Технология сварки низко- и среднелегированных сталей

Технология сварки низко- и среднелегированных сталей

Сварка низколегированных бейнитно - мартенситных сталей.

Сварочные материалы. Покрытие электродов для ручной электродуговой сварки - низководородное фтористо-кальциевое. Широко используются электроды типа Э70 по ГОСТ 9467-75. Сварку производится постоянным током при обратной полярности. Металл, наплавленный электродами, должен соответствовать определенному химическому составу в процентном соотношении: С до 0,10; Мn 0,8 ... 1,2; Si 0,2 ... 0,4; Cr 0,6 ... 1,0; Мо 0,2 ... 0,4; Ni 1,3 ... 1,8; S до 0,03; Р до 0,03.

При сварке в углекислом газе применяется проволока марок Св-08Г2С, Св-10ХГ2СМА, Св-08ХН2Г2СМЮ (ГОСТ 2246-70) или порошковая проволока.

Проволока марки Св-10ХГ2СМА обеспечивает прочность металла шва до 680 МПа и ударную вязкость до 25 Дж/см2 при температуре -60 °С. Для металла шва, выполненного проволокой марки Св-08ХН2Г2СМЮ, показатель прочности - до 850 МПа и KCU до 40 Дж/см2 при температуре -70 °С. Благоприятное сочетание показателей механических свойств металла швов при сварке сталей с прочностью 580 ... 700 МПа позволяют получать порошковые проволоки с сердечником рутилфлюоритного типа.

При сварке высокопрочных сталей в смесях на базе аргона (78 % Аr + 22 % СО2 или 75 % Аr + 20 % СО2 + 5 % О2) применяют проволоку марки Св-08ХН2ГМЮ, обеспечивающуу хороший уровень механических свойств и хладостойкость металла швов при сварке сталей с прочностью до 700 МПа.

Проволоки указанных марок подходят и для сварки угловых швов с катетом свыше 15 мм. Для угловых швов с меньшим катетом в большинстве случаев используют проволоку марки Св-08Г2С. Она же применяется при сварке низкоуглеродистых бейнитно - мартенситных сталей с низколегированными сталями повышенной прочности 09Г2, 10Г2С1, 14Г2, 10ХСНД и 15ХСНД.

Флюсы и сварочные проволоки.

При автоматической сварке бейнитно - мартенситных сталей применяют низкокремнистые окислительные флюсы. Сварку выполняют проволоками Св-08ХН2ГМЮ или Св-08ХН2Г2СМЮ на постоянном токе обратной или прямой полярности. Наплавленный металл при этом получается с достаточно низким содержанием диффузионного водорода, неметаллических включений, серы и фосфора.

Сварка покрытыми электродами.

Сварочный ток выбирают в зависимости от марки и диаметра электрода; при этом учитывают положение шва в пространстве, вид соединения и толщину свариваемого металла. При выполнении многослойных швов особое внимание уделяют качественному выполнению первого слоя в корне шва.

Разделки кромок заполняют в зависимости от толщины металла любым из известных способов наложения швов. Последовательное наложение швов применяют при сварке металла толщиной до 25 мм. Каскад и горку используют при сварке металла большей толщины. Выбор схемы заполнения разделки кромок определяется необходимостью сохранить температуру подогрева металла в процессе сварки.

Сварку технологических участков следует производить без перерывов, не допуская охлаждения сварного соединения ниже температуры предварительного подогрева и нагрева его перед выполнением следующего прохода выше 200 °С. При многопроходной сварке предварительный подогрев может использоваться только при выполнении первых проходов.

Сварка в защитных газах.

Проволоками диаметром 1,0 ... 1,4 мм сваривают соединения толщиной 3 ... 8 мм, швы в различных пространственных положениях, а также корневые слои многослойных соединений. В остальных случаях используют проволоку диаметром 1,6 мм.

Сварку в смесях на основе аргона выполняют проволокой марки Св-08ХН2ГМЮ, при этом практически отсутствует разбрызгивание, швы имеют хороший внешний вид.

Сварка под флюсом.

Сварку под флюсом производят на постоянном токе обратной полярности. Сила сварочного тока не превышает 800 А, напряжение дуги до 40 В, скорость сварки изменяют в диапазоне 13 ... 30 м/ч. Одностороннюю однопроходную сварку применяют для соединений толщиной до 8 мм и выполняют на остающейся стальной подкладке или флюсовой подушке.

Для стыковых соединений без скоса кромок (односторонних и двусторонних) используют проволоку марки Св-08ХН2М. Сварку корневых швов стыковых соединений высокопрочных сталей с V- или Х-образной разделкой кромок обычно выполняют проволоками марок Св-08ГА или Св-10Г2. Заполнение разделок кромок осуществляется проволоками марок Св-08ХН2ГМЮ или Св-08ХН2ГСМЮ последовательным наложением слоев.

Электрошлаковая сварка.

При этом способе сварки применяют сопутствующее дополнительное охлаждение зоны сварки. При этом ниже ползуна устанавливается специальное устройство, способное охладить водой шов и зону термического влияния для обеспечения получения требуемой структуры и механических свойств этого участка сварного соединения.

Сварка среднелегированных мартенситно - бейнитных сталей.

При сварке среднелегированных глубоко прокаливающихся высокопрочных сталей требуемый эффект достигается применением низколегированных сварочных электродов, не содержащих в покрытии органических веществ и подвергнутых высокотемпературной прокалке (низководородистые электроды).

Наиболее широко для сварки этих сталей применяют аустенитные сварочные материалы. Для механизированной сварки и изготовления стержней электродов в ГОСТ 2246-70 предусмотрены проволоки марок Св-08Х20Н9Г7Т и Св-08Х21Н10Г6, а в ГОСТ 10052-75 электроды типа ЭА-1Г6 и др. Электродные покрытия применяются вида Ф, а для механизированной сварки - основные флюсы.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами.

Конструктивные элементы подготовки кромок для ручной дуговой сварки покрытыми электродами такие же, как и для сварки углеродистых сталей в соответствии с рекомендациями ГОСТ 5264-80.

Для сварки среднелегированных высокопрочных сталей используют электроды типов Э-08Х21Н10Г6, Э-13Х25Н18, Э-10Х16Н25АМ6 и др. по ГОСТ 10052-75 и ГОСТ 9467-75.

Электроды для дуговой сварки конструкционных сталей и механические свойства металла шва. 

 Сварка в защитных газах.

Присадочные материалы и механические свойства сварных соединений при дуговой сварке плавящимся электродом в защитных газах. 

 Сварка под флюсом.

 Сварочные материалы при сварке под флюсом и механические свойства сварных соединений. 

Электрошлаковая сварка.

Основные типы и конструктивные элементы сварных соединений и швов, выполняемых электрошлаковой сваркой, должны соответствовать требованиям ГОСТ 15164-78 (в ред. 1989 г.)

Электродные проволоки при сварке проволочными электродами и плавящимся мундштуком выбирают из числа групп легированных или высоколегированных проволок по ГОСТ 2246-70.

Сварка жаропрочных перлитных сталей.

Температура предварительного и сопутствующего подогрева. 

Режимы отпуска сварных соединений, выполненных дуговой сваркой

Сварка в защитных газах.

При сварке молибденовых, хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей следует использовать одну из марок проволок, содержащих молибден, хром и молибден или хром, молибден и ванадий (Св-08МХ, Св-08ХМ, Св-08ХМФА и др.).

Для сварки в углекислом газе можно использовать только те проволоки, в составе которых содержатся эти элементы, в маркировке обозначенные "Г" и "С", например, Св-08Г2С, Св-08ГСМТ, Св-08ХГСМА, Св-08ХГСМФА в зависимости от состава свариваемой стали и требований к механическим свойствам металла шва.

Например, при сварке хромомолибденовых сталей применяется сварочная проволока Св-08ХГСМА, а при сварке хромомолибденованадиевых сталей - проволока Св-08ХГСМФА.

При сварке в среде аргона хромомолибденовых сталей используют сварочные проволоки Св-08ХМ, Св-08ХГСМА, а при сварке хромомолибденованадиевых сталей - проволоки Св-08ХМФА и СВ-08ХГСМФА. Проволоки Св-08ХМ и Св-08ХМФА допускается применять только при содержании кремния в металле проволоки не менее 0,22 %.

 Сварка под слоем флюса.

Используются приволоки диаметром 3 мм при токе 350 ... 400 А, напряжении дуги 30 ... 32 В, повышенные скорости сварки (40 ... 50 м/ч). Хромомолибденовые стали можно сваривать проволоками диаметром 4 и 5 мм при силе тока 520 ... 650 А и напряжении 30 ... 34 В. Для сварки хромомолибденовых сталей используют проволоку марок Св-08МХ и Св-08ХМ, а для сварки хромомолибденованадиевых сталей -Св-08ХМФА.