AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA

IM. J.J. ŚNIADECKICH

W BYDGOSZCZY

WYDZIAŁ MECHANICZNY

Praca projektowa z Elementów Technologii Spajania

Temat: Technologia wykonania konstrukcji

spawanej - belki dwuteowej

Artur Świątek

Semestr IX grupa A

Studia dzienne mgr

rok akad. 2003/2004

Spis normy użytych do projektowania i wykonania konstrukcja belki skrzynkowej :

PN-89/S-10050 - Obiekty mostowe. Konstrukcje stalowe. Wymagania i badania

PN-EN 729-2:1997- Spawalnictwo. Spawanie metali. Pełne wymagania dotyczące jakości w spawalnictwie

PN-EN ISO 13916:1999 - Spawalnictwo. Spawanie. Wytyczne pomiaru temperatury podgrzania, temperatury międzyściegowej i temperatury utrzymania

PN-EN 760:1998 - Materiały dodatkowe do spawania. Topniki do spawania łukiem krytym. Oznaczenie

PN-EN 27963:1993 - Połączenia spawane stali. Wzorzec kontrolny nr 2 do ultradźwiękowych badań stali

PN-EN ISO 6947:1999 - Spawalnictwo. Pozycje spawania. Określanie kątów pochylenia i obrotu

PN-87/M-69008 - Spawalnictwo. Klasyfikacja konstrukcji spawanych

Do wykonania konstrukcji została użyta stal konstrukcyjna ulepszane cieplnie 14HNMBCu.

Na następnej stronie dołączam dane o składzie chemicznym stali zgodnie z normą PN-86/H-84018. Znajdują się tam również dane dotyczące skłonności materiału do pęknięć (na gorąco, na zimno, lamelarnych i po obróbce cieplnej), a także wykres zawierający HV, KCU, Rm i Re. Ponadto w załączeniu daje wykres struktury stali dla czasu t8/5 =38s. Oba wydruki są uzyskane z programu SPAW-EXPERT znajdującego się w Katedrze Inżynierii Materiałowej Akademii Techniczno-Rolniczej im. J.J. Śniadeckich w Bydgoszczy.

Spawalność stali 14HNMBCu

Stale tej grupy cechuje zdolność głębokiego hartowania przy średniej szybkości chłodzenia, więc w warunkach spawania następuje duże utwardzenie strefy przyspoinowej. z tego względu ich spawanie musi być wykonywane z uprzednim podgrzaniem. spawanie w celu wykonania połączenia jest przeprowadzone najczęściej metodą spawania łukowego ręcznego elektrodami otulonymi wysokogatunkowymi, w niektórych przypadkach austenitycznymi

Chcąc przeanalizować cykl cieplny stali 14HNMBCu należy posłużyć się specjalnymi wykresami spawalniczymi przemian austenitu - CTPc-S (czas, temperatura, przemian ciągła spawanie). Wykresy te zostały sporządzone dla danej stali, na podstawie pomiarów dylatometrycznych/magnetycznych pozwalających określić początek i koniec przemiany austenitu w danych warunkach chłodzenia. Na załączonych wydrukach znajdują się wykresy CTPc-S (program SPAW-EXPERT) dla stali 14HNMBCu. Z wykresów tych określić możemy czas t_800-500 i otrzymaną przy takim czasie chłodzenia strukturę.

Czas t_800-500 określić można także posługując się nomogramami opracowanymi wg źródeł japońskich. My jednak posiadamy wyznaczoną temperaturę t_800-500 a nomogramy posłużą nam w odmienny sposób. Wychodząc z analizy wykresów CTPc-S i chcąc uzyskać określoną strukturę w strefie wpływów cieplnych, dla której znamy czas t_800-500 , za pomocą nomogramu dobieramy energię liniową łuku oraz temperaturę wstępną podgrzania spawanych elementów.

Przy spawaniu elektrodami otulonymi, czas t_800-500 należy połączyć linią 1, wartość energii liniowej q, dobranej dla określonego rodzaju złącza (napoina, ostatnia warstwa spoiny czołowej lub złącze teowe) z grubością g spawanych elementów. Czas t_800-500 odczytujemy jako punkt przecięcia linii prostej 1 ze skalą charakteryzującą proces spawania bez wstępne­go podgrzewania. Chcąc zmienić czas t_800-500 z uwagi np. na niekorzystną strukturę i własności mechaniczne SWC, możemy wstępnie element podgrzać. W tej nowej sytu­acji czas t_800-500 odczytuje się na skali sąsiedniej przez połączenia linią prostą 2 tempe­ratury podgrzewania z uprzednio wyznaczonym czasem stygnięcia .

Dane wyjściowe do określenia energii liniowej:

t_800-500 - 38s

g - 10mm

wstępne nagrzanie t₀ - 200ºC

Na podstawie nomogramu wyznaczona energia liniowa wynosi ok. 27kJ/cm

Korzystając z Normatywów Technologicznych dla spoin pachwinowych wykonywanych w pozycji korytkowej łukiem krytym dobieramy parametry spawania:

- energia liniowa 27 kJ/cm

- grubość spoiny 7 mm

- średnica drutu 3,25 mm

- ilość ściegów 2

- natężenie prądu 450 A

- napięcie łuku 36 V

- prędkość spawania 9 mm/s

- czas główny spawania na 1 ścieg 2,22 min/m

- łączny czas główny spawania 4,44 min/m

---