Технология ручной дуговой сварки - Страница 10

Способы дуговой сварки - Технология ручной дуговой сварки

Подробности

Понятие о свариваемости Процесс сварки представляет собой сочетание нескольких, одновременно протекающих процессов, которые определяют качество получаемого сварного соединения. К этим процессам относятся: тепловое воздействие на металл около шовных участков, процесс плавления, металлургические процессы, кристаллизация металла шва и процесс взаимной кристаллизации металлов. Протекание этих процессов определяется в основном свойствами свариваемых металлов. Однако такие факторы, как слишком высокая температура, очень большие скорости охлаждения, необоснованный выбор присадочного металла и режима сварки, могут значительно снизить качество сварного соединения. При разнородных металлах процесс взаимной кристаллизации может не произойти, вследствие чего сварка таких металлов не может быть осуществлена. Свариваемостью называется свойство металлов или сочетание свойств металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия. Большое влияние на свариваемость металлов и сплавов оказывает их химический состав. Это особенно наглядно видно на примере железоуглеродистых сплавов. Свариваемость углеродистой стали изменяется в зависимости от содержания основных примесей. Углерод является наиболее важным элементом в составе стали, определяющим почти все основные свойства стали в процессе обработки, в том числе и свариваемость. Низкоуглеродистые стали (С < 0,25%) свариваются хорошо. Среднеуглеродистые стали, содержащие до 0,35% С, также свариваются хорошо. Стали, содержащие углерод более 0,35%, свариваются хуже. При этом с увеличением содержания углерода в стали свариваемость ухудшается. В около шовных зонах появляются закалочные структуры и трещины, а шов получается пористым. Поэтому для получения качественного сварного соединения возникает необходимость применять различные технологические приемы. Марганец в стали содержится обычно от 0,3 до 0,8% и не затрудняет сварку стали. Однако при повышенном содержании марганца (1,8... 2,5%) прочность, твердость и закаливаемость стали возрастают и это способствует образованию трещин. При сварке высокомарганцовистых сталей (11 ... 16% марганца) происходит выгорание марганца, поэтому предпринимают меры по восполнению марганца через электродное покрытие, флюсы и др. Кремний содержится в обычной углеродистой стали в пределах от 0,02 до 0,3% и существенного влияния на свариваемость не оказывает. При повышенном содержании (0,8 ... 1,5%) кремний затрудняет сварку, так как придает стали жидкотекучесть и образует тугоплавкие окислы и шлаки. Сера является самой вредной примесью стали. Содержание серы в стали допускается не более 0,05%. Сера образует в металле сернистое железо, которое имеет более низкую температуру плавления, чем сталь, и плохо растворяется в расплавленной стали. При кристаллизации стали сернистое железо располагается между кристаллами металла шва и способствует образованию горячих трещин. Фосфор является также вредной примесью стали. Содержание фосфора в стали доходит до 0,05%. Фосфор ухудшает свариваемость стали, так как образует хрупкое фосфористое железо, придает стали хладноломкость. Свариваемость стали принято оценивать по следующим показателям: склонность металла шва к образованию горячих и холодных трещин; склонность к изменению структуры в околошовной зоне и образованию закалочных структур; физико-механические качества сварного соединения; соответствие специальных свойств сварного соединения техническим условиям (жаропрочность, износостойкость и др.). Для определения свариваемости применяют два основных метода: метод МВТУ им. Баумана (валиковая проба) и метод Кировского завода. По методу МВТУ производят широкое исследование свариваемости стали. Для этого изготавливают образцы, на которые наплавляют по одному валику. Наплавка производится при различной погонной энергии в пределах от 420-103 до 840-104 Дж/м (от 1000 до 20000 кал/см). Обработанные и протравленные образцы подвергают макро-и микроисследованиям, а затем механическим испытаниям на загиб и ударную вязкость. Результаты исследования позволяют не только оценить свариваемость стали, но и установить оптимальные режимы сварки. Методом Кировского завода исследование проводят на образцах из толстолистовой стали. Пластины размером 130x130 мм имеют в середине выточку диаметром 80 мм. При этом оставшиеся донышки у выточек должны иметь толщину 2,4 и 6 мм. В выточку по диаметру наплавляют валик и в процессе наплавки пластину охлаждают с наружной стороны проточной водой или струей воздуха. По этому методу стали считаются сваривающимися хорошо, если трещины отсутствуют, удовлетворительно, если трещины образуются при охлаждении водой, но отсутствуют при охлаждении воздухом; ограниченно, если сталь для предупреждения образования трещин требует предварительного подогрева до 100... 150° С и охлаждения на воздухе. Плохо сваривающиеся стали требуют предварительного подогрева до 300° С и выше. Углеродистые стали по свариваемости можно условно подразделить на следующие группы: хорошо сваривающиеся стали: СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4 (ГОСТ 380-71), 08, 10, 15, 20, 25 (ГОСТ 1050-74); удовлетворительно сваривающиеся стали: Ст5 (ГОСТ 380-71), 30,35 (ГОСТ 1050-74); ограниченно сваривающиеся стали: Стб, Ст7 (ГОСТ 380-71), 40 45, 50 (ГОСТ 1050-74); плохо сваривающиеся стали 50Г, 60Г, 65Г, 65, 70, 75, 80, 85 (ГОСТ 1050-74). В сварных строительных конструкциях используют главным образом стали первой группы. Стали СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5 применяют при изготовлении различных строительных конструкций, арматуры железобетонных изделий, горячекатаных и сварных труб с прямым и спиральным швами. Из сталей СтЗ изготовляют бункера, резервуары, газгольдеры, подкрановые балки, конструкции доменного комплекса, балки различных перекрытий. Стали 10, 15, 20, 25 используют для производства горячекатаных труб. Эти стали хорошо поддаются сварке и образуют сварной шов без хрупких структур и пористости.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

   
© ALLROUNDER