Билет № 15

Вопрос 1. Основные требования к сварке низко- и среднеуглеродистых сталей. Различают:

• низкоуглеродистые стали, содержащие до 0,25% углерода;

• среднеуглеродистые, содержащие от 0,25 до 0,6% углерода;.

• высокоуглеродистые, содержащие от 0,6 до 2,0% углерода.

К углеродистым относят стали, не содержащие ле­гирующих компонентов (кроме углерода). В низкоуг­леродистых сталях присутствуют марганец и кремний, однако они не считаются легирующими компонента­ми, если содержание марганца не превышает 1% и кремния 0,8%.

Большинство сварных конструкций изготовляется из низкоуглеродистых сталей, выпускаемых в виде листов и фасонного проката, — уголка, швеллеров, двутавровых балок и пр.

Дуговая сварка.

Для сварки низкоуглеродистых сталей применя­ют электроды типов Э42, Э42А, Э46 по ГОСТу 9467-60 .с рутиловыми, фтористо-кальциевыми, руднокислыми и органическими покрытиями. Род тока, поляр­ность и величину тока выбирают в соответствии с ха­рактером покрытия, толщиной металла, типом шва и диаметром электрода.

Низкоуглеродистые стали хорошо свариваются ду­говой сваркой и другими способами.

Применяются электроды различных марок с покры­тиями типов АНО, УОНИ, ОЗС, ЦМ, МР, УП, К и др.

Выбор электрода должен обеспечивать:

■ равнопрочность сварного соединения с основным металлом;

■ бездефектные швы;

■ заданный состав металла шва.

Для особо ответственных конструкций используют электроды с основным покрытием типа Э42А марок УОНИ-13/45, УП-1/45, обеспечивающие повышенные пластические свойства и стойкость металла шва про­тив кристаллизационных трещин.

При сварке угловых швов толстого металла и пер­вого слоя многослойного шва, когда скорость охлаж­дения достаточно велика, иногда используют предва­рительный подогрев основного металла до 120-150 "С для предупреждения появления закалочных структур и кристаллизационных трещин.

Средне углеродистые стали (углерод от 0,26 до 0,45%). При их сварке применяется предварительный и сопутствующий подогрев при сварке до температу­ры 250-300°С.

Высокотемпературный подогрев вреден, так как вызывает появление трещин вследствие увеличения глубины провара основного металла и повышения со­держания углерода в металле шва.

Лучшие результаты дает сварка постоянным током прямой полярности. Высокую стойкость металла шва против кристаллизационных трещин и необходимую прочность сварного соединения обеспечивает приме­нение электродов УОЙИ-13/55 и УОНИ-13/45.

Во избежание образования хрупких и малопластич­ных закалочных структур в околошовной зоне полез­но медленное остывание изделия после сварки.

В ряде случаев приходится прибегать к последую­щей термической обработке (закалке с отпуском).

Из высокоуглеродистых сталей, как правило, не изготавливают сварные конструкции. Необходимость их сварки может возникнуть при ремонтных работах, наплавке.

В этом случае применяют те же приемы сварки и наплавки, что и для других плохо сваривающихся ста­лей (предварительная и последующая термообработка, предварительный и сопутствующий подогрев, соответ­ствующие марки электродов и режимы сварки).

Газовая сварка.

Низкоуглеродистые стали свариваются газовой свар­кой без особых затруднений.

Сварку ведут нормальным пламенем и, как прави­ло, без флюса.

Наконечник горелки при левом способе сварки выбирают из расчета расхода ацетилена 100-130 дм³/ч на 1 мм толщины свариваемого металла, а при пра­вом способе— 120-150 дм³/ч на 1мм толщины ме­талла.

Кромки под сварку подготавливают в зависимос­ти от толщины свариваемого изделия. Диаметр при­садочной проволоки также подбирается в зависимос­ти от толщины свариваемого, металла по следующей формуле:

• при левом способе сварки d_п = S/2 + 1 мм;

• при правом способе сварки d_п = S/2 мм, где d — диаметр присадочной проволоки, мм;

d_n = S/2 — толщина свариваемого металла, мм.

Высококвалифицированные сварщики применяют пламя большой мощности, наконечник выбирают из расчета расхода ацетилена 150-200 дм³/ч на 1 мм тол­щины свариваемого металла, используя при этом при­садочную проволоку большего диаметра; пламя горелки должно быть нормальным. Производительность сварки при этом повышается.

Для неответственных конструкций в качестве при­садки применяют сварочную проволоку Св-08 и Св-08А. При сварке этими проволоками часть компо­нентов, таких как С, 81 и Мп, выгорают, а металл шва приобретает крупнозернистую структуру. Предел проч­ности такого соединения ниже предела прочности ос­новного металла.

Для получения равнопрочного с основным метал­лом соединения при сварке ответственных конструк­ций необходимо применять кремнемарганцовистую сварочную проволоку Св-08Г, Св-08ГА, Св-10ГА или Св-14ГС.

Во время сварки необходимо следить за тем, чтобы кромки свариваемого металла и конец присадочной проволоки расплавлялись одновременно. Конец при­садочной проволоки должен быть погружен в ванноч­ку расплавленного металла. Нельзя допускать, чтобы капли расплавленного металла попадали на нерас­плавленные кромки основного металла, так как это приводит к непровару, что снижает механические ха­рактеристики соединения.

Если конец присадочной проволоки прилипает к свариваемым кромкам основного металла, это значит, что они недостаточно нагреты.

В процессе сварки следует избегать отклонения сва­рочного пламени от ванны расплавленного металла шва, так как это может привести к окислению метал­ла шва кислородом воздуха.

Сварные швы должны иметь равномерно чешуйча­тую поверхность, а также равномерную ширину и высоту наплавленного валика.

Переход от основного металла к наплавленному должен быть плавным, без подрезов. В процессе свар­ки горелкой производят равномерные и непрерывные колебательные и поступательные движения. Колеба­тельные движения выбираются в зависимости от тол­щины свариваемого металла.

Для уплотнения и повышения пластичности наплав­ленного металла применяют проковку и последующую термообработку шва. Проковку рекомендуется начи­нать при температуре светло-красного и заканчивать при температуре темно-красного каления.

Проковка при более низкой температуре может привести к появлению микроскопических трещин в металле шва или околошовной зоне.

При сварке ответственных и толстостенных изделий применяют термическую обработку сварных соедине­ний. В качестве горючего газа при сварке низкоуглеро­дистой стали применяют ацетилен или пропан-бутан; пропан-бутановым пламенем сваривают таким образом, чтобы расстояние от конца ядра пламени до сваривае­мой поверхности было 8-10 мм. Пропан-бутан приме­няется для сварки неответственных деталей.

Для сварки высокоуглеродистых сталей использу­ются флюсы.