![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Фоминых В.П. Электросварка учеб. для проф.-техн. училищ
.pdfпромежуточное 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 |
140с—с160 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, -а
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 |
|
|