Исследование влияния параметров сварки на надежность и безопасность сварных соединений металлоконструкций Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

© И.Г. Никифоров, 2012

И.Г. Никифоров

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ СВАРКИ НА НАДЕЖНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ

Исследована методика определения влияния параметров ремонтной сварки на надежность и безопасность сварных соединений несущих узлов строительных конструкций.

Ключевые слова: ремонтная сварка, сварочные материалы, методы контроля и испытания сварных швов

Л ля определения влияния параметров ремонтной сварки на надежность и безопасность сварных соединений несущих узлов строительных конструкций была разработана методика, в которой рассматриваются вопросы выбора основного металла; сварочных материалов; теплового режима сварки; квалификация сварщиков; методы контроля и испытания сварных швов.

Согласно разработанной методике для исследований были выбраны марки сталей: 09Г2С и 15ХСНД, электроды с покрытием основного типа: ТМУ-21, АНО-21, 48Н-1, УОНИ13/55, Е8018-С1 диаметрами 3, 4, 5 мм. Сварка проводилась на образцах в горизонтальном, вертикальном и потолочном положениях и в интервале температур от -5 до -40° С. Тепловой режим сварки обеспечивался нагревателями контактного типа, позволяющими регулировать тепло от 0 до 300°С. Ультразвуковой контроль качества проведен дефектоскопом УД2—12 с пределами измерений от 1 до 999 мм. Контроль проводился в соответствии с требованиями ГОСТ3242—69 и ГОСТ14782—86. С помощью дефектоскопа определено количество дефектов в каждом из исследованных образцов. Оценка качества проведена в соответствии с требованиями РД РОСЭК-001—96. Испытания образцов на разрыв для определения величины ов проведены на разрывной машине ИР-500 с разрывным усилием 500 кН.

Марка электрода

Рис. 1. Распределение количества дефектов в сварных соединениях в зависимости от марки электрода

В результате проведенных исследований по определению влияния параметров режима ремонтной сварки на технологическую прочность сварных соединений металлоконструкций промышленных зданий и сооружений, эксплуатируемых в условиях Севера, установлено:

1. В сварных соединениях, полученных в результате сварки с применением электродов марки Е8018-С1, в химический состав которых входит никель (3 %), количество дефектов примерно на 30—40 % меньше по сравнению с соединениями, полученными в результате сварки их электродами марки УОНИ 13/55 (рис. 1).

2. Количество дефектов в исследованных образцах из стали марки 09Г2С на 10—15 % меньше по сравнению с образцами из стали 15ХСНД (рис. 2).

3. Исследования по определению влияния пространственного положения на количество дефектов в сварных соединениях показали (рис. 3), что в соединениях, полученных в результате сварки в горизонтальном положении, количество дефектов меньше на 15—20 % по сравнению со швами, выполненными в потолочном положении. Лучшие результаты получены при использовании электродов марки Е 8018-С1 с диаметром 3 мм.

60

о 50

Щ Щ

т с о т 40

<и к 30

и л 20

о ч 10

0

:ЁЮШ

09Г2С

15ХСНД+09Г2С Марка стали

15ХСНД

□ Количество дефектов d=3мм

□ Количество дефектов d=4мм

□ Количество дефектов d=5мм

Рис. 2. Гистограмма распределения количества дефектов в сварных соединениях в зависимости от марки стали с учетом диаметра применяемого электрода

о Ё

ю

ч о т н о ю г Я

ч о И

□ Количество дефектов d=3мм

□ Количество дефектов d=4мм

□ Количество дефектов d=5мм

горизонтальное вертикальное потолочное

Положение в пространстве

Рис. 3. Гистограмма распределения количества дефектов в сварных соединениях в зависимости от положения сварки в пространстве с учетом диаметра применяемого электрода

8 т-

<и 7

ш

® „

£■ 6 о

4 5 о 5 с

5 4

р

5 3

н

* 2

Ш 2

Си 1 0

50 100 150 200

температура подогрева

250

300

0

Рис. 4. Зависимость количества дефектов в сварном шве от температуры предварительного подогрева

-в—♦-,-,-,-,

-5 -15 -25 -35 -45

температура окружающей среды

Рис. 5. Зависимость количества дефектов в сварном шве от температуры окружающей среды

4. Установлена зависимость количества дефектов от температуры подогрева (рис. 4), которая описывается уравнением:

Л = -0,026 Т+6,5,

где Л — число дефектов; Т — температура подогрева.

5. Установлена зависимость количества дефектов от температуры окружающей среды (рис. 5), которая описывается уравнением

Л = — 0,02333 1 + 2,

где Л — число дефектов; 1 — температура окружающей среды. 1ТГШ

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -

Никифоров И.Г. — первый заместитель Главы ГО «Город Якутск», yakutsk@sakha.ru