................

 

 

....................................................

 

Методы оценки сопротивляемости сварных соединений кор­

150

 

розионному разрушению...............................................................

 

 

 

 

Пути повышения сопротивляемости сварных соединений и

 

 

конструкций

коррозионным разрушениям в агрессивных

157

 

с р е д а х ............................

 

 

 

 

 

 

 

Рекомендации по расчету

 

 

 

. . .

159

 

Список литературы

.................................................

 

 

 

161

Г л а в а

8. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СВАРНЫХ

162

 

КОНСТРУКЦИЙ (Г. А . Николаев).............................................

 

 

 

Допускаемые напряжения и их определение с учетом усло­

162

 

вий работы и свойств материала.................................................

 

 

 

Расчет сварных соединений основных типов на статическую

164

 

п р оч н ость .............................................

 

 

 

 

 

 

 

Общие принципы конструирования

 

 

 

169

 

Балки,

 

 

.

 

 

 

 

170

 

Стойки

 

 

 

 

 

 

 

185

 

Ф е р м ы .................

 

 

 

 

 

 

 

192

 

Листовые конструкции

 

 

 

 

198

 

Сварные детали

машин . .

 

 

 

 

203

Г л а в а

9. ТЕХНОЛОГИЯ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ

СВАРНЫХ

КОНСТ­

210

 

РУКЦИЙ (С. А. Куркин)

 

 

.

 

 

Заготовительные операции ...............................................................

 

 

 

210

 

Сборочно-сварочные операции и проектирование приспо­

212

 

соблений

 

 

 

 

 

 

 

Балки.

 

 

 

 

 

 

 

214

 

Р а м ы ..................................

 

 

 

 

 

 

 

220

 

Решетчатые конструкции.....................

 

 

 

 

221

 

Негабаритные емкости и сооружения

 

 

223

 

Сосуды,

работающие

под давлением

 

 

229

 

Сварные трубы

 

 

 

 

 

 

232

 

Трубопроводы ......................................

 

конструкции

,

 

 

236

 

Корпусные листовые

 

 

238

 

Сварные детали машин

 

 

 

 

245

 

Список литературы

.............................................................................

 

 

 

 

253

Г л а в а

10. ОБОРУДОВАНИЕ

ДЛЯ

ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ

255

 

КОНСТРУКЦИЙ (А. Д. Гитлевич)..........................................

 

 

Оборудование для изготовления деталей сварных конст­

255

 

рукций ........................................................................

 

 

сварных конструкций . .

 

Оборудование для сборки

285

 

Механическое оборудование сварочного производства. ,

297

 

Оборудование для отделочных операций . . . . . . .

.

317

 

Подъемно-транспортное оборудование сварочных цехов.

323

 

Список литературы

. .

 

 

 

 

328

Г л а в а

И . МЕХАНИЗАЦИЯ

И АВТОМАТИЗАЦИЯ СВАРОЧНОГО

Grp.

329

 

ПРОИЗВОДСТВА (А. Д. Гитлевич)

.....................

 

 

Определение уровня

механизации иавтоматизации .

 

329

 

Механизация заготовительных работ . .

 

331

 

Механизация сборочно-сварочных работ

 

335

 

Список литературы............................................................................

 

 

 

347

Г л а в а 12. ДЕФОРМАЦИИ,

НАПРЯЖЕНИЯ

И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ,

 

 

ВОЗНИКАЮЩИЕ

ПРИ СВАРКЕ

КОНСТРУКЦИЙ

 

348

 

(В. А. Винокуров).................

полож ения

.

 

 

Основные понятия

и

 

 

348

 

Сварочные деформации и напряжения и методы их опре­

351

 

деления ...................................................................................

 

 

 

 

 

Перемещения, возникающие при сварке конструкций

 

359

 

Список литературы............................................................................

 

 

 

381

Г л а в а

13. МЕТОДЫ УМЕНЬШЕНИЯ СВАРОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ,

383

 

НАПРЯЖЕНИЙ И ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (В. А. Винокуров)

 

Влияние сварочных деформаций, напряжений и переме­

с83

 

щений на процесс изготовления и качество конструкций

 

Методы уменьшения сварочных напряжений и пластиче­

385

 

ских деформаций

в металле .......................................................

 

 

 

Методы уменьшения перемещений в элементах конструк­

388

 

ций от сварки .

 

 

 

 

Список литературы............................................................................

 

 

 

392

Г л а в а

14. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ МЕТАЛЛОВ

ПРИ

393

 

СВАРКЕ (Э. JI. Макаров, Б. Ф. Якушин) .....................

 

 

Технологическая прочность в процессе кристаллизации

393

 

(горячие трещины)

 

 

 

Основы теори и .............................................

 

 

 

393

 

Классификация и анализ методов определения техноло­

402

 

гической прочности металлов в процессе кристаллизации

 

Способы повышения технологической прочности сварных

411

 

соединений в процессе кристаллизации............................

 

 

Технологическая прочность в процессе фазовых и структур­

 

 

ных превращений в твердом состоянии (холодные тре­

414

 

щины) .................................................................................................

 

 

 

 

 

Закономерности процесса образования холодных трещин

414

 

Методы оценки сопротивляемости сталей образованию

419

 

холодных тр ещ и н ..................................................................

 

 

 

Способы повышения сопротивляемости сталей образова­

431

 

нию холодных

трещин'

 

,

 

Список литературы

............................................................................

 

 

434

Г л а в а

15. ОРГАНИЗАЦИЯ

И ЭКОНОМИКА

СВАРОЧНОГО

ПРО­

436

 

ИЗВОДСТВА (К- А . Грачева)........................................................

 

 

 

Длительность производственного цикла изготовления свар­

436

 

ных конструкций

(сложного процесса) ................................

 

 

Разновидности поточных линий комплексно-механизиро­

 

 

ванного и автоматизированного сварочного производства

439

 

и их расчетные

параметры ....................................................

 

 

 

Факторы, влияющие на уровень использования производст­

 

 

венных мощностей поточных линий комплексно-механи­

 

 

зированного и автоматизированного сварочного произ­

446

 

водства (на примере пролетныхба л ок )..................................

 

 

Оптимизация мощностей поточных линий по частным кри­

451

 

териям ..................................................................

 

 

 

.

 

Расчет производственных мощностейсварочных цехов

. , ,

453

Премирование работников сварочных цехов за освоение

Стр.

 

проектных мощ ностей..........................................

455

456

Технические нормы времени и их характеристики

.

Методы технического нормирования..............

,

457

Нормирование ручной электродуговой сварки

..........

458

Нормирование полуавтоматической и автоматической свар­

460

ки под флюсом ......................................

 

Нормирование электрошлаковой сварки

 

4G2

Нормирование контактной сварки ..............

 

463

Нормирование ацетилено-кислородной сварки

.

464

Нормирование газовой р е з к и ......................................

466

Нормирование расхода электродов, электродной проволоки,

466

флюса и электроэнергии при дуговой сварке .

. .

Порядок разработки и использование технически обосно­

469

ванных норм ................................................................................

 

Методы измерения объема производства сварных конструк­

471

ций и показатели производительности труда . . .

. . .

Экономические расчеты на стадии проектирования и про­

481

изводства сварных конструкций............................... ...

. . .

 

Экономические расчеты на стадии разработки (совершен­

 

 

ствования и анализа) вариантов технологических про­

 

 

цессов изготовления

сварных

конструкций

... 485

 

 

Экономические

расчеты

 

при

проектировании,

изготовле­

 

 

нии и эксплуатации машин и оборудования для произ­

495

 

водства сварных конструкций

. .............................................

 

 

Экономические расчеты при оценке уровня использования

 

 

основных фондов сварочных цехов и рентабельности

495

 

сварочного производства...........................................................

 

 

 

 

Экономические обоснования некоторых видов новой техники

498

 

(расчетные формулы)

 

 

 

 

 

Г л а в а

Список литературы............................................................................

ЦЕХОВ

СВАРНЫХ МЕТАЛЛО­

500

16. ПРОЕКТИРОВАНИЕ

502

 

КОНСТРУКЦИЙ (И. Г. Саенко)

 

 

 

Заготовительное

производство .

 

 

502

Г л а в а

Сварочное производство.....................

 

 

 

 

514

17. ОХРАНА ТРУДА (В. Т. Золотых) ......................................

 

532

 

Санитарно-гигиенические характеристики сварочного про­

532

 

изводства .................................................................

 

 

 

 

 

. . . .

 

Воздушная среда и микроклимат. Вентиляция

. . . .

533

 

Освещение производственных

помещений ............................

 

545

 

Защита от производственного шума, ультразвука и виб­

545

 

раций .......................................................

 

 

излучений.

. . . .

 

Защита от ионизирующих

 

547

 

Электробезопасность.....................................................................

 

 

 

 

 

549

 

Безопасность газосварочных установок и систем, находя­

554

 

щихся под давлением

.....................

защиты

 

 

Индивидуальные средства

 

558

 

Список литературы

 

 

 

 

 

559

 

Предметный указатель

 

 

 

 

 

561

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ

ВИДЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Дуговой сваркой выполняют следующие виды соединений:

стыковые с помощью стыковых швов, укладываемых при отсутствии разделок, при предварительных разделках (V-образной, Х-образной, U-образнон), а также по отбортовке; стыковые швы направлены, как правило, перпендикулярно к уси­ лиям и в редких случаях под углом;

угловые с различной степенью проплавления — при наличии и отсутствии

глубокого проплавления (рис. 1);

 

 

 

 

 

 

угловые швы используют часто в нахлесточных соединениях;

к усилию

 

они называются лобовыми, если расположены перпендикулярно

N (рис. 2, ав)\фланговыми, если

расположены вдоль усилия (рис. 2, г); косыми,

если

направлены

под

углом

к

усилию (рис. 2, д), и

комбинированными

(рис. 2, е, ж);

 

применяют

также в

тавровых соединениях, без

подготов­

ки

угловые

швы

кромок

(рис. 3, а)

и

с

предварительной подготовкой

кромок

(рис. 3, б

и в);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проплавные — с помощью электрозаклепок за счет проплавления основного

металла

(рис. 4, а)

и

при

наличии предварительного

изготовления

отверстия

с последующим

заполнением наплавленным металлом

(рис. 4, б).

 

 

Контактной

сваркой выполняют:

 

 

 

 

 

стыковые соединения пропусканием электрического тока через соединяемые

элементы

методом

сопротивления

или с

оплавлением

(рис. 5, а — в);

 

точечные соединения, свариваемые односторонним и двусторонним способом (рис. 6, д); точками соединяют детали плоские (рис. 6, б и в), цилиндрические (рис. 6, г и д), плоские с цилиндрическими (рис. 6, е)\

рельефные соединения (рис. 7); шовные, свариваемые роликом при непрерывной или шаговой подаче.

Электронно-лучевой сваркой, сваркой трением и диффузионной сваркой сваривают преимущественно стыковые соединения.

Газовой сваркой выполняют, как правило, стыковые соединения: без разделки*

с отбортовкой кромок, с V-образной разделкой.

Пайкой осуществляют соединения встык прямым, косым или ступенчатым швами (рис. 8, а), внахлестку (рис. 8, б), втавр (рис. 8, в), телескопического типа на трубах (рис. 8, г).

При электрошлаковой сварке получают соединения стыковое (рис. 9, д), тавровое (рис. 9, б и в) и угловое (рис. 9, г и д).

Соединения полимеров осуществляют горячим воздухом встык, горячим лезвием встык и нахлесточные, ультразвуком (точками, швом, сваркой по контуру).

Все виды сварных соединений можно выполнять автоматической, полу­ автоматической и ручной сваркой. Каждый вид сварки по-своему влияет на формирование соединений. Способы сварки выбирают в зависимости от гео­ метрических размеров изделий и физико-механических свойств соединяемых материалов.

 

ж

Рис. 1.

Угловые швы

с проплав­

Ш Ш Ш Ш У

лением

и треугольного

очертания

 

 

 

 

 

Рис, 3. Тавровые соединения

а)

Рис. 4. Соединения электрозаклепками

- S ΠZ S S d t a ^ -

Рис. 5. Соединения стыковой контактной сваркой

 

à)

Рис. 7. Соединения

Рис. 8. Паяные соединения

рельефные

 

Рис. 9. Соединения электрошлаковой сваркой