Билет № 11

Вопрос 1. Понятие свариваемости металла. Клас­сификация сталей по свариваемости.

Под свариваемостью понимается способность стали данного химического состава давать при сварке тем или иным способом высококачественное сварное со­единение без трещин, пор и прочих дефектов.

На свариваемость стали влияет содержание в ней углерода и легирующих элементов.

С повышением содержания углерода в стали в ней возрастают прочностные свойства, но в то же время возрастает хрупкость и склонность к образованию тре­щин при сварке.

Различают физическую и технологическую свари­ваемость.

Физической свариваемостью обладают практичес­ки все металлы и их сплавы, т. е. способностью обра­зовывать монолитное неразъемное соединение с уста­новлением в нем химических связей.

Под технологической свариваемостью понимается реакция металла на воздействие конкретных условий сварки и при этом возможность образовывать соеди­нение с требуемыми свойствами.

Для предварительного суждения о свариваемости стали известного химического состава можно подсчи­тывать эквивалентное содержание углерода, пользу­ясь формулой:

В целом, по признаку свариваемости все стали мож­но условно разделить на четыре группы (приложе­ние 2).

Вопрос 2. Техника и технология выполнения швов в горизонтальном, вертикальном и потолочном поло­жении.

Сварка в вертикальном положении.

Расплавленный металл под действием силы тяжес­ти стремится стекать вниз, что затрудняет формиро­вание шва. Поэтому вертикальные швы выполняют очень короткой дугой, при которой расстояние между каплями на электроде и жидким металлом в свароч­ной ванне настолько мало, что между ними возникает взаимное притяжение. Благодаря этому капли элект­родного металла сливаются со сварочной ванной при малейшем касании их между собой.

Объем расплавленного металла уменьшают сниже­нием сварочного ток на 10-15% по сравнению с ниж­ним положением, а диаметр электрода ограничивают до 5 мм.

Вертикальные швы выполняют как снизу вверх, так и сверху вниз.

В первом случае (рис. 30, а) дуга возбуждается в самой нижней точке вертикально расположенных пла­стин, для этого электрод устанавливают перпендику­лярно поверхности свариваемого изделия (положе­ние 1). Затем электрод немного наклоняют вниз для того, чтобы слой давления газов дуги предшествовал стеканию металла сварочной ванны (положение 2). При этом застывший металл шва образует подобие полоч­ки, на которой удерживаются последующие капли металла.

Сварку сверху вниз применяют при малой толщи­не металла. В этом случае подтекающий под дугу жидкий металл уменьшает возможность образования сквозных прожогов.

В начале сварки (рис. 30, б) дуга возбуждается в самой верхней точке пластин при горизонтальном рас­положении электрода. После образования ванны жид­кого металла электрод наклоняют на 15-20° с таким расчетом, чтобы дуга была направлена на основной и наплавленный металл. Для улучшения условий фор­мирования шва амплитуда колебательных движений электрода должна быть небольшой, а дуга — очень короткой, чтобы капли расплавленного металла удер­живались от падения концом электрода.

Рис. 30. Выполнение сварных вертикальных швов

Сварка горизонтальных швов.

Горизонтальные швы на вертикальной плоскости выполнять труднее, чем вертикальные. Для предупреж­дения отекания жидкого металла скос кромок обычно делается на одном верхнем листе (рис. 31, а). Дуга в этом случае возбуждается на нижней горизонтальной кромке (положение 1), а затем переносится на наклонный скос (положение 2), поднимая вверх стекающую каплю металла. Колебательные движения электродом совершают по спирали. Выполнять горизонтальными сварными швами нахлесточные соединения легче, чем стыковые, так как горизонтальная кромка нижнего ли­ста (рис. 39, б) способ гвует удержанию расплавленно­го металла от стекания вниз. При выполнении гори­зонтальных швов с двумя скосами кромок устанавли­вают порядок их наложения (1-4 рис. 39, в), который в процессе проваривания верхней кромки позволяет избежать потолочного положения кратера с расплав­ленным металлом.

Рис. 31. Выполнение сварных горизонтальных швов:

а — стыковое соединение со скосом одной кромки;

б — нахлесточное соединение; в — стыковое

соединение со скосом двух кромок

Сварка в потолочном положении.

Сварка в потолочном положении (рис. 32) наиболее трудна, так как направление силы тяжести расплав­ляемого металла противоположно направлению его переноса. Это требует максимального уменьшения объема расплавляемого металла, что достигается ог­раничением диаметра электрода до 4 мм и снижением сварочного тока на 15-20% по сравнению с нижним положением.

Рис. 32. Сварка потолочных швов

Для сварки в потолочном положении подходят элек­троды, дающие небольшой шлак.

Хороший провар корня шва при потолочной свар­ке обеспечивается применением электродов диамет­ром не более 3 мм.

3. Задача. Из предложенных марок сталей выбе­рите, которые свариваются хорошо, удовлетворитель­но, ограниченно, плохо. Обоснуйте- свой выбор: БСт1кп; сталь 10; сталь 35; ВСт 5пс; сталь 65; У7.

Свариваемость углеродистых сталей определяется процентным содержанием углерода в ней. С повыше­нием содержания углерода свариваемость сталей ухуд­шается, т. е. возникает склонность к образованию тре­щин в шве.

БСт1кп и сталь 10 — хорошо свариваются, так как относятся к низкоуглеродистой стали (содержание углерода до 0,25%).

Сталь 35 удовлетворительно сваривается, так как относится к среднеуглеродистой (содержание углеро­да 0,35%).

ВСт 5пс — ограниченно сваривается, так как отно­сится к среднеуглеродистой (содержание углерода практически 0,45%).

Сталь 65 и У7 — плохо сваривается, так как содер­жание углерода 0,65% , т. е. высокоуглеродистая; сталь У7 — относится к инструментальной стали, углерода 0,7%. Эти стали практически не свариваются.