Tehnologia sudării oțelurilor slab aliate. Caracteristici ale tehnologiei de sudare a diferitelor materiale

Din oțeluri slab aliateîn structurile sudate se folosesc atât cele structurale simple (construcții de mașini și construcții), cât și cele rezistente la căldură. Oțelurile acestor grupuri diferă nu numai în proprietățile operaționale, ci și în sensibilitatea la procesul de sudare.

Caracteristică oteluri de structuraşi caracteristicile sudării acestora.Proprietăţile oţelurilor slab aliate sunt reglementate în anumite limite prin modificarea conţinutului de carbon şi elemente de aliere. Pe măsură ce conținutul de carbon crește, sudabilitatea oțelului se deteriorează din cauza probabilității crescute de fisurare la cald și la rece. O creștere a probabilității de formare a fisurilor la cald cu creșterea conținutului de carbon se datorează tendinței de segregare a carbonului, iar a fisurilor la rece se datorează faptului că carbonul scade temperatura de transformare martensitică și favorizează formarea plasticitate (înfrățit) martensită. Modificările volumetrice (creșterea volumului) în timpul transformării austenitei în martensite cresc odată cu creșterea conținutului de carbon. Acest lucru duce la o creștere a tensiunilor interne.

În legătură cu cele de mai sus, în structurile sudate se folosesc în principal oțeluri slab aliate cu conținut scăzut de carbon, cu rezistență crescută, care conțin până la 0,23% C și aparținând clasei perlitei. Au o rezistență suficientă și o sudabilitate relativ bună. Principalele elemente de aliere ale oțelurilor slab aliate sunt manganul, siliciul și cromul. Unele oțeluri conțin nichel, vanadiu, cupru etc. Pentru a reduce creșterea cerealelor în zona apropiată de sudare, oțelurile utilizate în structurile sudate, de regulă, sunt dezoxidate suplimentar cu aluminiu sau titan.

Oțelurile slab aliate sunt furnizate în principal în stare laminată la cald sau după normalizare.

ÎN anul trecut S-au folosit oțeluri slab aliate de înaltă rezistență cu structură martensitică sau bainitică (14Kh2GMR, 14KhMNDFR etc.), care, alături de proprietăți mecanice ridicate, au o sudabilitate satisfăcătoare. Combinația acestor proprietăți se realizează printr-o aliere complexă multicomponentă a oțelului cu un conținut scăzut de carbon. Un continut scazut de carbon asigura, atunci cand austenita este racita, in functie de viteza sa de racire, obtinerea unui metal cu structura de martensita sau bainita.

Martensita (sau dislocare) cu conținut scăzut de carbon, întărită ca urmare a formării de dislocații în procesul de transformare, spre deosebire de martensita lamelară (sau îngemănată), care se formează în oțeluri cu un conținut de peste 0,22% C, este mai ductil. Deoarece transformarea martensitică la un conținut scăzut de carbon are loc în zona temperaturilor relativ ridicate (peste 350°C), aceasta este însoțită de solicitări relativ scăzute. Toate acestea reduc probabilitatea de fisurare la rece la sudarea unor astfel de oțeluri.

Caracteristicile metalurgice ale sudării . În cele mai multe cazuri, oțelurile slab aliate sunt calme. Atunci când aleg o marcă de sârmă cu electrod, aceștia se străduiesc de obicei să asigure compoziția metalului de sudură, apropiată de cea principală, precum și proprietățile de performanță necesare. Formarea fisurilor la cald în sudarea oțelurilor slab aliate se datorează în principal prezenței carbonului, sulfului și fosforului în metalul de sudură peste limitele admise. Conținutul admis de sulf și fosfor în metalul de sudură este reglementat de standardul pentru metalul de bază și sârma de electrod.

Formarea fisurilor la cald este prevenită și prin alegere rațională consumabile de sudare: fluxuri, electrozi, fire de electrozi in asa fel incat implementarea oricarei optiuni metalurgice marcate sa asigure reducerea impuritatilor nocive din metalul de sudura. Conținutul de carbon din metalul de sudură este de obicei setat la cel mult 0,15%, iar proprietățile necesare sunt obținute prin aliaje suplimentare.

Formarea porilor în timpul sudării oțelurilor slab aliate, precum și a oțelurilor carbon, este asociată cu eliberarea de monoxid de carbon, hidrogen și azot. Posibilitatea formării porilor din cauza emisiei de monoxid de carbon în timpul sudării este scăzută oteluri carbon mic, deoarece în bazinul de sudură, de regulă, este asigurată o concentrație suficientă de dezoxidanți puternici (de exemplu, siliciu). Probabilitatea formării porilor de hidrogen este mai mare la sudarea oțelurilor slab aliate decât la sudarea oțelurilor carbon din cauza gradului crescut de dezoxidare. Prin urmare, la sudarea oțelurilor slab aliate, este necesar să se prevadă măsuri pentru a reduce probabilitatea ca hidrogenul și azotul să intre în zona de sudare.

Modificări ale structurii și proprietăților metalului în zona afectată de căldură. De regulă, oțelurile cu conținut scăzut de carbon slab aliate au o sudabilitate la căldură satisfăcătoare. Cu toate acestea, în comparație cu cele cu conținut scăzut de carbon, la sudarea celor slab aliate, în special la sudarea metalului gros, se folosește încălzirea.

La dezvoltarea modurilor de sudare, trebuie avut în vedere faptul că în structura metalului zonei îmbinării sudate a oțelurilor cu conținut scăzut de carbon și aliaje reduse, conținutul de până la 90% martensită este permis dacă duritatea metalului. nu depășește 415HV. Acest lucru se datorează proprietăților plastice relativ ridicate ale martensitei cu șipci cu emisii scăzute de carbon (dislocare).

Sudarea cu electrozi acoperiți. Pentru sudarea oțelurilor slab aliate cu rezistență crescută și înaltă, se folosesc în principal electrozi cu o acoperire de tip bazic.

În funcție de proprietățile oțelului care se sudează, se folosesc electrozi standard (GOST 9467-60): tip E42A (clasele UONI-13/45, SM-11 etc.); tip E46A (clasele E-138/45N pentru oțeluri 09G2, 10KhSND, 15KhSND etc.); tip E50A (clasele UONI-13/55, DSK-50, AN-Kh7 etc. pentru oțeluri 14KhGS, 10KhSND, 15KhSND etc.); tip E55 (clasele UONI-13/55U pentru oțeluri 18G2S, 25GS, 15GS), etc.

Pentru unele oțeluri de tip 09G2 se folosesc și electrozi acoperiți cu rutil tip E42 (de exemplu, electrozi marca ANO-1).

Sudarea cu arc scufundat. În acest caz, se utilizează fluxuri de siliciu și mangan AN-348A, AN-60 și fluxuri cu un conținut redus de MnO și Si02 -AN-47, AN-15, AN-22, AN-42 (Tabel). Sârma electrodului este selectată în funcție de compoziția oțelului de sudat (Sv-08GA, Sv-10G2, Sv-08KhM, Sv-08KhMFA, Sv-10NMA etc.).

Tabel - Compoziția chimică a fluxurilor pentru sudarea oțelurilor aliate

Cel mai rațional este să se utilizeze fluxuri cu un conținut scăzut de MnO și Si0 2 pentru sudarea oțelurilor slab aliate, deoarece contaminarea metalului de sudură cu incluziuni de zgură este redusă.

S-au obținut rezultate bune la sudarea oțelurilor slab aliate de înaltă rezistență folosind fluxuri AN-17 și AH-17M în combinație cu siliciu-mangan și alte fire aliate (de exemplu, Sv-08KhN2M; Sv-08KhMFA). Aceste fluxuri se caracterizează printr-un conținut scăzut de MnO și Si02 și prezența unor cantități mici de oxizi de fier. În același timp, fluxurile conțin o cantitate suficientă de fluorură de calciu și oxid de calciu. O compoziție similară a fluxului și, în consecință, a zgurii oferă condiții metalurgice bune pentru formarea bazinului de sudură, duce la o scădere a concentrației inițiale de sulf și fosfor, precum și a hidrogenului din metalul de sudură.

sudare atmosferică gaze protectoare. Tehnologia de sudare a oțelurilor slab aliate într-o atmosferă de gaze de protecție nu este mult diferită de tehnologia de sudare a oțelurilor carbon.

Oțelurile slab aliate cu un electrod consumabil sunt în majoritatea cazurilor sudate în dioxid de carbon. La sudarea oțelurilor 09G2, 10G2SD, 14KhGS, 15KhSND și altele asemenea, se folosește în principal sârma de electrod Sv-08G2S. Pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune îmbinări sudate folosit în apa de mare sarma de sudura Sv-08HG2S.

În unele cazuri, pentru a îmbunătăți performanța de sudare, îmbunătățiți aspect cusături, crescând proprietățile plastice ale metalului de sudură, sunt utilizate fire cu miez de flux ale mărcilor PP-AN8, PP-AN10, PP-AN4, PP-AN9. Firele PP-AN4 și PP-AN9 oferă mai mult proprietăți mecanice sudarea metalului la temperaturi scăzute. Oțelurile slab aliate de înaltă rezistență sunt sudate cu fire de electrozi de aliaje complexe, care sunt selectate în funcție de proprietățile oțelurilor care urmează să fie sudate.

Sudarea cu zgură electrică. Tehnologia sudării cu zgură electrică a oțelurilor slab aliate este similară cu tehnologia sudării oțelurilor carbon. Sudarea se realizează în principal folosind fluxul AN-8, cu toate acestea, este posibil să se utilizeze fluxul AN-22. Sârma electrodului este selectată în funcție de proprietățile oțelului de sudat. Deci, de exemplu, la sudarea oțelurilor 09G2S, 16GS, 14GS, 15KhSND, se folosesc fire Sv-08GS, Sv-10G2. Sârma Sv-08GA nu oferă o rezistență suficientă a metalului de sudură.

În funcție de predispoziția metalului de bază la creșterea cerealelor și de cerințele pentru îmbinarea sudată, tratamentul termic este prescris după sudare. Pentru oțelurile predispuse la creșterea boabelor, normalizarea este de obicei prescrisă; pentru oțelurile care nu sunt predispuse la creșterea cerealelor, de regulă, acestea se limitează la revenirea la o temperatură de 650 ° C.

Caracteristicile oțelurilor rezistente la căldură și caracteristicile sudării acestora. Oțelurile rezistente la căldură slab aliate aparțin în principal clasei perlitei (de exemplu, oțel 12Kh1MF.) Se caracterizează printr-o rezistență suficientă la căldură, rezistență la căldură, marjă de ductilitate și stabilitate structurală la temperaturi de până la 600 ° C, ceea ce le permite să fie utilizat, în funcție de compoziție, pentru funcționarea în intervalul de temperatură 450 -585°C.

Rezistența crescută a oțelului în regiunea de temperatură înaltă este obținută datorită întăririi cu elemente de aliere - o soluție solidă de fier și formarea de carburi stabile care nu sunt predispuse la coagulare. Principalele elemente de aliere ale oțelurilor termorezistente sunt formatoare de carburi: crom, molibden, vanadiu, wolfram, niobiu. Conținutul de carbon în oțelurile crom-molibden și crom-molibden-vanadiu este de obicei de 0,08-0,12%.

Otelurile termorezistente sunt intarite prin tratament termic. Cu toate acestea, de regulă, oțelurile sunt utilizate fie în stare recoaptă, fie după normalizare și revenire ridicată (la o temperatură de 650-750 ° C, în funcție de calitatea oțelului). Utilizarea oțelurilor în astfel de stări se datorează particularităților muncii lor: termeni lungi serviciu (sute de mii de ore) la temperaturi ridicate (450-585°C).

Caracteristicile metalurgice ale sudării. Otelurile termorezistente sunt calme.

Imbinarile sudate ale otelurilor rezistente la caldura sunt de obicei supuse funcţionare pe termen lung la temperaturi ridicate. În astfel de condiții, procesele de difuzie se dezvoltă semnificativ. Cu o diferență în compoziția metalului de sudură și a metalului de bază, în special în ceea ce privește elementele care formează carburi, este posibilă redistribuirea carbonului, care are o mobilitate de difuzie crescută în comparație cu alte componente ale oțelului. Acest lucru poate duce la o schimbare nefavorabilă a proprietăților metalului în zona îmbinării sudate. Pentru a preveni dezvoltarea acestor procese, compoziția metalului de sudură ar trebui să fie apropiată de cea principală. În primul rând, aceasta se referă la conținutul de elemente care formează carburi.

Pentru a preveni formarea fisurilor de cristalizare, conținutul de carbon din metalul de sudură este limitat cu 0,07-0,12%, iar proprietățile necesare ale metalului de sudură sunt asigurate de introducerea suplimentară a elementelor de aliere, care exclud o dezvoltare vizibilă a proceselor de difuzie. în zona limitei de fuziune. În acest caz, este rațional să se utilizeze o aliere complexă a metalului de sudură cu crom, molibden, vanadiu, wolfram, astfel încât gradientul de concentrație pentru fiecare element din zona de fuziune să fie mic.

Modificări ale structurii și proprietăților metalului în zona afectată de căldură. În zona afectată de căldură a oțelurilor rezistente la căldură, se pot distinge două zone caracteristice care determină performanța unei îmbinări sudate: o zonă de duritate crescută, care include o zonă de temperatură ridicată și o zonă de austenitizare și o zonă de duritate redusă, inclusiv o zonă de recristalizare incompletă și înmuiere în cazul utilizării oțelului într-o stare după normalizare și vacanțe mari.

Austenita oțelurilor termorezistente este predispusă la suprarăcire și la formarea de structuri de întărire. Acest lucru trebuie luat în considerare atunci când alegeți un mod de sudare, în special în sudarea multistrat a elementelor groase. Pentru a preveni formarea fisurilor la rece, sudarea oțelurilor termorezistente, în special cu o grosime a elementelor conectate de peste 10 mm, se realizează cu încălzire.

Temperatura de încălzire (locală sau generală) este atribuită în funcție de calitatea oțelului de sudat. Odată cu creșterea conținutului de carbon și a gradului de aliere, temperatura de încălzire crește.

Performanța îmbinărilor sudate în oțelurile termorezistente este influențată în mare măsură de a doua secțiune, în special de cea de recristalizare incompletă. Acest lucru se datorează faptului că în zona specificată a îmbinării sudate, împreună cu produșii de descompunere ai austenitei cu conținut ridicat de carbon nou format în timpul sudării, structura metalică conține ferită cu o concentrație de carbon redusă (comparativ cu austenita). Prin urmare, secțiunea de recristalizare incompletă este caracterizată de eterogenitatea structurii și a proprietăților mecanice, care afectează în special rezistența pe termen lung la temperaturi ridicate.

Distrugerea articulațiilor are loc de-a lungul zonei de recristalizare incompletă datorită localizării deformării plastice și distrugerii granulelor de ferită.

Îmbunătățirea proprietăților metalului zonei afectate de căldură se realizează, de regulă, datorită temperării la temperatură înaltă. Proprietăți mai optime sunt obținute atunci când se efectuează un tratament termic complet (normalizare și revenire la temperatură înaltă) al produsului sudat. Cu toate acestea, de regulă, nu este posibil să se aplice un astfel de tratament termic produselor sudate voluminoase.

Caracteristicile sudurii. Sudarea cu electrozi acoperiți este metoda principală de realizare a îmbinărilor sudate în oțeluri rezistente la căldură. Acest lucru se datorează faptului că detaliile și unitățile de inginerie energetică se disting prin complexitatea și varietatea soluțiilor de proiectare și natura unică a producției. Sudarea se realizează în principal cu electrozi acoperiți de bază. In functie de compozitia otelului de sudat se folosesc electrozi; pentru sudarea oțelului 12MX - tip E-MX (clasa GL-14 cu tijă de sârmă Sv-08XM); pentru sudarea otelurilor 12Kh1MF, 15Kh1M1F, 20KhMF-L - tip E-KhMF (clasa TsM-20-63 cu tija din sarma Sv-08KhMFA) etc.

Sudarea cu arc scufundat se realizează în combinație cu un fir de electrod aliat, de exemplu, o combinație de flux AN-22 cu fir Sv-08KhMFA sau flux AN-17M cu fir Sv-08KhGSMFA.

Sudarea în atmosferă de gaze de protecție este utilizată cu succes pentru oțelurile rezistente la căldură. În mod special utilizată pe scară largă este metoda de sudare cu arc într-o atmosferă de dioxid de carbon. Calitatea sârmei se alege în funcție de compoziția oțelului de sudat. Pentru oțelul 20KhM se folosește sârmă Sv-10KhG2SMA, pentru oțelurile 12Kh1MF, 15Kh1M1F, 20KhMF-L se folosește sârmă Sv-08KhGSMFA.

Sudarea cu zgură electrică

Sudarea cu zgură electrică este utilizată pe scară largă la fabricarea structurilor din oțeluri cu plăci groase cu conținut scăzut de carbon. La atom, rezistența egală a îmbinării sudate se realizează prin alierea metalului de sudură prin firul electrodului și trecerea elementelor de la metalul topit la marginile metalului de bază. Tratamentul termic ulterior, pe lângă reducerea tensiunilor reziduale, afectează în mod favorabil structura și proprietățile îmbinărilor sudate.

În sudarea cu zgură electrică a oțelurilor considerate se folosesc fluxurile AN-8, AN-8M, FTs-1, FTs-7 și AN-22. Alegerea firului de electrod depinde de compoziția oțelului. La sudarea oțelurilor calme cu conținut scăzut de carbon, cu un conținut de până la 0,15% C, se obțin rezultate bune atunci când se folosesc fire din clasele Sv-08A și Sv-08GA. Pentru a preveni formarea cavităților de gaz și a bulelor la sudarea oțelurilor fierbinți care conțin puțin siliciu, se recomandă utilizarea firului de electrod Sv-08GS cu 0,6-0,85% Si.

Atunci când se aplică oțel de tip VSTZ, se obțin rezultate satisfăcătoare folosind fire de electrozi de clase Sv-08GA, Sv-10G2 și Sv-08GS.

oțeluri slab aliate. Oțelurile structurale slab aliate sunt împărțite în carbon scăzut, rezistente la căldură și cu carbon mediu. În oțelurile din această grupă, conținutul de carbon nu depășește 0,25%, iar elementele de aliere 2-5%. În funcție de aliere, oțelurile cu conținut scăzut de carbon sunt împărțite în mangan (14G, 14G2), siliciu-mangan (09G2S, 10G2S1, 14GS etc.), crom-siliciu-mangan (14KhGS, etc.), crom-siliciu-nichel. -cupru (10KhSND, 15KhSND, etc.).

Oțelurile slab aliate rezistente la căldură au o rezistență crescută la temperaturi ridicate de funcționare. Ele sunt cele mai utilizate pe scară largă în fabricație structuri metalice instalatii electrice.

slab aliat oțeluri cu carbon mediu(mai mult de 0,25% carbon) (17GS, 18G2AF, 35XM etc.) sunt de obicei folosite în stare tratată termic.

Caracteristici ale sudării oțelurilor slab aliate. Aceste oțeluri sunt mai greu de sudat decât oțelurile cu conținut scăzut de carbon. În timpul sudării, se pot forma structuri de întărire, este posibilă supraîncălzirea (creșterea boabelor) în zona afectată de căldură. Pentru a preveni formarea structurilor de întărire, se utilizează încălzirea produsului, sudarea multistrat cu un interval mic de timp între suprapunerile straturilor metalice din cusătură etc.

acoperit electrozi de sudare sunt selectați astfel încât conținutul de carbon, sulf și fosfor din ele să fie scăzut.

Oțelurile slab aliate cu conținut scăzut de carbon 09G2, 09G2S, 10KhSND, 10G2S1 și 10G2B nu se întăresc la sudarea cu electrozi acoperiți și sunt puțin predispuse la supraîncălzire. Sudarea acestor oțeluri este similară cu sudarea oțelurilor blânde. Pentru a asigura o rezistență uniformă în timpul sudării, se folosesc electrozi de tipurile E46A și E50A. Produsul nu este încălzit înainte de sudare. Duritatea și rezistența zonei apropiate de sudare și a metalului de bază practic nu diferă.

La realizarea îmbinărilor din oțeluri cu conținut scăzut de carbon 12GS, 14G, 14G2, 14KhGS, 15KhSND, 15G2F, 15G2SF, modul de sudare trebuie selectat astfel încât să nu existe structuri de întărire și supraîncălzire severă a metalului. Pentru a preveni supraîncălzirea, oțelurile 15KhSND și 14KhGS trebuie sudate la un curent de sudare scăzut cu electrozi cu un diametru mai mic (comparativ cu sudarea oțelurilor cu conținut scăzut de carbon). Rezistența egală a îmbinării sudate la sudarea oțelurilor 15KhSND și 14KhGS se realizează prin utilizarea electrozilor de tip E50A sau E55. Sudarea se realizează cu electrozi cu un diametru de 4-5 mm în mai multe straturi și cu o grosime de oțel mai mare de 15 mm, cusăturile sunt realizate în „cascada” sau „blocuri”, în timp ce metalul nu este prea încălzit. pentru a nu supraîncălzi zona afectată de căldură.

Pentru sudarea oțelurilor slab aliate cu rezistență crescută și înaltă, de regulă, se folosesc electrozi cu un strat de bază. În funcție de proprietățile oțelului care se sudează, se folosesc electrozi: tip E42A (clasele UONI-13/45, SM-11 etc.); tip E46A (clasele E-138/45N pentru oțeluri 09G2, 10KhSND, 15KhSND etc.); tip E50A (clasele UONI-13/55, DSK-50 și altele pentru oțeluri 14KhGS, 10KhSND, 15KhSND etc.); tip E55 (clasele UONI-13/55U pentru oțeluri 18G2S, 25GS, 15GS etc.).

Pentru unele oțeluri de tip 09G2 se folosesc și electrozi acoperiți cu rutil tip E42 (de exemplu, electrozi marca ANO-1).

Zonele defecte trebuie sudate cu cusături de secțiune normală de cel mult 100 mm sau preîncălzite la 150-200 °C.

La sudarea oțelurilor întărite la căldură, pentru a reduce înmuierea metalului în zona apropiată de sudare, se recomandă sudarea. cusături lungi de-a lungul cusăturilor anterioare răcite. Modul de sudare trebuie ales astfel încât cusăturile să fie realizate cu un aport scăzut de căldură.

Metalele sudate (oțeluri, aliaje) pot avea compoziție și proprietăți chimice identice sau diferite. În primul caz, acestea sunt omogene compoziție chimicăși proprietățile metalelor, în al doilea - diferite.

Oțeluri aliate medii. Oțelurile aliate medii (conținut de elemente de aliere 5-10%) sunt utilizate pentru fabricarea structurilor care funcționează la temperaturi scăzute sau temperaturi mari, sub șoc și sarcini alternative, în medii agresive și alte condiții dificile. Ele sunt împărțite în rezistente la căldură, de înaltă rezistență etc.

Pentru a asigura calitatea necesară a îmbinărilor sudate, este necesar să se efectueze o serie de metode tehnologice.

În piesele din oțel aliat de înaltă rezistență, trebuie prevăzute tranziții netede la conectarea elementelor și schimbarea secțiunilor, rotunjire lină conexiuni de colt si alte forme structurale care elimina concentrarea tensiunilor.

Sudurile se efectuează cu încălzire preliminară și concomitentă, dacă rezistența îmbinării sudate nu trebuie să fie mai mică decât rezistența metalului de bază. Structurile de tablă cu o grosime de până la 3 mm sau mai puțin sunt sudate fără încălzire, cu o grosime mai mare, se folosește încălzirea. De exemplu, pentru oțelurile ZOHGSA, 25KhGSA, temperatura de încălzire este de 200-300 °C. Pentru a evita supraîncălzirea, sudarea este utilizată la aport de căldură scăzut (aport de căldură scăzut). După sudare, îmbinarea este supusă unui tratament termic - revenire ridicată.

Cusăturile sudate sunt realizate fără încălzire prealabilă și concomitentă, dacă îmbinarea sudata nu este supusă unor cerințe de rezistență apropiate de rezistența metalului de bază. În acest caz, sudarea cusăturilor se realizează cu electrozi care asigură producția de metal de sudare austenitic. În acest caz, tratamentul termic ulterior nu se efectuează.

La sudarea oțelurilor mediu aliate, a structurilor de întărire, se pot forma fisuri la rece, este posibilă supraîncălzirea metalului din zona apropiată de sudare. Cu cât conținutul de carbon și impurități de aliere este mai mare, cu atât metalul este mai gros, cu atât sudabilitatea acestor oțeluri este mai slabă.

Oțelurile aliate medii sunt sudate cu electrozi acoperiți cu un strat de bază cu curent continuu polaritate inversă.

În funcție de cerințele pentru metalul de sudură, se folosesc electrozi care asigură producerea unui metal de sudura aliat mediu. Acestea includ electrozi de mărci UNI-13/85 (tip E85), VI-10-6 (tip E100), NIAT-ZM (tip E125), NIAT-3 (tip E150) și electrozi care asigură producția de sudare austenitică. metal, de exemplu marca NIAT-5 (tip E-11X15N25M6AG2).

Cusăturile sunt realizate în mod multistrat, în cascadă sau bloc, cu intervale de timp mici între straturi. Încălzirea metalului la peste 150 °C reduce probabilitatea întăririi structurilor și a fisurilor. Electrozii sunt calcinati inainte de sudare. Marginile metalice trebuie protejate cu grijă de umiditate, rugină, organice și alți contaminanți.

Oțelurile 20KhGSA, 25KhGSA, ZOHGSA, ZOHGSNA sunt sudate cu electrozi de gradele TsL-18-63, TsL-30-63, NIAT-ZM, TsL-14, UONI-13/85 cu un arc extrem de scurt. După sudare, îmbinările sunt supuse unui tratament termic - călire de la o temperatură de 880 ° C și revenire scăzută pentru a asigura o rezistență ridicată.

Sudarea otelurilor termorezistente. Otelurile termorezistente sunt destinate fabricarii pieselor care functioneaza la temperaturi ridicate (400-600°C) si la presiuni de gaz sau abur de pana la 30 MPa. Aceste oțeluri tind să crape în zona afectată de căldură. Prin urmare, preîncălzirea la 200-400 °C și tratamentul termic ulterior (călirea) sunt necesare conform regimului: încălzirea produsului la 710 °C, menținerea la această temperatură timp de cel puțin 5 minute la 1 mm de grosime a metalului, urmată de lent. răcire. Uneori, aceste oțeluri sunt recoapte la o temperatură de 670-800 °C.

Produsele din oțeluri 12MX și 20MHL, care funcționează la temperaturi de până la 850 ° C, sunt sudate cu electrozi marca TsL-14. Sudarea se realizeaza cu preincalzire a produsului pana la 200°C pentru otelul 12MH si pana la 300°C pentru otelul 20MKhL. După sudare, se aplică o temperatură ridicată la o temperatură de 710 ° C.

Produsele din oțeluri 34KhM și 20Kh3MVF, care funcționează la temperaturi de până la 470 ° C, sunt sudate cu electrozi marca TsL-30-63. Sudarea se realizează cu încălzire prealabilă și concomitentă a produsului până la 350°C -400°C. Îmbinările sudate sunt călite la o temperatură de 600 °C.

Produsele din oțeluri 20KhMF, 20KhMFL, 12Kh1M1F, care funcționează la temperaturi de până la 570 ° C, sunt sudate cu electrozi marca TsL-20-63 într-un arc scurt cu încălzire preliminară și concomitentă până la 350 ° C. După sudare, se recomandă călirea înaltă la 700-740 °C timp de 3 ore.

Sudarea oțelurilor rezistente la căldură cu electrozi acoperiți se realizează în aceleași moduri ca și sudarea oțelurilor structurale slab aliate. În acest caz, este necesar să se fierbe complet rădăcina cusăturii, pentru care primul strat este realizat cu electrozi cu un diametru de 2-3 mm. Majoritatea electrozilor sunt proiectați pentru sudarea cu polaritate inversă DC. Tehnica de sudare a oțelurilor rezistente la căldură este similară cu tehnica de sudare a oțelurilor cu conținut scăzut de carbon. Sudarea multistrat se realizează în cascadă (fără răcirea fiecărui strat al sudurii).

Sudarea oțelurilor de înaltă rezistență. În fabricarea responsabililor structuri sudate oțelurile de înaltă rezistență 14Kh2GMRB, 14Kh2GMRL, 14Kh2GM și 12GN2MFAYU sunt utilizate pe scară largă.

Principala dificultate în sudarea acestor oțeluri este necesitatea de a preveni formarea fisurilor la rece în metalul sudat și în zona afectată de căldură, precum și a structurilor care reduc drastic rezistența îmbinărilor sudate la rupere fragilă. Rezolvarea problemei este complicată de faptul că proprietățile operaționale și tehnologice necesare ale îmbinărilor sudate trebuie să dobândească după sudare fără tratament termic suplimentar.

Pentru a crește rezistența îmbinărilor sudate din oțeluri de înaltă rezistență la formarea fisurilor la rece, este necesar să coaceți electrozii înainte de sudare pentru a elimina umezeala. Ar trebui să urmărești și tu anumite condiții pregătirea pentru sudare și realizarea conexiunilor.

Sudarea manuală a oțelurilor de înaltă rezistență se realizează cu electrozi marca EA-981/15. Acești electrozi sunt avansați din punct de vedere tehnologic atunci când se sudează în totalitate poziții spațiale. Sudarea se realizează cu curent continuu de polaritate inversă. Puterea curentului de sudare depinde de diametrul electrodului și de poziția cusăturii. De exemplu, sudarea în poziția inferioară cu un electrod cu un diametru de 4 mm se efectuează la un curent de sudare de 150-200 A. Înainte de sudare, electrozii sunt calcinati la o temperatură de 420-450 ° C.

Înainte de sudare, suprafețele pieselor și locurile de sutură sunt curățate pentru a îndepărta complet rugina, depunerile, vopseaua, uleiul, umezeala și alți contaminanți. Decaparea se efectuează într-o secțiune egală cu lățimea cusăturii plus 20 mm în fiecare direcție.

La realizarea îmbinărilor, este necesar să se prevină pătrunderea umezelii în zona de sudură și să se prevină răcirea rapidă a îmbinărilor sudate.

Asamblarea pieselor pentru sudare se face adesea cu chinuri. Chipulele cu lungimea de 50-100 mm sunt realizate cu electrozi de la mărcile UONI-13/45A sau EA-981/15. Distanța dintre chinuri nu trebuie să depășească 400-500 mm. Ele nu trebuie instalate la intersecția cusăturilor. Chidele trebuie curățate și verificate temeinic înainte de sudare. Sudarea trebuie începută și finalizată pe benzi tehnologice (de ieșire) sudate pe produs. În plus, ar trebui create tranziții netede de la cusătură la metalul de bază.

Pentru a preveni formarea fisurilor la rece la sudarea îmbinărilor de grosime și rigiditate mare, trebuie utilizată preîncălzirea. De regulă, este prescris pentru sudarea metalelor cu o grosime mai mare de 20 mm. Temperatura de incalzire 60-150°C.

Rezistența îmbinărilor sudate la fisurarea la rece poate fi îmbunătățită prin utilizarea tehnologiei de sudare cu straturi intermediare moi. Aceasta tehnica tehnologica consta in faptul ca primele straturi ale unei suduri multistrat sunt realizate cu un metal mai putin durabil si mai putin ductil fata de cele ulterioare. Uneori, în procesul de umplere a canelurilor se aplică cusături de plastic în unul sau două straturi. Pentru a realiza straturi moi, pot fi utilizați electrozi marca UONI-13/45.

Pentru sudarea pe două fețe articulațiile cap la cap se recomandă aplicarea primei cusături din partea opusă chinurilor. După aplicarea fiecărei perle, metalul de sudură și zona apropiată de sudare sunt curățate cu grijă de zgură și stropi de metal. Când arcul se rupe, este necesar să curățați cu atenție craterul de zgură și numai apoi să excitați din nou arcul.

După terminare lucrari de sudare in conditiile de instalare, rosturile sudate trebuie acoperite cu panza de azbest sau scraci cu nisip pentru racire lenta.

Oțeluri și aliaje înalt aliate. Oțelurile înalt aliate sunt oțeluri în care conținutul unuia sau mai multor elemente de aliere este de 10-15%.

În conformitate cu GOST 5632-72, există 94 de grade de oțeluri înalt aliate și 22 de grade de aliaje înalt aliate.

Oțelurile și aliajele înalt aliate sunt clasificate în funcție de sistemul de aliere, structură, proprietăți și alte caracteristici.

Conform sistemului de aliere, oțelurile înalt aliate sunt împărțite în crom, crom-nichel, crom-mangan, crom-nichel-mangan și azot crom-mangan.

După structură, oțelurile înalt aliate se împart în martensitic (15X5, 15X5M etc.), martensitic-feritic (15X6SYu, 12X13 etc.), austenitic-martensitic (07X16H6.08X17H5MZ etc.), austenitic-feritic 08X20H14S2 etc.) și clase austenitice (03Kh17Sh4M2, 12Kh18N9 etc.).

După proprietăți, oțelurile și aliajele înalt aliate sunt rezistente la coroziune (inoxidabil), rezistente la căldură și rezistente la căldură.

Caracteristici ale sudării oțelurilor și aliajelor înalt aliate. Majoritatea oțelurilor și aliajelor înalt aliate, în comparație cu oțelurile cu conținut scăzut de carbon, au un coeficient de conductivitate termică mai mic (de 1,5-2 ori) și un coeficient de dilatare liniar mai mare (de aproximativ 1,5 ori). Un coeficient scăzut de conductivitate termică duce la o concentrare de căldură în timpul sudării și, ca urmare, la o creștere a pătrunderii metalului, iar un coeficient ridicat de dilatare liniară duce la deformații mari ale produselor sudate.

Aceste oțeluri sunt predispuse la formarea de fisuri la cald și la rece în timpul sudării, ceea ce complică procesul de asigurare a calității îmbinărilor sudate cu proprietățile cerute. În acest sens, la sudarea produselor din aceste materiale sunt îndeplinite anumite cerințe. De obicei, sudarea se realizează la o viteză crescută și la un curent de sudare scăzut pentru a obține o zonă de încălzire minimă.

Oțelurile și aliajele înalt aliate sunt mai predispuse la fisurare decât oțelurile cu conținut scăzut de carbon. Modalități de prevenire a fisurilor în timpul sudării: crearea unei structuri bifazate în metalul de sudură (austenită și ferită); restricție în cusătura conținutului de impurități dăunătoare (sulf, fosfor, plumb, antimoniu, bismut); aplicarea de acoperiri cu electrozi de tipuri de bază și mixte; reducerea rigidității unităților sudate.

Pentru a obține îmbinări sudate fără fisuri, se recomandă asamblarea pieselor de sudat cu un anumit spațiu. Cusăturile sunt cel mai bine realizate cu electrozi cu un diametru de 1,6-2,0 mm la un aport minim de căldură.

Se recomanda incalzirea (generala sau locala) la o temperatura de 100-300°C in functie de natura structurii metalului de baza, continutul de carbon, grosimea elementelor sudate si rigiditatea produsului. Pentru oțelurile și aliajele martensitice, încălzirea produsului este obligatorie; pentru oțelurile austenitice este rar utilizată.

La sudarea cu arc a oțelurilor înalt aliate, suprafețele trebuie protejate de stropi de metal și zgură, deoarece pot provoca coroziune sau concentrații de tensiuni care slăbesc structura. Pentru a preveni sudarea prin stropire, se aplică un strat de protecție pe suprafața metalului adiacent cusăturii.

Cerințele pentru calitatea asamblarii și curățării metalului înainte de sudare sunt destul de stricte.

După sudare, oțelurile martensitice, martensitic-feritice și uneori feritice sunt supuse unei căliri ridicate la o temperatură de 680-720 ° C și rezistente la căldură (12X13, 20X13 etc.) - la 730-750 ° C. Călirea îmbunătățește structura, proprietățile mecanice și rezistența la coroziune.

Pentru sudarea oțelurilor martensitice, martensitic-feritice și feritice se folosesc electrozi, ale căror tije și acoperiri asigură un metal depus care este aproape ca compoziție chimică de metalul de bază. De exemplu, oțelul martensitic 15X11VMF este sudat cu electrozi de tip E12X11NVMF, grad KTI-10; otel martensitic-feritic 12X13 - cu electrozi de tip E12X13, grad UANI-13 / 1X13 etc.

Dacă structurile din oțel din această clasă funcționează pentru o sarcină statică și cerințe de rezistență ridicate nu sunt impuse cusăturilor, sudarea poate fi efectuată cu electrozi austenitici sau austenitic-feritici. Deci, oțelul feritic 15X25T este sudat cu electrozi de tip E02Kh20N14G2M2 marca OZL-20, în timp ce călirea după sudare poate fi omisă.

Pentru a preveni creșterea cerealelor și pentru a crește fragilitatea zonei afectate de căldură în timpul sudării unor astfel de oțeluri, se utilizează un mod cu aport scăzut de căldură.

Oțelurile crom-nichel înalt aliate includ oțelurile din clasele austenitic, austenitic-martensitic și austenitic-feritic. Aceste oțeluri și aliaje conțin puține impurități nocive, deci principalele cerințe pentru sudare sunt protectie buna metalul topit din aer și utilizarea electrozilor cu un miez având o structură austenitică și o acoperire de tip bazic.

Sudarea oțelurilor austenitice nu provoacă dificultăți deosebite. Trebuie avut în vedere faptul că în îmbinările sudate ale oțelurilor austenitic-feritice și austenitic-martensitice este posibilă degajarea hidrogenului de-a lungul limitelor de cereale. Pentru a preveni acest lucru, îmbinarea sudată este călită timp de 1-2 ore la o temperatură de 150 °C.

GOST 10051-75 prevede 49 de tipuri de electrozi acoperiți pentru sudarea manuală cu arc a oțelurilor înalt aliate. Fiecare tip de electrod include una sau mai multe mărci de electrozi.

Subiectul 2.3. Tehnologie mediu de sudare aliat călit oteluri. Caracteristicile otelurilor. Principal factori împiedicând sudarea oțelurilor de călire din clasele perlitice, martensitice. Caracteristici tehnologice sudare. Materiale de sudare. Tehnica sudării. Atribuirea modurilor de sudare.

TEHNOLOGIA SUDĂRII OȚELURILOR MEDIE ALIE

Caracteristicile otelurilor. Oțelurile aliajate medii, în funcție de compoziție, se caracterizează prin rezistență ridicată la tracțiune și limită de curgere în combinație cu proprietăți plastice suficiente (30KhGSNA), rezistență la căldură relativ mare (20KhZMVF), rezistență la scară (12Kh5MA) etc.

Proprietățile oțelurilor mijlocii aliate pot fi controlate în anumite limite datorită modificării reciproce a conținutului de carbon și elemente de aliaj, precum și în funcție de modul de tratament termic.

Modificarea proprietăților mecanice ale oțelului într-o gamă largă, în funcție de tipul de tratament termic, provoacă dificultăți semnificative la sudare. Oțelurile aliaje medii sunt susceptibile la fisurare la rece; sunt de asemenea predispuse la dezvoltarea fisurilor de cristalizare în metalul de sudură. Acest lucru este evident mai ales atunci când este necesar să se asigure rezistența egală a metalului de sudură cu cea principală.

Oțelurile aliaje medii sunt furnizate în conformitate cu GOST 4543-71 și specificațiile speciale; pot aparține fie claselor perlit (25KhGSA, Z0KhGSA, 35KhGSA) fie martensitice (30Kh2GN2SVMA).

Caracteristici ale tehnologiei de sudare a oțelurilor slab aliate.
Oțelurile structurale cu conținut scăzut de carbon sunt utilizate de obicei pentru fabricarea structurilor sudate critice. Compoziția și proprietățile unor oțeluri slab aliate sunt prezentate în tabelele 12, 13 și 14.
Ca răspuns la ciclul termic, oțelul slab aliat și cu conținut scăzut de carbon diferă puțin de oțelul obișnuit cu conținut scăzut de carbon. Diferențele constau în principal într-o tendință ceva mai mare de a forma structuri de întărire în metalul sudat și zona afectată de căldură la viteze de răcire crescute. Până de curând, se credea că metalul de sudură al oțelurilor cu conținut scăzut de carbon și aliat scăzut, de exemplu, 17G1S, 14KhGS etc., are doar o structură ferită-perlită. Prin urmare, s-a presupus că modificările structurale ale sudurii în diferite moduri de sudare sunt reduse în principal la o modificare a raportului dintre componentele ferită și perlită, precum și la o modificare a gradului de dispersie a structurii.
Studii mai aprofundate au arătat că, la viteze de răcire crescute, pe lângă ferită și perlit, în sudurile acestor oțeluri sunt prezente și martensita, bainita și austenita reziduală. Martensita găsită în astfel de cusături este lipsită de structură, iar bainita este un amestec ferită-carbură de mare dispersie. Numărul acestor componente structurale variază în funcție de ciclu de temperatură sudare. Cu o scădere a aportului de căldură

Masa. 12

Masa. 13

Masa. paisprezece

Ca răspuns la ciclul termic, oțelul slab aliat și cu conținut scăzut de carbon diferă puțin de oțelul obișnuit cu conținut scăzut de carbon. Diferențele constau în principal într-o tendință ceva mai mare de a forma structuri de întărire în metalul sudat și în zona afectată de căldură la viteze de răcire mai mari. Până de curând, se credea că metalul de sudură al oțelurilor cu conținut scăzut de carbon și aliat scăzut, de exemplu, 17G1S, 14KhGS etc., are doar o structură ferită-perlită. Prin urmare, s-a presupus că modificările structurale ale sudurii în diferite moduri de sudare sunt reduse în principal la o modificare a raportului dintre componentele ferită și perlită, precum și la o modificare a gradului de dispersie a structurii. Studii mai aprofundate au arătat că la viteze de răcire crescute, pe lângă ferită și perlită, în sudurile acestor oțeluri sunt prezente și martensita, bainita și austenita reziduală. Martensita găsită în astfel de cusături este lipsită de structură, iar bainita este un amestec ferită-carbură de mare dispersie. Numărul acestor componente structurale variază în funcție de ciclul de temperatură de sudare. Odată cu scăderea aportului de căldură, cantitatea de martensită, bainită și austenită reziduală din metalul de sudură crește, iar dispersia acestora crește. Astfel, numărul de structuri de întărire în suduri pe oțel siliciu-mangan cu conținut scăzut de carbon, cu o grosime de 12 mm la sudarea cu un aport de căldură qlv = 4 kcal/cm și o viteză de răcire în intervalul de temperatură de 400-600 ° C, aproximativ egal cu 4,5 ° C / s, este de 10- unsprezece%.
În sudurile realizate cu aport mare de căldură, numărul acestor structuri este redus brusc. Structura sudurilor pe același oțel la un aport de căldură de 13 kcal/cm și o viteză de răcire de aproximativ 0,5-0,6°C/s constă numai din ferită și perlită. Martensita și bainita se formează, de asemenea, în zona apropiată de sudare a îmbinărilor sudate, de exemplu, oțel 14KhGS, cantitatea lor la sudarea unui astfel de oțel este maximă (aproximativ 3%) în zona de supraîncălzire și scade pe măsură ce linia de fuziune se îndepărtează.
Cu un număr mic de structuri de întărire, influența lor asupra proprietăților mecanice ale îmbinărilor sudate este nesemnificativă datorită aranjarii uniforme și dezorientate a acestor componente într-o bază moale de ferită. Cu toate acestea, odată cu creșterea proporției unor astfel de structuri în zona de sudare și aproape de sudare, ductilitatea metalului și rezistența acestuia la rupere fragilă se deteriorează brusc. Aliarea suplimentară a oțelului cu mangan, siliciu și alte elemente contribuie la formarea structurilor de întărire în îmbinările sudate. Prin urmare, modul de sudare al majorității oțelurilor slab aliate este limitat de limite mai înguste (din punct de vedere al aportului de căldură) decât în ​​cazul sudării oțelurilor cu conținut scăzut de carbon. În unele cazuri, de exemplu, la microalierea cu vanadiu, vanadiu și azot, precum și cu alte elemente, tendința oțelului slab aliat de a crește boabele în zona afectată de căldură în timpul sudării este neglijabilă.
Pentru a determina răspunsul oțelului slab aliat la ciclul termic al sudării, se efectuează un set de teste. Pentru a reduce înmuierea în zona apropiată de sudare, oțelurile slab aliate tratate termic trebuie sudate la cel mai mic aport de căldură posibil.
Asigurarea rezistenței egale a metalului de sudură cu metalul de bază se realizează în principal prin aliarea acestuia cu elemente care trec din metalul de bază. Uneori, pentru a crește rezistența și rezistența la rupere fragilă, metalul de sudură este aliat suplimentar prin sârma de sudură.
Rezistența metalului de sudură împotriva fisurilor de cristalizare la sudarea oțelurilor slab aliate este oarecum mai mică decât a oțelurilor cu conținut scăzut de carbon, datorită efectului negativ crescut al carbonului de către unele elemente de aliere, precum siliciul. O creștere a rezistenței la fisuri se realizează prin reducerea conținutului de carbon, sulf și alte elemente din sudură prin utilizarea sârmei de sudură cu conținut redus de aceste elemente, precum și prin alegerea tehnologiei de sudare adecvate (secvența sudurilor, asigurând o formă de pătrundere favorabilă) şi design rațional produse.

Tehnologia sudării cu electrozi acoperiți.
Tehnologia de sudare a oțelurilor cu conținut scăzut de carbon cu electrozi acoperiți diferă puțin de tehnologia de sudare a oțelurilor cu conținut scăzut de carbon. Natura pregătirii marginilor, modurile de sudare, ordinea suturii sunt aproape aceleași. Prinderile în timpul asamblarii trebuie efectuate cu aceiași electrozi ca la sudarea cusăturii principale și aplicate numai în locurile în care se află cusătura.
Oțelurile slab aliate sunt sudate în principal cu electrozi acoperiți cu fluorură de calciu de tipurile E42A și E50A, care oferă o rezistență mai mare la formarea fisurilor de cristalizare și proprietăți plastice crescute în comparație cu alte tipuri de electrozi. Pentru sudarea oțelurilor cu conținut redus de carbon (de exemplu, 09G2), în unele cazuri, electrozi cu acoperire rutilă, de exemplu, AN0-1 (tip E42T). Cei mai folosiți electrozi sunt UONI-13/45, SM-11, ANO-8 (tip E42A) și UONI-13/55, DSK-50, ANO-7 (tip E50A), oferind rezistență și ductilitate metalului sudat. la nivelul proprietăţilor metalului principal.
Rezistența ridicată a metalului de sudură la sudarea cu electrozi de tip E42A este obținută datorită trecerii elementelor de aliere în sudură de la metalul de bază și unei viteze crescute de răcire a sudurii. Pentru sudarea cusăturilor circumferențiale ale conductelor care funcționează la temperaturi de până la -70 ° C, de exemplu, din oțel 10G2, se folosesc electrozi VSN-3 (tip E50AF) cu acoperire cu fluorură de calciu.
Cusăturile sudate cu electrozi acoperiți, în unele cazuri, au o rezistență redusă la coroziune în apa de mare, ceea ce reduce semnificativ proprietățile operaționale ale navelor sudate, platformelor offshore și altor structuri.Acest lucru se datorează conținutului scăzut de straturi de suprafață metal de sudare a elementelor de aliere (crom, nichel, cupru) datorită proporției reduse a metalului de bază în metalul acestor straturi. Pentru a crește rezistența la coroziune, metalul sudat trebuie aliat cu crom.

Tehnologia de sudare cu arc scufundat.
În cele mai multe cazuri, se folosesc aceleași consumabile de sudură ca și în sudarea oțelurilor cu conținut scăzut de carbon: fluxuri topite AN-348-A, OSC-45 (sudare cu un singur arc), AN-60 (sudare cu mai multe arcuri cu viteză crescută) , precum și fire de sudură Sv -08GA și Sv-10G2. Pentru sudarea oțelurilor microaliate, de exemplu 15G2AF, în unele cazuri, fluxul cu conținut scăzut de siliciu AN-22 este utilizat în combinație cu firele Sv-08KhM și Sv-YuNMA. Cu toate acestea, în același timp, cusăturile sunt mai puțin rezistente la fisurile de cristalizare, drept urmare se recomandă efectuarea sudării cu preîncălzire. Tehnologia sudării cu arc scufundat a oțelului slab aliat diferă puțin de tehnologia sudării oțelului cu conținut scăzut de carbon.
Pentru a asigura proprietățile plastice ale metalului sudare în filetși zona afectată de căldură la nivelul proprietăților metalului de bază, secțiunea transversală de sudură trebuie selectată în funcție de grosimea metalului care se sudează. Uneori, sudarea se realizează cu două arce în băi separate. Sudurile multistrat pe metal gros se recomandă, de asemenea, să fie efectuate cu două arcuri, iar la sudarea cu un arc, înainte de aplicarea primului strat, se încălzește metalul de bază la o temperatură de 150-200 ° C. Din punct de vedere empiric, relația dintre grosimea de metalul de bază și secțiunea transversală a sudurii sau stratului
Metalul sudurilor cu arc scufundat, datorită proporției semnificative a metalului de bază și conținutului suficient de elemente de aliere, are o rezistență mai mare la coroziune în apa de mare decât metalul sudurilor sudate cu electrozi acoperiți de compoziția obișnuită.

Tehnologia sudării în gaze de protecție.
Practic este sudare semiautomatăîn dioxid de carbon. Tehnologia de sudare a oțelurilor slab aliate în dioxid de carbon nu este practic diferită de tehnologia de sudare a oțelurilor cu conținut scăzut de carbon. În practică, se folosesc aceleași consumabile de sudură ca și pentru sudarea oțelului moale. Deci, oțelurile 15KhSND, 14KhGS și 10KhSND sunt sudate cu sârmă de sudură Sv-08G2S. În sudarea cu un singur strat și sudarea în cel mult două sau trei straturi, se poate folosi sârma Sv-12GS.
Sudarea semiautomată în dioxid de carbon se realizează și cu fire cu miez de flux PP-AN4 și PP-AN8. Sârma PP-AN8 poate fi folosită și în sudarea automată.Cusăturile sudate cu sârmă PP-AN8, de exemplu, pe oțelul 09G2, sunt egale ca rezistență cu metalul de bază și au caracteristici plastice sporite.
Pentru a crește rezistența la coroziune a îmbinărilor sudate în apă de mare, se utilizează sârmă de sudură Sv-08KhG2S, care asigură o aliere suplimentară a metalului de sudură cu crom.

Tehnologia de sudare cu zgură electrică.
Sudarea cu zgură electrică este cea mai aplicabilă în fabricarea produselor de dimensiuni mari din oțeluri slab aliate 09G2S, 16GS, 15KhSND și 14G2 cu o grosime de 30-100 mm și, în unele cazuri, până la 160 mm grosime. Sudarea se realizează folosind flux AN-8 cu fire Sv-08GS, Sv-10G2, mai rar Sv-12GS. Metalul de sudură realizat cu fire Sv-08A și Sv-08GA este mai puțin durabil decât metalul de bază.
Utilizarea unor moduri îmbunătățite face deseori posibilă abandonarea tratamentului termic la temperatură înaltă (normalizarea) structurilor sudate realizate prin sudarea cu zgură electrică. Deci, de exemplu, oțelul 16GS cu grosimea de 50 mm este sudat la o avansare accelerată a sârmei de sudură cu o viteză crescută a mișcărilor transversale ale electrodului și un timp lung de expunere la glisoare. Un exemplu de mod de sudare este următorul:
Puterea DC, A .... 900
Tensiune, V .... 42
Numărul de electrozi.... 1
Viteza de avans a firului electrodului, m/h.... 576
Viteza de mișcare a electrodului, m/h.... 75
Durata expunerii la glisoare, s .... 6
Adâncimea băii de zgură, mm.... 50
Atingerea uscată a electrodului, mm.... 70
Modul adoptat de deplasare a electrodului contribuie la nivelarea adâncimii bazinului de sudură de-a lungul grosimii metalului. În acest sens, viteza de avans a sârmei poate fi crescută semnificativ fără riscul formării fisurilor de cristalizare în suduri. La rândul său, o creștere a avansului sârmei și, în consecință, a vitezei de sudare reduce supraîncălzirea zonei afectate de căldură. Proprietățile îmbinărilor sudate din oțel 16GS, realizate cu sârmă Sv-10G2 sub flux AN-8 în modul specificat și după revenire la o temperatură de 650 ° C, sunt practic aceleași ca în sudarea cu arc a metalului de grosime egală. În tabel. 10-5 prezintă moduri tipice de sudare pentru oțelul slab aliat cu un conținut redus de carbon (de exemplu, 09G2DT). Sudarea unui astfel de oțel în modurile de mai sus poate fi efectuată și fără normalizarea îmbinărilor sudate.

Tehnologia de sudare a oțelurilor slab aliate rezistente la căldură.
Detaliile mașinilor utilizate în industria energetică sunt de obicei caracterizate de complexitatea formei, varietatea soluțiilor de proiectare și natura individuală a producției. Prin urmare, cele mai utilizate sunt sudarea manuală cu electrozi acoperiți și sudarea semiautomată în gaze de protecție și mai rar sudarea automată cu arc scufundat.
Funcționarea structurilor la temperaturi ridicate contribuie la apariția proceselor de difuzie. Pentru a reduce intensitatea acestor procese într-o îmbinare sudată, se străduiesc să aducă compoziția metalului sudat cât mai aproape de compoziția metalului de bază. Pentru sudarea oțelurilor crom-molibden (12XM, 15XM, 20XML), electrozii de tip EMX sunt utilizați conform GOST 9467-60. Cei mai folosiți electrozi cu strat de minereu-acid TsP-14 și electrozii GL-14 cu acoperire cu fluorură de calciu. Electrozii de cea mai recentă marcă sunt fabricați din sârmă Sv-08KhM.
Oțelurile crom-molibden cu conținut scăzut de carbon (oțel 12XM) sunt recomandate a fi sudate cu preîncălzire până la 200 ° C. Cu un conținut mai mare de carbon în oțel, temperatura de preîncălzire este crescută la 250 - 300 ° C.
Otelurile crom-molibden-vanadiu (20KhMFL, 12Kh1MF, 15Kh1M1F) sunt sudate cu electrozi TsL-20-63 (tip ECHMF) cu tija Sv-08KhMFA. În acest caz, este necesară încălzirea prealabilă și concomitentă până la 300-350 ° C. După sudare, îmbinările sudate sunt supuse unei căliri ridicate la o temperatură de 700 - 740 ° C timp de 2-3 ore.
La sudarea în oțel cu dioxid de carbon 15KhM și 20KhM, se utilizează sârmă de sudură Sv-10KhG2SMA. Când utilizați acest fir, rezistența și proprietățile plastice ale îmbinărilor sudate în intervalul de temperatură de 20-525 ° C practic nu diferă de proprietățile metalului de bază. Sudarea automată și semiautomată a acestor oțeluri în dioxid de carbon se realizează cu preîncălzire la o temperatură de 250-300 ° C. Modurile de sudare practic nu diferă de modurile de sudare ale oțelului cu conținut scăzut de carbon. După sudare, se efectuează o revenire ridicată a structurii.
Oțelul termorezistent 20KhMFL ​​​​este sudat în dioxid de carbon cu sârmă Sv-08KhGSMFA cu încălzire prealabilă și concomitentă la o temperatură de 300-350 ° C, ceea ce asigură o creștere a rezistenței sudurii împotriva fisurilor și o scădere a durității a metalului de sudură și a zonei afectate de căldură. După sudare, structura este supusă unui tratament termic. Îmbinarea sudată din oțel 20KhMFL, realizată din dioxid de carbon cu sârmă Sv-08KhGSMFA, este echivalentă din toate punctele de vedere cu metalul de bază.
Sudarea automată și semiautomată în dioxid de carbon a oțelurilor 12Kh1MF și 15Kh1M1F se efectuează cu sârmă Sv-08KhGSMFA cu încălzire prealabilă și concomitentă la o temperatură de 250-300 ° C. După sudare, se efectuează călirea ridicată la o temperatură de 700 °C. - 740 ° C.
La sudarea cu arc scufundat a oțelurilor rezistente la căldură, de exemplu 12Kh1MF și 15Kh1M1F, se recomandă utilizarea sârmei Sv-08KhMFA și a fluxului AH-22. Sudarea se realizează cu preîncălzire. De asemenea, puteți utiliza fluxul AN-17M în combinație cu firul de silicon-mangan Sv-08KhGSMFA. Cu combinația specificată de consumabile de sudură, se asigură obținerea metalului de sudură, ale cărui proprietăți mecanice pe termen scurt și lung (în stare după revenire ridicată) la o temperatură de 20 - 585 ° C satisfac pe deplin cerințele stabilite.

Sudarea oțelurilor slab aliate. Cum se sudează oțel slab aliat

Sudarea oțelurilor slab aliate a găsit o largă aplicație în fabricarea structurilor în construcții. Acest lucru se datorează faptului că oțelurile structurale slab aliate au o rezistență crescută și, din această cauză, structurile metalice sunt mai ușoare și, prin urmare, mai economice.

De regulă, sudabilitatea oțelurilor structurale slab aliate este satisfăcătoare. Dar, trebuie avut în vedere că atunci când conținutul de carbon din compoziția oțelului este mai mare de 0,25%, există riscul formării și dezvoltării structurilor de întărire și. În plus, apariția altora este pusă probabilă, de exemplu, formarea porilor. Și se dovedește că acest lucru se datorează arderii carbonului în timpul sudării.

Clasele comune de oțeluri slab aliate utilizate în sudarea structurilor metalice

Oțeluri slab aliate din care sunt sudate constructia unei cladiri, conțin în compoziția lor carbon nu mai mult de 0,25% și elemente de aliere - nu mai mult de 3%.

Calitățile de oțel precum 15KhSND, 14G2, 09G2S, 10G2S1, 10G2S1D, 16GS, 14G2AF, 16G2AF etc. sunt cele mai potrivite pentru fabricarea structurilor metalice pentru structuri industriale și civile.

Calitățile de oțel, cum ar fi 18G2S, 25G2S, 35GS, 20KhG2Ts, etc. sunt potrivite pentru fabricarea țevilor de gaz sudate.Aceleași calități sunt utilizate și la fabricarea armăturilor pentru plăci de beton armat.

Caracteristici ale sudării oțelurilor slab aliate

Sudarea oțelurilor de structură 15KhSND, 15GS, 14G2, 14G2AF, 16G2AF

Pentru sudarea oțelurilor slab aliate 15KhSND, 15GS, 14G2, 14G2AF, 16G2AF etc. sudarea manuală cu arc cu electrozi E50A sau E44A este potrivită. Însă îmbinările sudate de cea mai înaltă calitate se obțin prin sudarea cu electrozi UONI-13/55 și DSK-50. Dar cele mai bune rezultate se obțin la sudarea cu curent continuu cu polaritate inversă. În același timp, sudarea trebuie efectuată la curenți mici, 40-50 A pe milimetru de diametrul electrodului.

Sudarea automată cu arc a acestor clase de oțel se realizează cu sârmă de sudare Sv-08GA sau Sv-10GA sub flux AN-348-A sau OSC-45.

Structurile metalice din oțeluri 15KhSND, 15GS, 14G2, 14G2AF, 16 G2AF pot fi sudate la o temperatură ambiantă de cel puțin -10°C. Dacă temperatura ambiantă este între -10°C și -25°C, atunci este necesară preîncălzirea în timpul sudării. Lățimea de încălzire a zonei de sudură este de 100-120 mm pe ambele părți ale cusăturii. Temperatura de preîncălzire 100-150°C. La temperaturi ambientale mai mici de -25°C, sudarea oțelurilor de mai sus nu este permisă.

Sudarea oțelurilor slab aliate 09G2S, 10G2S1, 10G2S1D

Astfel de mărci precum 09G2S, 10G2S1, 10G2S1D etc. poti da unul bun (vezi), iar acest lucru se datoreaza faptului ca nu sunt supuse intaririi, nu sunt predispuse la supraincalzire si sunt rezistente la formarea de fierbinte si si. Sudarea oțelurilor de structură slab aliate din aceste calități poate fi efectuată manual sudare cu arc, precum și automată.

Pentru sudarea manuală, electrozii mărcilor E50A și E55A sunt potriviți. În sudarea automată, se utilizează sârmă de sudură de mărcile Sv-08GA, Sv-10GA sau Sv-10G2. Fluxurile AN-348-A sau OSC-45 sunt folosite pentru a proteja zona de sudare.

Sudarea tablelor din oteluri 09G2S, 10G2S1, 10G2S1D, cu grosimea mai mica de 40 mm, se realizeaza fara margini de taiere. Și, sub rezerva tehnologiei și modurilor de sudare, proprietăților mecanice cusătură de sudură aproape deloc inferioare proprietăților mecanice ale metalului de bază. Rezistența egală a sudurii se datorează tranziției elementelor de aliere de la firul electrodului la metalul de sudură.

Sudarea oțelurilor slab aliate crom-siliciu-mangan 25KhGSA, 30KhGSA, 35KhGSA

Sudarea oțelurilor slab aliate 25KhGSA, 30KhGSA, 35KhGSA etc. îngreunate de faptul că sunt predispuse la formarea de fisuri în timpul sudării și apariția structurilor de întărire. Și cu cât grosimea marginilor sudate este mai mică, cu atât este mai mare riscul de formare a zonelor de întărire și apariția fisurilor în metalul de sudură și, în special, în zona apropiată de sudare.

Tendinţa acestor oţeluri la defecte de sudura datorită conținutului crescut de carbon în compoziția lor (0,25% sau mai mult). Sudarea acestor oțeluri poate fi efectuată cu sârmă de sudură Sv-08 sau Sv08A, precum și cu electrozi ai acestor mărci.

La sudarea oțelurilor slab aliate crom-silicio-mangan, în funcție de grosimea metalului sudat, se recomandă următoarele moduri de sudare:

Cu o grosime mai mare de 10 mm, sudarea multistrat se realizeaza cu intervale de timp mici intre executia straturilor ulterioare. Când piese de grosimi diferite sunt sudate, curent de sudare alegeți mai multă grosime și o zonă de arc mai mare este direcționată către aceasta.

După sudare, se recomandă efectuarea unui tratament termic pentru eliminarea structurilor de întărire. Pentru a face acest lucru, produsul este încălzit la o temperatură de 650-680 ° C, menținută la această temperatură în timp, în funcție de grosimea metalului (1 oră la 25 mm grosime) și răcit în aer sau în apă.

Sudarea oțelurilor de structură slab aliate în gaze de protecție se realizează conform modurilor de sudare automată sau semiautomată cu arc scufundat. În cazul sudării într-un mediu cu dioxid de carbon, se folosește un fir de sudură marca Sv-08G2S sau Sv-10G2 cu diametrul de 1,2-2 mm.

În cazul utilizării sudurii cu zgură electrică se alege o sârmă de sudură marca Sv-10G2, care este potrivită pentru orice grosime a pieselor de sudat. Flux AN-8 este folosit ca protecție. Cu aceasta, sudarea poate fi efectuată la orice temperatură.

Oțelurile slab aliate sunt utilizate pe scară largă datorită faptului că, având proprietăți mecanice îmbunătățite, fac posibilă fabricarea structurilor de construcție mai ușoare și mai economice. Pentru fabricarea diferitelor structuri de structuri industriale și civile, se folosesc clase de oțel 15KhSND, 14G2, 09G2S, 10G2S1, 16GS etc.. Pentru fabricarea armăturilor pentru structuri din beton armat și țevi sudate, oțeluri 18G2S, 25G2S și 25G2S 20K2S, 20K sunt utilizate. Aceste oțeluri sunt clasificate ca oțeluri sudabile satisfăcător; conțin carbon nu mai mult de 0,25% și dopanți nu mai mult de 3,0%. Trebuie luat în considerare faptul că atunci când conținutul de carbon din oțel este mai mare de 0,25%, este posibilă formarea de structuri de întărire și chiar fisuri în zona de sudare. În plus, arderea carbonului determină formarea de pori în metalul de sudură.

Oțelul 15KhSND este sudat manual cu electrozi de tip E50A sau E55A. Cele mai bune rezultate sunt date de electrozii UNI-13/55 și electrozii Dneprovsky. instalație de electrozi DSK-50. Se poate realiza sudarea cu electrozi DSK-50 curent alternativ, dar cele mai bune rezultate se obtin prin sudarea cu curent continuu de polaritate inversa. Sudarea multistrat ar trebui efectuată folosind metoda în cascadă. Pentru a preveni supraîncălzirea oțelului, sudarea trebuie efectuată la curenți de 40 ... 50 A pe 1 mm de diametrul electrodului. Se recomanda folosirea electrozilor cu diametrul de 4...5 mm. sudare automată Oțelurile 15KhSND sunt produse cu sârmă Sv-08GA sau Sv-YUGA sub flux AN-348-A sau OSC-45 la viteze mari, dar cu aport de căldură scăzut. În condiții de iarnă, sudarea structurilor din oțel 15KhSND, 15GS și 14G2 poate fi efectuată la temperaturi nu mai mici de -10°C. La temperaturi mai scăzute, zona de sudare la o lățime de 100...120 mm pe ambele părți ale cusăturii este preîncălzită la 100...150°C. La o temperatură de -25°C, sudarea nu este permisă.

Oțelurile 09G2S și 10G2S1 aparțin grupului de oțeluri care nu se întăresc, nu sunt predispuse la supraîncălzire și rezistente la fisurare. Sudarea manuala electrozii E50A și E55A se realizează în modurile prevăzute pentru sudarea oțelului cu conținut scăzut de carbon. Proprietățile mecanice ale sudurii nu sunt inferioare celor ale metalului de bază. Sudarea automată și semiautomată se realizează cu sârmă electrod Sv-08GA, Sv-YUGA sau Sv-10G2 sub flux AN-348-A sau OSC-45. Foile de până la 40 mm grosime sunt sudate fără margini tăietoare. În acest caz, rezistența egală a sudurii este asigurată de trecerea elementelor de aliere de la firul electrodului la metalul de sudură.

Oțelurile crom-silicio-mangan (20KhGSA, 25KhGSA, 30KhGSA și 35KhGSA) la sudare dau structuri de întărire și sunt predispuse la fisurare. În acest caz, cu cât grosimea marginilor este mai mică, cu atât este mai mare riscul de întărire a metalului și de formare de fisuri, în special în zona apropiată de sudare. Oțelurile cu conținut de carbon de 0,25% se sudează mai bine decât oțelurile cu conținut ridicat de carbon. Electrozii NIAT-3M tip E70, E85 pot fi utilizați pentru sudare. Pentru responsabil suduri electrozi recomandați din sârmă Sv-18KhGS sau Sv-18KhMA acoperită cu TsL-18-63, TsK-18Mo, UONI-13/65, UANI-13/85, UANI-13/NZh.

La sudarea metalelor mai groase, sudarea multistrat este utilizată cu intervale de timp mici între suprapunerile straturilor următoare. La sudarea muchiilor de diferite grosimi, curentul de sudare este selectat de-a lungul marginii de grosime mai mare și cea mai mare parte a zonei arcului este direcționată către aceasta. Pentru a elimina întărirea și a crește duritatea metalului de sudură și a zonei afectate de căldură, se recomandă încălzirea produsului după sudare la o temperatură de 650 ... în apă fierbinte.

Sudarea oțelurilor slab aliate gaz de protecție produc la densități de curent mai mari de 80 A/mm2. Sudarea în dioxid de carbon se efectuează pe DC polaritate inversă. Sârmă de electrod recomandat cu un diametru de 1,6-2,0 mm marca Sv-08G2S - sau Sv-10G2, iar pentru oțeluri care conțin crom și nichel - Sv-08KhG2S, Sv-08GSMT.

Sudarea cu zgură electrică a oțelurilor de orice grosime se realizează cu succes cu sârmă electrod Sv-10G2 sau Sv-18KhMA sub flux AN-8 la orice temperatură ambientală. O metodă progresivă este sudarea în dioxid de carbon folosind sârmă cu miez de flux.

Sudarea cu gaz se caracterizează printr-o încălzire semnificativă a marginilor sudate, o scădere a rezistenței la coroziune și o ardere mai intensă a impurităților de aliaj. Prin urmare, calitatea îmbinărilor sudate este mai scăzută decât în ​​cazul altor metode de sudare. La sudare cu gaz folosesc doar o flacără normală cu o putere specifică de 75 ... 100 l / (h-mm) cu metoda stângă, iar cu metoda dreaptă - 100 ... 130 l / (h-mm). Materialul de umplutură este sârmă Sv-08, Sv-08A, Sv-10G2, iar pentru suduri critice - Sv-18KhGS și Sv-18KhMA. Forjarea cusăturii la o temperatură de 800...850°C cu normalizare ulterioară îmbunătățește ușor proprietățile mecanice ale cusăturii.