Технология сварки среднеуглеродистых и высокоуглеродистых сталей

  • 27 сентября 2018 16:11:40
  • Отзывы : 0
  • Просмотров: 89
  • 0

Среднеуглеродистые стали используются для изготовления сварных конструкций значительно реже, чем низкоуглеродистые. Основная область их применения – детали машин и механизмов в машиностроении, судостроении и других областях, например, гидроцилиндры, зубчатые колеса и др. Необходимость их сварки возникает при изготовлении и ремонте. Наиболее распространены следующие марки: обыкновенного качества – Ст5; качественные стали – сталь 30, сталь 35, сталь 45.

Высокоуглеродистые стали для изготовления сварных конструкций не применяются. Необходимость их сварки возникает обычно при ремонте.

Повышенное содержание углерода значительно затрудняет сварку этой группы сталей из-за низкой стойкости шва к образованию кристаллизационных трещин, образования при сварке малопластичных закалочных структур, сложности обеспечения равнопрочности металла шва с основным металлом.

Основными технологическими мероприятиями при сварке среднеуглеродистых сталей являются следующие.

А) Предварительный подогрев свариваемых кромок. Температура подогрева выбирается в зависимости от содержания в стали углерода и от толщины изделия. Для стали 30 – 100-150°С, стали 35 – 150-200°С, стали 45 – 300-350°С.

Б) Уменьшение содержания углерода в сварном шве. Обычно это достигается соответствующей подготовкой кромок перед сваркой. Более предпочтительно изготовление фасок на изделии, чем сварка без разделки кромок, так как в этом случае в шве уменьшается содержание основного металла, увеличивается содержание металла сварочной проволоки, которая содержит меньшее количество углерода (С = 0,08%, в стали – С = 0,26 – 0,45%). В металле шва, таким образом содержится меньшее количество углерода, чем в стали изделия.

В) Рациональный выбор сварочных материалов. Сварочные материалы должны обеспечивать максимальную пластичность металла шва. Это достигается применением электродов с основным покрытием: УОНИИ-13/45, УОНИИ-13/55, ОК 53.70, LB-52U и др. Сварка покрытыми электродами и под флюсом более предпочтительна, чем в углекислом газе.

Г) Рациональный выбор режимов сварки. Сварку среднеуглеродистых сталей рекомендуется выполнять электродами или проволоками меньшего диаметра и при меньшей силе тока по сравнению со сваркой низкоуглеродистых сталей. Во-первых, это уменьшает глубину проплавления и снижает перемешивание основного и наплавленного металла, что в свою очередь уменьшает вероятность попадания углерода из основного металла в металл шва. Во-вторых, при малых токах идет более интенсивное восстановление марганца и кремния из окислов, что обеспечивает их более высокое содержание в шве.

Д) Выбор рациональной формы шва. Форма сварного шва также влияет на стойкость металла против образования кристаллизационных трещин, что связано со спецификой роста кристаллов в швах различной формы (рисунок).




Е) Термообработка сварного шва. Для ответственных сварных конструкций, к которым предъявляются высокие требования по пластичности сварного соединения, целесообразно проведение сразу после сварки термообработки. Обычно проводят высокотемпературный отпуск, который позволяет снять внутренние напряжения в сварном шве и околошовной зоне.

Высокоуглеродистые стали относятся к плохо свариваемым. равнопрочность основного металла и металла шва получить не удается. склонность к образованию трещин очень высокая. Сварка используется только для ремонта. Все мероприятия, применяемые для среднеуглеродистых сталей, подходят и для высокоуглеродистых. После сварки рекомендуется  выполнять отжиг. Затем для восстановления эксплуатационных свойств может проводиться местная термообработка в виде закалки и последующего отпуска.