Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Фоминых В.П. Электросварка учеб. для проф.-техн. училищ

.pdf
Скачиваний:
28
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11.64 Mб
Скачать

промежуточное положение между кипящей и спокойной сталями и содержит 0,05—0,12% кремния;

б) качественной — углеродистой или легированной, в которых содержание серы и фосфора не должно пре­ вышать по 0,04% каждого элемента;

в) высококачественной — углеродистой или легиро­ ванной, в которых содержание серы и фосфора не долж­ но превышать соответственно 0,030 и 0,035%. Такая сталь также имеет повышенную чистоту по неметаллическим включениям и обозначается буквой А, помещаемой после обозначения марки.

По назначению стали бывают строительные, маши­ ностроительные (конструкционные), инструментальные и стали с особыми физическими свойствами.

Сварка низкоуглеродистых сталей. Такие стали име­ ют хорошую свариваемость. При выборе типа и марки электрода для сварки низкоуглеродистых сталей руко­ водствуются следующими требованиями:

обеспечение равнопрочное™ сварного соединения с основным металлом;

получение сварных швов без дефектов; обеспечение требуемого химического состава метал­

ла шва; получение стойкости сварных соединений в условиях

вибрационных и ударных нагрузок, а также при повы­ шенных или пониженных температурах.

Для сварки низкоуглеродистых сталей применяют электроды марок ОММ-5, СМ-5, ЦМ-7, КПЗ-32Р, ОМА-2, УОНИ-13/45, СМ-11 и др. (табл. 10).

Сварка среднеуглеродистых сталей. Такие стали име­ ют повышенное содержание углерода, который является причиной образования кристаллизационных трещин при сварке, а также малопластичных закалочных структур и трещин в околошовной зоне. Поэтому для повышения стойкости металла шва против образования кристалли­ зационных трещин следует понизить количество углеро­ да в металле шва. Это достигается применением элект­ родов с пониженным содержанием углерода, а также уменьшением доли участия основного металла в металле шва.

Чтобы снизить вероятность появления закалочных структур, необходимо применять предварительный и со­ путствующий подогрев изделия. Надежным способом достижения равнопрочности сварного соединения при

110

Т а б л и ц а ÎO

Технологические характеристики электродов для сварки низкоуглеродистых сталей

Марка электрода

Коэффициент наплавки, efa-ч

Устойчивость

Расход электро­ дов на 1 кг на­ плавленного металла

Диаметр элек­ трода, лш

нижнее поло­ жение

личина тока,

а

о

га^ 2: щ

= й

Р S

а о

я с

потолочное положение

Р о д тока

Температура прокаливания электродов, °С

ОММ-5

7,2

Высокая

1,8

2

60-70

50—60

60—70

Постоянный

150

 

 

 

 

3

100—130

80—110

90—120

 

 

 

 

 

 

4

160—190

130—150

140—160

 

 

 

 

 

 

5

200—220

150—170

 

 

СМ-5

7,2

»

1,8

4

160—190

130—160

140—170

»

150

 

 

 

 

5

200—220

150—170

 

 

ЦМ-7

10,6

 

1,8

4

160—190

130—150

140—160

»

200

 

 

 

 

5

210—250

140—160

Переменный

 

 

 

 

 

6

260—320

 

 

ОМА-2

10,0

»

1,5

2

25—45

20-45

20—45

Постоянный

100

 

 

 

 

2,5

40—60

35—60

40—60

Переменный

 

 

 

 

 

3

50—80

40—80

50—80

 

 

УОНИ-13,45

8,5

Удовлетворитель­

1,6

2

45—65

30—40

30—45

Постоянный

350—370

 

 

ная

 

3

80—100

60—80

70—90

 

 

 

 

 

 

4

130—160

100—130

120—140

 

 

 

 

 

 

5

170—200

140—160

150—170

 

 

СМ-11

9,5

Вполне удовлетво­

1,45

,4

160—220

140—180

140—180

»

300—350

 

 

рительная

 

5

200—250

160—200

1

Переменный

 

га

о электрМарка

УП-2/45

Технологические характеристики

 

 

° п

 

 

Расходэлектг

н

 

 

дов плавленного металла

' 3 s

Устойчивость дуги

 

кг

 

 

1

 

 

 

на

10

Вполне удовлетво­

 

1,6

 

рительная

 

 

электродов для сварки среднеуглеродистых сталей

Величина тока, а

О

 

о

OJ ci

 

 

 

 

 

 

3S

 

с L

•и 5

о =

Род тока

5 =

Ï'

feg

S *

|s

 

âg

2 о

Р 2

О

 

Ч и

°-5

 

г с:

щ О

§3

 

 

 

а с

ь ч

 

4

140—160

о о

 

140—160

140сс160 Постоянный,

5

150—250

160—210

 

переменный

ОЗС-2

8,5

Удовлетворитель­

1,6

3

80—100

60—80

60—80

Постоянный

 

 

ная

 

4

130—150

120—140

120—140

 

 

 

 

 

5

170—200

150—170

 

 

УОНИ-13/55

9,0

»

1,7

3

80—100

60—80

70—90

»

 

 

 

 

4

130—160

100—130

120—140

 

 

 

 

 

5

170—200

140—160

150—170

 

 

 

 

 

6

210—240

180—210

 

 

К-5А

9,0'

 

1,7

4

140—200

110—160

120—180

Постоянный,

 

 

 

 

5

220—280

 

 

переменный

 

 

 

 

6

310—380

 

 

 

УОНИ-13/65

9,0

 

1,7

3

80—100

60—80

60—80

Постоянный

 

 

 

 

4

130—150

90—110

100—120

 

 

 

 

 

5

170—200

 

 

 

 

 

 

 

6

210—240

 

 

 

Температура прокаливания электродов, "С

300—350

250—300

350

350

400

низком процентном содержании углерода является до­ полнительное легирование металла шва марганцем и кремнием.

Среднеуглеродистые стали свариваются электрода­ ми УОНИ-13/45, УП-1/45, УП-2/45, ОЗС-2, УОНИ-13/55, К-5А, УОНИ-13/65 и др. (табл. 11).

В о п р о с ы д л я с а м о п р о в е р к и

1.Как классифицируются стали?

2.Каковы особенности сварки низкоуглеродистых сталей?

3.Как избежать возникновения кристаллизационных трещин при сварке срсднеуглероднстых сталей.

§ 36. ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Сварка низколегированных и среднелегированных конструкционных сталей. Свариваемость таких сталей зависит от содержания углерода и легирующих компо­ нентов и ухудшается с ростом содержания углерода и легирующих компонентов. Стали кремнемарганцевой группы 15ГС, 18Г2С и 25Г2С сваривают электродами ти­

па Э60А

марки УОНИ-13/65.

Перед сваркой кромки

т дательно

зачищают от грязи,

ржавчины и окалины,

кварку выполняют предельно короткой дугой. Изделие перед сваркой подогревают до температуры 200° С, электроды перед сваркой прокаливают при 400° С в те­ чение одного часа.

Кремнемарганцемедистые стали 10Г2СД, 10ХГСНД, 15ХСНД и 12ХГ сваривают электродами типа Э50А марки УОНИ-13/55. Изделие перед сваркой не подогре­ вают.

Сварка

легированной

машиностроительной

стали.

Хромистая

сталь

15Х

сваривается

электродами

УОНИ-13/85

предельно короткой дугой

без

подогрева

и последующей термической

обработки.

 

 

 

Хромомолибденовая сталь 15ХМ сваривается элект­

родами ЦЛ-14 с предварительным подогревом

изделия

до 250—300° С

и последующим

высоким

отпуском при

710° С. Сталь

марки

30ХМ

сваривается

электродами

ЦЛ-30-63 с предварительным

подогревом изделия до

350° С и последующим отпуском при 600° С.

 

 

Хромокремнемарганцевые

стали 20ХГСА,

25ХГСА,

ЗОХГСА, ЗОХГСНА свариваются электродами ЦЛ-18-63 или НИАТ-ЗМ предельно короткой дугой. После сварки сварные соединения подвергаются термической обработ-

8—5G9 из

а)

е(

Марка электрс

У ОНИ-13/85

ЦЛ-14

ЦЛ-30-63

ЦЛ-18-63

НИАТ-ЗМ

Т а б л и ц а 12 Технологические характеристики электродов для сварки некоторых легированных сталей

Коэффициент наплавки,г/а-

Ô

наплавленного металла

Расходэлектр

довпа 1 кг

Устойчивость

д у г и

 

 

9,5

Удовлетворитель­

1,5

 

ная

 

10,5

Высокая

1,6

10,4

Удовлетворитель­

1,6

 

ная

 

8,5

»

1,8

10

 

1,6

і

й>

Г5 in s; o.^

н . Й я

s§

а?

3

4

4

5

4

5

4

5

2,5

3

4

нижнее положение

Величина

тока,

а

 

вертикальное

положение

потолочное положение

Род тока

 

 

 

 

80—100

70—80

70—90

Постоянный

130—160

90—120

100—140

 

160—180

120—160

120—160

Постоянный,

200—240

 

 

переменный

 

 

 

140—160

120—140

 

180—210

 

 

 

130—160

120—140

120—130

Постоянный

180—210

 

 

 

60—100

90—130

150—180

Температура прокалки, °С

370

200

350

350

300—450

ке на высокую прочность: закалка

с температуры 880° С

и низкий отпуск.

 

 

 

 

 

 

 

Технологические

 

характеристики

электродов для

сварки

некоторых

легированных

машиностроительных

сталей приводятся в табл. 12.

 

 

 

 

 

Сварка теплоустойчивых сталей. К теплоустойчивым

сталям

относятся

12МХ;

20МХЛ;

34ХМ; 20ХЗМВФ;

20ХМФ;

20ХМФЛ;

 

12Х1М1Ф;

15ХМФК.Р;

12Х2МФБ;

Х5М; 15Х5МФА; Х5ВФ; 06X13; Х17; 1X13 и др.

Изделия из сталей

12МХ

и

20МХЛ,

работающие

при температуре до

550° С,

свариваются

электродами

ЦЛ-14. Сварку выполняют с предварительным подогре­

вом

изделия до

 

250—300° С для

стали

20МХЛ

и до

200° С — для

стали

12МХ. После

сварки

рекомендуется

высокий

отпуск

 

при

температуре

710° С. Сталь

12МХ

можно

сваривать

также

электродами

ГЛ-14,

если из­

делие

работает

 

при температуре

до

520° С. Подогрев

и отпуск

такие

же,

что

и

при

 

применении

электродов

ЦЛ-14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изделия из сталей 34ХМ и

20ХЗМВФ,

работающие

при

температуре

до

470° С, сваривают

электродами

ЦЛ-30-63. Сварку

 

выполняют

 

с

предварительным и

сопутствующим

подогревом

изделия до

350° С для стали

34ХМ

и до

400—450°С — для

стали

20ХЗМВФ. Свар­

ные

соединения

 

подвергаются

отпуску: сталь

34ХМ —

при

температуре

600°С,

сталь

20ХЗМВФ — при темпе­

ратуре 680° С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изделия из сталей 20ХМФ, 20ХМФЛ, 12Х1М1Ф, ра­

ботающие при

температуре

до

570° С,

сваривают

элек­

тродами ЦЛ-20-63. Сварка

выполняется

короткой

дугой

с

предварительным

и

 

сопутствующим

подо­

гревом

 

изделия

до 300—350° С.

После

сварки

реко­

мендуется

высокий

отпуск

при

700—740° С

в

тече­

ние 3 ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изделия

из

сталей

15ХМФК.Р

и 12Х2МФБ,

работа­

ющие

при температуре

до 600° С, сваривают

электрода­

ми ЦЛ-26М-63.

 

Сварку

выполняют

короткой

дугой

с предварительным

и

 

сопутствующим подогревом до

температуры

350—400° С,

а

после

сварки

выполняют

высокий

отпуск

при

температуре

740—760° С.

 

 

Изделия

из

сталей

Х5М и

15Х5МФА,

работающие

в агрессивных

средах

при

температуре до

450°С, сва­

ривают электродами ЦЛ-17-63 с предварительным и со­ путствующим подогревом до 300—450° С и с последую-

8*

115

Марка электро

1ф»-2№63

ЩІ-26М-63

ИЛ-17-63

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

13

Технологические

характеристики

электродов

для сварки

теплоустойчивых

сталей

 

 

 

 

о

 

 

 

Величина

тока,

а

 

 

 

 

 

1надовкг наплавленного металла

элек­Диаметр .и.итрода,

поло­нижнее

жение

вертикальное

положеиле

потолочное положении

 

Температура

°Спрокалки,

ь£

:

электрРасход

 

' Ol ад

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж .

Устойчивость

д у г и

 

 

 

 

 

 

 

Р о д тока

 

 

ГX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•Q-ea .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£ І

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Удовлетворитель­

1,5

3

100—120

80—110

80—110

Постоянный

300—350

 

ная

 

 

4

160-180

130—160

130-160

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

200—220

 

 

 

10,3

 

 

1,6

4

140—160

110—130

 

330—350

 

 

 

 

5

180—210

 

 

 

10,5

Высокая

 

1,6

3

110—130

100—120

100-120

 

330—350

 

 

 

 

4

160—180

140—160

140—160

 

 

 

10,5

Удовлетворитель­

1,6

3

80—120

70-90

70—100

 

300—350

 

ная

 

 

4

130—160

130—150

130—150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щим высоким отпуском после сварки при температуре 760° С в течение 3 ч.

Изделия из сталей Х5ВФ, 06X13 и Х17 сваривают электродами СЛ-16.

Технологические данные электродов для сварки теплоустойчивых сталей приведены в табл. 13.

Сварка высоколегированных коррозионностойких, жаростойких и жаропрочных .сталей и сплавов. К, свар­ ным соединениям высоколегированных сталей и спла­ вов кроме требований по пределу прочности, а также пластичности предъявляются и другие требования, ко­ торые определяются назначением конструкции и свой­ ствами свариваемого металла. Эти требования следу­ ющие:

для коррозионностойких (нержавеющих) сталей — возможность противостоять межкристаллитной, общей жидкостной, ножевой коррозии и коррозии под напря­ жением;

для окалиностойких сталей и сплавов — способность противостоять окалинообразованию и межкристаллит­ ной газовой коррозии;

для жаропрочных

сталей

и сплавов — обеспечение

длительной

прочности,

сопротивляемости

ползучести,

стабильности

микроструктуры,

стойкости против хруп­

кости при длительном воздействии высоких

температур

и нагрузок и малой чувствительности к надрезу и окалиностойкости.

Основными трудностями при сварке высоколегиро­ ванных сталей и сплавов являются: обеспечение стой­ кости сварных соединений против образования кристал­ лизационных трещин, коррозионной стойкости, а также сохранения свойств соединений под действием рабочих температур и напряжений.

Сварка коррозионностойких сталей. К коррозионностойким сталям относятся 0Х18Н10Т, 0Х18Н10Т, Х18Н10Т, Х18Н9, Х18Н9Т, 0Х18Н12Т, 0Х18Н12Б, 1Х21Н5Т, 1Х16Н13Б, Х18Н12Т и др.

Стали 0Х18Н10Т, 0Х18Н10 и Х18Н10Т сваривают электродами ОЗЛ-14, если к металлу шва предъявля­ ются требования стойкости против межкристаллитной

коррозии.

Сварка

этими

электродами

обеспечивает

в сварном

шве содержание ферритной

фазы 6—10%.

Стали

Х18Н9,

Х18Н9Т

сваривают

электродами

ОЗЛ-8, если к металлу шва не предъявляются требова-

117

пня стойкости против межкристаллитной коррозии или если сварное соединение будет эксплуатироваться при температуре до 350° С (при отсутствии агрессивных сред — при температуре от 253 до 800°С). Содержание ферритной фазы в сварных швах колеблется от 3,5 до 8,5%.

Стали Х18Н10Т, Х18Н9Т, 0Х18Н12Т, 0Х18Н12Б, 1Х21Н5Т, 1Х16Н13Б свариваются электродами ЦЛ-11, если к сварному шву предъявляются жесткие требова­ ния стойкости против межкристаллитной коррозии. Со­ держание ферритной фазы в сварных швах обеспечи­ вается от 2,5 до 7%.

Сталь Х18Н12Т сваривают электродами ЦТ-15-1 (корневой шов), сварное соединение будет эксплуати­ роваться при температуре 600—650° С и высоком дав­ лении. Содержание ферритной фазы в сварных швах колеблется от 5,5 до 9%.

Стали Х18Н10Т,

Х18Н9Т

сваривают электродами

ЗИО-3, если сварные

швы будут

эксплуатироваться при

температуре до 560° С

или

если

к металлу шва будут

предъявлены требования стойкости против межкристал­ литной коррозии. Содержание ферритной фазы в свар­ ном шве регламентируется от 2,5 до 5%.

Технологические свойства электродов для сварки коррозионностойких сталей приведены в табл. 14.

Сварка жаростойких сталей. К этой группе сталей относят Х25Т, Х28, Х23Н18, Х23Н13, Х20Н14С2, Х25Н20С2 и др.

Стали Х25Т и Х28 сваривают электродами ОЗЛ-6, если сварные изделия будут эксплуатироваться при температуре 1150°С (без циклических резких измене­ ний и в средах, не содержащих сернистый газ). Сварку

выполняют

короткой

дугой. Кромки

подготавливают

под

сварку

только

механическим способом. Содержа­

ние

ферритной фазы регламентируется

от 2,5 до 10%.

Стали Х23Н18, Х25Т и Х28 сваривают электродами ЦЛ-25, если сварные изделия будут эксплуатироваться при температуре выше 850°С. Сварку выполняют ва­ ликами, имеющими ширину не более трех диаметров электрода. Кратеры заплавляют частыми короткими за­ мыканиями. Содержание ферритной фазы регламентиру­ ется от 3 до 9 %.

Стали Х25Т,

Х28, Х23Н13,

Х23Н18, находящиеся

в эксплуатации

при температуре

900—1100°С, свари-

118

Т а б л и ц а 14

Технологические характеристики электродов для сварки коррозионностойких сталей

я -~- о ru

 

i s

Устойчивость д у г и

 

•в- Œ

 

ОЗЛ-14

11

Хорошая

ОЗЛ-8

13

Удовлетворитель­

 

 

ная

ЦЛ-11

12,5

 

ЦТ-15-1

12

 

ЗИО-3

12,5

 

Величина тока,

сс с; п

 

 

Sa

Р о д тока

 

 

 

§ 5

 

О га с;

§3

 

 

 

О- Ч

о

о

 

 

и 03 В ь

ь ч

 

 

РЗ О m Ш

— О

й) о

о

о

 

H с

 

m с

с

с

 

 

 

 

 

 

1,6

50-70

40—60

40—60

Постоянный,

200—250

 

120—140

80—120

90—120

переменный

 

 

 

 

 

60—80

50—70

50-70

Постоянный

270

 

110—130

70—110

70—110

 

 

1,8

70—90

60—80

60-80

 

320—350

 

110—130

80—110

80—110

 

 

1,6

80—110

70—90

70—90

 

350—450

 

120—140

90—110

90-110

 

 

1,55

80—100

70—90

70—90

 

300—320

 

110—130

100—120

100—120

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ