Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сварка средне- и высокоуглеродистых сталей

Все стали классифицируются:


  • по способу производства- мартеновская, бессемеровская, томасовская, электросталь и тигельная стали;
  • по химическому составу: низкоуглеродистая сталь с содержанием углерода до 0,25%, среднеуглеродистая с содержанием углерода 0,30-0,55%, высокоуглеродистая с содержанием углерода свыше 0,60%;
  • по назначению и применению: конструкционная и инcrpyментальная;

  • по методу изготовления: литая, кованая и катаная.

  • Конструкционная сталь

    Сталь обыкновенная общего назначения. Углеродистая сталь общего назначения является основным материалом для производства машин, станков, строительных металлоконструкций и других металлоизделий. Она изготовляется мартеновским, бессемеровским и томасовским способами в виде сортовой и листовой стали. Маркируется и поставляется в соответствии с ГОСТ 380.

    Сталь углеродистая качественная. В отличие от стали общего назначения качественная углеродистая сталь по ГОСТ 1050 поставляется с гарантированными механическими свойствами и химическим составом.

    Обозначение качественных сталей

    Марки качественной углеродистой стали обозначаются средним числом содержания в них углерода, в сотых долях процента. Правая буква маркировки обозначает повышенное содержание какого-то элемента, цифра-средний процент содержания этого элемента. При этом буква Г-обозначает марганец, С-кремний, X-хром, Н-никель, В-вольфрам, Ф-ванадий, М-молибден, Ю-алюминий.

    Обозначение марок высококачественной стали, более чистой ю сравнению с качественной, по содержанию серы и фосфора, а с повышенными механическими свойствами дополняются буквой А после цифры.
    Например: марка 10 означает, что сталь содержит углерода от 0,05 до 0,15%; марка 30Г2 означает, что сталь содержит углерода от 0,25 до 0,35% и марганца 2%. Марка 10А означает, что сталь высококачественная, содержит серы и фосфора меньше, чем марка 10.

    Низкоуглеродистые, среднеуглеродистые стали

    Марки от 08 до 20Г относятся к низкоуглеродистым сталям, а марки от 30 до 50Г2 к среднеуглеродистым сталям.
    Низкоуглеродистые стали являются весьма пластичными и хорошо свариваются всеми способами сварки. Они не закаливаются, могут цементоваться.
    Средне углеродистые стали свариваются значительно хуже: они закаливаются. В связи с этим они, как правило, требуют последующей термической обработки после сварки, а также соблюдения особых условий при выполнении сварки.

    Инструментальная сталь

    Углеродистая инструментальная сталь содержит углерода от 0,6 до 1,4% и считается высокоуглеродистой. После закалки н отпуска она обладает высокой твёрдостью, что позволяет применять её для изготовления режущих инструментов.

    Высокоуглеродистая сталь сваривается плохо. Как правило, сварка высокоуглеродистой стали выполняется „нагорячо», с применением специальных электродов, обмазок или флюсов.

    Инструментальная сталь подразделяется на качественную и высококачественную сталь.
    В обозначениях марок углеродистых инструментальных сталей всегда впереди стоит буква У, за ней следует одна или две цифры, указывающие содержание углерода в десятых долях процента. За цифрами может стоять одна буква Г или А или обе буквы. Буква Г -означает, что сталь марганцовая, буква А- высококачественная. Например, У8 -сталь углеродистая, качественная, с содержанием углерода от 0,75 до 0,85%. У8Г-сталь с содержанием углерода от 0,80 до 0,90% и марганца от 0,35 до 0,60%, Сталь У8А отличается от стали У8, главным образом меньшим содержанием вредных примесей (серы и фосфора).
    Углеродистая инструментальная сталь хорошо поддаётся закалке.

    Специальные стали

    В промышленности имеют широкое применение различные специальные но назначению и применению стали. Они отличаются от углеродистых сталей тем, что в их химическом составе имеются специальные легирующие элементы, которые придают стали особые свойства.
    В зависимости от количества добавляемых в сталь легирующих элементов специальные стали подразделяются на: низколегированные, легированные, высоколегированные и легированные инструментальные стали.

    Низколегированные стали.

    Легированные стали.

    Легированные конструкционные стали применяются в машиностроении для деталей ответственного назначения. По чистоте и в зависимости от способа изготовления стали, они подразделяются на качественные и высококачественные. Марки высококачественных сталей в отличие от качественных обозначаются буквой А в конце обозначения марки.

    Легированные стали бывают с одним, двумя, тремя и больше легирующими элементами и в зависимости от этого называются: хромистые, хромоникелевые, хромомолибденовые, хромоникельмолибденовые и т. д.
    Все легированные стали, как правило, подвергаются термической обработке.
    Легированные стали с малым содержанием углерода (до 0,20%) могут подвергаться цементации.

    Легированные стали с малым содержанием углерода (до 0,35%) сравнительно хорошо свариваются; сварка сталей с более высоким содержанием углерода вызывает затруднения.

    Высоколегированные стали с особыми свойствами.

    Стали, обладающие особыми свойствами, обычно называются высоколегированными сталями.
    По назначению эти стали подразделяются на:

    • нержавеющие,
    • кислотоупорные,
    • жаростойкие,
    • теплоустойчивые,
    • с высоким электросопротивлением,
    • с определёнными магнитными свойствами и т. д. Сварка этих сталей, как правило, требует специальных обмазок и флюсов, специального присадочного металла и особых способов и приёмов выполнения сварки. Количество марок сталей этого типа очень большое.

    Легированные инструментальные стали.

    SQL запросов: 4 | Генерация страницы: 0.05 сек

    Cварка высокоуглеродистой стали

    Высокоуглеродистая сталь не имеет в своем составе легирующих элементов, среди которых находятся хром, ванадий и никель. Стоит отметить, что данный вид стали имеет в своем составе углерод свыше 0,6%. Содержание углерода определяет свойства сталей. Таким образом, с увеличением процентного содержания углерода в составе стали, возрастает предел ее прочности и повышается твердость, но, в тот же момент, снижаются ее пластические свойства.

    Углеродистая сталь более устойчива к высоким температурам и сохраняет свои свойства при подогреве до 450 градусов по Цельсию. Она прекрасно воспринимает динамические нагрузки разной тяжести и способна не поддеваться коррозии. В этом случае углеродистая сталь очень легкая и устойчива к износу. Например углеродистой сталью является чугун и его изделия.

    Разные виды углеродистых сталей применяются для производства инструментов, деталей для котлов, труб, турбин и других изделий, которые применяются для эксплуатации при высоких нагрузках.

    Средне- и высокоуглеродистые стали имеют характерную особенность – образовывать закалочные структуры в сварочном шве и зоне термического влияния, которые могут создавать опасность хрупкого разрушения. Для получения надежных сварочных швов подбирается марка стали в соответствии возможности получения требуемых стабильных механических свойств сварочных соединений.

    Высокоуглеродистые стали склонны к хрупкости после воздействия термического цикла сваривания и выражается значительно сильнее, в чем в среднеуглеродистых сталях. Стали данного вида чувствительны к горячим и холодным трещинам. Из-за этого следует обязательно подогревать свариваемый металл до температуры 350 – 400 градусов по Цельсию. После подогрева требует производить отжиг и проводить его до тех пор, пока свариваемое изделие не остынет до температуры 20 градусов по Цельсию.

    Изготовление надежных сварочных соединений может затрудняться из-за нависшей опасности образования холодных трещин и повышенной чувствительности сталей данного вида к концентраторам напряжения при статических и динамических нагрузках.

    Сварные конструкции проектируются с наименьшей концентрацией напряжений. Радиусы перехода от одного сечения в свариваемой детали к другой должны быть максимальными исходя из допустимых конструктивны соображений.

    Для того чтобы повысить прочность сварочных швов высокоуглеродистой стали, следует создавать плавные переходы от одного до другого свариваемого металла. Для стыкового сварочного соединения стоит удалять усиление сварочного шва.

    Особое внимание в этом случае нужно уделять проплаву сварочного шва, который имеет более крутой переход от шва к металлу изделия. В случае, когда механическая обработка внутренней поверхности детали для зачистки и проплавления невозможна, то следует проводить комбинированное сваривание без остающейся подкладки.

    В таком случае первый сварочный шов производится автоматической аргонодуговой сваркой с использованием неплавящегося электрода без присадки по всей длине сварочного шва, обеспечивая 100% равномерного проплавки металла.

    Pereosnastka.ru

    Обработка дерева и металла

    К сталям, интенсивно закаливающимся при сварке с образованием мартенситной и промежуточных структур, относятся следующие группы сталей: – конструкционные низко- и среднелегированные среднеуглеро-дистые стали с содержанием углерода до 0,5%. Эти стали отличаются высокой прочностью в сочетании с удовлетворительной пластичностью за счет комплексного легирования. К ним относятся стали перлитного класса 35Х, 40Х, 35Г2, 50Г2, ЗОХГТ , ЗОХГСА , 35ХГСНА и мартенситного класса ЗЗХЗНВФМА , 30Х2НМФА и др.; – жаропрочные и жаростойкие стали 15X5, 15Х5МА, 15Х5ВФ, 20ХЗМВФ, ЗОХМА , 38ХМЮА, 25Х1М1Ф и др.; – средне- и высокоуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50, 60, 25Г, 35Г, 45Г.

    Высокоуглеродистые стали в сварных конструкциях, как правило, не используют. Необходимость их сварки возникает при наплавке и ремонте.

    Характерными общими трудностями при сварке этих сталей являются: – образование закалочных структур при охлаждении после сварки и в связи с этим склонность к холодным трещинам; – опасность образования горячих трещин; – разупрочнение металла сварочного соединения по сравнению с основным металлом.

    В зависимости от степени легирования и содержания углерода эти стали относятся к удовлетворительно, ограниченно или плохо сваривающимся сталям (см. табл. 2). Главная трудность при сварке этих сталей — образование закалочных структур и холодных трещин, поэтому основные металлургические и технологические меры по обеспечению качества сварных соединений основываются на устранении этой трудности и являются общими для большинства рассматриваемых сталей.

    Основные меры по обеспечению качественного сварного соединения. До- сварки- при составлении технологии главное внимание должно быть уделено рациональному выбору материалов: основного и присадочного металла, защитных средств. Основной металл с пониженным содержанием углерода и примесей (серы, фосфора) обладает более высокой стойкостью против холодных и горячих трещин.

    Для повышения пластичности сварного шва и увеличения сопротивляемости трещинам содержание углерода в присадочном металле должно быть менее 0,15%; целесообразно предусмотреть более широкую разделку кромок, чтобы обеспечить формирование шва в основном за счет более’пластичного присадочного металла. Высокая технологическая прочность сварного шва достигается при ограничении содержания легирующих элементов в присадочной проволоке до следующих пределов, %: 0,15 С; 0,5 Si; 1,5 МП; 1,5 Gr; 2,5 Ni; 0,5 V; 1,0 Mg; 0,5 Nb.

    В качестве защитных средств необходимо использовать покрытия и флюсы основного типа, а также инертные газы (для легированных сталей). Для уменьшения сварочных напряжений, являющихся одной из причин образования трещин, необходимо при конструировании избегать жестких узлов, скоплений швов, пересекающихся и близко расположенных швов.

    Во время сварки предусматриваются следующие технологические меры:
    1. Тщательная подготовка и сборка под сварку, минимальное смещение кромок (менее 10—15% толщины), минимальный зазор, качественные прихватки и зачистка кромок;
    2. Регулирование термического цикла сварки для обеспечения требуемой скорости охлаждения шва и зоны термического влияния. Скорость охлаждения регулируют изменением режимов сварки (величина тока, скорость сварки, погонная энергия), применением специальных технологических приемов (сварка короткими и длинными участками, наложение отжигающего валика, сварка горкой, каскадом и др.) и применением подогрева, который может быть предварительным, сопутствующим и последующим. Подогрев является наиболее радикальным способом регулирования скорости охлаждения и его используют, когда регулированием режимов сварки и специальными технологическими приемами не удается обеспечить требуемую скорость охлаждения и структуру сварного соединения. Чем выше содержание углерода и легирующих элементов, тем выше температура подогрева.
    3. Уменьшение содержания водорода в сварном шве, так как водород является одной из главных причин образования холодных трещин. Это достигается применением электродов с фтористо-кальциевыми покрытиями и основных флюсов, защитных газов с пониженной влажностью; сваркой на постоянном токе обратной полярности; тщательной подготовкой под сварку свариваемого и присадочного металла (зачистка, обезвоживание) и защитных материалов (сушка, прокалка).
    4. Рациональная последовательность наложения швов с целью уменьшения остаточных напряжений и деформаций.

    После сварки для предотвращения холодных трещин производят незамедлительно высокий отпуск для снятия остаточных напряжений и стабилизации структуры.

    Для обеспечения равнопрочности сварного соединения после сварки производят полную термообработку изделия, которая заключается в закалке и последующем высоком отпуске или в нормализации.

    Если габариты изделия и имеющееся оборудование допускают полную термообработку, то химический состав металла шва должен быть близок химическому составу основного металла.

    Если полная термообработка невозможна, то проблема равно-прочности решается подбором режимов сварки и легированием через присадочную проволоку.

    При сварке закаливающихся сталей применяют в основном виды сварки плавлением — ручную дуговую, под флюсом, в защитных газах, электронно-лучевую, электрошлаковую с использованием сварочных материалов, обеспечивающих заданную прочность и химический состав сварного шва.

    Сварка средне- и высокоуглеродистых сталей


    Наши дополнительные сервисы и сайты:


    e-mail:
    office@matrixplus.ru
    tender@matrixplus.ru

    icq:
    613603564

    skype:
    matrixplus2012

    телефон
    +79173107414
    +79173107418

    г. С аратов

    поддержка проекта:
    разместите на своей странице нашу кнопку! И мы разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на e-mail

    код нашей кнопки:

    Сварка средне- высокоуглеродистых сталей

    Повышение содержания углерода в сталях вызывает значительные трудности при их сварке. Это связано с необходимостью создания условий, предотвращающих образование малопластичных закалочных структур и трещин в околошовной зоне, понижение стойкости металла шва против появления кристаллизационных трещин и обеспечивающих равнопрочность металлов шва и основного.

    Для этого при сварке среднеуглеродистых сталей применяют ряд особых мер. В первую очередь стремятся уменьшить количество углерода и долю основного металла в металле шва. В первом случае используют электроды с пониженным содержанием углерода, а для сокращения доли основного металла необходимо применять сварные соединения с разделкой кромок и производить сварку на режимах, дающих минимальное проплавлениё основного металла и максимальное значение коэффициента формы шва. Для увеличения доли электродного металла рекомендуется использовать электроды с большим коэффициентом наплавки.

    Предварительный подогрев до 200-350°С обеспечивает отсутствие закалочных структур в околошовной зоне, повышая одновременно содержание углерода в металле шва. Однако количество углерода растет незначительно и не способствует образованию трещин. Но следует помнить, что чрезмерный подогрев способствует увеличению провара основного металла, а это ведет к повышению содержания углерода в металле шва и, следовательно, к росту образования трещин.

    Для избежания создания малопластичных и хрупких закалочных структур в околошовной зоне следует замедлить остывание свариваемых изделий. Это достигается уменьшением скорости сварки и предварительным подогревом.

    Однако перечисленные меры не позволяют получить сварное соединение необходимой пластичности. Улучшение пластических свойств сварных соединений достигается с помощью термообработки.

    Для сварки среднеуглеродистых сталей применяют электроды с фтористо-кальциевым покрытием (например, марок УОНИ-13/45 и УОНИ-13/55), которые обеспечивают высокую стойкость металла шва против кристаллизационных трещин и достаточную прочность сварного соединения. При сварке следует избегать наложения широких валиков. Сварку необходимо вести небольшими участками, короткой дугой. Поперечные движения электрода следует заменять продольными, кратеры заваривать или выводить на технологическую пластину, так как в них могут образовываться трещины.

    Из высокоуглеродистых сталей изготавливают врубовый, бурильный инструмент и другие детали машин, подвергающиеся наплавке. Сварка производится с предварительным, а иногда с сопутствующим подогревом и последующей термообработкой. При температуре ниже +5°С и на сквозняках сварку выполнять нельзя. Остальные правила такие же, как при сварке среднеуглеродистых сталей.

    Неинтересное на наш взгляд: а1 а2 а3 а4 а5 а6 а7 а8

    Сварка средне- и высоколегированных сталей

    В машиностроении используются в основном средне- и высоколегированные стали. Они характеризуются особыми теплофизическими свойствами, которые существенно влияют на процесс сварки. Для получения сварного соединения хорошего качества разрабатывают специальные технологические меры, направленные на устранение причин, снижающих качество сварного шва.

    Сварка этих сталей затруднена по ряду причин:

    — выгорание легирующих примесей и углерода;

    — перегрев металла из-за малой теплопроводности;

    — повышенная склонность к образованию закалочных структур;

    — значительные деформации и напряжения из-за большего, чем у низкоуглеродистых сталей, коэффициента линейного расширения.

    Для устранения влияния этих причин рекомендуется:

    — тщательно подготавливать изделие под сварку;

    — сварку вести при больших скоростях, не допуская перегрева металла;

    — применять термическую обработку для предупреждения образования закалочных структур и снижения внутренних напряжений;

    — применять легирование металла шва через электродную проволоку, флюсы, покрытия с целью восполнить выгорающие легирующие элементы.

    Широкое применение получили хромистые, хромоникелевые, марганцовистые, молибденовые стали.

    Хромистые стали относятся к группе нержавеющих кислотостойких и коррозионно-стойких сталей. При сварке этих сталей возникают следующие затруднения:

    — образование карбидов хрома, которые вызывают межкристаллитную коррозию металла, снижают механические свойства;

    — склонность к самозакаливанию при охлаждении на воздухе;

    — внутренние напряжения, вызывающие опасность возникновения трещин.

    Хромистые стали (до 14%Cr — 08Х13, 20Х13) и высокохромистые ферритные (до 35%Cr — 15Х25Т, 08Х17Т) свариваются удовлетворительно, но требуют подогрева до 300-400С и последующей термообработки: высокий отпуск — нагрев до 650-750С и медленное охлаждение. Хромистые стали легко поддаются перегреву, поэтому их сварку производят на малых сварочных токах из расчета 25-30 А на 1мм диаметра электрода. Применяют РДС (электроды из хромистой или хромоникелевой проволоки с покрытием из плавикового шпата и оксида марганца для растворения окислов хрома), сварку в СО2 (хромистая проволока), под флюсом (хромистая проволока, нейтральные флюсы АН17, АН10, 48-ОФ-6, АН26 с большим содержанием CaF2)

    Хромоникелевые аустенитные стали (08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 12Х18Н10Б) обладают коррозионной стойкостью, кислотоупорностью, теплостойкостью, окалиностойкостью, высокой вязкостью. В сталях типа 08Х18Н10 происходит выпадение карбидов хрома с последующей межкристаллитной коррозией. При перегреве стали склонны к росту зерна, а наличие в шве однофазной аустенитной структуры приводит к образованию горячих трещин. При сварке следует ограничивать содержание углерода и кремния, принимать меры по отводу теплоты (при помощи медных подкладок или охлаждения) Сварку выполняют на малых токах при большой скорости, не допуская перегрева металла. После сварки рекомендуется подвергнуть изделие нагреву до 850-1100С и закалке в воде или на воздухе для малых толщин). Применяют РДС (электроды из ХН проволоки — напр., Св06Х19Н9Т: марки УОНИИ13НЖ с флюоритно-кальциевым покрытием), сварку под флюсом (низкоактивные флюсы АН26, АН20 и др.; проволока ХН).

    Тонколистовую сталь сваривают аргонодуговой сваркой, так как при РДС или АФ происходит науглероживание металла.

    Высокоточные изделия сваривают электроннолучевой и лазерной сваркой.

    Молибденовые, хромомолибденовые и хромомолибденованадиевые стали (12МХ, 30ХМА, 40ХФА, 38ХМ, 25Х3МВФ, 18Х2М1Ф и др.) относятся к теплоустойчивым. Эти стали применяют при изготовлении паровых котлов, турбин, работающих при высоких температурах и давлениях. Они удовлетворительно свариваются при выполнении определенных технологических приемов: предварительного подогрева до 200-300С и последующего отжига при температуре 680-780С или отпуска при температуре 650С. Температура воздуха при сварке должна быть не ниже +5С.

    Для РДС применяют электроды марок ОЗС11, ТМЛ1. ТМЛ3 и др. Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности.

    При АФ применяют проволоку марок Св08ХМ, Св18ХМА и др., флюсы типа АН47, АН17, АН26 и др.

    При сварке в защитном газе применяют предварительный или сопутствующий подогрев 250-300С, присадочную проволоку типа Св10ХГ2СМА. После сварки рекомендуется термообработка.

    Возможна газовая сварка с применением присадочной проволоки Св08ХМ, Св18ХМА и др с подогревом 250-300С. После сварки необходима термообработка-нормализация с температуры 900-950С.

    Высокоточные изделия сваривают электроннолучевой, плазменной и лазерной сваркой.

    |следующая лекция ==>
    Технологическая свариваемость конструкционных материалов|Сварка титана и его сплавов

    Дата добавления: 2014-01-06 ; Просмотров: 1067 ; Нарушение авторских прав?

    Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

    Изготовление сварных изделий на основе конструкционных средне- и высокоуглеродистых и легированных сталей

    Для создания конструкционной стали, на основе которой производят сварные изделия, используют основные и кислые мартеновские электропечи. Часто случается, что сталь подвергаются рафинированию. Для этого может использоваться жидкий шлак, а помимо этого и электрошлаковый переплав.

    Категорию среднеуглеродистых составляют стали, в структуре которых присутствует 0,20-0,45%С. Особенностью среднеуглеродистых сталей является иное количество углерода по сравнению с низкоуглеродистыми. Для сталей высокого качества характерно наличие большого количества марганца. К среднеуглеродистым сталям прибегают тогда, когда они сохраняют свои обычные свойства. В случае создания литых кованых изделий с применением сварки выбор останавливают в большинстве своем на сталях 35 и 40. Группу высокоуглеродистых стали, в структуре которых присутствует 0,46-0,75%С. Их особенностью является низкая свариваемость. Они не служат сырьем для создания сварных изделий. К сварке таких сталей прибегают в ситуации, когда приходится выполнять ремонтные работы.

    Некоторые особенности сварки

    Среднеуглеродистые стали. Если в сталях минимальная доля углерода составляет 0,3%, при быстром остывании на участке, который был подвергнут термообработке, наблюдается появление твердой мартенситной либо трооститной структуры. Она по хрупкости превосходит основной металл. На фоне этого возникает угроза разрушения при производстве конструкций, а помимо этого и при их использовании. По мере увеличения количества углерода все более высоким становится риск, что сварные швы приобретут пористую структуру.

    Высокоуглеродистые стали. По завершении термической обработки, являющейся следствием сварки, высокоуглеродистые стали более подвержены разрушению ввиду хрупкости по сравнению со среднеуглеродистыми сталями. В то же время они более чутко реагируют на образование разного рода трещин. В связи с этим непременно нужно до начала сварочных работ подвергнуть нагреву рабочую зону, подняв ее температуру до отметок 350-400 градусов. Дальнейший отжиг следует проводить в тот момент, когда температура опустится до 20 градусов.

    Легированные стали средней прочности (от 900 до 1300МПа). Стали, перлитную категорию, типа ХГСА, характеризующиеся увеличенным либо уменьшенным количеством углерода, часто используют при производстве конструкций, сырьем для которых служат легированные стали. Также они могут быть заменены и сложнолегированными сталями, в структуре которых углерод занимает меньше места. В связи с этим для легированных сталей сварка металла — ориентируясь на цены в СПб более затратная и трудоемкая.

    Следует отметить, что при производстве сварных конструкций на основе сталей 25ХГСА и 30ХГСА, чей предел соответствует диапазону 1100-1300 Мпа, в качестве основной технологии выступает термическая обработка. В данном случае речь идет о таких операциях, как закалка и отпуск. Для создания крупногабаритных конструкций имеет смысл использовать в качестве основы детали, которые вначале подвергаются термической обработке.

    Читать еще:  способ электроэрозионного легирования поверхностей стальных деталей
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector