Контрольна робота
Ручне дугове і газове зварювання вуглецевих i легованих сталей.
1. Сталі їх класифікація зварювальність металів.
Якісне утворення зварного з’єднання визначається властивостями
зварюваних металів, їх хімічним складом, вибором електродного й
присаджувального металу, режимами зварювання, температурою нагрівання та
ін. На зварюваність значно впливає хімічний склад сталі. Зварюваність
сталі змінюється залежно від вмісту вуглецю та легуючих елементів. Вплив
окремих елементів проявляється по-різному, особливо в поєднанні з
вуглецем.
Основні ознаки, що характеризують зварюваність сталей, — схильність до
утворення тріщин і механічні властивості зварного з’єднання, які
визначаються за допомогою зварювання контрольних зразків.
Знаючи хімічний склад сталі, можна визначити її зварюваність за
еквівалентним вмістом вуглецю, який визначають за формулою:
де цифри 20, 15 і 10 є постійними величинами, а символи кожного елемента
означають максимальний вміст його в даній марці сталі у відсотках.
Одержаний за цією формулою еквівалентний вміст вуглецю вказує про
зварюваність сталей, які умовно поділяються на чотири групи (див.
підрозділ 4.7):
— добре зварювані сталі (Секв не більше 0,25%);
0,35%);
0,45%);
— погано зварювані сталі (Секв більше 0,45%). Класифікація основних
марок сталі за зварюваністю вказана в табл. 1.
Таблиця 1
Класифікація основних марок сталі за зварюваністю
Група зварюваності Марки сталей
вуглецеві конструкційні леговані високолеговані
Добра Ст1кп, Ст1пс,
Ст2кп, Ст2пс,
СтЗ, Ст4, 08, 10,
15,20,25 15ХА, 20Х, 15ХМ, 20ХГСА, 15Х, 15НМ, 10ХСНД 08Х20Н14С2,
08Х23Н18, 03Х18Н11, 08Х18Н10
Задовільна БСТ5сп, 30,35 12Х2Н4А, 12ХН2,
20ХГСА, 30Х,
15ХСНД, 25ХГСА 09Х14А, 12Х14А,
30X13, 12X17,
25Х13Н2
Обмежена Стбпс, Стбсп,
БСтбпс, БСтбсп,
40, 45, 50 35ХМ, 30ХГСА,
40Х, 40ХМФА,
40ХН, 20Х2Н4А 12Х18Н9, 17Х18Н9Т, 20Х18Н9, 20Х23Н18, 36Х18Н25С2
Погана 65, 70, 75, 80, 85,
60Г, 65Г, 70Г,
У13,
У13А 50ХГ, 50ХГСА,
60ХС, 45ХНЗМФА Х12, Х12М,9ХС,
5ХГМ, ХВГ,
5ХНТ,Х
Добра зварюваність низьковуглецевих сталей характеризується міцним
зварним з’єднанням з основним металом без зниження пластичності в
біляшовній зоні і без тріщин у металі шва.
Зварюваність легованих сталей оцінюється можливістю одержання з’єднань,
стійких проти утворення гартованих структур (і тріщин), зменшенням
міцності, корозією та ін.
Однорідні метали легко зварюються, а різнорідні — погано. За
властивостями метал шва і метал зони термічного впливу є неоднорідними.
Ознака поганої зварюваності — це схильність до утворення тріщин, які
недопустимі у зварних з’єднаннях. Зварюваність металів характеризує
схильність до перегрівання, гартування, утворення тріщин та інших
дефектів, що утворюються при зварюванні.
Характеристикою зварюваності термічно зміцнених сталей є схильність до
втрати міцності, яка проходить у зоні термічного впливу при температурах
400-720°С залежно від температури відпуску сталі у процесі її
виготовлення на заводі.
Для виготовлення міцної зварної конструкції необхідно детально вивчити
зварюваність сталі.
Вуглець при вмісті в сталі до 0,25% зварюваність не погіршує. При
більшому вмісті зварюваність погіршується, бо в зонах термічного впливу
утворюються гартовані структури, що призводять до тріщин. Підвищений
вміст вуглецю в присаджувальному матеріалі викликає пористість шва.
Марганець (Г) міститься в межах 0,3-0,8% і зварюваність не погіршує. При
вмісті від 1,8 до 2,5% і більше виникає небезпека появи тріщин, тому що
марганець сприяє загартованості сталі.
Кремній (С) у межах від 0,02 до 0,35% труднощів при зварюванні не
викликає. При вмісті від 0,8 до 1,5% зварювання утруднюється через
високу рідкотекучість й утворення тугоплавких оксидів кремнію.
Ванадій (Ф) сприяє загартованості сталі, що утруднює зварювання. При
зварюванні ванадій активно окиснюється і вигоряє.
Вольфрам (В) підвищує твердість сталі та утруднює процес зварювання
через сильне окиснення.
Нікель (Н) підвищує пластичність, міцність і зварюваність не погіршує.
Молібден (М) при зварюванні сприяє утворенню тріщин, активно окиснюється
і вигоряє.
Хром (X) утруднює зварювання, оскільки утворює тугоплавкі карбіди хрому.
Титан (Т) і ніобій (Б) при зварюванні з’єднуються з вуглецем і
припиняють утворення карбіду хрому. При цьому зварюваність покращується.
Мідь (Д) покращує зварюваність, підвищує міцність, пластичність і
корозієстійкість сталі.
Кисень погіршує зварюваність сталі, понижує міцність і пластичність.
Азот (А) утворює хімічні сполуки із залізом (нітриди), які підвищують
міцність, твердість і значно знижують пластичність сталі.
Водень є шкідливою домішкою. Він накопичується у шві та викликає появу
пор і дрібних тріщин.
Фосфор (П) — це шкідлива домішка. Він підвищує твердість і крихкість
сталі, викликає холодноламкість (холодні тріщини).
Сірка є шкідливою домішкою і сприяє утворенню гарячих тріщин.
Зварюваність із підвищенням вмісту сірки різко погіршується.
2. Зварювання вуглецевих сталей. Вибір електродів і режимів зварювання.
Більшість зварних конструкцій виготовляють із низьковуглецевих сталей,
які містять до 0,25% вуглецю. Вони відносяться до добре зварюваних
сталей практично всіма видами зварювання плавленням. Низьковуглецеві
сталі зварюються без обмежень при використанні типових зварювальних
матеріалів (див. розділ 6).
Для забезпечення стійкості швів проти утворення тріщин і збереження
високої пластичності металу шва, зварювальні матеріали повинні містити
менше вуглецю, ніж основний метал, що компенсується додатковим
легуванням шва кремнієм і марганцем. Механічні властивості металу
біляшовної зони порівняно з основним металом можуть відрізнятися через
незначне зміцнення металу в зоні перегріву. При зварюванні киплячих і
напівспокійних (старіючих) сталей на ділянці рекристалізації біляшовної
зони можливе зниження ударної в’язкості. Метал біляшовної зони
багатошарових швів крихкіший від металу одношарових.
Зварювання низьковуглецевих сталей виконується без попереднього
підігріву і наступної термообробки. При зварюванні низьковуглецевих
сталей з верхньою межею вмісту вуглецю (0,27%) можуть виникати
кристалізаційні тріщини в кутових швах, однобічних швах з повним
проваром кромок, першому шарі багатошарових стикових швів. У таких
випадках використовують попередній підігрів до 100-150°С, особливо при
виконанні перших шарів на товстому металі (більше 15 мм) і температурі
повітря нижче мінус 5°С. Необхідність попереднього підігріву і можливої
термообробки має визначатися у кожному конкретному випадку. У
конструкцій з кутовими перервними швами всі види термообробки, крім
гартування, призводять до зниження міцності й підвищення пластичності
металу шва. Відпуск або відпал добре зварюваних сталей використовують як
виключення для зняття внутрішніх напруг, уникнення жолоблення
конструкції після зварювання та механічної обробки.
При товщині сталі понад 25 мм попередній підігрів обов’язковий у всіх
випадках, незалежно від температури навколишнього середовища.
Зварювання сталі товщиною понад 20 мм виконують способами, що
забезпечують зменшення швидкості охолодження: секціями, каскадом, гіркою
(див. підрозділ 7.8).
При виготовленні конструкцій із низьковуглецевих сталей широко
використовується ручне зварювання покритими електродами. Залежно від
відповідальності зварюваного виробу користуються електродами типів Э38,
Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А. Електроди Э38 використовуються для
виготовлення невідповідальних виробів, Э42 і Э46 — для відповідальних, а
електроди Э42А, Э46А, Э50, Э50А — для особливо відповідальних виробів.
При зварюванні сталі товщиною понад 15 мм і в незручних дла зварника
положеннях необхідно використовувати електроди з підвищеною міцністю
наплавленого металу типів Э46, Э50, Э50А та ін.
Якщо необхідно одержати однакову міцність наплавленого та основного
металу, то тип електрода підбирають за міцністю основного металу.
Наприклад, сталь СтЗсп має границю міцності 380-440 МПа. Середня границя
міцності становить 410 МПа. Вибирають тип електрода Э42, який забезпечує
границю міцності наплавленого металу 420 МПа. Відповідно до типу
електрода (Э42) вибирають його марку.
Низьковуглецеві сталі зварюють на максимально можливих режимах, які
забезпечують високу продуктивність й високу якість зварного шва та
з’єднання. Під якістю розуміють відсутність дефектів (газових пор,
підрізів, відшарування металу шва, непровару, шлакових уключень), а
також одержання механічних властивостей, які відповідають технічним
вимогам. Техніка й режими ручного дугового зварювання покритими
електродами низьковуглецевих сталей розглянуті в розділі 7.
Для автоматичного та напівавтоматичного зварювання під флюсом
низьковуглецевих сталей використовують дроти марок Св-08, Св-08А,
Св-08АА, Св-08ГА, Св-ІОГА, Св-10Г2, а також порошкові дроти марок
ПП-АН1, ПП-1ДСК, ПП-АН8, ПП-АН10, ПП-АН20 та ін. Орієнтовні режими
механізованого зварювання сталей у вуглекислому газі, під флюсом і
самозахисним дротом наведені в табл. 2-6.
Таблиця 2.
Режими механізованого зварювання сталей у вуглекислому газі стикових
з’єднань без скосу кромок
Товщина металу, мм Діаметр
електродного
дроту, мм Зварювальний струм, А Напруга на дузі, В Швидкість
зварювання,
м/год
Однобічні шви
1 0,8 50-60 18-20 14-16
2 1 90-120 19-20 18-28
3-5 2 160-200 27-29 20-22
6-8 2 280-300 28-30 20-25
Двобічні шви
3-5 2 160-200 27-29 20-22
6-8 2 280-300 28-30 25-30
10 2 280-320 30-32 22-30
12-14 2 300-340 32-34 20-22
Примітка. Виліт електрода — 12-20 мм.
Таблиця 3
Режими механізованого зварювання сталей у вуглекислому газі V- та
Х-подібних стикових з’єднань (двобічні шви)
Товщина
металу,
мм Зварювальний струм, А Напруга на дузі, В Швидкість
зварювання,
м/год
V-подібне розчищання кромок
18-26 280-300 380-400 28-30 30-32 16-20 18-22
18-26 420-440 30-32 16-22
Х-подібне розчищання кромок
12-18 380-400 30-32 16-20
20-26 420-440 30-32 16-22
28-40 440-460 32-34 16-22
Примітка. 1. Дані наведено для зварювання дротом діаметром 2 мм; виліт
електрода — 12-20 мм.
2. У чисельнику — режими для першого проходу і підварочного шва.
Таблиця 4
Режими автоматичного та напівавтоматичного зварювання у вуглекислому
газі таврових з’єднань сталей без скосу кромок (двобічні та однобічні
шви)
Катет шва, мм Діаметр
електродного
дроту, мм Виліт
електрода,
мм Зварювальний струм,А Напруга на дузі, В Швидкість
зварювання,
м/год
1,0-2,0 0,5-0,6 7-9 60-65 18-19 18-20
1,2-2,0 0,8 7-9 70-75 18-19 16-18
2,0-3,0 0,8 9-10 90-110 19-20 16-18
1,5-4,0 1,0 8-10 80-120 18-19 14-18
3-4 1,2 10-12 100-150 19-21 16-18
3-4 1,6 16-18 150-180 27-29 20-22
5-6 1,6 18-20 260-280 27-29 20-25
8-Ю 2,0-2,5 20-24 300-350 30-32 25-30
Таблиця .5
Режими механізованого зварювання сталей під флюсом
Товщина металу, Діаметр електродного дроту, мм Постійний струм зворотної
полярності Швидкість подачі
електродного дроту, м/год Швидкість
зварювання,
м/год Допустимий зазор, мм Тип з’єднання
сила
зварювального
струму, А напруга
на дузі,
В
3 1,6 170-210 24-26 79-126 30-45 1,5 Стикове
3 1,2 130-170 24-26 56-91 25-40 1,5 Стикове
3 1,6 170-220 24-26 79-126 25-40 1,0 Таврове
4 2,0 180-300 24-26 79-156 18-26 2,0 Стикове
4 2,0 180-320 24-26 101-156 24-30 1,5 Таврове
5 2,0 270-350 26-28 126-156 18-24 2,0 Стикове
5 2,0 270-350 26-28 126-156 24-30 1,5 Таврове
6 2,0 300-400 26-28 156-306 18-24 3,0 Стикове
6 2,0 350-450 30-32 156-306 20-30 2,0 Таврове
Таблиця 6
Режими механізованого зварювання арматурних стрижнів відкритою дугою
самозахисним дротом суцільного перерізу
Діаметр
стрижня,
мм
Вертикальні стики Горизонтальні стики
діаметр
дроту,
мм напруга
на дузі,
В швидкість подачі електродного дроту, м/год діаметр
дроту,
мм напруга
на дузі,
В швидкість подачі електродного дроту, м/год
20-22 1,6 24-25 186 1,6 29-30 241
25-28 1,6 25-26 215 1,6 29-30 241
32 1,6-2,0 26-30І 253 2,0 30-32 312
36 1,6-2,0 26-27 253 2,0 30-32 312
40 1,6-2,0 29-30 274 2,0 30-32 312
Середньовуглецеві сталі містять від 0,25 до 0,55% вуглецю. При такому
вмісті вуглецю в процесі швидкого охолодження металу шва і біляшовної
зони виникають крихкі загартовані ділянки металу, великі внутрішні
напруги, які спричинюють виникнення тріщин. Чим більший вміст вуглецю у
сталі, тим сильніше вона загартовується при швидкому охолодженні, вища
її крихкість і схильність до утворення тріщин.
Стійкість металу шва проти утворення кристалізаційних тріщин досягається
зниженням кількості вуглецю в металі шва шляхом застосування електродних
стрижнів і присаджувального дроту з пониженим вмістом вуглецю, а також
зменшенням частки основного металу в металі шва. Останнє досягається
розчищанням кромок і зварюванням на режимах, які забезпечують мінімальне
проплавлення основного металу. Цьому сприяють електроди з великим
коефіцієнтом наплавлення.
Для одержання пластичного металу шва і бляшовної зони виконують
попередній та супровідний підігрів, а також повільне охолодження
зварного шва. Температура підігріву має бути тим вищою, чим більший
вміст вуглецю в сталях і знаходитись в інтервалі 100-450°С. Попередній
підігрів невеликих конструкцій проводять у печах (електричних, газових).
Якщо конструкція масивна, то температуру підігріву підвищують із
урахуванням деякого її охолодження в процесі транспортування і
встановлення. У таких випадках використовують підігрів газовим пальником
і паяльною лампою. Температуру підігріву визначають за допомогою
термоолівців і термофарб (див. підрозділ 7.1).
j?
??
??
yyyy`„7a$
, нагріту до температури 675-700°С і після витримування повільно
охолодити разом з піччю до 150-100°С з подальшим охолодженням на
повітрі.
Зварювання середньовуглецевих сталей при температурі навколишнього
середовища нижче 5°С не рекомендується, особливо при вмісті вуглецю
більше 0,4% через можливість виникнення крихкості й тріщин.
Для підвищення пластичності металу шва та стійкості проти виникнення
тріщин необхідно знижувати глибину проплавлення (діаметр електрода і
струм), використовувати електроди типів Э42А, Э46А, Э50А. Кращі
результати дає застосування електродів із фтористокальцієвим покриттям
марок УОНИ-13/45 і УОНИ-13/55, які забезпечують достатню міцність і
високу стійкість металу шва проти утворення кристалізаційних тріщин.
Для уникнення труднощів, які виникають при зварюванні
се-редньовуглецевих сталей, крім підігріву, використовують модифікування
металу шва і дводугове зварювання в окремі ванни. При зварюванні
необхідно уникати накладання широких валиків, зварювати короткою дугою,
поперечні рухи змінити поздовжніми, кратери обов’язково заварювати або
виводити на технологічні пластини (в кратерах можливе утворення тріщин).
Високовуглецеві сталі містять 0,6-2,14% вуглецю, а за зварюваністю до
них відносяться й сталі з вмістом вуглецю понад 0,46%. Із таких сталей
зварні конструкції, як правило, не виготовляють. Через високий вміст
вуглецю вони відносяться до групи погано зварюваних сталей. Необхідність
зварювання виникає при ремонтних роботах і наплавлюванні. У таких
випадках виконують попередній, а інколи й супровідний підігрів з
наступною термообробкою (відпал, відпуск). Режими нагрівання та
охолодження визначаються вмістом у сталі вуглецю. Технологічні прийоми
зварювання високо-вуглецевих сталей такі ж, як і для зварювання
середньовуглецевих.
Зварювання високовуглецевих сталей при температурі навколишнього
середовища нижче 5°С і на протягах категорично забороняється.
3. Зварювання легових сталей і сплавів. Особливості технології
зварювання.
Високолеговними називають сталі, які містять один або декілька легуючих
елементів у кількості 10-50%. Якщо вміст легуючих елементів перевищує
50%, то замість слова сталь вживають слово сплав.
Високолеговані сталі та сплави класифікуються за системою легування,
структурою й властивостями. За системою легування сталі поділяють на
хромисті, хромонікелеві, хромомарганцеві, хро-монікелемарганцеві та ін.
Найпоширеніші високолеговані сплави: нікелеві, нікелехромисті,
нікелехромовольфрамові й нікелехромо-кобальтові.
За структурою високолеговані сталі поділяються на мартен-ситні
(09Х16Н4Б, 11Х11Н2В2МФ та ін.), мартенситно-феритні (15Х12ВНМФ, 12X13 та
ін.), феритні (08X13, 15Х25Т та ін.), аустенітно-мартенситні (07Х16Н6,
08Х17Н5МЗ), аустенітно-феритні (08Х20Н14С2, 08Х18Г8Н2Т) й аустенітні
(03Х17Н14М2, 03Х16Н15МЗБ, 12Х18Н9, 45Х14Н14В2М та ін). У деяких
аустенітних сталях нікель, як дефіцитний метал, частково або повністю
замінюють марганцем та азотом (10Х14Г14НЗ, 12Х17Г9Н4Айін.).
За системою зміцнення високолеговані сталі та сплави поділяють на
карбідні, які містять 0,2-1,0% вуглецю, боридні (утворюються бориди
заліза, хрому, ніобію, молібдену, вуглецю й вольфраму), з
інтерметалідним зміцненням (зміцнення дрібнодисперсними частинками).
За властивостями високолеговані сталі й сплави поділяють на
корозієстійкі (нержавіючі), жаростійкі (не окиснюються при температурах
до 1300°С), жароміцні (здатні працювати при температурах вище 1000°С без
зниження міцності), стійкі проти спрацювання та ін.
Технологічні особливості зварювання високолегованих сталей пов’язані з
їх фізичними властивостями і системою легування. Знижена
теплопровідність (до 2 разів при підвищених температурах), збільшений
коефіцієнт лінійного розширення (до 1,5 разів) і великий електричний
опір (у 5 разів більший ніж у вуглецевих сталях) сприяють великій
швидкості плавлення металу, великій глибині проплавлення та коефіцієнту
наплавлення. Тому для зварювання високолегованих сталей зменшують
величину зварювального струму на 10-20% порівняно з вуглецевими,
використовують укорочені електроди з покриттям основного й змішаного
типу (фтористо-кальцієві), зменшують виліт електрода та збільшують
швидкість подачі дроту при механізованому зварюванні.
Для запобігання виникненню міжкристалічної корозії при зварюванні
високолегованих сталей в металі шва створюють двофазну структуру
(аустеніт і ферит) для зменшення зерен, обмежують вміст шкідливих
домішок (сірки, фосфору, свинцю, олова, бісмута), легують титаном,
ніобієм, танталом, ванадієм, цирконієм (вони активно взаємодіють із
вуглецем і перешкоджають утворенню карбідів хрому).Крім того
використовують електродні покриття основного та змішаного типу. Для
попередження виникнення тріщин створюють меншу жорсткість виробу,
виконують попередній і супровідний підігрів до 250-300°С, обмежують
вміст шкідливих домішок, уводять легуючі елементи (молібден, марганець,
вольфрам), складають деталі із зазором (1,5-2 мм), зменшують
розбризкування металу та об’єм зварної ванни.
Корозієстійкі сталі, які не містять титану, ніобію або леговані
ванадієм, при нагріванні вище 500°С втрачають антикорозійні властивості.
Одержання антикорозійних властивостей, а також підвищеної пластичності
та в’язкості досягають нагріванням металу до 1000-1150°С і швидким
охолодженням у воді (гартуванням). Вміст вуглецю в основному металі до
0,02-0,03% повністю виключає міжкристалітну корозію.
Підігрів до 100-300°С обов’язковий для мартенситних сталей, а для
аустенітних — використовується рідко. Високолеговані сталі з вмістом
вуглецю понад 0,12% зварюються з попереднім підігрівом до 300°С і вище з
наступною термічною обробкою. Шви краще виконувати тонкими електродами
.діаметром 1,6-2,0 мм або електродним дротом діаметром 1,2-2 мм при
мінімально можливому зварювальному струмі.
При зварюванні корозієстійких сталей не допускається збудження дуги на
основному металі і попадання бризок на основний метал. Складки,
заглиблення, щілини, непровари можуть бути джерелом корозії. Кращу
корозієстійкість мають гладкі шви з плавним переходом до основного
металу. Не рекомендується зачищати шов пневматичним зубилом або іншим
способом, при яких утворюються вм’ятини, задирки тощо. Для зменшення
вигоряння легуючих елементів зварювання необхідно виконувати короткою
дугою без коливальних рухів кінцем електрода.
При зварюванні в аргоні деяких аустенітних сталей на межі сплавлення
спостерігається утворення пор. Недопущення появи пор досягають уведенням
до аргону 2-5% кисню. Решта вимог такі самі, як і при зварюванні
вуглецевих сталей.
Для зварювання високолегованих сталей і сплавів використовують
зварювання плавленням усіх видів.
Ручне дугове зварювання покритими електродами виконують при знижених
струмах [Ізв = (15+35)4. ЗВАРЮВАННЯ ДВОШАРОВИХ СТАЛЕЙ
Для економії дорогих високолегованих сталей використовують комбіновані
конструкції, які виготовляють із декількох сталей. Зварювання
високолегованих сталей з низько- або середньолеговани-ми та вуглецевими
не завжди забезпечує достатню міцність з'єднання. При зварюванні
різнорідних сталей, які відрізняються між собою хімічним складом і
властивостями, у шві можуть з'явитися тріщини, а в зоні сплавлювання
часто проходить зміна структури з утворенням шарів, які суттєво
відрізняються від структури зварюваних сталей. Ще однією особливістю є
різний коефіцієнт лінійного розширення металів. Для вирішення цієї
проблеми використовують зварювальні матеріали, які сприяють одержанню
аустенітного металу шва з високим вмістом нікелю. Нікель має здатність
забезпечувати стабільну зону сплавлювання металів. Вміст нікелю у металі
шва залежить від температури експлуатації виробу.
Щоб зекономити нікель, зварні з'єднання різнорідних сталей поділяють на
чотири групи: перша — це вироби, які працюють при температурах до 350°С;
друга — 350-450°С; третя — 450-550°С і четверта — при температурі понад
550°С.
Першу групу різнорідних сталей зварюють існуючими електродами (крім
електродів типу ЭА-1). Для зварювання різнорідних сталей другої, третьої
та четвертої груп використовують електроди марок АНЖР-1, АНЖР-2 і
АНЖР-3. Технологія зварювання різнорідних сталей така ж, як і при
зварюванні інших сталей.
При аргоно-дуговому зварюванні сталей мартенситного класу Х15Н5Д2Т або
аустенітно-феритного класу 1Х21Н5Т з міддю або хромистою бронзою Бр.Х05
товщиною 1-2 мм вольфрамовий електрод необхідно зміщувати у напрямку
міді на величину діаметра електрода. Це пов'язано з високою
теплопровідністю міді і необхідністю одержання металу шва з високим
вмістом міді для зниження схильності до тріщин.
Коли зварюють сталі Х15Н5Д2Т і 12Х19Ш0Т з ванадієм, джерело нагрівання
зміщують у бік більш тугоплавкого металу — ванадію для підвищення в
металі шва вмісту ванадію до 40%. При зварюванні сплавів титану ОТ4 з
ванадієм або сплавом ніобію ВН-2АЭ джерело нагрівання зміщують у бік
більш тугоплавких металів, щоб вміст у металі шва ванадію і ніобію
становив не менше 40% .
Одним із перспективних напрямів зварювання різнорідних металів є
зварювання в твердо-рідкому стані, тобто розплавленні одного з металів,
який має нижчу температуру плавлення. Хімічні зв'зки в такому з'єднанні
утворюються в процесі змочування рідким металом поверхні твердого і з
наступною дифузією. Цей спосіб можливий при зварюванні металів із
високою різницею температури плавлення.
Широко використовується зварювання металів із розплавлен-ням більш
легкоплавкого металу та з нанесенням покриття на поверхню більш
тугоплавкого металу. Зварювання алюмінію й сплавів на його основі з
сталями СтЗ і 12Х19Н10Т товщиною 4-6 мм з роз-плавленням алюмінію може
здійснюватися з попереднім нанесенням гальванічним шляхом на поверхню
сталі шару цинку товщиною 40-60 мкм з наступним алітуванням (насичення
алюмінію).
При зварюванні ніобієвого сплаву з корозієстійкими сталями на поверхню
ніобію наносять шар ванадію товщиною 2-3 мкм із наступним розплавленням
сталі.
Часто використовують зварювання різнорідних металів через проміжні
вставки, які добре зварюються із з'єднувальною парою металів або через
біметалеві вставки із з'єднуваних металів, одержаних під тиском.
При зварюванні сталі з титаном використовують проміжні вставки з
ванадію. Спочатку при зварюванні сталі з ванадієм дугу зміщують у бік
сталі, а при зварюванні титану з ванадієм — у бік ванадію.
При з'єднанні сталі з титаном використовують проміжні вставки із міді з
боку сталі та ніобію з боку титану і наступним зварюванням міді з
ніобієм. Біметалеві вставки вказаних сплавів і сталей із стабільними
властивостями одержують зварюванням вибухом.
Свої особливості має зварювання двошарових сталей. Найчастіше вони
складаються з низьковуглецевої сталі, покритої шаром корозієстійкої
сталі. В якості антикорозійного шару використовують аустенітні сталі
марок 08Х18Н10Т, 08Х17Н13МЗТ та ін. За хімічним складом електроди
повинні бути однорідні з металом плакованого шару. Наприклад, для сталі
08Х17Н16МЗТ використовують електроди з покриттям марки НЖ-16 і дріт
марки Св-06Х19Н10МЗТ. Для зварювання аустенітними електродами
застосовують постійний струм зворотної полярності. Найчастіше шов
виконується спочатку з боку вуглецевої сталі, а потім наплавлений метал
з боку плакованого шару захищається і зварюється вже плакований шар.
Дугове зварювання двошарових сталей за технікою виконання швів
аналогічне зварюванню одношарового металу.
5. Значення зварювання для народного господарства.
Зварювання є одним із основних технологічних процесів виготовлення і
ремонту деталей і виробів на всіх галузях промисловості Н.Г.
При зварюванні є економія стану до 50%. Зварення широко використовується
у літакобудуванні, кораблебудуванні, мостів, турбін. Зварювання дозволяю
отримати нероз’ємне з’єднання товщиною від 0,1 мм до декількох метрів.
На даному етапі розробленні нові високопродуктивного обладнання для
зварки різних металів.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
