книги / Сварка в машиностроении. Т. 3
.pdfВ 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, а— в)\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 Œ Z 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