Сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Сварка стали 45 полуавтоматом
| Мы предлагаем Новости: Написать нам! Мы осуществляем доставку продукции в города: Москва, Московская область, Санкт-Петербург, Новосибирск, Нижний Новгород, Самара, Казань, Омск, Уфа, Волгоград, Пермь, Красноярск, Иркутск, Владивосток, Хабаровск, Оренбург, Новокузнецк, Томск, Кемерово, Сургут, Нижневартовск, Норильск, Новокузнецк, Череповец, Альметьевск, Липецк, Нижний Тагил, Кемерово. | Таблица свариваемости металла (по сталям)
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
zavod-gpm.ru
Сварка в углекислом газе углеродистых и низколегированных конструкционных сталей
Углеродистые и низколегированные конструкционные стали сваривают специальными кремнемарганцовистыми и хромомарганцекремнистыми проволоками. Несмотря на разный химический состав и различные механические свойства углеродистых и низколегированных сталей, их можно сваривать одними и теми же кремнемарганцовистыми проволоками Св-08ГС и Св-08Г2С.
Причем кипящие углеродистые и низколегированные стали рекомендуется сваривать проволокой с более высоким содержанием марганца. Если изделия из низколегированных сталей, содержащих хром и никель, должны быть стойкими против коррозии (например, в морской воде), их следует сваривать хромокремнемарганцовистой проволокой (табл.70).
Таблица 70. Рекомендуемые электродные проволоки для сварки в углекислом газе углеродистых и низколегированных сталей.
| Сталь | Требования, предъявляемые к сварным швам и соединениям | Рекомендуемые электродные проволоки |
| Ст3сп, Ст4, сталь 35, сталь 40 | Равнопрочность и высокая пластичность | Св-08Г2С Св-08ГС |
| Сталь 45, 20ХГС | Равнопрочность | CB-10Xг2C, Св-08Г2С |
| 10ХСНД, 15ХСНД, 10ХГСНД, 14ХГС. 09Г2. 14Г2 и им подобные | Равнопрочность и высокая пластичность | Св-08Г2С |
| 10ХСНД, 10ГСНД, 15ХСНД | Равнопрочность, пластичность и коррозионная стойкость в морской воде | Св-10ХГ2С |
В табл. 71 и 72 приведены данные, характеризующие механические свойства металла шва на углеродистых и низколегированных сталях.
Таблица 71.Механические свойства металла трехслойных швов, выполненных дуговой сваркой в углекислом газе на углеродистых сталях.
| Сталь | Проволока | Предел текучести кГ/мм2 | Предел прочности кГ/мм2 | Относительное удлинение, % | Относительное сужение, % | Ударная вязкость металла шва (кГ-м/см2) при температуре, °С | Ударная вязкость металла шва при 20 оС после механического старения кГ*м/см2 | ||
| +20 | -20 | —40 | |||||||
| Ст3кп | Св-08ГС | 39 | 53 | 25 | 54 | 12 | 10 | 7 | 6 |
| Ст3кп | Св-08Г2С | 43 | 57 | 26 | 58 | 12 | 8 | 6 | 5 |
| Ст3сп | Св-08ГС | 40 | 54 | 24 | 54 | 11 | 6 | 5 | 6 |
| Ст3сп | Св-08Г2 | 44 | 57 | 22 | 51 | 13 | 9 | 5 | 6 |
| Ст4 | Св-08ГС | 38 | 54 | 24 | 52 | 12 | 8 | 7 | 7 |
| Ст4 | Св-08Г2С | 45 | 57 | 26 | 54 | 12 | 8 | 8 | 6 |
| Сталь 36 | Св-08Г2С | 40 | 60 | 22 | 40 | 8 | 5 | — | - |
| Сталь 40 | Св-08Г2С | 48 | 68 | 24 | 42 | 6,5 | 5 | 3 | - |
Примечание. Стали марок 35 и 40 сваривались двусторонним швом в два прохода проволокой диаметром 3 мм на режиме: сварочный ток 720—740А, напряжение дуги 36—38В; скорость сварки 40 м/ч Остальные стали сваривались в три слоя проволокой диаметром 2 мм на режиме: сварочный ток 300—340А, напряжение дуги 28—30В скорость сварки 20м/ч.
Таблица 72. Механические свойства трехслойных швов, выполненных в углекислом газе проволокой диаметром 2 мм на низколегированных сталях.
| Сталь | Проволока | Предел текучести кГ/мм2 | Предел прочности кГ/мм2 | Относительное удлинение, % | Относительное сужение, % | Ударная вязкость металла шва (кГ-м/см2) при температуре, °С | Ударная вязкость металла шва при 20оС после механического старения кГ*м/см2 | ||
| +20 | -20 | —40 | |||||||
| 14ХГС | Св-08Г2С | 39 | 56 | 25 | 56 | 10 | 8 | 7 | 6 |
| 10ХСНД (СХЛ-4) | Св-08Г2С | 48 | 65 | 24 | 50 | 10 | 8 | 6 | 7 |
| 10ХСНД (СХЛ-4) | Св-08ГС | 43 | 60 | 26 | 64 | 12 | 9 | 8 | 7 |
| 15ХСНД (СХЛ-1, НЛ-2) | Св-08Г2С | 41 | 57 | 31 | 62 | 10 | 6 | 5,5 | 8 |
| 09Г2 | Св-08Г2С | 36 | 49 | 34 | 70 | 15 | 11 | 8 | 7 |
| 10ХСНД | Св-08ХГС | 41 | 58 | 26 | 64 | 14 | - | 10 | 7 |
| 10ХГСНД | Св-10ХГ2С | 51 | 67 | 23 | 59 | 11 | 7 | 7 | 4 |
| 14Х2ГМР | Св-10ХГСН2МЮ | 78 | 88 | 17 | 55 | 10 | 9 | 8 | - |
Тонколистовые углеродистые стали и малогабаритные детали из этих сталей могут свариваться также проволокой Св-12ГС диаметром до 1,2 мм.
www.prosvarky.ru
Свариваемость сталей | Сварка и сварщик
СВАРИВАЕМОСТЬ - способность металлов образовывать качественное сварное соединение, удовлетворяющее эксплуатационным требованиям
ЭКВИВАЛЕНТНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УГЛЕРОДА (Сэк) - количественная характеристика свариваемости. Она определяется по формуле:
где С - содержание углерода, %;
Mn, Cr... - содержание легирующих элементов, %
ГРУППА СВАРИВАЕМОСТИ | Сэк, % | МАРКИ СТАЛЕЙ | ||
Углеродистые | Легированные | Высоколегированные | ||
I Хорошая | До 0,25 вкл | ВСт1; ВСт2; ВСт3; ВСт4; Стали 08; 10; 15; 20; 25 | 15Г; 20Г; 15Х; 15ХА; 20Х; 15ХМ; 20ХГСА; 10ХСНД; 10ХГСНД; 15ХСНД | 08Х20Н14С2; 20Х23Н18; 08X18Н10; 12X18Н9Т; 15X5 |
II Удовлетворительная | Свыше 0,25 до 0,35 вкл | ВСт5; Стали 30; 35 | 12ХН2; 12ХНЗА; 20ХНЗА; 20ХН; 20ХГСА; 30Х; 30ХМ; 25ХГСА | 30X13; 12X17; 25X13Н2 |
III Ограниченная | Свыше 0,35 до 0,45 вкл | ВСт6; Стали 40; 45 | 35Г; 40Г; 45Г; 40Г2; 35Х; 40Х; 45Х; 40ХМФА; 40ХН; 30ХГС; 30ХГСА; 35ХМ; 20Х2Н4МА | 17X18Н9; 12Х18Н9; 36X18Н25С2; 40Х9С2 |
IV Плохая | Свыше 0,45 | Стали 50; 55; 60; 65; 70; 75; 80; 85 | 50Г; 50Г2; 50Х; 50ХН; 45ХНЗМФА; ХГС; 6ХС; 7X3 | 40X10С2М; 40X13; 95X18; 40X14Н14В2М; 40X10С2М |
ГРУППА СВАРИВАЕМОСТИ | УСЛОВИЯ СВАРКИ |
I | Без ограничений, в широком диапазоне режимов сварки независимо от толщины металла, жесткости конструкций, температуры окружающей среды |
II | Сварка только при температуре окружающей среды не ниже - 5 °С, толщине металла менее 20 мм при отсутствии ветра |
III | Сварка с предварительным или сопутствующим подогревом до 250 °С в жестком диапазоне режимов сварки |
IV | Сварка с предварительным и сопутствующим подогревом, термообработкой после сварки |
weldering.com
Свариваемость стали 45 — Инструментальные материалы
По сравнению с электросваркой сварка трением более экономична. При электросварке происходит нагрев значительно больших объемов металла, чем необходимо дай сварки. При сварке трением тепловыделение строго локализовано на свариваемых поверхностях. При сварке трением припуск на угар в 4 раза меньше, чем при электрической стыковой сварке. Допускается сварка трением ззготовок с перепадом диаметров до4 мм. Сварка трением может быть осуществлена как на специальном сварочном оборудовании, так и при помощи приспособлений, устанавливаемых на токарных станках.
Для получения, сварных заготовок фрез и подобных инструментов, в которых к цилиндрическому корпусу последовательно привариваются заготовки зубьев, применяют шаговую сварку. Сваривание пластинок с корпусом осуществляется последовательно или через одну пластинку с последующей вваркой в промежутки недостающих пластинок. Сварка через шаг обеспечивает меньшие ошибки по смещению шага зубьев.
Доброкачественность сварного соединения для каждого вида инструмента должна определяться техническими требованиями: она может быть охарактеризована через истинный предел прочности при растяжении. 3начение этой величины для сталей 45, Р18, Р6М5, Р6М3К5, Р9М4 и Р9М4К5 колеблется в пределах 350… 1050 МПа.
Вопрос о причинах различной свариваемости разных быстрорежущих сталей со сталью 45 весьма сложен. Суммарное увеличение легированности в общем ухудшает свариваемость, однако, при этом имеют место существенные отклонения.
По данным ряда работ легированность твердого раствора всех быстрорежущих сталей в отожженном состоянии почти одинакова (за исключением кобальтовых). Следовательно, состав твердого раствора не может однозначно характеризовать свариваемость стали. Свариваемость стали не связана и с количеством, а также с составом карбидной фазы.
Анализ свариваемости различных быстрорежущих сталей со сталью 45 позволяет сделать следующие выводы:
- молибден в стали в количестве 1… 4 % улучшает ее свариваемость;
- увеличение ванадия в стали на 2… 5 % ухудшает ее свариваемость;
- введение в сталь до 6 % кобальта и до 18 % ванадия не ухудшает, а в некоторых случаях даже улучшает свариваемость стали;
- наилучшей свариваемостью обладают вольфрамомолибденовые и вольфрамомолибденокобальтовые стали Р6М3 и Р6М3К5;
- чтобы не ухудшать свариваемость высоколегированных быстрорежущих сталей, следует производить их комплексное легирование многими элементами; при этом содержание ванадия не должно превышать 3…3,5 %, кобальта 5. 6 %, хрома 3,5 %.
arxipedia.ru
Сварка низкоуглеродистых сталей – Осварке.Нет
Низкоуглеродистыми называют стали с низким содержанием углерода до 0,25%. Низколегированными называют стали с содержанием до 4% легирующих элементов без учета углерода.
Хороша свариваемость низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей является главной причиной их массового применения для производства сварочных конструкций.
Химический состав и свойства сталей
В углеродистых конструкционных сталях углерод основной легирующий элемент. От количества содержания этого элемента зависят механические свойства сталей. Низкоуглеродистые стали разделяют на стали обыкновенного качества и качественные.
Стали обыкновенного качества
В зависимости от степени раскисления стали обыкновенного качества разделяют на:
- кипящие — кп;
- полуспокойные — пс;
- спокойные — сп.
Кипящие стали
Стали этой группы содержат не более 0,07% кремния (Si). Получают сталь путем неполного раскисления стали марганцем. Отличительной особенностью кипящей стали является неравномерное распределение серы и фосфора по толщине проката. Попадание участка со скоплением серы в зону сварки может привести к появлению кристаллизационных трещин в шве и зоне термического влияния. Находясь в среде пониженных температур такая сталь может перейти в хрупкое состояние. Поддавшись сварке такие стали могут стареть в околошовной зоне.
Спокойные стали
Спокойные стали содержат не менее 0,12% кремния (Si). Получают спокойные стали при раскислении стали марганцем, кремнием, алюминием. Отличаются более равномерным распределением в них серы и фосфора. Спокойные стали меньше отзываются на нагрев, меньше склонны к старению.
Полуспокойные стали
Полуспокойные стали имеют средние характеристики между спокойными и кипящими сталями.
Производят углеродистые стали обыкновенного качества трех групп. Стали группы А не используют для сварки, поставляют по их механическим свойствам. Букву «А» в обозначение стали не ставят, например «Ст2».
Стали группы Б и В поставляют по их химическим свойствам, химическим и механическим соответственно. В начало обозначения стали ставят букву группы, например БСт2, ВСт3.
Полуспокойные стали марок 3 и 5 могут поставляться с повышенным содержанием марганца. В таких сталях после обозначения марки ставят букву Г (например, БСт3Гпс).
Для изготовления ответственных конструкций следует использовать обыкновенные стали группы В. Изготовление сварочных конструкций из низкоуглеродистых сталей обыкновенного качества не требует применения термической обработки.
Качественные стали
Низкоуглеродистые качественные стали поставляют с нормальным (марки 10, 15 и 20) и повышенным (марки 15Г и 20Г) содержанием марганца. Качественные стали содержат пониженное количество серы. Для изготовления сварочных конструкций из сталей этой группы применяют стали в горячекатаном состоянии, реже стали с термической обработкой. Сварка этих сталей для повышения прочности конструкции может производится с последующей термической обработкой.
Низколегированные стали
Если в углеродистую сталь вводят специальные химические элементы, которые изначально в ней отсутствует, то такую сталь называют легированной. Марганец и кремний считают легирующими компонентами если их содержание превышает 0,7% и 0,4% соответственно. Поэтому стали ВСт3Гпс, ВСт5Гпс, 15Г и 20Г считают одновременно низкоуглеродистыми и низколегированными конструкционными сталями.
Легирующие элементы способны образовывать соединения с железом, углеродом и другими элементами. Это способствует улучшению механических свойств сталей и снижает предел хладноломкости. Как следствие появляется возможность снизить массу конструкции.
Легирование металла марганцем влияет на повышение ударной вязкости и стойкость к хладноломкости. Сварочные соединения с марганцовистых сталей отличаются более высокой прочностью при знакопеременных ударных нагрузках. Повысить стойкость стали от атмосферной и морской коррозии можно легированием медью (0,3-0,4%). Большинство низколегированных сталей для производства сварочных конструкций используют в горячекатаном состоянии. Механические свойства легированных сталей можно улучшить термической обработкой, поэтому некоторые марки сталей для сварных конструкций используют после термической обработки.
Свариваемость низкоуглеродистых и низколегированных сталей
Низкоуглеродистые и низколегированные конструкционные стали обладают хорошей свариваемостью. Технология их сварки должна обеспечивать равные механические свойства шва и основного металла (не ниже нижнего предела свойств основного металла). В ряде случаев обусловленных условиями работы конструкции допускается снижение некоторых механических свойств шва. В шве должны отсутствовать трещины, непровары, поры, подрезы и другие дефекты. Форма и геометрические размеры шва должны соответствовать требуемым. К сварному соединению могут предъявляться дополнительные требования, которые связаны с условиями работы конструкции. Все без исключения сварочные швы должны быть долговечными и надежными, а технология обеспечивать производительность и экономичность процесса.
На механические свойства сварного соединения влияет его структура. Структура металла при сварке зависит от химического состава материала, режимов сварки и термической обработки.
Подготовка и сборка деталей под сварку
Подготовку и сборку под сварку осуществляют в зависимости от типа сварочного соединения, способа сварки и толщины металла. Для выдерживания зазора между кромок и правильного положения деталей используют специально созданные сборочные приспособления или универсальные приспособления (подходят для многих простых деталей). Сборку могут выполнять с использованием прихваток, размеры которых зависят от толщины свариваемого металла. Прихватка может быть длиной 20-120 мм, а расстояние между ними 500-800 мм. Сечение прихватки равно примерно трети шва, но не более 25-30 мм2. Прихватки можно выполнять ручной дуговой сваркой или механизированной сваркой в защитных газах. Прежде чем переходить к сварке конструкции прихватки зачищают, осматривают и при наличии них дефектов вырубают или удаляют другими методами. Во время сварки прихватки полностью переплавляют из-за возможного возникновения в них трещин как результат быстрого теплоотвода. Перед электрошлаковой сваркой детали размещают с зазором, который постепенно увеличивается к концу шва. Фиксация деталей для сохранения их взаимоположения выполняется с помощью скоб. Скобы должны быть на расстоянии 500-1000 мм. Удалять их необходимо по мере наложения шва.
При автоматических методах сварки следует устанавливать заходные и выходные планки. При автоматической сварке тяжело обеспечить качественный провар корня шва и предупредить прожоги металла. Для этого применяют остающиеся и съемные подкладки, флюсовые подушки. Можно также сваривать корень шва ручной дуговой сваркой или полуавтоматической в защитных газах, а остальную часть шва выполнять автоматическими методами.
Сварка ручными и механизированными методами выполняется на весу.
Кромки сварочных деталей тщательно зачищают от шлака, ржавчины, масла и других загрязнений для предупреждения образования дефектов. Ответственные конструкции сваривают преимущественно с двух сторон. Способ заполнения разделки кромок при сварке толстостенных конструкций зависит от его толщины и термический обработки металла перед сваркой. Выявленные после сварки непровары, трещины, поры и другие дефекты удаляют механическим инструментом, воздушно-дуговой или плазменной резкой, после чего заваривают обратно. При сварке низкоуглеродистых сталей свойства и химический состав сварного соединения во многом зависит от используемых материалов и режимов сварки.
Ручная дуговая сварка низкоуглеродистых сталей
Для получения качественного соединения при помощи ручной дуговой сварки необходимо правильно выбрать сварочные электроды, выставить режимы и применить правильную технику сварки. Недостатком ручной сварки является большая зависимость от опыта и квалификации сварщика, несмотря на хорошую свариваемость рассматриваемых сталей.
Сварочные электроды следует выбирать исходя из типа свариваемой стали и назначения конструкции. Для этого можно воспользоваться каталогом электродов, где хранятся паспортные данные множества марок электродов.
При выборе электрода следует обратить внимание на рекомендуемые условия по роду и полярности тока, пространственного положения, силе тока и т. д. В паспорте на электроды может указываться типичный состав наплавленного металла и механические свойства соединения выполненных этими электродами.
Подробнее о режимах и технике ручной дуговой сварке можете прочитать здесь:В большинстве случаев сварка низкоуглеродистых сталей производиться без мер направленных на предупреждение образования закалочных структур. Но все же при сварке толстостенных угловых швов и первого слоя многослойного шва для предотвращения образования трещин используют предварительный подогрев деталей до температуры 150-200° C.
При сварке нетермоупрочненных сталей хороший эффект достигается использованием методов сварки каскадом и горкой, что не дает металлу шва быстро остывать. Этот же эффект дает предварительный подогрев до 150-200° C.
Для сварки термоупрочненных сталей рекомендуется выполнять длинные швы по охлажденным предыдущим швам, чтобы избежать разупрочнения околошовной зоны. Также следует выбирать режимы с малой погонной энергией. Исправление дефектов при многослойной сварке следует делать швами большого сечения, длиной не менее 100 мм или предварительно подогревать сталь до 150-200° C.
Дуговая сварка в защитных газах низкоуглеродистых сталей
Сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей осуществляется с применением углекислого газа или его смесей в качестве защитного газа. Можно применять смеси углекислый газ + аргон или кислород до 30%. Для ответственных конструкций сварку можно выполнять с использованием аргона или гелия.
В некоторых случаях применяют сварку угольным и графитовым электродом, для сварки бортовых соединений толщиной 0,2-2,0 мм (например, корпуса конденсаторов, канистры и т. д.). Так как сварка выполняется без использования присадочного прутка, содержание марганца и кремния в шве невелико, в результате теряется прочность соединения на 30-50% ниже от основного металла.
Сварка в углекислом газе выполняется с использованием сварочной проволоки. Для автоматической и полуавтоматической сварки в разных пространственных положениях применяют проволоку диаметром до 1,2 мм. Для нижнего положения используют проволоку 1,2-3,0 мм.
| Сталь | ВСт1, Вст2 | ВСт3 | 10ХСНД, 15ХСНД, 14ХГС, 09Г2, 14Г2 и им подобные |
| Проволока | Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС | Св-08ГС, Св-08Г2С | Св-08Г2С (при одно- и двухслойной сварке), св-08ХГ2С |
Как видно из таблицы для сварки всех сталей можно использовать проволоку Св-08Г2С.
Сварка низкоуглеродистых сталей под флюсом
Качественное сварное соединение с равной прочностью шва и основного металла достигается путем правильного подбора флюсов, проволоки, режимов и техники сварки. Автоматическую сварку под флюсом низкоуглеродистых сталей рекомендуют выполнять проволокой диаметра от 3 до 5 мм, полуавтоматическую сварку под флюсом диаметром 1,2-2 мм. Для сварки низкоуглеродистых сталей применяют флюсы АН-348-А и ОСЦ-45. Низкоуглеродистую сварочную проволоку марок Св-08 и Св-08А, а для ответственных конструкций можно применить проволоку Св-08ГА. Такой комплект сварочных материалов позволяет получить швы с равными или превышающими механическими свойствами основному металлу.
Для сварки низколегированных сталей рекомендуется применять сварочную проволоку Св-08ГА, Св-10ГА, Св-10Г2 и другие с содержанием марганца. Флюсы что и для низкоуглеродистых сталей. Такие материалы позволяют получить необходимые механические свойства и стойкость металла от образования пор и трещин. При сварке без скоса кромок увеличение доли основного металла в металле шва может повысить содержание углерода. Это повышает прочностные свойства, но уменьшает пластические свойства соединения.
| Марка стали | Марка плавленного флюса | Сварочная проволока |
| ВСт1-ВСт3 | АН-348-А, ОСЦ-45, ФЦ-9 и керамические К-11, КВС-19 | Св-08, Св-08А, для ответственных конструкций Св-08ГА |
| 09Г2 | АН-22 | Св-08ГА |
| 12ГС, 16ГС, 10Г2С1, 17ГС, 17Г1С | АН-60 | Св-ГСМТ (для стали 12ГС также Св-10ГА) |
| 09Г2С | АН-22 | Св-08ГА, Св-10НМА, Св-10ГА |
| 10ХСНД | АН-348-А | Св-08ГСМТ |
| 15ХСНД | АН-348-А, АН-22 | Св-10Г2, Св-08ХГСМА |
Режимы сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей отличаются незначительно и зависят от техники сварки, типа соединения и шва. При сварке угловых однослойных швов, угловых и стыковых швов толстой стали марки ВСт3 на режимах с малой погонной энергией в околошовной зоне могут образовываться закалочные структуры и понизиться пластичность. Для предотвращения этого следует увеличить сечение шва или применить двухдуговую сварку.
| Толщина листа, мм | 8-10 | 10-22 | 24-60 |
| Сечение слоя образованного из электродного металла, мм | 25 | 35 | 50 |
Для предупреждения разрушения шва в зоне термического влияния при сварке низколегированных сталей следует использовать режимы с малой погонной энергией, а для сварки не термоупрочненных сталей — режимы с повышенной погонной энергией. Во втором случае для обеспечения пластических свойств шва и прилегающей зоны не хуже основного металла необходимо применять двухдуговую сварку или предварительный подогрев до 150-200° C.
osvarke.net
