Сборник научных статей по материалам ix международной научнопрактической конференции Часть 1 18 ноября 2022 г. Уфа 2022
 Скачать 5.25 Mb.
|
87 Крыло крепится к фюзеляжу с помощью усиленных фюзеляжных рам, часто с помощью болтов. В некоторых самолетах лонжероны крыла являются непрерывными через фюзеляж в зависимости от требований к пространству. В самолете с высоким крылом глубокие лонжероны, проходящие через фюзеляж, могут вызвать проблемы с препятствиями. В этом случае короткий третий лонжерон обеспечивает дополнительную точку крепления. Очевидно, что идеальное расположение, это когда непрерывность конструкции сохраняется по всей поверхности крыла. В большинстве практических случаев это невозможно, поскольку вырезы на поверхности крыла требуются для убирания шасси, бомбовых и пушечных отсеков, смотровых панелей итак далее. Последние обычно расположены на нижней поверхности крыла и крепятся к ребрам жесткости и ребристым фланцам винтами, что позволяет им выдерживать прямые нагрузки и нагрузки на сдвиг. Двери, закрывающие колодцы шасси и оружейные отсеки, неспособны противостоять нагрузкам накрыло, поэтому необходимо предусмотреть передачу нагрузок от обшивки, фланцев и срезных полотен вокруг выреза. Это может быть достигнуто путем установки прочных переборок или увеличения площади фланцев лонжерона, хотя, независимо от используемого метода, это приводит к увеличению стоимости и веса. Различные конструктивные требования к самолетам, предназначенным для различных эксплуатационных задач, приводят к разнообразию конструкций крыла. Например, для высокоскоростных самолетов требуются относительно тонкие секции крыла, которые выдерживают высокие нагрузки накрыло. Чтобы выдерживать соответственно высокое поверхностное давление и получить достаточную прочность, необходима гораздо более толстая обшивка. Поэтому панели крыла часто обрабатываются заодно со стрингерами из цельных плит материала, как и нервюры крыла. Общие принципы, касающиеся конструкции крыла, применимы к фюзеляжам, за исключением того, что цельная конструкция не используется по очевидным причинам. Как правило, шпангоуты фюзеляжа, которые выдерживают большие концентрированные нагрузки на полили нагрузки от точек крепления крыла или хвостовой части, тяжелее, чем слегка нагруженные шпангоуты, и требуют усиления с дополнительным обеспечением 89 УДК 621.791.019 ДЕФЕКТЫ ПРИ СВАРКЕ И НАПЛАВКЕ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ И.Ф. Хузиев, студент 3 курса, напр. Машиностроение АР. Халиков, научный руководитель, к.ф.-м.н., доц. кафедры электронной инженерии, ФГБОУ ВО «УУНиТ», г. Уфа Аннотация В статье рассматриваются дефекты дои после сварки, в частности холодные и горячие трещины углеродистых и низколегированных сталей. Показан что на свариваемость оказывают влияние химический состав сплава, фазовая структура и ее изменения в процессе нагрева и охлаждения, физико-химические и механические свойства и др. Описываются показатели и методы определения холодных и горячих трещин. Показываются критерии условия появления трещин. В заключении кратко разбираются методы предотвращения появления дефектов. Ключевые слова сварка, углеродистые стали, холодные трещины, горячие трещины, дефекты при сварке, низколегированные стали Совокупность технологических характеристик основного металла, определяющих его реакцию на изменения, происходящие при сварке, и способность при принятом технологическом процессе обеспечивать надежное в эксплуатации и экономичное сварное соединение, объединяют в понятие "свариваемость. Свариваемость не является неотъемлемым свойством металла или сплава, подобно физическим свойствам. Кроме технологических характеристик основного металла свариваемость определяется способом и режимом сварки, составом дополнительного металла, флюса, покрытия или защитного газа, конструкцией сварного узла и условиями эксплуатации изделия. В начальный период развития сварочной 91 Горячие трещины – это, по определению, разрушения межкристаллического характера. Горячие трещины чаще всего возникают при ослаблении деформационной способности металла из- за появления в структуре легкоплавких хрупких эвтектик, дефектов кристаллического строения, внутренних и внешних напряжений [3]. Цвет излома имеют темный, а форму – извилистую (рис. 1). 1. Причины образования горячих трещин при сварке 2. Деформации, вызванные укорочением. 3. Жидкие прослойки между зернами. 4. Невозможность перемещения деталей для правильного остывания, что происходит при их слишком сильной фиксации. 5. Нарушение связей между зернами из-за наличия элементов с низкой температурой затвердевания. 6. Присутствие примесей и включений. Особенно влияют сера и фосфор. Рисунок 1 – Виды горячих трещин (1 – продольные трещины в шве 2 – продольные трещины в околошовной зоне 3 – поперечные трещины в шве 4 – поперечные 93 представляют собой частый сварочный дефект в соединениях углеродистых и легированных сталей, если при сварке они претерпевают частичную или полную закалку. Трещины образуются после окончания сварки в процессе охлаждения ниже температуры 420...370 Кили в течение последующих суток. Они могут возникать во всех зонах сварного соединения и располагаться параллельно или перпендикулярно оси шва. Холодные трещины чаще всего возникают из-за закаливаемости стали при быстром охлаждении и насыщении металла шва и зоны термического влияния водородом. Они, как правило, зарождаются по истечении некоторого времени после сварки и наплавки и развиваются в течение нескольких часов или даже суток. Для оценки склонности металла к появлению холодных трещин чаще всего используется углеродный эквивалент, которым можно пользоваться как показателем, характеризующим свариваемость, при предварительной оценке последней [5]. Другим критерием, указывающим на возможное охрупчивание стали вследствие структурных превращений, является твердость зоны термического влияния. Зона термического влияния (ЗТВ) – участок основного металла, примыкающий к сварному шву, в пределах которого металл под действием источника нагрева претерпевает фазовые и структурные превращения. Поэтому ЗТВ имеет отличные от основного металла величину зерна и микроструктуру [6]. В практике холодные трещины в соответствии с геометрическими признаками и характером излома получили определенные названия откол – продольные в 3ТВ, отрыв – продольные в зоне сплавления со стороны шва (аустенитного), частокол – поперечные 3ТВ и др. (рис. 2). Наиболее частыми являются холодные трещины вида откол. Если твердость выше HV 350...400, тов структуре ЗТВ уже присутствует смесь твердых продуктов распада аустенита, которые склонны к образованию холодных трещин. Для обычных углеродистых и низколегированных сталей возможную максимальную величину твердости в ЗТВ можно вычислить на основе химического состава стали (3): Cr 31 Ni 30 Mn 75 Si 47 C 1050 90 MAX HV (3) где С, Si, Mn, Ni, Cr – массовые доли химических элементов, %. 95 для изготовления конструкций, работающих при статических нагрузках, понимают возможность при обычной технологии получить сварное соединение, равнопрочное с основным металлом, без трещин в металле шва и без снижения пластичности в околошовной зоне. Металл шва и околошовной зоны в рассматриваемом случае должен быть стойким против перехода в хрупкое состояние при температуре эксплуатации конструкций и при концентрации напряжений, обусловленной формой узла. При сварке легированных сталей, применяемых для изготовления химической аппаратуры, под свариваемостью кроме указанных выше показателей подразумевают также стойкость против образования трещин и закалочных структур в околошовной зоне и обеспечение специальных свойств (коррозионной стойкости, прочности при высоких или низких температурах. При наплавке деталей, работающих на истирание, особое значение приобретает стойкость металла шва против эрозии, те. постепенного разрушения его вследствие механического износа. Физическая свариваемость является необходимым, но недостаточным условием существования функциональной свариваемости [9]. Например, в период промышленного внедрения титановых сплавов, обладающих физической свариваемостью между собой, возникли проблемы технологического обеспечения функциональной свариваемости, связанные с образованием при сварке в поверхностных слоях газонасыщенного слоя. Достаточным условием для обеспечения функциональной свариваемости является технологическая свариваемость. Технологическая свариваемость – это комплексная характеристика металлов и сплавов, отражающая их реакцию на процесс сварки и определяющая относительную техническую пригодность материалов для выполнения заданных сварных соединений, удовлетворяющих условиям их последующей эксплуатации. Понятие технологической свариваемости часто используют на практике при сравнительной оценке существующих и разработке новых материалов без их прямой привязки к конкретному виду сварных изделий. Чем больше применимых к данному металлу видов сварки и шире для каждого вида сварки пределы оптимальных режимов, обеспечивающих возможность получения сварных соединений требуемого качества, тем лучше его технологическая свариваемость [10]. |