Вся электронная библиотека >>>

  арматурная сталь >>>

 

 

Высокопрочная арматурная сталь


Раздел: Учебники



 

Методы оценки свариваемости

  

 

Свариваемость является одной из наиболее важных технологических характеристик, по которой оценивают пригодность металла для изготовления конструкций. Свариваемость материалов рассматривают как собирательное понятие, которое характеризуется двумя параметрами: пригодностью к сварке и надежностью сварного соединения. Под свариваемостью понимают способность металлов и других материалов образовывать сварное соединение, свойства которого близки к свойствам основного металла.

Различают технологическую и эксплуатационную свариваемость. В свою очередь, технологическую свариваемость подразделяют на металлургическую и тепловую. Металлургическая свариваемость характеризует способность материала свариваться различными видами сварки без образования в металле горячих (кристаллизационных) и холодных трещин. При этом под технологической прочностью сварных соединений понимают их способность выдерживать без разрушения различного рода воздействия, которые могут возникать в процессе сварки, остывания и вылеживания сварных конструкций под влиянием сварочных деформаций и напряжений.

Тепловую свариваемость стали оценивают по изменению ее свойств под действием термического цикла сварки. Эксплуатационную свариваемость определяют по соответствию механических свойств конкретных сварных соединений требованиям нормативно-технических документов.

В последнее время, для упрощения оценки свариваемости арматуры НИИЖБ (А. М. Фридман) предложил пятибалльную систему которая предусматривает следующие баллы свариваемости при испытании сварных соединений статическим растяжением: равнопрочность сварных соединений исходному металлу—балл 5;

прочность сварного соединения не ниже нормируемой для исходного материала — балл 4;

прочность не ниже нормируемой для сварных соединений по ГОСТ 10922—75 —балл 3.

Если сварное соединение не обеспечивает минимума требуемых механических свойств, свариваемость арматурной стали оценивается баллом 2, а сварные соединения не допускаются к применению.

 


 

В качестве дополнительного критерия оценки свариваемости определяют степень разупрочнения при сварке, т. е. отношение прочности сварного соединения о™ к прочности основного металла ав.

Видно, что прочность термически упрочненной арматуры со сварными соединениями из стали 20ХГС2 отвечает требованиям класса Ат—V. В зависимости от исходной прочности и качества выполнения контактной стыковой сварки степень разупрочнения составляет 8—14%. Возможность контактной стыковой сварки по традиционной технологии на существующих сварочных машинах термоупрочненной арматуры из стали 20ХГС2 по классу не ниже Ат—V показана в НИИЖБ Госстроя СССР А. М. Фридманом

Большой объем работ по исследованию свариваемости различных видов термоупрочненных арматурных сталей, в том числе и стали 20ХГС2, в последние годы выполнен В. А. Чудновским в Челябинском ПромстройНИИпроекте. В процессе проведения этих исследований, режимы контактной стыковой сварки и охлаждения стыка, в целях обеспечения наименьшей потери прочности сварного соединения по сравнению с прочностью основного металла выбирали, руководствуясь развитыми А. Л. Немчинским, О. А. Бакши, Р. 3. Шрон и др. представлениями об эффекте контактного упрочнения так называемой мягкой прослойки упрочненного участка), располагающейся в зоне термического

влияния. Этот эффект заключается в том, что деформации мягкой прослойки сдерживаются вблизи граничных поверхностей, по которым прослойка контактирует с более прочным металлом. Вследствие этого напряженное состояние мягкой прослойки становится объемным и ее прочность возрастает.

При определенных относительных размерах мягкой прослойки и соотношения ее механических свойств с прочностью основного металла возможно существенное повышение прочности мягкой прослойки практически до уровня прочности основного металла

Из формулы следует, что с повышением прочности наиболее слабого звена сварного соединения (мягкой прослойки) и уменьшением ее относительной толщины агрегатная прочность сварного соединения возрастает. Для прогнозирования эксплуатационной свариваемости представляется важным иметь данные но тепловой свариваемости, которые определяют величину ом в формуле.

В работе изучали тепловую и эксплуатационную свариваемость термомеханически упрочненной арматуры диаметром 14 мм из стали 20ХГС2 (0,18% С; 1,26% Мп; 1,88% Si; 0,92% Сг; 0,032% S; 0,027% Р) и 20ГС (0,19% С; 1,09% Мп; 1,04% Si; 0,034% S; 0,021 % Р). Тепловую свариваемость определяли путем электроконтактного нагрева термоупрочнеиной арматуры в интервале температур 400—700 °С с последующим определением ее механических свойств при растяжении. Контроль температуры нагрева осуществляли с помощью хромель-копелевой и хромель- алюмелевой термопар, приваренных к поверхности натурных образцов. Видно, что после нагрева в интервале 400—700 СС термоупроч- ненная арматура из стали 20ХГС2 характеризуется повышенной тепловой свариваемостью, поскольку сохраняет значительно более высокую прочность, чем тепловая прочность стали 20ГС, что предопределяет и более высокое значение а в в формуле, а следовательно, и более высокую прочность сварного соединения при контактной стыковой сварке:

С целью повышения прочности сварных соединений В. А. Чуд- новск'ий, О. А. Бакши и Др. предложили способ контактной стыковой сварки с последующим ускоренным охлаждением стыка водой или сжатым воздухом. Ускоренное охлаждение стыка позволяет:предотвратить отвод тепла от сварного стыка вдоль прутка и уменьшить тем самым ширину зоны термического влияния (уменьшить относительную толщину мягкой прослойки); повысить прочность участка с максимальным разупрочнением (мягкой прослойки); упрочнить путем закалки и последующего электронагрева объем металла стыка, нагретый в аустенитное состояние при сварочном цикле, чтобы сократить общую зону разупрочнения и получить структурное состояние металла стыка, приближающееся к структуре основного металла.

Контактную стыковую сварку по такому способу проводят на сварочных машинах МСМУ-150М и МС-2008, оснащенных приспособлениями для ускоренного охлаждения стыка в одном автоматическом цикле со сваркой. Контактную стыковую сварку по новой технологии термически упрочненной арматуры диаметром 12—14 мм из стали 20ХГС2 и 20ГС, принятой в качестве контрольной, проводили на машине МС-2008 по оптимальным режимам: установочная длина — 30 мм; величина оплавления— 12,5 мм; общая величина осадки — 7,5 мм; осадка под током— 1 мм; время подстуживания водой — 3—3,5 с; ступень трансформатора — 5 (вторичное напряжение 4,7—4,9 В); положение вариатора—1 (скорость оплавления 0,4—1,8 мм/с). После сварки соединения отпускали при 420 °С методом электронагрева.

Сварные соединения из стали 20ХГС2 равнопрочны основному металлу не только в классе Ат—V, но и Ат—VI. Пластичность сварных соединений термоупрочнеиной арматуры из стали 20ХГС2 выше, чем из стали 20ГС •как по величине относительного удлинения, так и по углу холодного загиба, максимальное значение которого при испытании вокруг оправки диаметром 5d в стали 20ХГС2 составляет 180° против 140° в стали 20ГС.

Поскольку сталь 20ХГС2 обладает повышенной устойчивостью •аустенита при охлаждении и прокаливаемостыо, опробовали ускоренное охлаждение сварного стыка не водой, а воздухом. После сварки и охлаждения термоупрочненных образцов таким способом, их отпускали при 520 °С электроконтактным методом. Прочность сварных соединений при этом составила 1240—1245 МПа . Несмотря на снижение производительности, переход на охлаждение сжатым воздухом перспективен, так как в этом случае охлаждение можно проводить непосредственно в электродах сварочной машины.

Итак, в условиях описанной технологии контактной стыковой сварки эксплуатационную свариваемость термоупрочнеиной арматуры из стали 20ХГС2 согласно системе бальной оценки, приведенной в СН 393—78, можно оценить баллом 5.

При традиционной контактной стыковой сварке без применения ускоренного охлаждения стыка термоупрочненная арматура из стали 20ХГС2, как показали исследования, проведенные в НИИЖБ, Челябинском ПромстройНИИпроекте и ИЧМ, может свариваться с сохранением прочности сварного соединения на уровне требований класса Ат—V.

Дуговая сварка. Способность термоупрочненной арматурьг из стали 20ХГС2 и других разработанных в ИЧМ марок стали, образовывать в процессе дуговой сварки соединения, отвечающие эксплуатационным требованиям, исследована в Челябинском.

Дуговую сварку проводили по режиму: сварочный ток — 240 А; полярность тока — обратная; напряжение дуги — 26—27 В; вылет электродной проволоки марки Св08Г2С диаметром 1,6—20 мм; расход защитного газа (С02) — 15 л/мин; расход энергии на 1 м длины свариваемого шва 250— 1000 кДж/м. Данные по относительной прочности сварных образцов приведены на  75.

Наиболее высокой эксплуатационной свариваемостью при дуговой сварке обладает термоупрочненная сталь 20ХГС2, а наиболее низкой — сталь 20ГС с содержанием углерода, близким к нижнему пределу (пл. 4). Во всех случаях разрушение наблюдается вдали от места сварки. Исследованные стали по свариваемости дуговой сваркой в атмосфере углекислого газа можно расположить в порядке ухудшения свариваемости в следующий качественный ряд: 20ХГС2, 20ГС2Ф, 20ГС2, 20ГС.

В заключение отметим, что выполненные в Челябинском ПромстройНИИ-, проекте и НИИЖБ Госстроя СССР исследования контактной стыковой. и электродуговой сварки различных видов термоупрочненных арматурных сталей позволили разработать рекомендации по их сварке, что будет несомненно способствовать более эффективному их использованию в строительстве.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Высокопрочная арматурная сталь

 

Смотрите также:

    

Арматура. Назначение и виды арматуры

Горячекатаная арматурная сталь с площадкой текучести на диаграмме (мягкая «таль) обладает значительным удлинением после разрыза-до 25% ( 1.18,а)...

 

АРМАТУРА. Стали для арматуры. Механические свойства арматурных...

Арматурная сталь должна обладать достаточной пластичностью, характеризуемой величиной относительного удлинения при растяжении...

 

...АРМАТУРЫ. При монтаже арматуры. Класс арматурной стали

Класс арматурной стали определяется по профилю стержней и по окраске их торцов. Так, арматурная сталь класса А-l имеет гладкий профиль; класса А-И...

 

АРМАТУРНЫЕ СТАЛИ. Стержневая арматурная сталь

Стержневая арматурная сталь делится на классы от A-I до A-VII. В настоящее время класс арматуры обозначается также гарантированной величиной предела текучести...

 

Классификация и сортамент арматурной стали. Горячекатаная...

Горячекатаная арматурная сталь классов A-I и А-Н предназначена для употребления в качестве ненапрягаемой арматуры в обычных железобетонных конструкциях.

 

Арматурная сталь и полуфабрикаты. Арматурная проволока. Заводы...

§ 2. Арматурная сталь и полуфабрикаты. Арматурную сталь делят на горячекатаную стержневую и холоднотянутую проволочную.

 

Профили арматурной стали. Арматурная сталь из углеродистой...

Маркировка арматурной стали должна содержать

Прокат арматур и изделий из стали. Стержневая арматурная сталь

Стержневая арматурная сталь представляет собой горячекатаные стержни диаметром 6...80 мм. В зависимости от марки стали и соответственно...

 

...напрягаемых арматурных элементов. Поверхность арматурных сталей....

Допускается для напрягаемой арматуры предварительно напряженных конструкций использовать арматурную сталь следующих видов

 

Арматурная сталь механически упрочненную в холодном состоянии...

Арматурная сталь выпускается в стержнях или мотках: сталь класса А240 (A-I) изготовливают гладкой, сталь классов АЗОО (А-И), А400 (А-Ш), А600 (A-IV), A800 (A-V), A1000 (A-VI)...

 

Арматурная сталь в бухтах

Арматурная сталь в бухтах применяется в основном для заводского изготовления арматурных каркасов. Арматура. Заготовка и установка арматуры - круглая арматурная ...

 

Виды арматурных сталей и изделий для армирования железобетонных...

Арматурную сталь изготовляют с периодическим профилем согласно ГОСТ 5781-82 или ГОСТ 10884-94. Стержневую арматуру, упрочненную вытяжкой...

 

АРМАТУРНЫЕ СТАЛИ. Горячекатаная стержневая арматура

Стержневая арматурная сталь в зависимости от класса и диаметра стержней изготавливается из углеродистой и низколегированной стали.

 

АРМАТУРНЫЕ РАБОТЫ. В сортамент арматурных сталей входят...

АРМАТУРНЫЕ РАБОТЫ. Классификация и сортамент арматурной стали. … Арматурная сталь винтового профиля

 

СТАЛЬ АРМАТУРНАЯ. Механические свойства арматурной стали

Арматурная сталь классов прочности Ат800, Ат1000 и Ат1200 должна выдерживать без разрушения 2 млн циклов напряжения...

 

Основные свойства арматурной стали

Сталь, используемая в качестве арматуры железобетонных конструкций, должна иметь
Для арматурной стали наиболее типична работа под действием растягивающих сил.

 

Арматура. Производство установка натяжение арматуры. Монтаж...

§ 26. изготовление и установка арматуры. Арматурная сталь, применяемая для армирования железобетонных конструкций...

 

Арматурная сталь винтового профиля Контроль качества упрочненной...

Арматурная сталь винтового профиля, как правило, должна поставляться в комплекте с соединительными элементами (муфтами, анкерными гайками и контргайками).

 

Арматурная сталь и изделия из нее

Арматурная сталь и изделия из нее. Общие сведения об арматуре. Сопротивление бетона растяжению в 10...

 

Классификация арматурных сталей. Марки арматурной стали

Классификация арматурных сталей. Арматуру, вводимую в бетонные конструкции для восприятия растягивающих усилий (при изгибе, растяжении...

 

Последние добавления:

 

ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД    Вторичные ресурсы   Теплоизоляция  Приливные электростанции  

Справочник агронома  ШЛИФОВКА И ПОЛИРОВКА СТЕКЛА Производство комбикормов  Соболь   Меховые шапки  Арматура и бетон 

Облицовочные работы — плиточные и мозаичные   Огнеупоры  Древесные отходы   Производство древесноволокнистых плит

  Материаловедение для столяров, плотников и паркетчиков   Плотничьи работы Паркет   Деревянная мебель