Площа поперечного перерізу зварювальних проводів.

Сила струму, А	Площа поперечного перерізу провода, мм2
	одинарного	подвійного
125	25	-
315	50	2х16
500	70	2х25

Зварювання легованих сталей

Вплив легуючих домішок на зварювання сталей.

З метою визначення технологічної зварюваності й оцінкою придатності сталі до виготовлення зварних конструкцій різноманітного призначення використовують декілька показників зварюваності: стійкість металу шву проти появи холодних тріщин;стійкість сталі проти утворення шовних тріщин; стійкість проти корозії; міцність зносостійкість та ін.

Сталлю – називають сплав заліза з вуглецем, у якому вміст вуглецю не перевищує 2%. Окрім вуглецю сталі ще можуть вміщати невелику кількість марганцю, кремнію, сірки та фосфору.

Вплив основних елементів на властивості вуглецевих сталей.

По вмісту вуглецю сталі поділяють на:

Низько вуглецеві – від 0,05% до 0,25%;

Середньо вуглецеві – від 0,25% до 0,6%;

Високо вуглецеві – більше 0,6%.

По кількості вмісту легуючих домішок та їх виду сталі поділяють на:

Низьколеговані – від 0,3 до 2,5%( 15ХНСД(НЛ-2), 15ХГС, 25ХГС та ін.);

Леговані – від 2,5 до 10%( 12М, 12ХМ, 15ХМ та ін.);

Високолеговані – від 10 до 55%( Х18Н9 та ін.).

Хромовані – від 4 до 14% хрому( Х6СМ, 4Х9С2, Х5МФ та ін.)

Високо марганцеві – від 11 до 16% марганцю(Г13Л);

Інструментальні – ( Р18, Р9, ХВГ, 9ХВГ).

Зі збільшенням вмісту вуглецю збільшується поріг міцності, твердість та хрупкість при одночасному зменшенні відносного збільшення та ударної в`язкості. Вміст вуглецю у звичайних конструкційних сталях приблизно 0,25% не заважає зварюванню сталей. При більшому вмісті вуглецю зварюємність сталей погіршується, та як у зонах термічного впливу з`являються закалочні структури, які приводять до тріщин. Збільшення вмісту вуглецю у присадовому металі приводить до пористості шву.

Марганець – вміст у сталі 0,3 – 0,8%. При вмісту у вказаних межах марганець не погіршує зварювання сталей. При зварюванні середньо марганцевих сталей з вмістом 1,8 – 2,5% виникає можливість появи тріщин у зв`язку із тим, що марганець сприяє закалюванню сталей.

Кремній – міститься у низько - та середньо вуглецевій сталі у межах 0,02 – 0,35%. У вказаних межах він не виявляє ускладнень при зварюванні. При вмісті кремнію у спеціальних сталях від 0,8 до 1,5% зварювання ускладнюється високою рідино текучістю кременистої сталі та виникнення важко плавких оксидів кремнію.

Ванадій у легованих сталях міститься у межах 0,2 – 1,5%. Створює сталі високу міцність, збільшує його в`язкість та гнучкість. Він сприяє закалюванню металу, що погіршує зварювання. Під час зварювання ванадій дуже активно окислюється та вигоряє.

Вольфрам у легованих сталях міститься у межах 0,8-18%. Вольфрам збільшує твердість сталі та теплостійкість, уповільнює процес зварювання, так як сильно окислюється.

Нікель – у низько вуглецевих сталях міститься у межах 0,2-0,3%, у конструкційних 1-5%, та легованих 8-5%. Нікель у сталях збільшує пластичні та міцності якості, зварюємність не погіршує.

Молібден – міститься у сталі у межах 0,15-0,8%. При зварюванні сприяє появі тріщин та активно вигоряє та окислюється. Сприяє зменшенню кришталевих зерен.

Титан, ніобій – міститься у високолегованих хромованих та хромонікелевих сталях ( 0,5 – 1,0 ), при зварюванні з`єднуються із вуглецем, створюючи перепони до появи карбіді хрому. Цим титан та ніобій покращують зварюваність сталей. При зварюванні нержавіючих сталей ніобій сприяє появі гарячих тріщин.

Мідь – у сталях міститься у межах 0,3 -0,8%. Мідь покращує зварюємність сталей, збільшуючи їх міцність, пластичність та корозійну стійкість.

Хром – міститься у звичайних сталях до 0,3%, низьколегованих – до 0,9%, у конструкційних – 0,7 – 3,5%, хромчастих – 12 – 18%, хромоникельованих – 9 – 35%. Хром зменшує зварюємність сталей тому, що окислюючись, він утворює тугоплавкі окисли Cr2O2.

Середньо та високолеговані сталі для отримання відмінних зварних швів потребують специфічних технологічних мір

Зварювання цих сталей ускладнює слідуючі фактори:

Вигоряння під час зварювання із розпеченої ванни металу легуючих домішок та вуглецю.

Перегрів зварюємого металу ( за рахунок малої теплопровідності).

Висока схильність металу до створення закалочних структур.

Суттєві деформації та напруги, зв`язані із тепловим впливом дуги, а також з більшим , ніж у мало вуглецевих сталей, коефіцієнтом лінійного розширення.

При зварюванні низьколегованих сталей рекомендують слідуючи режими.

Товщина металу, мм

0,5-1,5

2-3

4-6

7-10

Діаметр електроду, мм

1,5-2,0

2,5-3

3-5

4-6

Зварювальний струм, А

20-40

50-90

100-160

200-240

Рекомендовані режими зварювання для високолегованих сталей.

Марка

Електроду

Сила струму ( А ) при зварюванні у нижньому положенні, електродами діаметром, мм.

Коефіцієнт наплавлення

Розхід на 1 кг. наплавлюемого металу

Положення у просторі

2

3

4

5

ЦЛ-17-63

80-120

130-160

180-210

10,5

1,6

Будь-яке

ЦЛ-33

80-110

100-140

160-200

13

1,5

Будь-яке

ЦЛ-11

40-55

70-90

110-130

140-160

12,5

1,8

Будь-яке

ОЗЛ-6

30-50

60-80

120-140

140-160

11,5

1,6

Будь-яке

НИАТ-5

30-50

50-80

100-140

130-170

12,5

1,8

Нижнє ,вертикальне

КТИ-7-62

80-100

110-130

140-160

11,2

1,6

Нижнє

ЦТ-28

80-100

110-140

10,5

1,75

Зварювання легованих сталей проходить обов`язково у загартованому стані. Загартованість перевіряють за допомогою магніту ( загартована сталь не магнітить ). Сталі із високим вмістом марганцю відносять до аустенітних, ці сталі мають великі показники зносостійкості.

Високолеговані сталі та сплави вручну зварюють також, як і звичайні конструкційні сталі. Поряд із тим є декілька специфічних особливостей, головні з яких:

Найчастіше за все використання електродів з основним покриттям;

Зварювання на постійному струмі оборотної полярності;

Зварювання короткою дугою без поперечних коливань;

Зварювання відносно короткими електродами на невеликих струмах;

Зварювання у декілька шарів із великим інтервалом часу, проміж накладенням шарів ( для деяких низьколегованих сталей ( 15ХСНД та ін.)).

Для отримання шву з підвищеною міцністю та зносостійкістю потрібно зварний шов проковувати у гарячому стані. При цьому потрібно метал шву інтенсивно охолоджувати холодною водою ( загартовувати ). Режими зварювання високолегованих сталей та сплавів аустенітними електродами призначають з таким розрахунком, щоб відношення сили струму до діаметру електроду не перевищувало 25 – 30 А/мм. При зварюванні аустенітними електродами у вертикальному або стельовому положенні силу струму зменшують на 10 – 30% відносно нижнього положення. Електроди перед зварюванням для виключення появи пор у металі шву потрібно прокалювати при температурі 250 – 400*С в продовж 1 – 1,5г.