ЦВ 201-98 стр.18 1.21.

 

1.20.6. Хранение прокаленных электродов вблизи рабочих мест должно осуществляться только в специальных сушильных шкафах при температуре 60—80 °С, а на рабочих местах — в утепленных пеналах. К рабочему месту электроды и флюс следует подавать непосредственно перед сваркой в плотно закрывающейся таре. Электроды, не использованные в течение 2 ч после извлечения из сушильного шкафа, следует прокалить повторно.

1.20.7. Сварочные посты для производства работ при низких температурах должны быть оснащены источниками питания постоянного тока. Рекомендуется применять кремниевые выпрямители (запрещается оснащать рабочие посты селеновыми выпрямителями для сварки при температуре ниже 5 °С).

1.20.8. Править узлы и детали можно только с предварительным подогревом участка правки до температуры 200—250 °С. Удалять металл зубилом следует только после подогрева.

1.20.9. Сварку нужно выполнять непосредственно после подготовки ремонтируемого участка.

1.20.10. Непосредственно перед сваркой свариваемые детали должны быть очищены от ржавчины, льда, снега, масла и других загрязнений. Особенно тщательно следует очищать торцы свариваемых кромок.

1.20.11. Сварка электродами с фтористо-кальциевым покрытием должна выполняться на постоянном токе обратной полярности предельно короткой дугой на максимальных паспортных режимах.

1.20.12. Все швы заваривают без перерыва. Нельзя прекращать сварку до выполнения заданного размера шва и оставлять незаваренными отдельные его участки.

1.20.13. Прихватки должны выполняться двумя валиками, накладываемыми один на другой в виде двухслойного шва. Второй валик служит в качестве отжигающего и должен быть на 10—15 мм короче и на 3—6 мм уже первого и не выходить на основной металл. Наложение шва поверх прихваток допускается только после зачистки последних от шлака, а мест сварки — от брызг.

1.20.14. При многослойных швах корневой шов должен выполняться более мягкими материалами, чем последующие слои (например, при основном электроде УОНИ-13/55 корневой шов выполняется электродом УОНИ-13/45).

1.20.15. Расчистку корня шва (если она предусмотрена технологическим процессом) следует выполнять выплавкой или шлифованием. Удалять металл зубилом можно только после подогрева до температуры 100—120 °С.

1.20.16. Швы малого сечения на металле толщиной более 18 мм рекомендуется сваривать с подогревом до температуры 200—250 °С.

1.20.17. Дефектные участки шва следует заваривать только с предварительным и сопутствующим подогревом до температуры 180— 200 °С. Рекомендуется применять те же режимы и способы сварки, которыми выполнялся шов при ремонте.

1.20.18. Сварщик и место сварки, по возможности, должны быть защищены от осадков и ветра.

1.20.19. Непосредственно у рабочего места должно быть устройство для обогрева рук.

1.20.20. Для работы при температурах ниже минус 30 °С сварщикам целесообразно под основной костюм спецодежды поддевать жилет с искусственным подогревом.

1.20.21. Периоды работы сварщиков на открытом воздухе должны чередоваться с периодами отдыха в отапливаемом помещении. Сварщик, впервые приступающий к работе при низкой температуре, должен пройти специальную тренировку и испытание. Право на выполнение сварочных работ при низких температурах предоставляется только рабочим, имеющим специальный вкладыш к удостоверению сварщика.

1.21. Методы снижения остаточных сварочных напряжений и деформаций

1.21.1. С целью снижения растягивающих остаточных сварочных напряжений, уменьшающих прочность сварных соединений вагонов при переменных нагрузках и являющихся одной из основных причин хрупких и замедленных разрушений, особенно при отрицательных температурах, а также с целью устранения остаточных деформаций и перемещений, затрудняющих последующую сборку и сварку конструкций (наличие остаточных сжимающих напряжений в зонах концентраторов способствует повышению прочности, особенно при переменных нагрузках) необходимо соблюдать следующие основные принципы:

1) снижать величину и объем пластических деформаций укорочения при сварочном нагреве путем регулирования термического воздействия следующими методами: уменьшением количества сварных швов и количества наплавленного металла за счет уменьшения площади разделки кромок или расположением сварных швов симметрично относительно оси симметрии изделия; уменьшением погонной энергии (отношения вводимой тепловой энергии к скорости сварки); предварительным или сопутствующим подогревом свариваемого изделия или зоны сварного шва; принудительным охлаждением шва или околошовной зоны за дугой или применением электродов с покрытием, содержащим железный порошок, при ремонте сваркой узлов и деталей из углеродистых сталей;

2) снижать величину пластических деформаций укорочения, возникших: при сварочном нагреве, путем создания после сварки пластических деформаций обратного знака (удлинения) в металле шва и околошовной зоне следующими методами: проковкой шва и околошовной зоны; механической правкой путем изгиба или растяжения сварного элемента; сваркой в жестких приспособлениях; последующим высоким общим или местным отпуском;

3) компенсировать возникающие при сварке деформации (перемещения) следующими методами: созданием предварительных деформаций, противоположных по направлению сварочным, путем приложения механических усилий с использованием специальных приспособлений (особенно эффективно при компенсации деформации продольного изгиба балочных конструкций); расположением свариваемых деталей при сборке перед сваркой под углом с учетом последующей усадки, приводящей к изгибу; рациональной последовательностью сборки и сварки и последовательности наложения швов, особенно при двусторонней многослойной сварке; увеличением припусков на размеры свариваемых деталей на величину продольной и поперечной усадки однопроходных и многослойных швов.

1.21.2. Для уменьшения остаточных напряжений и деформаций при однослойной ручной дуговой сварке швов средней длины (300 £ L£ 1000 мм) разбивается на два участка и заваривается от середины к концам участка (рис. 1.17, а). С этой же целью шов может быть заварен обратноступенчатым (рис. 1.17, 6) или комбинированным (рис. 1.17, в) способом.

При обратноступенчатом способе весь шов разбивают на отдельные участки длиной 100—300 мм. Сварку каждого участка выполняют в направлении, обратном общему направлению сварки. При этом конец каждого последующего участка совпадает с началом предыдущего. Сварку необходимо вести без перерывов между участками (кроме перерыва на замену электрода), чтобы использовать подогрев от заварки предыдущего участка.

Рис. 1.17. Способы сварки однослойных швов вручную и полуавтоматом (длинными стрелками указано общее направление сварки, короткими — направление сварки по ступеням)

Длину участков целесообразно выбирать соответствующей расплавлению одного электрода (при ручной дуговой сварке). При сварке обратноступенчатым способом стыковых швов зазор между свариваемыми листовыми элементами увеличивается на 0,5 мм.

1.21.3. При сварке многослойных швов необходимо применять каскадный метод сварки (рис. 1.18, б). Длина каждой ступени в зависимости от состава основного металла должна находиться в пределах 300-600 мм. Каждый последующий слой накладывают на еще не успевший остыть предыдущий слой.

Рис. 1.18. Способы выполнения многослойного шва при ручной и механизированной сварке:

а — на проход; б — каскадом; в — горкой

 

Допускается также применять сварку на проход (рис. 1.18, а) и горкой (рис. 1.18, в).

1.21.4. Наиболее полное снятие остаточных напряжений после сварки (до 80-95 %) достигается при высоком отпуске. Применение высокого отпуска должно быть технически и экономически обосновано, а режим должен определяться соответствующей технологической или конструкторской документацией.

1.21.5. Значительное снижение остаточных напряжений в сварных соединениях может быть достигнуто проковкой швов. Проковка должна быть выполнена в процессе остывания стальных сварных соединений при температурах 450 °С и выше либо 150 °С и ниже. В интервале температур 150-450 °С проковка недопустима из-за понижения пластичности металла (для контроля температуры рекомендуются термокарандаши, термокраски и приборы дистанционного контроля).

Проковка может выполняться вручную молотком массой 0,6 — 1,2 кг или пневматическим молотком. При этом ударные поверхности инструмента должны иметь закругления радиусом не менее 2 мм. При многослойной сварке проковывают каждый слой за исключением первого. Проковка, как правило, должна применяться для уменьшения остаточных и реактивных напряжений при заварке трещин и замыкающих швов в жестких конструкциях.

1.21.6. Предварительный или сопутствующий подогрев с целью снижения временных и остаточных напряжений и связанных с ними горячих или холодных трещин необходимо производить при сварке сталей с содержанием углерода более 0,25 % (для углеродистых сталей) или эквивалентного углерода Сэкв более 0,45 % для низколегированных сталей.

Для низколегированных сталей содержание эквивалентного углерода определяют по формуле:

Температура и способы подогрева перед или в процессе сварки, а также режим охлаждения свариваемой или наплавляемой детали определяются технической документацией, согласованной с ЦВ МПС.

1.21.7. Одной из мер снижения остаточных деформаций является закрепление свариваемых деталей в специальных приспособлениях-кондукторах, а также применение прихваток при сборке деталей и узлов.

1.21.8. Прикладываемое продольное усилие при сварке балочных конструкций с продольным растяжением вдоль шва для уменьшения остаточных напряжений должно создавать напряжения в свариваемых деталях (0,8—0,9)от основного металла. Снятие этих усилий после сварки приведет к уменьшению остаточных продольных напряжений (вдоль шва) до 70-80 %.

1.21.9. Для уменьшения угловых деформаций при многослойной сварке деталей средней и большой толщины необходимо производить двустороннюю сварку с попеременным наложением швов с обеих сторон с учетом того, что после заполнения разделки до толщины 40 — 50 мм угловые деформации не могут быть исправлены за счет наложения швов.

1.21.10. Технология и фактические значения параметров процессов, проводимых с целью снижения сварочных напряжений и деформаций, должны быть предварительно проверены на опытных образцах, соответствующих по материалам и геометрии свариваемому или наплавляемому изделию.

1.22. Методы повышения работоспособности и упрочнения деталей при ремонте сваркой

1.22.1. Методы повышения работоспособности и упрочнения деталей после сварки и наплавки направлены на достижение равнопрочности шва и основного металла, снижение концентрации напряжений в зоне сварки или наплавки и создание в поверхностных слоях металла сжимающих напряжений, повышающих работоспособность сварных соединений вагонов при циклических и ударных нагружениях в условиях эксплуатации. Эти методы должны учитываться при разработке технологии ремонта.

1.22.2. Не рекомендуется располагать у угловых соединений швы перпендикулярно к силовому потоку. Следует заменять поперечные угловые швы косыми или комбинированными.

1.22.3. При разработке технологии ремонта не рекомендуется производить приварку внахлестку деталей к элементам, работающим на растяжение. Сварные соединения следует располагать, как правило, в наименее нагруженных зонах.

1.22.4. В сварных элементах не допускаются резкие изменения сечений, острые углы и все прочее, что вызывает концентрацию напряжений и искривление силового потока. Необходимо выбирать конструктивное оформление элемента с наименьшей концентрацией напряжений. Следует избегать сварки массивных деталей с тонкими, а при необходимости соединения таких деталей задавать одинаковые размеры сечения в зоне сварного шва (см. табл. 1.3).

1.22.5. При разработке технологии ремонта с использованием нахлесточных сварных соединений предпочтение следует отдавать комбинированным (сочетаниям лобовых, фланговых и косых сварных швов).

Сварка одними фланговыми или лобовыми швами допускается только в зонах с низкими растягивающими или со сжимающими напряжениями, что должно быть подтверждено расчетом (по согласованию с ЦВ МПС).

Рабочие лобовые швы в соединениях, где фланговые швы не предусмотрены, не должны доводиться до кромок свариваемых элементов на 15-20 мм (рис. 1.19).

1.22.6. Для уменьшения концентрации напряжений катет углового лобового шва, расположенный вдоль действия силового потока, рекомендуется увеличивать в 1,5-2,5 раза относительно смежного катета (рис. 1.20).

1.22.7. Конструкция сварного узла должна обеспечивать возможность ремонта сваркой и свободный доступ в зону сварки (табл. 1.52). Форма деталей и их взаимное расположение должны обеспечивать возможность наблюдения за сварочной ванной и при необходимости наклон электрода под углом a = 450+15°.

В тавровых сварных соединениях, выполняемых в среде защитных газов или под флюсом, угол наклона между сопрягаемыми элементами со стороны сварного шва должен быть не менее 70° (рис. 1.21).

1.22.8. Для вагонных конструкций, работающих при переменных нагрузках, не рекомендуется применять стыковые сварные соединения, усиленные накладками. В случае необходимости такие соединения могут быть допущены, но с накладками со срезанными или закругленными углами, а также ромбической формы, обеспечивающими наиболее равномерное распределение напряжений.

1.22.9. С целью повышения предела выносливости сварных соединений вагонных конструкций выполнение ряда типовых узлов при разработке технологии ремонта следует производить с учетом рекомендаций, изложенных в табл. 1.3

1.22.10. Для уменьшения концентрации напряжений и повышения прочности сварных соединений в случаях, предусмотренных технической документацией, эти соединения должны подвергаться специальной упрочняющей обработке: термической, механической, проковке, поверхностному наклепу, оплавлению и др.

Рис. 1.21. минимальный угол наклона в тавровых соединениях.

 

Рис. 1.22. Ширина зоны механической обработки стыковых швов (a ³ 25 мм)

 

1.22.11. Механическая обработка сварных соединений и прилегающей зоны основного металла должна производиться по всей длине линии сплавления до получения чистой блестящей поверхности и плавных переходов от металла шва к основному металлу.

1.22.12. При механической обработке стыковых швов зачищают переходные зоны или обрабатывают шов заподлицо с основным металлом детали. При механической обработке угловых швов должен быть обеспечен плавный переход от сварного шва к основному металлу.

1.22.13. Поверхности обработанных швов не должны иметь дефектов. При обнаружении дефектов они должны быть исправлены методами, указанными в п. 1.24 настоящей Инструкции.

1.22.14. Ширина зоны механической обработки по обе стороны шва должна быть не менее 25 мм (рис. 1.22), измерение следует проводить линейкой или штангенциркулем.

1.22.15. Поверхностному наклепу в стыковых и нахлесточных сварных соединениях должны подвергаться места с концентрацией напряжений, а именно, границы шва и основного металла и прилегающие к ним зоны (рис. 1.23).

1.22.16. Перед наклепом участки сварных швов и прилегающие зоны основного металла должны быть очищены от шлака и продуктов коррозии.

1.22.17. Ширина наклепанной зоны с каждой стороны шва должна составлять 15-20 мм. Продолжительность поверхностного наклепа 1м шва равна 15-20 мин. Контроль проводить в соответствии с п. 1.23 настоящей Инструкции.

1.22.18. В качестве инструмента для наклепа рекомендуется применять пневматические молотки с виброгасителями и энергией удара 0,4—0,9 кгс*м. Молотки должны оснащаться многобойковыми упрочнителями.

1.22.19. Сварные швы и прилегающие участки основного металла после наклепа должны иметь блестящую поверхность. Особое внимание следует обращать на качество наклепа в местах перехода от сварных швов к основному металлу детали.

Рис. 1.23. Места поверхностного наклепа швов:

а, б — угловых; в — стыковых

 

Рис. 1.24. Места аргонодуговой обработки сварных соединений:

а—стыковых; б—угловых

 

1.22.20. Аргонодуговой обработке подвергают границы шва с основным металлом (рис. 1.24) с целью создания путем оплавления плавного перехода в этой зоне, ликвидации подрезов и поверхностных неметаллических включений.

1.22.21. Аргонодуговой обработке могут подвергаться сварные соединения несущих конструкций из низкоуглеродистых, низколегированных и термически упрочненных сталей, работающих при вибрационных и ударных нагрузках (конструкции рам вагонов, тележек).

1.22.22. Аргонодуговая обработка должна осуществляться на постоянном токе прямой полярности любыми серийными горелками, предназначенными для сварки вольфрамовым электродом в защитных газах.

1.22.23. Для оплавления должны применяться газообразный аргон, лантанированный вольфрам в виде прутков. При аргонодуговой обработке элементов конструкций из углеродистых сталей толщиной более 12 мм оплавление следует вести с введением в зону дуги проволоки Св-08Г2С диаметром 1,6-2мм.

1.22.24. Работы по аргонодуговой обработке должны осуществляться по утвержденной технологии лицами, прошедшими специальную подготовку.

1.22.25. Режимы оплавления в зависимости от толщины обрабатываемых элементов конструкции:

Толщина металла, м

Диаметр вольфрамового электрода, мм

Ток. А

3,5-5,0

2

3

80-100

100-160

5,1—20,0

4

5

220—280

280—350

 

1.22.26. Аргонодуговая обработка должна вестись непрерывно до окончания оплавления всего упрочняемого участка шва с вынесением начала и конца оплавляемой линзы на фланговые швы, если деталь приварена по контуру, и на основной металл в других случаях. При необходимости прерывания процесса аргонодуговой обработки повторное возбуждение дуги следует производить на оплавленной линзе или на металле шва (рис. 1.25).

Рис. 1.25. Повторное возбуждение дуги на оплавленной линзе (а), на металле шва (б):

1— место обрыва дуги; 2 — место повторного возбуждении дуги

1.22.27. Ширина оплавляемой зоны должна быть не менее 6 мм и располагаться симметрично относительно сварного шва и основного металла.

1.22.28. Обработанные швы не должны иметь подрезов или их следов, пор, раковин и других дефектов.

1.22.29. С целью уменьшения количества зон концентрации напряжений выполнение сварных швов автоматической и механизированной сваркой должно осуществляться без перерыва по всей длине шва, кроме случаев, предусмотренных в технической документации.

1.22.30. При сварке деталей, предварительно прошедших термическую или химико-термическую обработку, должны быть предусмотрены меры достижения равнопрочности шва и околошовной зоны с основным металлом, а также необходимого уровня других эксплуатационных характеристик (коррозионной стойкости, износостойкости и др.).

1.23. Методы и способы контроля качества сварных соединений

1.23.1. Контроль качества сварных соединений и конструкций должен осуществляться систематически в течение всего производственного цикла, на всех этапах ремонта и изготовления. Порядок, способы контроля и средства измерения указываются в карте технологического процесса. Предъявляемые к контролю после ремонта сварные соединения и конструкции не должны быть окрашены.

1.23.2. Контролю в технологическом процессе сварочного производства должны подвергаться основной металл и сварочные материалы, качество сборки и подготовки кромок.

Основной металл, присадочный материал и заготовки должны проверяться на соответствие стандартам на эти материалы. Также должно контролироваться состояние подлежащих сварке и наплавке поверхностей (отсутствие на них продуктов коррозии, грязи, масла, краски и т. д.).

Контролю подлежат наличие сертификатов на сварочные материалы и соответствие качества материалов требованиям этих сертификатов.

При контроле качества подготовки к сборке и сварке должны проверяться соединяемые конструктивные элементы и состояние подготовленных кромок, а также точность расположения свариваемых элементов.

1.23.3. Средства технологического оснащения (приспособления, шаблоны, мерительный инструмент и др.) периодически должны подвергаться метрологическому контролю и калибровке. Оборудование, приспособления и инструмент должны проверяться на технологическую точность и соответствие паспортным данным.

Контрольно-измерительные приборы и инструменты должны поверяться на правильность показаний в соответствии с показаниями образцовых приборов и средств измерения, а также на соответствие требованиям метрологического надзора.

1.23.4. При операционном контроле в процессе выполнения сварочных работ должно строго проверяться соблюдение последовательности работ и режимов сварки, предусмотренных технологическим процессом.

1.23.5 Контроль качества сварных соединений может осуществляться внешним осмотром, измерительными инструментами, испытанием на непроницаемость, радиационными, ультразвуковым, магнитным, электромагнитным и капиллярными методами, а также механическими испытаниями. Выбор методов контроля должен определяться ответственностью сварной конструкции и наличием методики контроля, утвержденной в установленном порядке.

1.23.6. Методы контроля качества сварных соединений в зависимости от характеристики дефектов и области применения должны соответствовать ГОСТ 3242-79.

1.23.7. Осмотру с целью выявления внешних дефектов должны подвергаться все сварные швы независимо от применения других методов контроля. Осмотр сварных швов должен производиться по всей их протяженности с двух сторон, за исключением мест, недоступных для осмотра. Невооруженным глазом или с применением лупы с не менее чем четырехкратным увеличением проверяют наличие трещин, подрезов, свищей, прожогов, натеков, непроваров корня и кромок.

1.23.8. Не допускается сваривать заготовки и сборочные единицы до устранения имеющихся в зоне сварного соединения недопустимых вмятин, заусенцев, окалины, ржавчины и т. д.

 

 

Рис. 1.26. Специальные шаблоны:

а— для определения угла разделки кромок; б — для определения зазора между деталями

1.23.9. Качество подготовки кромок под сварку определяется чистотой кромок, правильностью их разделки. Сборку заготовок контролируют по соответствию зазоров допускаемым значениям. Для этого применяют специальные шаблоны (рис. 1.26) и измерительный инструмент.

1.23.10. В процессе сварки (наплавки) деталей и узлов вагонов следует контролировать режимы сварки, газовую защиту дуги, правильность и последовательность наложения валиков в многослойных швах и т. п. Качество газовой защиты контролируют при сварке в инертных газах и в СО2 по соответствию показаний расходомера требованиям технологии, а также по внешнему виду шва, отсутствию следов окисления и других дефектов.

1.23.11. Отклонения от требований чертежа размеров сварного шва, сварных точек и размеры выявляемых дефектов должны определяться измерительным инструментом с погрешностью измерения не более ±0,1 мм или специальными шаблонами, показанными на рис. 1.27-1.32.

При контроле размеров сварного шва должны проверяться катеты К, усиление q и ослабление m угловых швов, ширина е и е1 и усиление q и q1 стыковых швов (рис. 1.33) на соответствие их стандартам с учетом рекомендаций п. 1.3.9 настоящей Инструкции.

1.23.12. Контроль качества наплавки и обработки наплавленной поверхности должен производиться внешним осмотром и замерами контролируемых размеров мерительным инструментом и шаблонами

Рис. 1.27. Универсальный шаблон А. И. Красовского:

а — общий вид шаблона; б — измерение углового шва таврового соединения; в — измерение стыкового шва; г — измерение шва при нахлесточном соединении согласно документации на конкретный технологический процесс.

Рис. 1.30. Набор шаблонов для контроля размеров швов (а) и пример использования

одного из шаблонов (б): 1—угловой шов: 2—стыковые швы: 3—шаблон

При выявлении участков поверхности, не соответствующих требованиям нормативной документации, производится их исправление. Выявление внутренних дефектов в наплавленном металле осуществляется теми же методами, что и в сварных швах.

1.23.13. Перед контролем сварной шов и прилегающие к нему поверхности должны быть очищены от шлака и других загрязнений, затрудняющих осмотр, на ширину не менее 20 мм по обе стороны шва. Сварные соединения, выполненные контактной точечной, шовной, стыковой, газовой, газопрессовой сваркой, сваркой в защитных газах, не зачищаются.

1.23.14. Дефекты, выявленные внешним осмотром, должны быть устранены перед проведением контроля другими методами.

1.23.15. Испытания сварных соединений на непроницаемость и герметичность должны производиться в соответствии с ОСТ 5.1180—87.

1.23.16. Метод испытаний керосином применяют для контроля герметичности сварных соединений резервуаров, цистерн и других изделий. Осмотр сварного шва должен производиться сразу после смачивания керосином и повторяться периодически в течение всего испытания. О наличии пор, свищей, сквозных трещин и непроваров свидетельствуют желтые точки или полоски керосина на меловом слое, нанесенном на сварной шов с обратное стороны от смачиваемой керосином.

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *