Сварка низколегированных сталей

Легированная сталь содержит специальные легированные элементы, служащие для обеспечения материалу заданных свойств, и до 0.5% углерода. В зависимости от процентного состава легированных компонентов легированные стали делятся на виды: от 10% – высоколегированные;

2.5-10% – среднелегированные;

до 2.5% – низколегированные. Маркируют стали буквами (название легирующего элемента) и цифрами (среднее процентное содержание). Цифра за буквой не ставится, если содержание компонента менее 1%.

Виды низколегированной стали Конструкционные низколегированные стали классифицируются: низкоуглеродистые (до 0.25% углерода); среднеуглеродистые (0.2-0.45%); теплоустойчивые. Типы низкоуглеродистых сталей представлены в таблице.

Ввиду более высокой прочности низколегированных сталей (по сравнению с углеродистыми конструкционными) их применение при производстве сварных конструкций снижает вес и экономит металл. Благодаря этим свойствам, материалы применяют в вагоно- и судостроении, строительстве и других областях промышленности.

Особенности процесса Низколегированная сталь – материал, относящийся к группе удовлетворительно свариваемых металлов, которые соединяются почти всеми видами сварки. Требования: одинаковая прочность шва; получение требуемой формы; отсутствие дефектов. Сварка низколегированной стали выполняется труднее низкоуглеродистой конструкционной. Она более чувствительна к тепловым воздействиям.

Следует учитывать, что содержание в материале более 0.25% углерода может привести к формированию закалочных структур и трещин в шве, а выгорание углерода – к образованию пор.

Во избежание формирования закалочных мартенситных структур деталь подогревают, применяют многослойную сварку с соблюдением между наложением слоев металла в шов минимального интервала времени. Материал покрытых электродов выбирается с низким содержанием фосфора, углерода и серы. Это способствует увеличению стойкости шва против кристаллизационных трещин.

Соединение хромокремнемарганцовистых сталей Этот тип низколегированных сталей также носит название хромансиль. В состав входит углерода 0.17-0.4%, марганца 0.8-1.1%, кремния и хрома – 0.9-1.2%. Материал недорогой, имеет хорошую упругость и прочность, выдерживает вибрацию. Недостаток – плохая теплоустойчивость. При проведении газовой сварки хром и кремний частично выгорают, что приводит к формированию оксидов, шлаков и непроваров в соединении.

Чтобы избежать окисления легирующих добавок, работа выполняется нормальным пламенем, мощность которого подбирается из соотношения 75-100 дм3 /ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого материала. Марки присадочной проволоки: низкоуглеродистая Св-08 или Св-08А – для неответственных конструкций; легированная Св-19ХМА, Св-13ХМА, Св-10ХГС, Св-18ХГСА – для соединения ответственных объектов.

Рабочий процесс ведется в один слой без перерывов. Пламя горелки на одном месте не задерживается во избежание перегрева металла сварочной ванны. Чтобы свести к минимуму коробление, шов формируется от середины к краям и обратно. Во избежание трещин свариваемый элемент охлаждают медленно. Ответственные детали закаляют при температуре 500-650°С, с выдержкой и последующим нагревом до 880°С. Охлаждают в масле. Затем отпускают с нагревом до 400-600° и охлаждением в горячей воде. Сварка конструкционных низколегированных сталей Материалы содержат: углерода до 0.2%; легирующих компонентов – до 2-3%.

Механические свойства этих металлов выше, чем низкоуглеродистых. Содержание кремния в пределах 1-1.1% способствует улучшению прочности и упругости материала. При его повышении в сварном шве увеличивается количество неметаллических включений, что затрудняет сварочный процесс. Марганец от 1.6 до 1.8%, усиливает способность материала к закалке, но технологически усложняет процесс работы. Повышенное содержание молибдена, хрома, ванадия негативно влияет на свариваемость. Стали, склонные к закалке, сваривают: на мягком режиме без термообработки (или в печи); на жестком режиме с термообработкой в точечной машине.

Сила тока при работе с низколегированными материалами рекомендуется на 10-15% ниже, чем при сварке малоуглеродистой стали. Давление на электроды – выше на 10-50%. Сварка производится теми же методами, что и низкоуглеродистой стали – дуговым, газовым и контактным. Ручная сварка выполняется электродами типа Э-50А, которые обеспечат шов с механическими свойствами, аналогичными основному металлу.

Соединение сталей 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д Отличительным качеством марок низколегированных низкоуглеродистых сталей 09Г2С и 10Г2С1 является отсутствие склонности к перегреву и образованию закалочных структур. Работа проводится при любом тепловом режиме с соблюдением технологии процесса для низкоуглеродистых сталей. Обеспечение равнопрочности сварного шва достигается электродами Э50А, Э46А. Прочность и твердость околошовной зоны такая же, как у основного металла. Марка 10Г2С1Д является низколегированной конструкционной сталью для сварных изделий. При

сварке без ограничений процесс выполняется без подогрева и термообработки. Ограниченная свариваемость стали требует подогрева до 100-120° и термообработки. Трудносвариваемый материал требует дополнительных действий: подогрева при сварке до 200-300° и отжига после сварки.

Лучший способ сварки низколегированной стали Наиболее приемлемым способом сварки низколегированной стали является ручная дуговая сварка. Методика процесса подобна сварке низкоуглеродистых сталей. Эти материалы содержат не более 0.25% углерода, обладают хорошей свариваемостью при любой толщине соединяемых деталей и температуре воздуха. Достоинства способа: универсальность; простота; возможность сварки в любом положении в пространстве и труднодоступном месте.

Технология Ручная дуговая сварка – наиболее распространенный метод соединения материалов сварочных конструкций, при котором вручную: возбуждается дуга; подается и перемещается электрод. Работа проводится покрытыми электродами. Способ заключается в горении сварочной дуги с электрода на свариваемый предмет. Кромки изделия оплавляются, металл электродного стержня и покрытие электрода расплавляются. Основной металл и материал электрода кристаллизуются, образуя сварной шов.

Схема ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

Используемые электроды и оборудование.

Оборудование включает:

  • сварочный аппарат;
  • пусковую аппаратуру;
  • набор электродов;
  • электрододержатели;
  • сварочные кабели;
  • другие принадлежности

Марка и тип выбираются с учетом: назначения изделия; степени его ответственности. Типы электродов металлических покрытых для ручной дуговой сварки низколегированных сталей прописаны в ГОСТ 9467-75.

Процесс сварки

Последовательность работы:

  1. Зажигание сварочной дуги (создание короткого замыкания цепи способом прикосновения кончика электрода к изделию).
  2. Образование ванны расплавленного металла, смешивание присадочного и основного материалов до формирования однородного сплава.
  3. Поддержка нужной длины дуги.
  4. Заварка кратера. Формирование сварного шва с помощью угла наклона электрода и изделия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *