43.Влияние легирующих элементов на качество стали

Легированными называют стали, в которые кроме железа и углерода вводят легирующие добавки для придания сталям специальных свойств. Основными легирующими элементами являются Mn, Si, Cr, Ni, W. Mo, Со, Ti, V, Zr, Nb и др.

Легирующие элементы по-разному влияют на свойства стали.

Марганец повышает прочность, износостойкость, а также глубину прокаливаемости стали при термической обработке.

Кремний способствует получению более однородной структуры, положительно сказывается на упругих характеристиках стали. Кремний способствует магнитным превращениям, а при содержании его в количестве 15-20 % придает стали кислотоупорность.

Хром повышает твердость, прочность, а при термической обработке увеличивает глубину прокаливаемости, положительно сказывается на жаропрочности, жаростойкости, повышает коррозионную стойкость.

Никель действует так же, как и марганец. Кроме того, он повышает электросопротивление и снижает значение коэффициента линейного расширения.

Вольфрам уменьшает величину зерна, повышает твердость и прочность, улучшает режущие свойства при повышенной температуре.

Молибден действует как и вольфрам, а также повышает коррозионную стойкость.

Маркируют легированные стали буквами и цифрами, указывающими ее химический состав. Первые две цифры показывают содержание углерода (для конструкционных сталей – в сотых долях процента, для инструментальных и нержавеющих – десятых долях), затем ставится буква, указывающая на легирующий элемент, после буквы следует цифра, указывающая на среднее содержание этого элемента в процентах. Если содержание легирующего элемента составляет менее или около 1%, то за буквой цифра не ставится. Легирующие элементы обозначаются следующими буквами: А – азот, К – кобальт, Т – титан, Ю – алюминий, С – кремний, В – вольфрам, Ф – ванадий, X – хром, Д – медь, Н – никель, Г – марганец, М – молибден, П – фосфор, Р – бор, Ц – цирконий, Ч – редкоземельные металлы, Б – ниобий. Например, сталь марки 12ХНЗА содержит 0,12 % углерода, до 1,0% хрома, 3% никеля, буква А в конце обозначения указывает, что сталь высококачественная.

Легированные стали классифицируют по назначению, химическому составу, равновесной структуре и структуре после охлаждения на воздухе.

По назначению их делят на: конструкционные (машиностроительные, строительные), предназначенные для изготовления деталей машин и механизмов, а также элементов конструкций, в том числе и строительных; инструментальные, используемые для изготовления режущих инструментов, штампов, измерительного инструмента и др.; стали и сплавы с особыми (специальными) свойствами (нержавеющие, жаропрочные, теплоустойчивые и др.).

В зависимости от входящих в состав сталей легирующих элементов их называют хромистыми, хромоникелевыми, ванадиевыми и т. п.

44.Тб при сварке в сосудах и емкостях.

Грязь и осадки со стенок сосуда снимаются специальными деревянными, латунными или алюминиевыми скребками.

При очистках сосудов, емкостей с применением едких веществ рабочие должны надеть брезентовый костюм (с брюками навыпуск), резиновые сапоги с высокими голенищами, резиновый фартук и перчатки, на глаза надевают очки.

При работе внутри резервуаров рабочие надевают маски или противогазы, а поверх спецодежды надевают монтажный пояс со страхующими канатами, концы которых держат рабочие, стоящие снаружи у люка для оказания помощи в случае необходимости находящемуся внутри резервуара.

Как выполняют сварочные работы в закрытых сосудах?

Прежде чем приступать к выполнению сварочных работ в баках, цистернах, котлах, колодцах и других тесных и замкнутых пространствах, необходимо вначале проверить наличие в них газа.

При отсутствии признаков газа устанавливают приточно-вытяжную вентиляцию. При необходимости сварку производят в противогазах. Если необходимо искусственное освещение, то оно должно быть на напряжение не выше 12 в, от понизительного трансформатора или аккумуляторов, расположенных за пределами свариваемой конструкции. Светильники должны быть во взрывобезопасном исполнении. Для защиты сварщика от поражения электрическим током сварочные установки снабжаются автоматами, отключающими установку при разрыве дуги или уменьшающими напряжение до безопасной величины.

В качестве защитных средств применяют диэлектрические коврики, поверх которых настилают асбестовые листы, брезент; на руки надевают диэлектрические перчатки, а поверх них брезентовые рукавицы. Во время работы в закрытых сосудах, колодцах и т. п. сварщик должен быть привязан страхующими канатами за предохранительный монтажный пояс. Вторые концы канатов должны быть все время в руках другого рабочего, находящегося снаружи свариваемой установки.

45.Устройство и параметры ВД-201У2

46.Сварка в среде СО2

Советскими исследователями К. В. Любавским и Н. М. Но­вожиловым в начале 50-х годов был разработан способ свар­ки в защитной среде углекислого газа, который в настоящее время нашел широкое применение во всех странах мира.

Сущность процесса сварки в углекислом газе заключается в следующем. Поступающий в зону сварки углекислый газ защищает ее от вредного влияния атмосферы воздуха. При­чем при высокой температуре сварочной дуги углекислый газ частично диссоциируется на окись углерода и кислород 2С02--2СО + O2.

В результате в зоне дуги образуется смесь из трех раз­личных газов: углекислого газа, окиси углерода и кислорода.

Вследствие того, что температура дуги не везде одинако­ва, неодинаков и состав газовой смеси в зоне дуги. В централь­ной части, где температура дуги высокая, углекислый газ диссоциирует почти полностью. В области, прилегающей к сварочной ванне, количество углекислого газа преобладает над суммарным количеством кислорода и окиси углерода. Все три компонента газовой смеси защищают металл от воздействия воздуха, в то же время окисляют его как при переходе капель электродной проволоки в сварочную ванну, так и на поверхности

Порядок и интенсивность окисления элементов зависят от их химического сродства к кислороду. Вначале окисляется кремний, имеющий большее сродство к кислороду, чем другие элементы. Окисление марганца также происходит значительно интенсивнее, чем окисление железа и углерода. Следователь­но, нейтрализовать окислительный потенциал углекислого газа можно введением в присадочную проволоку избыточного кремния и марганца, В этом случае погашаются реакции окисления железа и образования окиси углерода, но сохра­няются защитные функции углекислого газа в отношении атмосферы воздуха.

Качество наплавленного металла зависит от процентного содержания кремния и марганца в сварочной проволоке (при условии наличия необходимого количества углекислого газа). Хорошее качество наплавленного металла при сварке углеро­дистых сталей гарантируется тогда, когда в составе про­волоки соотношение Мn к Si составит

Образовавшиеся окислы кремния и марганца не раство­ряются в жидком металле, а вступают во взаимодействие друг с другом, образуя легкоплавкое соединение, которое в виде шлака всплывает на поверхность сварочной ванны.

Техника и режимы сварки. Прихватку деталей из углеро­дистых сталей под сварку в углекислом газе осуществляют либо электродами типа Э42 или Э42А, либо полуавтома­тической сваркой в углекислом газе. Прихватку деталей из легированных сталей выполняют электродами соответствующе­го назначения.

Поверхность свариваемых кромок перед прихваткой и сваркой тщательно зачищают от грязи, ржавчины, масла, окалины и шлака. При сборке выдерживают одинаковые зазоры, которые в стыковых соединениях не должны пре­вышать 1,5 мм. Смещение свариваемых кромок относитель­но друг друга не должно превышать 1 мм для толщин 4—10 мм и 10 % толщины для толщин более 10 мм.

Схема общего вида сварочного поста показана на рис. 99.

Сварку в углекислом газе выполняют во всех простран­ственных положениях; вертикальные и потолочные швы вы­полняют на малых токах и проволокой небольшого диаметра.

Параметрами режима сварки в углекислом газе являются род и полярность тока, диаметр электродной проволоки, величина сварочного тока, напряжение дуги, расход угле­кислого газа, вылет и наклон электродной проволоки по отношению к свариваемому изделию.

При сварке применяют постоянный ток обратной поляр­ности. Величину сварочного тока и диаметр электродной проволоки выбирают в зависимости от толщины металла и положения шва в пространстве.

В табл. 38 показаны приемы перемещения конца электрод­ной проволоки при сварке стыкового соединения в нижнем положении.

Материалы и оборудование. Углекислый газ имеет следую­щие особенности:

при повышении давления превращается в жидкость;

при охлаждении без давления переходит в твердое со­стояние — сухой лед;

сухой лед при повышении температуры переходит не­посредственно в газ, минуя жидкое состояние.

Для сварки применяют углекислоту по ГОСТ 8050 — 76, поставляемую в баллонах в жидком состоянии. При испаре­нии 1 кг жидкой углекислоты при 0°С и 760 мм рт. ст. образуется 506,8 л газа. В стандартный баллон емкостью 40 л заливают 25 кг жидкой углекислоты, что составляет 12,67 м3 газа. Вредными примесями в углекислом газе яв­ляются азот и влага.

Влага удаляется из газа осушителем, который заполняется силикагелем, алюминием или медным купоросом, которые перед заправкой в осушитель необходимо прокалить при температуре 250 —300°С в течение 2 — 2,5 ч.

Рекомендуется также для снижения влажности углекислого газа баллон с углекислотой ставить вентилем вниз (рис. 100) и дважды через 15 — 20 мин после опрокидывания баллона спускать воду.

Сварочная проволока применяется в зависимости от марки свариваемой стали.

В табл. 39 приведены некоторые марки сварочных проволок, применяемые при сварке различных сталей.

Полуавтоматы. Для сварки в углекислом газе применяют следующие полуавтоматы: ПШП-10, А-547, А-537, сварочную головку ТСГ-7 для сварки труб и другое оборудова­ние.

Полуавтомат ПШП-10 предназначен для дуговой сварки углеродистых нержавею­щих и жаропрочных сталей, алюминиевых сплавов и других металлов плавящимся электродом в среде защитных газов. Полу­автомат позволяет выполнять сварку посто­янным током. В его комплект входят катуш­ка с кронштейном и шкаф с электроаппа­ратурой.

Полуавтомат А-547 предназначен для сварки тонкой электродной проволокой диа­метром 0,8—1,0 мм.

Полуавтомат А-537 предназначен для сварки электродной проволокой диаметром 1,6 — 2 мм.