Файл: Жербин М.М. Высокопрочные строительные стали (характеристики, область применения, расчет и проектирование).pdf

молибденовые Св-10ХМ и Ов-18ХМА; с (Тт = 55 кг/мм2— хромоникельмолибденовую Св-08ХН2М; с от =60 кг/мм2— хромомо­ либденованадиевую Св-08ХМФ и Св-08ХГСМФА, хромомолибде­ нованадиевую Св-08ХГСМФА и др.

При сварке в струе углекислого газа проволоку следует подби­ рать в соответствии с классами и химсоставом свариваемой ста­ ли; углекислый газ,— отвечающий требованиям ГОСТ 8050—64. Соединения должны быть равнопрочными основному металлу.

В настоящее время для большинства из приведенных выше ма­ рок высокопрочных сталей разработаны технология сварки и сва­ рочные материалы. В табл. II. 20 для ряда высокопрочных сталей различных классов указаны рекомендуемые марки электродов, ■флюсов и сварочные проволоки.

Следует иметь в виду, что приведенные в табл. II. 20 свароч­ ные материалы не могут считаться окончательными и подлежат уточнению в каждом отдельном случае в зависимости от химиче­ ского состава сталей, толщины проката, вида сварного соедине­ ния и температуры эксплуатации конструкции.

Наиболее интересным является сварка сталей с пределом теку­ чести свыше 45—50 кг/мм2, т. е. классов прочности С60/45 и вы­ ше. В этом направлении значительный опыт был получен по сварке конструкций из сталей класса С70/60 марок 14Х2ГМР и 14ХМНДФР.

Ниже приводятся более подробные данные по технологии свар­ ки этих сталей, на примере которых и разбирается ряд особен­ ностей сварки сталей высокой прочности.

Сварочные материалы и технология сварки сталей 14Х2ГМР и 14ХМНДФР были разработаны Институтом электросварки им. Е. О. ПаТона АН УССР. Значительный практический опыт сварки различных конструкций из сталей 14Х2ГМР и 14ХМНДФР показал хорошую работу и надежность сварных со­ единений, а также их равнопрочность основному металлу [11,18].

Ручная электродуговая сварка покрытыми электродами сталей 14Х2ГМР и 14ХМНДФР осуществляется электродами АНП-2, отвечающими требованиям ГОСТ 9467—60 и типу Э-70. Изготов­ ление указанных электродов производится по техническим усло­ виям Института электросварки им. Е. О. Патона АН УССР и Киевского сварочно-электродного завода. Сварочная проволока принимается марки Св-08А по ГОСТ 2246—70.

1,8; Mo — 0,2—0,4; S<0,03; P<0,3.

Механические характеристики должны соответствовать следу­ ющим нормативам: от ^ 6 0 ; <тпч >75 кг/мм2; S5= 17; ф= 55%; а,, при температуре +20°С— 10; при —40°С — 6 и при —60°С — 4 кгм/см2.

При сварке сталей 14Х2ГМР и 14ХСНДФР с углеродистой ста--

55

56

лью марки СтЗ следует применять стандартные электроды марки УОНИ-13/45; с низколегированными сталями повышенной проч­ ности, например 09Г2, 10Г2СІ, 15ХСНД,— стандартные элект­ роды марки УОНИ-13/55А.

Полуавтоматическая сварка в среде углекиского газа. Практи­ ка показала возможность получения сварных соединений высо­ кого качества при сварке сталей 14Х2ГМР и 14ХМНДФР в среде углекислого газа. Для сварки применяется проволока марки Св-08ХН2Г2СМЮ по ГОСТ 2246—70, изготавливаемая Волго­ градским стадепроволочноканатным заводом.

Химический состав проволоки марки Св-08ХН2Г2СМЮ, проц.: С — 0,06—0,11; М п— 1,5—1,9: S i— 0,4—0,7; Сг — 0,7—1,0;N1— 2,0—2,5; Мо — 0,45—0,65; А1 — 0,18; S и Р — не более 0,03.

Механические характеристики металла шва должны соответ­ ствовать следующим нормативам: sT^=60; нпч^ 75 кг/лш2; 65^ ^ 1 6 ; лр — 50%; ан при +20° — 8; при —40° — 5 и при —60°— 4 кгм/см2.

При сварке в углекислом газе проволоку рекомендуется брать диаметром 1,0; 1,2 и 1,6 мм.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка. Применяются низкокрем'нистые, низкомарганцевые плавленные флюсы марок АН-17М или АН-22, электродная проволока марки Св-08ХН2ГМЮ по ГОСТ 2246—70. Шов, выполненный автоматической или полу­ автоматической сваркой, по прочности должен соответствовать основному металлу и иметь механические характеристики не ни­ же указанных в табл. II. 21.

При сварке сталей 14Х2ГМР и 14ХМНДФР с низколегирован­ ными сталями повышенной прочности и со сталью Ст.З должны применяться указанные флюсы и электродная, проволока марок Св-08ГА, Св-10Г2 или Св-08Г2СА.

Сварка сталей высокой прочности обладает некоторыми осо­ бенностями. Так, одной из важнейших проблем при изучении сва­ риваемости высокопрочных сталей с бейнитной и мартенситной структурой является иследование чувствительности сварных со­ единений из этих сталей к образованию холодных трещин в ме­ талле шва и околошовной зоне. Опыт изготовления сварных кон­ струкций из сталей 14Х2ГМР и 14ХМНДФР показал, что в некоторых случаях, в условиях стесненной усадки («жесткие»- соединения), при невыполнении определенных технологических

57

58

Г л а в а III

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ

§ 11. Общие положения

Применение в конструкциях новых сталей высокой прочности обладает рядом особенностей, которые следует учитывать при выполнении проектных и конструкторских работ. Эти особенности являются следствием специфичности работы таких сталей под нагрузкой, преимущественно в сжатых и изгибаемых элементах, и чувствительности к концентраторам напряжений. Кроме того, в настоящее время стали высокой прочности выпускаются пока только в листовом прокате, что, как правило, требует создания сварных составных или гнуто-сварных сечений элементов взамен прокатных.

Наиболее жесткие требования должны предъявляться к про­ ектам сварных металлических конструкций из высокопрочных сталей, работающих на динамические нагрузки, вызывающие пе­ ременные и знакопеременные усилия в элементах конструкции, приводящие к снижению вибрационной прочности и возможно­ стям усталостных разрушений. Весьма важным является пра­ вильное конструирование узлов и решение стыков элементов кон­ струкций.

Вышесказанное свидетельствует о том, что копирование су­ ществующих типов сварных конструкций из сталей обычной и повышенной прочности при создании конструкций из высокопроч­ ных сталей не всегда рационально и может привести к малой эф­ фективности использования высокопрочной стали либо к недо­ статочной надежности конструкции при эксплуатации.

При учете явлений усталости конструкции из сталей высокой прочности в общем виде могут быть разделены на две группы: стальные конструкции зданий и сооружений, воспринимающие по­ стоянно действующие статические нагрузки, и несущие стальные конструкции сооружений и их элементов, а также -металлокон­ струкции тяжелого оборудования, непосредственно воспринима­ ющие многократно действующие или другого вида нагрузки, ко­ торые могут привести к усталостным разрушениям (например, мосты, подкрановые балки в зданиях с тяжелым режимом рабо­ ты, балки рабочих площадок, балки под шахтные подъемные машины многоканатных подъемных установок и т. д.).

Расчет и проектирование металлических конструкций зданий и сооружений первой группы должны проводиться в соответствии с новой редакцией СНиП на металлические конструкции П-В. 3—72. Для второй группы сооружений СНиП ІІ-В.З—72 не

60