7.2. Сварка стали

 

При ремонте стальных конструкций с применением сварки следует руководствоваться ТУ 24.22.4153-95 "Технические условия на ремонт, изготовление (отдельных элементов), реконструкцию и монтаж портальных кранов с применением сварки".

 

7.2.1. Ручная дуговая сварка

 

Тип сварного соединения определяется конструктивными особенностями и взаимным расположением свариваемых деталей. Характер сварного шва сварного соединения выбирается по ГОСТу 5264-80 в зависимости от формы подготовленных кромок и толщины свариваемых деталей. Сварка углеродистых и легированных конструкционных сталей производится металлическими плавящимися электродами по ГОСТу 9467-75. Условия сварки конструкционных сталей приводятся в таблице 35, в которой в крайнем левом столбце обозначены группы стали по свариваемости. Таких групп четыре:

группа 1 - хорошо сваривающиеся стали;

группа 2 - удовлетворительно сваривающиеся;

группа 3 - ограниченно сваривающиеся;

группа 4 - плохо сваривающиеся стали.

 

Таблица 35

 

Условия сварки конструкционных сталей в зависимости от группы стали

 

+-----+---------+-----------------------------+---------------------------+

¦Груп-¦Тип стали¦          Марка стали        ¦       Условия сварки      ¦ ¦па   ¦         ¦                             ¦                           ¦ ¦стали¦         ¦                             ¦                           ¦ +-----+---------+-----------------------------+---------------------------+

¦1    ¦Углеро-  ¦Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп,  ¦Сварка производится без    ¦ ¦     ¦дистая   ¦Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс,  ¦предварительного подогрева ¦ ¦     ¦         ¦Ст3сп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп,  ¦в любых условиях и без     ¦ ¦     ¦         ¦БСт1кп, БСт1пс, БСт1сп,      ¦последующей термообработки ¦ ¦     ¦         ¦БСт2кп, БСт2пс, БСт2сп,      ¦                           ¦ ¦     ¦         ¦БСт3кп, БСт3пс, БСт3сп,      ¦                           ¦ ¦     ¦         ¦БСт4кп, БСт4пс, БСт4сп,      ¦                           ¦ ¦     ¦         ¦15К, 20К, 05, 05кп, 08,      ¦                           ¦ ¦     ¦         ¦08кп, 10, 10кп, 20, 20кп, 25,¦                           ¦ ¦     ¦         ¦15кп, 20Л, 25Л               ¦                           ¦ ¦     +---------+-----------------------------+---------------------------+

¦     ¦Низколе- ¦15Г, 20Г, 10Г2, 09Г2, 14Г2,  ¦Сложные конструкции из     ¦ ¦     ¦гирован- ¦15Х, 20Х, 15ХМ, 12XH2, 20ХН, ¦низколегированной стали    ¦ ¦     ¦ная      ¦12ХН3А, 09Г2С, 10Г2С1,       ¦при содержании углерода    ¦ ¦     ¦         ¦10ХСНД, 15ХСНД, 18ХГ, 20ХГР, ¦более 0,1% и толщине       ¦ ¦     ¦         ¦15ХГНТ, 12ХГС                ¦свыше 25 мм целесообразно  ¦ ¦     ¦         ¦                             ¦предварительно подогреть до¦ ¦     ¦         ¦                             ¦100 - 250 °С               ¦ +-----+---------+-----------------------------+---------------------------+

¦2    ¦Углеро-  ¦БСт5сп, БСт5пс, 30, 35,      ¦Сварка возможна при положи-¦ ¦     ¦дистая   ¦30Л, 35Л                     ¦тельных температурах (не-  ¦ ¦     +---------+-----------------------------+ниже +5 °С). Для изделий из¦ ¦     ¦Низколе- ¦30Г, 30Х, 30ХМ, 20ХН3А,      ¦металла большой толщины и  ¦ ¦     ¦гирован- ¦20ХН, 30ХМА, 12Х2Н4А,        ¦при жесткой конструкции не-¦ ¦     ¦ная      ¦15ХСНД                       ¦обходимы предварительный   ¦ ¦     ¦         ¦                             ¦подогрев до 200 °С, а после¦ ¦     ¦         ¦                             ¦сварки - отпуск при 600 -  ¦ ¦     ¦         ¦                             ¦650 °С                     ¦ +-----+---------+-----------------------------+---------------------------+

¦3    ¦Углеро-  ¦Ст6пс, Ст6сп, Бст6пс,        ¦При изготовлении небольших ¦ ¦     ¦дистая   ¦БСт6сп, 40, 45, 50, 40Л,     ¦изделий элементарной формы ¦ ¦     ¦         ¦45Л, 50Л                     ¦сварка ведется без предва- ¦ ¦     ¦         ¦                             ¦рительного подогрева с     ¦ ¦     ¦         ¦                             ¦последующим высоким отпус- ¦ ¦     ¦         ¦                             ¦ком (650 °С)               ¦ ¦     +---------+-----------------------------+---------------------------+

¦     ¦Низколе- ¦5ХНМ, 35Г, 40Г, 35Х,         ¦При сварке сложных узлов и ¦ ¦     ¦гирован- ¦40Х, 45Х, 50Х, 40ХН,         ¦конструкций с большой      ¦ ¦     ¦ная      ¦20ХГСА, 30ХГС, 35ХМ,         ¦жесткостью необходимы      ¦ ¦     ¦         ¦20Х22Н4А                     ¦предварительный и сопутст- ¦ ¦     ¦         ¦                             ¦вующий подогрев до 250 -   ¦ ¦     ¦         ¦                             ¦400 °С с последующим высо- ¦ ¦     ¦         ¦                             ¦ким отпуском, а для ответс-¦ ¦     ¦         ¦                             ¦твенных изделий - термиче- ¦ ¦     ¦         ¦                             ¦ская обработка в соответст-¦ ¦     ¦         ¦                             ¦вии с маркой стали         ¦ +-----+---------+-----------------------------+---------------------------+

¦4    ¦Углеро-  ¦Ст7, 60, 65, 70, 75, 80,     ¦При сварке необходимы      ¦ ¦     ¦дистая   ¦85, 55Л, 65Л                 ¦предварительный подогрев,  ¦ ¦     +---------+-----------------------------+общий и сопутствующий      ¦ ¦     ¦Низколе- ¦50Г, 50Г2, 60Г, 65Г,         ¦подогревы (в зависимости от¦ ¦     ¦гирован- ¦70Г, 35ХГ2, 40ХГ, 50ХГ,      ¦сложности конструкции или  ¦ ¦     ¦ная      ¦50XН, 55С2, 60С2А            ¦узла - от 250 до 650 °С),  ¦ ¦     ¦         ¦                             ¦после сварки обязательна   ¦ ¦     ¦         ¦                             ¦термическая обработка      ¦ ¦     ¦         ¦                             ¦изделия в зависимости от   ¦ ¦     ¦         ¦                             ¦марки стали                ¦ +-----+---------+-----------------------------+---------------------------+

 

Общие требования к электродам регламентированы ГОСТом 9466-75. Условное обозначение электродов для сварки конструкционных сталей состоит из обозначения марки электрода, его типа, диаметра стержня, типа покрытия и номера ГОСТа.

    Например, обозначение Э46А-УОНИИ-13/45-3,0-УД2 ГОСТ 9466

                          ----------------------------------

                                     Е 432(5)-Б10

расшифровывается следующим образом:

в числителе:

Э46А - тип электрода,

где Э - электрод для дуговой сварки, 46 - минимальный гарантируемый предел прочности шва (в кгс/кв. мм), А - повышенные пластические свойства шва;

УОНИИ-13/45 - марка электрода; 3,0 - диаметр (в мм);

У - электрод для сварки углеродистых и низколегированных сталей;

Д2 - толстое покрытие второй группы;

в знаменателе:

Е 43 - временное сопротивление разрыву металла шва;

2 - относительное удлинение не менее 22%;

5 - ударная вязкость не менее 34,3 Дж/кв. см при температуре -40 °С;

Б - основное покрытие;

1 - для сварки в любом пространственном положении;

0 - постоянный сварочный ток обратной полярности.

Для сталей обычной прочности предназначены электроды типов от Э38 до Э60; для конструкционных сталей повышенной прочности - электроды типов от Э70 до Э150.

Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются сила сварочного тока и диаметр электрода. При выборе диаметра электрода необходимо учитывать толщину свариваемого металла, тип сварного соединения, положение шва в пространстве, размеры изделия (условия отвода тепла от шва), состав свариваемого металла. Примерное соотношение между диаметром электрода и толщиной свариваемого изделия дано в таблице 36.

 

Таблица 36