Покрытых электродов, режимы сварки.

Стали с повышенным содержанием углерода обладают хорошими литейными свойствами, поэтому стальное литье обычно содержит более 0, 20% углерода.

 

· Свариваемость стали.

· Свойства углеродистой стали

· Химический состав углеродистых сталей

· Сварка аустенитных сталей

· Хромистые стали

· Сварка сталей с титаном и титановыми сплавами

Углерод усиливает закаливаемость стали. Конструкционные стали с повышенным содержанием углерода (0, 25–0, 55%), как правило, подвергают закалке и отпуску, что придает им высокую твердость и износостойкость. Ценные свойства сталей с повышенным содержанием углерода широко используют для изготовления деталей машин: валов осей, зубчатых колес, звездочек, корпусов и других деталей самых различных форм.

Сварка часто является единственным способом изготовления и ремонта деталей машин, станин технологического оборудования. Однако сварка таких сталей затрудняется низкой стойкостью швов к образованию горячих трещин и вероятностью образования холодных трещин. Сложно также получить металл шва и зоны термического влияния со свойствами, равноценными свойствам основного металла.

Углерод уменьшает стойкость швов к образованию горячих трещин, усиливает вредное влияние серы и фосфора. Критическое содержание углерода в шве зависит от конструкции узла, формы шва и содержания в нем других элементов, предварительного подогрева.

Существующие способы повышения стойкости к образованию горячих трещин направлены на ограничение содержания в швах элементов, оказывающих отрицательное влияние, снижение уровня растягивающих напряжений, получение швов оптимальной формы с малой степенью их химической неоднородности.

Стали с повышенным содержанием углерода склонны к образованию малопластичных структур мартенситного типа в зоне термического влияния. Под воздействием сварочных и структурных напряжений может произойти разрушение малопластичного металла, чему способствует наличие в металле диффузионного водорода. Для предупреждения образования холодных трещин применяют способы, которые заключаются в устранении факторов, способствующих их возникновению.

Технология изготовления сварных соединений на сталях с повышенным содержанием углерода, имеющих более низкую стойкость к образованию трещин, должна предусматривать:
- применение электродов и сварочной проволоки с низким содержанием углерода;
- использование режимов сварки, конструктивных и технологических мер (разделка кромок, применение увеличенного вылета, введение дополнительной присадочной проволоки и др.), обеспечивающих минимальный переход углерода из основного металла в шов;
- введение в шов элементов (марганец, кальций, РЗМ), способствующих образованию тугоплавких или изолированных округлых сульфидных включений;
- применение оптимального порядка наложения швов, устранение излишней жесткости узлов, способов и режимов сварки, других мероприятий, обеспечивающих минимальное значение возникающих напряжений;
- выбор оптимальной формы шва и уменьшение химической неоднородности;
- снижение диффузионного водорода до минимума (использование низководородных электродов, очистка кромок и проволоки, осушка защитных газов, прокалка электродов, порошковой проволоки и флюсов);
- обеспечение замедленного охлаждения сварного соединения (применяется многослойная, двухдуговая или многодуговая сварка углеродистых сталей, наплавка отжигающего валика, используются экзотермические смеси и др.).

При сварке сталей с повышенным содержанием углерода основной металл тщательно очищают от ржавчины, масла, влаги, рыхлого слоя окалины и других загрязнений, так как они являются источниками водорода и могут вызвать образование пор и трещин. Очищать следует кромки и прилегающие к ним участки шириной не менее 10 мм. Это обеспечивает более плавный переход к основному металлу и повышенную прочность шва при переменных нагрузках.

Сборку под сварку деталей с повышенным содержанием углерода, как правило, выполняют с обязательным зазором, который зависит от толщины соединяемых деталей и должен быть на 1–2 мм больше, чем зазор при сборке элементов из хорошо свариваемых сталей. Свариваемые детали должны иметь разделку кромок при толщине металла 4 мм и более, что снижает переход углерода в шов. Учитывая высокую склонность к закалке, следует избегать прихваток малого сечения и длины или перед наложением прихваток применять местный предварительный подогрев.

Для сварки сталей с повышенным содержанием углерода (до 0, 4%) можно применять те же сварочные материалы, что и для сварки низколегированных сталей, с некоторыми ограничениями. Для ручной сварки используют электроды с покрытием основного типа, обеспечивающие низкое содержание диффузионного водорода в наплавленном металле (марки УОНИ–13/45, УОНИ–13/55 и др.).

При механизированной сварке в защитном газе рекомендуют использовать проволоки марки Св–08Г2С, Св–09Г2СЦ или другие равноценные указанной, а также смесь углекислого газа и кислорода при содержании кислорода до 30% или углекислый газ. Можно применять смеси газов на основе аргона с окислительными свойствами (70…75% Ar+20…25% СО2+5% О2). Предпочтение следует отдавать проволоке диаметром 1, 2 мм. При сварке сталей с повышенным содержанием углерода, прошедших термическую обработку или легированных одним или несколькими элементами (40Х, 38ХС, 45Г и др.), электродная проволока Св–08Г2С не обеспечивает требуемые механические свойства. В таких случаях для механизированной сварки применяют комплексно-легированные проволоки марок Св–08ГСМТ, Св–08ХГСМА, Св–08Х3Г2СМ и др.

Автоматическая сварка под флюсом выполняется проволоками марок Св–08А, Св–08АА, Св–08ГА в сочетании с флюсами АН–348А, ОСЦ–45. Перспективно применение флюсов АН–43 и АН–47, обладающих хорошими сварочно-технологическими свойствами и высокой стойкостью к образованию трещин.

Сварочные материалы должны соответствовать требованиям действующих стандартов и технических условий. Проволока должна быть без ржавчины и загрязнений, флюсы и электроды непосредственно перед использованием прокаливают при температурах, указанных в сопроводительной документации. Нужно применять сварочный диоксид углерода (углекислый газ); пищевой диоксид углерода допускается при условии дополнительной осушки.

Режимы сварки должны обеспечивать минимальное проплавление основного металла и оптимальную скорость охлаждения. Правильность выбора режимов сварки, обеспечивающих оптимальную скорость охлаждения, можно оценить замером твердости металла сварного соединения, которая не должна превышать 350 HV.

Сварка ответственных узлов выполняется не менее чем в два прохода, сварные швы должны иметь плавный переход к основному металлу. Частые обрывы дуги, ожоги основного металла и вывод кратера на основной металл недопустимы.

После сварки следует обеспечить замедленное охлаждение сварных соединений. Для этого сваренный узел накрывают теплоизоляционным материалом, помещают в специальный термостат и применяют послесварочный нагрев.

Сварка ответственных конструкций из сталей с повышенным содержанием углерода, узлов с жестким контуром и т. п. выполняется с предварительным подогревом. Температура предварительного подогрева обычно находится в пределах 100–400 °С. Чем выше содержание углерода и легирующих элементов и больше толщина свариваемых элементов, тем выше температура предварительного подогрева.

Разделка кромок под сварку: формы, способы обработки по

ГОСТу.

Вырезку деталей и выполнение скосов кромок под сварку следует производить термической или механической резкой в соответствии с требованиями СНиП III-18-75. Разделка кромок под сварку должна соответствовать способу и технологии сварки, толщине свариваемых элементов и положению швов в пространстве. Конструктивные элементы кромок должны соответствовать требованиям ГОСТ 5264—80, ГОСТ 11534—75, ГОСТ 11533—75, ГОСТ 14771—76, ГОСТ 14776—79, ГОСТ 15164—78, ГОСТ 23518—79.
Кромки деталей из низколегированной стали классов до С60/45 включительно, не подлежащие сварке или не полностью проплавляемые при сварке, после ручной кислородной резки, а также кромки аналогичных деталей из сталей всех классов после воздушно-дуговой резки подлежат механической обработке (строжке, фрезеровке, обработке абразивным инструментом).
Механическая обработка производится на глубину, обеспечивающую удаление дефектов поверхности, при этом после воздушно-дуговой резки не менее 2 мм. Поверхности кромок не должны иметь надрывов и трещин.
Кромки деталей из углеродистой стали класса С38/23 после ручной кислородной резки должны быть очищены и не иметь шероховатостей, превышающих 1 мм, а для конструкций, возводимых или эксплуатируемых в районах с расчетной температурой ниже минус 40° и до минус 65 °С включительно, не более 0, 5 мм.
Кромки деталей после машинной кислородной и плазменно-дуговой резки, не подлежащие сварке или не полностью проплавляемые при сварке, не должны иметь неровностей, превышающих 0, 3 мм.
Точность деталей и заготовок и качество поверхности реза при газовой и плазменно-дуговой резке сталей должны соответствовать ГОСТ 14792—80.
Кромки работающих на растяжение деталей из низколегированных сталей класса до С60/45 включительно всех толщин и из углеродистой стали толщиной свыше 10 мм, фасонок из низколегированной стали класса до С60/45 включительно, всех расчетных деталей в конструкциях, воспринимающих динамические нагрузки, либо возводимых и эксплуатируемых в районах с расчетной температурой ниже минус 65 °С, после резки с помощью ножниц подлежат механической обработке с тем, чтобы удалить дефекты поверхности. Шероховатость кромок должна быть не грубее третьего класса чистоты поверхности по ГОСТ 2789—73.

 

Остальные кромки после резки на ножницах не должны иметь неровностей, заусенцев и завалов, превышающих 0, 3 мм, и трещин.
При подготовке кромок под сварку допускается применение (без последующей обработки) резки способами, обеспечивающими требуемую форму кромок и соблюдение допусков по размерам. При этом отклонения прямолинейности кромок от проектного очертания определяются допусками на зазоры, установленными ГОСТ 5264— 80, ГОСТ 8713—79 и ГОСТ 14771—76.
После воздушно-дуговой резки стали классов С52/40 и С60/45 и после кислородной резки стали класса С60/45 необходима зачистка кромок абразивным инструментом.
Скосы по толщине на концах растянутых деталей (при сопряжении деталей разной толщины) в конструкциях, воспринимающих динамическую нагрузку, должны выполняться машинной кислородной резкой или механической обработкой и не должны иметь ступенек. Неровности и риски в детали должны быть сглажены абразивным инструментом вдоль усилия.
На подготовленных под сварку кромках и поверхностях не допускается наличие влаги, ржавчины, окалины, масла, краски и других загрязнений.
При использовании металлопроката, не подвергнутого консервации, проплавляемые поверхности и прилегающие к ним зоны металла шириной не менее 20 мм, а также кромки листов в местах примыкания выводных планок перед сборкой должны быть очищены до чистого металла. Продукты очистки не должны оставаться в зазорах между собранными деталями.
Допускается производить сварку без предварительной зачистки при отсутствии на кромках и поверхностях свариваемых деталей загрязнений, а также при наличии покрытия — защитного грунта, слоя цинка или алюминия и т. п., если металл шва и сварное соединение по своим свойствам отвечают требованиям строительных норм, а выделение вредных газов и аэрозолей при сварке не превышает санитарных норм.

Выполнить практическое задание (устно):

 

Подготовка, сборка, прихватка и сварка двух полос металла длиной 40 см, толщиной 4 мм тавровым соединением в нижнем положении сварочного шва.

 

Билет№19

 

Ответить на теоретические вопросы:

 

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться: