книги / Сварка в машиностроении. Т. 2

подрезов и т. д.) металл в месте дефекта удаляют механическим путем или воз­ душно-дуговой или плазменной резкой и после зачистки подваривают. При сварке низколегированных сталей от выбора техники и режима сварки (при изменении формы провара и доли участия основного металла в формировании шва) зависят состав и свойства металла шва.

РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА ПОКРЫТЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ

Электроды выбирают р зависимости от назначения конструиний р типа стали (табл. 9), а режим рварки — в зависимости от толщины металла, типа свар­ ного соединения и пространственного положении срарки.'

Диаметр электрода зависит от толщины свариваемого металла^

Рекомендуемые для электрода данной марки значения сварочного тока, его род и полярность вцбиращт согласно паспорту электрода, р котором приводят éro срарочно-технологические свойства, типичный химический состав шва и меха­ нические свойства. При сварке рассматриваемых сталей обеспечиваются высокие механические свойства сварного соединения и поэтому в большинстве случаев не Требуются специальные меры, направленные на предотвращение образования в нем закалочных структур. Однако при сварке угловых швов на толстом металле и первого слоя многослойного шва для повышения стойкости металла против тре­ щин рекомендуется предварительный подогрев до 120—150° С.

Техника заполнения швов и определяемый ею термический цикл сварки зави­ сят от предварительной термической обработки стали. Сварка толстого металла каскадом и горкой, замедляя скорость охлаждения металла шва и околошовной зоны, предупреждает образование в них закалочных структур. Это же достигается при предварительном подогреве до 150—?00ü С. Поэтому эти способы дают благо­ приятные результаты на нетермоупрочненных сталях. При сварке термоупрочнен­ ных сталей для уменьшения разупрочнения стали в околошовной зоне рекомен­ дуется сварка длинными швами по охлажденным предыдущим швам. Следует выби­ рать режимы сварки с малой погонной энергией. При этом достигается и уменьше­ ние протяженности зоны разупрочненного металла в околошовной зоне. При исправ­ лении дефектов в сварных швах на низколегированных и низкоуглеродистых ста­ лях повышенной толщины швами малого сечения вследствие значительной ско­ рости остывания металл подварочного щва и его околошовная зона обладают пониженными пластическими свойствами. Поэтому подварку дефектных участков следует производить швами нормального сечения длиной не менее 100 мм или предварительно подогревать их до 150—200° С.

Сварка под флюсом

Автоматическую сварку выполняют электродной проволокой диаметром 3—5 мм, полуавтоматическую — диаметром 1,2—2 мм. Равнопрочность соединения дости­ гается подбором флюсов и сварочных проволок (табл. 10) и выбором режимов И техники сварки. При сварке низкоуглеродистых сталей в большинстве случаев применяют флюсы АН-348-А и ОСЦ-45 и низкоуглероднстые электродные прово­ локи Св-08 и Св-08Д. При сварке ответственных конструкций, а также ржавого металла рекомендуется использовать электродную проволоку Св-ОВГА. Исполь­ зование указанных материалов позволяет получить металл шва с механическими

свойствами, равными или превышающими механические свойства основного металла. При сварке низколегированных сталей используют те же флюсы и элект­ родные проволоки Св-08ГА, Св-ЮГА, Св-10Г2 й др. Легирование металла шва марганцем из проволок и кремнием при проваре основного металла, при подборе соответствующего термического цикла (погонной энергии) позволяет получить металл шва с требуемыми механическими свойствами. Использованием указанных материалов достигается.высокая стойкость металла швов против образования пор и кристаллизационных трещин. При сварке без разделки кромок увеличение доли основного металла в металле шва и поэтому некоторое повышение в нем углерода может повысить прочностные свойства и понизить пластические свойства металла шва.

10. Материалы для сварки под флюсом ниэкоуглсродистых и

Режимы сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей различаются незначительно и зависят от конструкции соединения, типа шва и техники сварки (табл. 11—15). Свойства металла околошовной зоны зависят от термического цикла сварки. При сварке угловых однослойных швов и стыковых и угловых швов на толстой стали типа ВСтЗ на режимах с малой погонной энергией в околошовной зоне возможно образование закалочных структур с пониженной пластичностью. Предупреждение этого достигается увеличением сечения швов или применением двухдуговой сварки.

При сварке низколегированных термоупрочненных сталей для предупрежден ния разупрочнения шва в зоне термического влияния следует использовать режимы с малой погонной энергией, а при сварке не термоупрочненных сталей — режимы с повышенной погонной энергией. Для обеспечения пластических свойств металла шва и околошовной зоны на уровне свойств основного металла во втором случае следует выбирать режимы, обеспечивающие получение швов повышенного сече­ ния, применять двухдуговую сварку или производить предварительный подогрев металла до 150—200° С.

В зависимости от условий сварки и охлаждения свойства сварных соедине­ ний на низкоуглеродистых и низколегированных стадях изменяются в широких пределах (табл. 16).

15. Режимы автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом угловых швов наклонным электродом (ток переменный или постоянный обратной полярности)

ДУГОВАЯ СВАРКА В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ

При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей дЛя защиты расплавленного электродного металла и металла Сварочной ванны используют углекислый газ. В качестве защитных находят применение и смеси углекислого Таза с аргоном «ли кислородом до 30%. Аргон й телйй в качестве защитных fââôfi Применяют только при сварке конструкций ответственного назначения. Сварку в углекислом газе выполняют плавящимся электродом. В некоторых случаях для сварки используют неплавящийся угольный или графитовый электрод (таол. 17).

17. Режимы сварки бортовых соединений угольным электродом в углекислом rade

Этот способ применяют прй сварке бортовых соединений из низкоуглеродистых Сталей толщиной 0,3—2,0 ММ (например, канистр, Корпусов конденсаторов и т. д .). Так как сварку выполняют без присадки, содержание кремния и марганца в ме­ талле шва нейелйко. В результате Прочность соединения составляет 50—70% прочности основного металла.

При автоматической и полуавтоматической сварке плавящйМся электродом Шйоб, расположенных в различных пространственных положениях, используют Электродную проволоку диаметром до 1,2 мм, а при сварке швов, расположенных

Структура и свойства металла швов и околошойной зоны на ниэноугЛеродиетыХ и низколегированных стилях Зависят от йспользойанной электродной проволоки, состава и свойств основного металла и режима сварки (Термического цикла сварки, доли участия основного металла в формировании шва и формы шва).

Влияние этих условий и технологиче­ ские рекомендации примерно такие же, каК И при ручной дуговой сварке ft сварке под флюсом.

На свойства металла шва влияет качество углекислого газа. При повы­ шенном содержании азота и водорода, а также влаги в газе в швах могут об­ разовываться поры. При сйарке в угле­ кислом газет влияние ржавчины незна­ чительно. Увеличение напряжения ду­ ги, повышая угар легирующих элемен­ тов, ухудшает меХаИйческИе свойства шва. Некоторые рекомендации по режи­ мам сварки приведены в табл. 18—20.

19. Режимы полуавтоматической и автоматической сварки стыковых швов без разделки кромок в углекислом газе

*Сварка с разделкой кромок.

20.Режимы автоматической и полуавтоматической сварки угловых швов

вуглекислом газе

Сварка на повышенных токах приводит к получению металла швов с пони­ женными пластичностью и ударной вязкостью, что, вероятно, объясняется повы­ шенными скоростями охлаждения. Свойства металла швов при обычных режимах соответствуют свойствам металла швов, выполненных электродами типа Э50А (табл. 21). В промышленности находит применение и сварка в углекислом газе порошковыми проволоками. Технология этого способа сварки и свойства сварных соединений примерно такие же, как и при использовании их при сварке без допол­ нительной защиты.

21.Механические свойства металла швов при сварке низкоуглеродистых

инизколегированных сталей в углекислом газе

П р и м е ч а н и е . Диаметр сварочной проволоки 2 мм; сила тока 300—340 А; напряжение дуги 28—30 В; скорость сварки 20 м/ч; сварка в три слоя.

СВАРКА ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ И ПРОВОЛОКОЙ СПЛОШНОГО СЕЧЕНИЯ БЕЗ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

Одним из преимуществ сварки открытой дугой порошковой проволокой по сравнению со сваркой в углекислом газе является отсутствие необходимости в газо­ вой аппаратуре и возможность сварки на сквозняках, при которых наблюдается сдувание защитной струи углекислого газа. При правильно выбранном режиме сварки обеспечивается устойчивое горение дуги нехорошее формирование шва.

В качестве источников тока можно использовать выпрямители и преобразователи

скрутопадающими внешними вольт-амперными характеристиками. Недостатком этого способа сварки является возможность сварки только в нижнем и вертикаль­ ном положениях из-за повышенного диаметра выпускаемых промышленностью проволок и повышенной чувствительности процесса сварки к образованию в швах пор при изменениях вылета электрода и напряжения дуги. Особенностью порошко­ вых проволок является также и малая глубина проплавления основного металла. Ориентировочные режимы сварки порошковыми проволоками приведены в табл. 22.

22. Оптимальные диапазоны сварочных токов и напряжений дуги

при сварке порошковыми проволоками (в нижнем положении)

При использовании проволоки ПП-1ДСК для соединений с повышенным зазо­ ром между кромками в швах могут образовываться поры. Проволока ЭГ1С-15/2 для получения швов без пор требует соблюдения режимов в узком диапазоне. Большие рабочие токи ограничивают применение этой проволоки для сварки метал­ ла малых толщин. Проволоки ПП-АН7 и ПП-2ДСК имеют хорошие сварочно-тех­ нологические свойства в широком диапазоне режимов.

Механические свойства металла швов при сварке порошковыми проволоками примерно такие же, как свойства соединений, выполненных электродами типа Э50А по ГОСТ 9467—75 (табл. 23). Для сварки ответственных конструкций из ннзкоуглеродистых и низколегированных сталей рекомендуется использовать проволоки ПП-2ДСК и ПП-АН4, обеспечивающие получение шва с хорошими показателями хладноломкости

23.Механические свойства швов при сварив низкоуглеродистых сталей порошковыми проволоками

В промышленности иногда используют сварку электродными проволоками без специальной защиты. Для сварки низкоуглеродистых сталей этим способом используют проволоки Св-15ГСТЮЦА и Св-20ГСТЮА. Технологические свойства дуги при сварке этим способом несколько хуже, чем при сварке в углекислом газе. Поверхность швов покрыта толстой пленкой окислов, плотно сцепленных с поверх­ ностью.

Механические свойства металла швов соответствуют механическим свойствам шва, выполненного электродом типа Э50.

ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА

Электрошлаковую сварку широко применяют при изготовлении ответствен­ ных конструкций большой толщины из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Равнопрочность сварного соединения достигается легированием металла шва через электродную проволоку и при переходе элементов из расплавляемого металла кромок основного металла. Последующая термическая обработка, кроме снижения остаточных напряжений, благоприятно влияет на структуру и свойства сварных соединений. При электрошлаковой сварке рассматриваемых сталей ис­ пользуют флюсы АН-8, АН-8М, ФЦ-1, ФЦ-7 и ÂH-22. Выбор электродной прово­ локи зависит от состава стали. При сварке низкоуглеродистых спокойных сталей с содержанием углерода до 0,15% хорошие результаты достигаются при исполь­ зовании проволок Св-08А и Св-ОдГА. Для предупреждения образования газо­ вых полостей и пузырей при сварке кипящих сталей, содержащих мало кремния, рекомендуется электродная проволока Св-08ГС, содержащая 0,6—0,85% Si. При сварке сталей ВСтЗ и некоторых марок низколегированных сталей удовлетво­ рительные результаты достигаются при использовании электродных проволок Св-08ГА, Св-10Г2 и Св-08ГС, а при сварке стали 10ХСНД— проволоки Св-08ХГ2СМА. При электрошлаковой сварке низкоуглеродистых сталей равнопрочность металла шва и сварного соединения обеспечивается в состоянии после сварки, отпуска и после нормализации и отпуска. Однако ударная вязкость метал­ ла шва и металла на участке перегрева околошовной зоны в состоянии после сварки при 20° С меньше ударной вязкости основного металла. Ориентировочные режимы сварки приведены в табл. 24. Химический состав металла шва и механические свойства сварных соединений даны в табл. 6 и 8.

КОНТАКТНАЯ СВАРКА

При нонтактной сварке металл в зоне сварки подвергается термомеханнческому^ воздействию. При точечной и шовной сварке химический состав металла литой зоны соединения не изменяется, так как изолирован от воздуха. При сты­ ковой сварке состав металла в зоне сварки изменяется в результате взаимодействия с кислородом и азотом воздуха, испарения, удаления при осадке легкоплавких