Классификация и структура текущих расходов железнодорожных предприятий. 5 страница

О надежности газовой защиты в процессе сварки и при после­дующем охлаждении сварного соединения при всех видах сварки в инертных газах можно судить по внешнему виду сварного шва. Блестя­щая серебристая поверхность говорит о хорошей защите. Появление на шве цветов побежалости указывает на нарушение стабильной защиты, а серых налетов - на плохую защиту.

При сварке неплавящимся электродом технического титана и ма­лолегированных титановых сплавов применяют присадочный металл - титановую проволоку ВТ1-00, подвергнутую вакуумному отжигу.

Термическая обработка сварных соединений из титана и его мало­легированных сплавов проводится лишь с целью снятия сварочных на­пряжений. Температура нагрева до 600-650 °С, время выдержки 30-40 минут, охлаждение - с печью.

Весьма эффективен новый отечественный способ аргонодуговой сварки неплавящимся электродом с применением флюсов - паст.

Для титана и его сплавов толщиной более 3 мм находит примене­ние способ сварки под флюсом, разработанный в ИЭС им. Патона. Так как технический титан имеет сравнительно высокую температуру плав­ления, то флюс для сварки титана должен быть более тугоплавким, чем для стали. Сварку выполняют постоянным током обратной полярности электродом того же состава, что и основной металл. Так как титан обла­дает большим электросопротивлением, чем сталь, то сварку титана сле­дует выполнять при малых вылетах электрода.

Титан толщиной более 30 мм целесообразно сваривать электро- шлаковой сваркой. При этом используют тугоплавкий безкислородный флюс АН-Т2 с подачей чистого аргона над поверхностью шлаковой ванны.

Глава 8. Сварка разнородных сплавов

8.1. Особенности сварки

Для большинства разнородных металлов или сплавов, которые приходится сваривать, характерными являются существенные различия в температуре плавления, удельном весе, коэффициентах теплофизиче­ских свойств, особенно линейного расширения. Отличаются также и кристаллографические характеристики - тип решетки и ее параметры (табл. 8.1).

Таблица 8.1 - Свойства металлов, подлежащих сварке

Однако наибольшие затруднения обусловлены тем, что в боль­шинстве случаев при ограниченной взаимной растворимости для основ­ных комбинаций свариваемых материалов очень трудно избежать обра­зования интерметаллических фаз, обладающих большой твердостью и хрупкостью. Так, в паре Fe-Al образуются соединения FeAlз и Fe2Al5, хрупкие с микротвердостью 800-900 кг/мм .

В связи с отмеченными особенностями и трудностями сварки раз­нородных металлов и их сплавов наиболее успешно удается сваривать отдельные пары металлов способами, при которых обеспечиваются:

минимальное время контактирования соединяемых металлов в жидком состоянии, что уменьшает размеры прослоек хрупких интерме- таллидов, либо вообще предотвращает их возникновение;

1) надежная защита металла при сварке плавлением от действия окружающего воздуха;

2) предотвращение образования хрупких интерметаллидов подбо­ром промежуточных или комбинированных из разных металлов вста­вок, хорошо сваривающихся с каждым элементом свариваемой пары;

3) подавление роста интерметаллических хрупких фаз легирова­нием металла шва некоторыми компонентами.

Процесс образования прочных связей в сварном соединении мож­но разбить на две стадии:

1) подготовительную - сближение соединяемых металлов на рас­стояния, при которых может возникнуть межатомное взаимодействие, что достигается в процессе смачивания твердой поверхности жидкой фазой, за счет совместимой пластической деформации двух твердых веществ или за счет диффузионных процессов;

2) конечную - образование прочного соединения, когда опреде­ляющую роль играют квантовые процессы электронного взаимодейст­вия, приводящие к металлической (чистые металлы) или к ковалентной (металлы, химические соединения, окислы) связи.

Для осуществления быстрого и равномерного контакта сваривае­мого жидкого легкоплавкого металла и нагретого тугоплавкого металла поверхность последнего не должна быть загрязнена или окислена. Пре­дохраняет поверхность от окисления при нагреве, уменьшает энергию активации, улучшает смачиваемость и стабилизирует контакт между жидким легкоплавким металлом и нагретой поверхностью предвари­тельное покрытие поверхности активным слоем.

Для этой цели могут быть применены покрытия:

1) цинковое толщиной 30-35 мм, наносимое гальваническим пу­тем или горячим цинкованием;

2) из чистого алюминия толщиной 0,1-0,2 мм, наносимое алити- рованием;

3) комбинированное медно-цинковое;

4) комбинированное никель-цинковое.

Наиболее универсальным с точки зрения надежной защиты ме­талла от действия окружающего воздуха оказался способ аргонодуговой сварки, но для таких металлов, как титан, ниобий, тантал, молибден наилучшие условия обеспечиваются при сварке в вакууме (электронно­лучевой или диффузионной).

8.2. Сварка алюминия и его сплавов со сталью

Аргонодуговая сварка. Этим методом возможно получение всех основных типов сварных соединений. Подготовка стальной детали под сварку предусматривает для стыкового соединения двусторонний скос кромок под углом 70° к вертикали, так как при таком угле скоса проч­ность соединения достигает максимальной величины. Свариваемые кромки тщательно очищают (механической обработкой; пескоструем; химическим травлением; дробеструйной обработкой, которая нежела­тельна, так как на поверхности металла остаются окисные включения) и подают на операцию, связанную с нанесением покрытия (поверхност­ного слоя).

Для углеродистых и низколегированных сталей наиболее деше­вым способом нанесения покрытия является цинкование (гальваниче­ское или горячее). До цинкования детали промывают, сушат, травят в растворе кислоты с последующей промывкой и сушкой. При горячем цинковании деталь перед опусканием в цинковую ванну (t=470-520 °С) флюсуют. Простейший флюс состоит из двух компонентов: 50 % KF + 50 % KCl. При гальваническом нанесении покрытия слой цинка должен быть 30-40 мк, при горячем цинковании 60-90 мк.

Для аустенитных сталей (1Х18Н9Т и т.п.) алитирование можно производить после механической очистки без применения флюса в ван­не с t=750—800 °С в течение 1-5 минут. При алитировании конструкци­онных сталей после очистки поверхности перед алитированием обяза­тельно флюсование детали в насыщенном водном растворе флюса (50 % KF + 50 % KCl).

Сварка производится с использованием стандартных установок УДАР-300, УДАР-500, ТИР-315, УДГ-501 и др., лантанированных вольфрамовых электродов 02—5 мм и аргона высшего или первого сор­тов. Особенностью сварки алюминия со сталью в сравнении с обычным процессом аргонодуговой сварки алюминиевых сплавов является рас­положение дуги, которое должно в начале сварки первого прохода удерживаться на присадочном прутке, а в процессе сварки последую­щих проходов — на присадочном прутке и образующемся валике; этим предупреждается преждевременное выгорание покрытия. При сварке в зависимости от типа соединения необходимо соблюдать последователь­ность наложения валиков шва (рис. 8.1). Величина сварочного тока за­висит от толщины свариваемого металла. При толщине до 3 мм свароч­ный ток должен быть 110—130 А, при толщине 6—8 мм — 130—160 А, при толщине 9—10 мм — 180—250 А. В качестве присадочного материала применяется проволока АД-1 (чистый алюминий с небольшой присад­кой кремния, благоприятно влияющего на формирование диффузионной прослойки стабильного качества) или проволока из сплава АК-5. АМг-6 применять не следует, так как эта проволока дает меньшую прочность сварного соединения. Важное значение имеет правильный выбор скоро­сти сварки, так как она определяет время взаимодействия жидкого алю­миния со сталью, т.е. толщину и стабильность соединительного диффу­зионного слоя.

Сварку стали с алюминием можно выполнять с применением ком­бинированных покрытий: Си^п и М^п. В первом случае на сталь на­носят слой цинка 30-40 мк. Во втором случае сначала наносят слой ни­келя толщиной 5-6 мк, затем слой цинка 30-40 мк. Режим аргонодуго­вой сварки образцов толщиной 3 мм: 1=80-120 А, У_св=12 м/час, приса­дочный пруток 03 мм марки АД-1, расход аргона - 6-8 л/мин.

Предел прочности соединения сталь + алюминий при цинковом

2 2 покрытии 10-18 кг/мм , при медно-цинковом- 18,7 кг/мм , при никель-

цинковом-20,3 кг/мм².

Может быть применена холодная сварка давлением (прочность 8­22 10 кг/мм ), сварка трением (9-13 кг/мм ), контактная точечная сварка

22 (на срез - 7-7,5 кг/мм ), диффузионная сварка (9 кг/мм ), сварка взры­вом (т=7,2 кг/мм²).

8.3. Сварка меди и ее сплавов со сталью

В равновесном состоянии при комнатной температуре медь рас­творяется в а-Ре в количестве до 0,3 %, а железо в меди в количестве до 0,2 %. Хрупких интерметаллидов не образуется. В связи с большими скоростями охлаждения при сварке в переходном слое возникает пере-

сыщенный твердый раствор меди с железом, но даже при содержании железа до 2-3 % структурно свободное железо не обнаруживается. Гра­ница сплавления между сталью и медью резкая, с включениями фазы, обогащенной железом. Ухудшает взаимную растворимость железа и меди наличие в стали углерода, а улучшает марганец и кремний.

Затруднения при сварке и наплавке меди на сталь связаны с высо­ким сродством меди к кислороду, низкой температурой плавления меди, значительным поглощением жидкой медью газов, разными величинами коэффициентов теплопроводности, линейного расширения. Одним из возможных основных дефектов при сварке следует считать образование в стали под слоем меди трещин, заполненных медью или ее сплавами, что объясняется расклинивающим эффектом жидкой меди, проникаю­щей в микронадрывы в стали по границам зерен при одновременном действии термических напряжений растяжения. Однако на углероди­стых и низколегированных сталях (Ст3, 10ХСНД и др.) трещин мало и размеры их невелики. В сталях, содержащих повышенное количество легирующих элементов (например, 18-8), число и размеры трещин рез­ко возрастают. Чтобы уменьшить опасность образования в стали тре­щин, рекомендуется вести сварку на минимальной погонной энергии, в качестве присадки применять никелевый сплав МНЖ5-1 или бронзу БрАМц 9-2. Наличие никеля и алюминия в жидком металле снижает его поверхностную активность, что уменьшает опасность образования глу­боких трещин в стали.

Медь, латунь и бронза успешно сваривается со сталями всеми способами сварки плавлением на тех же режимах, что и стальные со­единения соответствующих сечений. Однако дуга несколько смещается в сторону меди или ее сплавов. При этом необходимо учитывать сле­дующее. Оптимальные условия наплавки меди на сталь требуют, чтобы не было расплавления стали и она хорошо смачивалась (для этого ее температура не должна превышать 1100 °С), и длительность контакти­рования меди со сталью при этой температуре должна быть не менее

0, 01-0,05 секунд. Для соединения меди и ее сплавов со сталью лучше всего применять аргонодуговую сварку, а для наплавки цветных метал­лов на сталь - наплавку плазменной струей с токоведущей присадочной проволокой.

Для сварки меди, бронзы БрАМц 9-2, бронзы БрКМц 3-1, латуни Л90 со сталями типа Ст3, 10, 09Г2С применяют: при ручной дуговой сварке электроды «Комсомолец», для сварки под флюсом ОСЦ-45 про­волоку БрКМц 3-1, под флюсом АН-26 проволоку БрХ0,5, а при сварке в защитных газах проволоки БрКМц 3-1, БрАМц 9-2, МНЖ 5-1. В ряде случаев необходим предварительный подогрев изделия. Режимы сварки во всех случаях назначаются такими же, как и при сварке меди и ее сплавов. При указанных сварочных материалах и способах сварки обеспечи­вается равнопрочность сварного соединения (по цветному металлу) при ста­тической нагрузке. Для сварного соединения медь М3С + Ст а_в=21-24 кг/мм . Сварные соединения обладают удовлетворительной пластичностью: при ручной дуговой сварке угол загиба 40-85°, при аргонодуговой сварке - 110-180°. Более высокое качество сварных соединений при аргонодуго­вой сварке объясняется тем, что в этом случае в металле шва содержа­ние железа не превышает 8-10 %, а при ручной дуговой сварке достига­ет 50-55 %. Указанные способы обеспечивают также достаточно высо­кую усталостную прочность сварных соединений.

Иногда применяют способ электрошлаковой наплавки, наплавки бронзы на сталь трением, диффузионную сварку меди со сталью. Медь и ее сплавы хорошо свариваются со сталью сваркой взрывом. Так, прочность сварного соединения меди М3 со сталью 1Х18Н9Т составля­ет 16,8 кг/мм при отсутствии резкого повышения микротвердости в зо­не сплавления.

8.4. Сварка алюминия и его сплавов с медью

Сварка алюминия и его сплавов с медью затруднена значитель­ными различиями их физико-химических свойств и образованием хруп­кой интерметаллидной фазы. Для облегчения процесса сварки на медь после ее очистки необходимо нанести слой покрытия, который улучша­ет смачиваемость меди алюминием. Лучшим является цинковое покры­тие толщиной 50-60 мк, которое наносится гальваническим методом. Технология сварки алюминия с медью производится по той же схеме, что и сварка со сталью. Дуга смещается на более теплопроводный мате­риал (здесь - медь) на 0,5 толщины свариваемого металла. На границе соединения образуется со стороны меди прослойка интерметаллидов (СиА1₂) толщиной 3-10 мк, а со стороны алюминия - полоска твердого раствора меди в алюминии такого же размера.

Прочность соединения повышается при легировании металла шва кремнием (4-5 %) и цинком (6-8 %), которые подавляют рост интерме- таллидной прослойки. Для обеспечения стабильной прочности сварных соединений по свариваемой кромке меди нужно делать скос под углом 45-60° (рис. 8.2).

Рис. 8.2. Сварка алюминия с медью: зависимость ав от угла разделки кромки медного листа при V и X - образной разделке кромок

Разработаны: способ автоматической сварки под слоем флюса алюми­ния с медью при толщине металла 8, 10, 12, 20 мм и способ аргоно дуговой сварки. При обоих способах предел прочности алюминия (7-10 кг/мм), удельное сопротивление шва несколько выше (р=0,037 Ом-мм /м), чем у алюминия (р=0,0313 Оммм²/м). Прочность соединений не изменяется при длительном нагреве до 150 °С. Алюминий и медь свариваются меж­ду собой также и методами сварки давлением (холодная сварка). Освое­на и широко применяется контактная сварка алюминия с медью сопро­тивлением и оплавлением. Для уменьшения возможности образования хрупких интерметаллидов в этом случае рекомендуется медь цинковать или алитировать, а иногда и покрывать слоем серебряного припоя. Наи­более благоприятные результаты получены при контактной сварке по методу оплавления, так как при этом обеспечивается более полное раз­рушение и удаление хрупких фаз из металла и шва. Прочность соедине­ния при контактной сварке оплавлением 6-7 кг/мм², угол загиба 180°.

Диффузионная сварка в вакууме алюминия с медью осуществля­ется при 1=450-520 °С, давлении 0,5-1 кг/мм² при вакууме 10^-6 мм.рт.ст.

Список литературы

1. Герман С.И. Электродуговая сварка теплоустойчивых ста­лей перлитного класса. - М.: Машиностроение, 1972. - 200 с.

2. Медовар Б.И. Сварка жаропрочных аустенитных сталей и сплавов. - М.: Машиностроение, 1966. - 430 с.

3. Земзин В.Н. Сварные соединения разнородных сталей. - М. - Л.: Машиностроение, 1966. - 232 с.

4. Клячкин Я. Л. Сварка цветных металлов и их сплавов. - М.: Машиностроение, 1964. - 335 с.

5. Акулов А. И., Алехин В. П., Ермаков С. И. и др. Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки. - М.: Машино­строение, 2003. - 560 с.

6. Бубенщиков Ю.М., Федько В.Т. Сварные конструкции. Рас­чет и проектирование. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2001. - 190 с.

7. Шоршоров М.Х., Чернышова Т. А., Красовский А.И. Испы­тания металлов на свариваемость. - М.: «Металлургия», 1972. - 240 с.

8. Шоршоров М.Х., Белов В.В. Фазовые превращения и изме­нения свойств стали при сварке. - М.: «Наука», 1972. - 219 с.

9. Словарь-справочник по сварке / Под редакцией акад. Хре­нова К.К. - Киев: Изд-во «Наукова думка», 1974. - 195 с.

А.с. 239013 (СССР). Эмульсия для защиты поверхности сва­риваемого изделия от брызг расплавленного металла / Федько В.Т., Махнев А.П. - Опубл. в Б.И, 1969. - №47.

Навчальне видання

Калін Микола Андрійович

Зварювання спеціальних сталей і кольорових сплавів

Конспект лекцій

Відповідальний випусковий: Резніченко М.К.

Підписано до друку______Формат 60×84 1/16.

Папір офсетний. Ум. друк. арк.______.

Зам. № _____. Наклад__100__прим.

© Калін М.А., 2012

©УІПА, 2012

Классификация и структура текущих расходов железнодорожных предприятий.

Эксплуатационные расходы являются одним из важнейших оценочных показателей работы отрасли. В них отражаются спрос и предложение на перевозки, качество перевозочного процесса и транспортного обслуживания, транспортная политика государства, юридическое регулирование взаимоотношений транспортных организаций с клиентурой, уровень цен на потребляемые ресурсы, условия перевозки и многие другие факторы. В целом от уровня эксплуатационных расходов зависят финансово-экономические результаты и стабильность отрасли.

Одним из условий прибыльности перевозок является определение обоснованного уровня их себестоимости, а также введение единого методологического подхода к учету, формированию и планированию уровня доходов и расходов и их сопоставления.

От точности калькулирования себестоимости перевозок и степени соотношения ее с доходами по видам деятельности зависит эффективность принятия управленческих решений как в целом по ОАО «РЖД», так и на уровнях территориальных филиалов и структурных подразделений. Эти проблемы приобретают особое значение с переходом отрасли к холдинговой структуре управления, при которой формирование условий для правильного расчета себестоимости и распределения расходов по видам деятельности оказывает влияние на финансовые результаты не только головной Компании, но и каждого из подразделений.

Сущность и состав расходов организации определены рядом нормативных документов:

1. Положением по бухгалтерскому учету «Расходы организации» (ПБУ-10/99). Приказ Минфина РФ от 06.05.1999 г. № 33 н.

2. Главой 25 Налогового кодекса РФ «Налог на прибыль организаций».

На железнодорожном транспорте с 2008г. формирование, планирование и учет расходов ведется согласно Номенклатуре доходов и расходов по видам деятельности ОАО «РЖД».

Номенклатура обеспечивает единый методический подход к формированию доходов и расходов, обоснованное определение потребностей в трудовых, материальных и финансовых ресурсах (в денежном выражении), единообразное определение состава затрат, включаемых в конкретные группы расходов. В ней содержится необходимая информация для калькулирования себестоимости перевозок (работ, услуг), в том числе и для тарифных целей, а также информация для управления затратами, анализа и возможности их оптимизации.

Группировка расходов в соответствии с Номенклатурой.