 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Сибирь" ИНН 5405075282 Erid: 2SDnjf1Guop
| |
Для соединения черных металлов применение дуговой сварки в инертной среде оправдывается технически и экономически лишь в отдельных случаях, а именно при сварке металла толщиной 1 мм и менее, при необходимости уменьшения коробления, при сварке черных металлов с другими металлами или сплавами.
СВАРКА ТОНКОЛИСТОВОЙ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ
Получить качественные соединения при аргоно-дуговой сварке можно лишь при малоуглеродистых или малолегированных сталях спокойной плавки. Эти стали раскислены, поэтому и при аргоно-дуговой сварке в них не образуются поры. При сварке таких сталей должна применяться присадочная проволока из раскисленной стали. При сварке неуспокоенных сталей образуется пористость, которую можно уменьшить, применяя присадочную проволоку из полностью раскисленной стали.
При сварке тонкой стали нужно применять подкладки из меди или алюминиевой бронзы, имеющие канавку глубиной 0,25-0,40 мм и шириной 6,5-13 мм. Необходимо обеспечивать хорошее прижатие подкладки по всей длине шва на ширине 25 мм. Для этого целесообразно использовать гидравлические или пневматические устройства.
Сварку рекомендуется производить при постоянном, токе прямой полярности.
Не допускается дважды проваривать один шов, ибо это приводит к пористости. При необходимости подварить участок шва последний удаляется. Сварку начинают и заканчивают на вспомогательной пластине.
Режимы ручной и механизированной аргоно-дуговой сварки успокоенной малоуглеродистой стали приведены в табл. 111 и 112.
СВАРКА ТОНКОЛИСТОВОЙ СТАЛИ 30ХГСА
Сварка вручную. Листовую сталь 30ХГСА можно соединять аргоно-дуговой сваркой встык, внахлестку, с отбортовкой, втавр и в угол. Сварку встык осуществляют с присадкой. Соединение внахлестку можно сваривать с присадкой и без присадки, с проплавлением кромок. Угловое соединение легко сваривается без присадки; при этом получается достаточно прочный шов.
Все указанные соединения можно сваривать вручную при постоянном и переменном токе. Однако при сварке вручную предпочтительно применять постоянный ток.
Сталь 30ХГСА содержит элементы, обладающие высоким сродством к кислороду (Si, Mn, Or, Fe и др.); поэтому на качество наплавленного металла сильно влияет содержание в аргоне примесей.
Наличие в техническом аргоне примесей (предельное содержание 18 % N2; 1,0% 02; 0,2% С02 и 0,5% Н20) делало невозможным применение его для сварки стали 30ХГСА, так как процесс сварки сопровождался кипением сварочной ванны. На поверхности расплавленного металла образуется блуждающая капля шлака, которая при застывании оказывается под поверхностным слоем металла. После застывания на сварном шве также видны отдельные капли шлака (фиг. 248, а). Прилегающая к шву зона металла покрывается густым бурым налетом. В изломе шва, сваренного с присадкой стали 20ХГСА в среде технического аргона, обнаруживаются раковины и свищи (фиг. 248, б).
При использовании чистого аргона (до 2% N2 и до 1% О2) расплавленный металл не кипит, сварочная ванна имеет спокойную зеркальную поверхность. Однако и в этом случае также наблюдаются блуждающие капли шлака, которые при застывании металла остаются на поверхности шва в виде скоплений стекловидной массы.
Химическим анализом установлено, что этот шлак состоит из окислов кремния (40%) и железа (60%).
Технический аргон можно применять для сварки этого сорта стали, очищая его перед сваркой от влаги, кислорода и углекислого газа.
Отсутствие макродефектов в швах, выполненных с использованием технического аргона, очищенного от О2, СО2 и Н2О, дает основание утверждать, что азот, содержащийся в техническом аргоне (до 18%), не вызывает макродефектов в сварных швах при сварке сталей данного сорта.
Сварка в нейтральной газовой среде исключает или сводит до минимума окислительные реакции в сварочной ванне, поэтому с целью получения однородности соединения с основным металлом необходимо применять присадочный металл того же состава, что и основной. Для стали 30ХГСА близкой по составу присадкой является проволока марки 20ХГСА. Однако при содержании в аргоне примесей кислорода до 1 % применение присадки из стали 20ХГСА при сварке вручную не гарантирует получения достаточно плотных швов. При сварке с присадкой из стали 20ХМА получаются несколько лучшие швы. Наименьшие требования к чистоте аргона можно предъявлять при сварке с присадкой хромоникелевой стали 12Х18Н10Т, которая позволяет получить плотные швы при содержании примесей кислорода и углекислого газа в техническом аргоне по верхнему пределу.
В табл. 113 приведены режимы аргоно-дуговой сварки стали 30ХГСА вручную.
Механизированная сварка. Так как при механизированной сварке скорость процесса выше, чем при ручной, то и поверхность расплавленного металла меньше; поэтому степень окисления металла будет также снижена.
Вследствие этого при одинаковой чистоте аргона при механизированной сварке, как правило, швы получаются более плотные, чем при ручной сварке. Так, например, при сварке вручную с присадкой стали 20ХГСА удалось получить плотный шов только при снижении содержания кислорода в аргоне до 0,05%. В то же время механизированной сваркой были получены плотные швы с аргоном, содержащим кислорода до 1%.
В качестве присадки при механизированной сварке можно применять проволоку 20ХГСА, 20ХМА и 12Х18Н10Т. Во всех трех случаях швы получаются плотными. При сварке с присадкой 20ХГСА на поверхности шва, как и при ручной сварке, остаются отдельные застывшие капли шлака. Рентгенографический анализ и изломы вдоль шва показывают отсутствие в нем каких-либо дефектов.
Механизированная сварка соединений с отбортовкой технологически легко выполнима. Для получения плотных швов необходима тщательная подгонка изделий. Высота отбортовки должна быть не более 2 мм и одинакова по длине.
Угловое соединение с подготовкой, показанной на фиг. 140, является наиболее подходящим для механизированной аргоно-дуговой сварки без присадки. При этом шов имеет хороший внешний вид с достаточным усилением.
В табл. 114 приведены режимы механизированной аргоно-дуговой сварки.
Длина дуги должна составлять 1,5 мм при сварке без присадки и 1,0 мм при сварке с наложенной присадкой.
На фиг. 249, а и 249, б приведены графики зависимости силы тока от скорости сварки, полученные экспериментально.
Наилучшее и наиболее постоянное качество сварных швов получается при сварке со скоростью 30-60 см/мин.
Одним из существенных технико-экономических показателей аргоно-дуговой сварки является расход вольфрама. При ручной сварке вольфрам в значительной мере расходуется при зажигании дуги случайным касанием электродом расплавленного металла.
Установлено, что при сварке стали 30ХГСА толщиной 1 мм сварщиком средней квалификации расход вольфрама в среде очищенного от кислорода и влаги аргона составляет около 0,05 г/м шва. Условия сварки при этом были следующие: диаметр электрода 2 мм, переменный ток силой 50 а, длина образцов 200 мм, расход аргона 3 л/мин, присадка - проволока 20ХГСА диаметром 1,6 мм. Сварка происходила без обрывов дуги и при отсутствии замыканий электрода на расплавленный металл.
Расход вольфрама при механизированной сварке стали 30ХГСА в среде чистого и технического аргона без очистки от кислорода и влаги приведен в табл. 115. Из таблицы видно, что расход вольфрама при механизированной сварке в среде технического аргона в 3 раза больше, чем при сварке в среде чистого аргона.
Свойства сварных соединений. Металл швов в стыковых соединениях стали 30ХГСА, выполненных ручной аргоно-дуговой сваркой в техническом аргоне, дополнительно очищенном от кислорода, углекислого газа и влаги, по химическому составу мало отличается от основного металла (табл. 116).
Присадочный металл 30ХГСА, ток переменный - 55 а, скорость сварки 12 см/мин, расход аргона 3 л/мин.
Наплавленный металл имеет структуру крупноигольчатого мартенсита с твердостью 490 единиц по Виккерсу. Ширина зоны термического влияния незначительна (фиг. 250).
В термически необработанных соединениях, сваренных вручную с присадкой 12Х18Н10Т, структура наплавленного металла изменяется по поперечному сечению от аустенита до мартенсита с твердостью 490-500 по Виккерсу. После закалки сварных соединений наплавленный металл имеет одинаковую твердость и структуру мелкого сорбита с сеткой аустенита.
Механические свойства сварных соединений, полученные при статических методах испытаний, не отличаются от механических свойств основного металла (табл. 117).
СВАРКА ЛИСТОВОЙ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ
При автоматической аргоно-дуговой сварке тонкой (1,2-2,5 мм) листовой низколегированной стали состава, приведенного в табл. 118, достигается прочность сварных сединений, составляющая 90% прочности основного металла.
При сварке указанной стали применяются подкладки из мягкой или нержавеющей стали, снабженные отверстиями диаметром 0,8 мм с интервалом 150 мм для подачи аргона, обеспечивающего защиту обратной стороны шва от окисления и необходимое проплавление.
Сварка производится передвижной головкой с механизмом подачи присадочной проволоки и с электрическим регулированием длины дуги.
Следует отметить, что расход чистого вольфрамового электрода при сварке составляет в зависимости от диаметра электрода и тока 0,8-1,5 мм на 3 м шва. При тех же условиях расход торированных вольфрамовых электродов или содержащих цирконий практически незначителен.
Сварка производится на постоянном токе прямой полярности с наложением т. в. ч. для легкости зажигания. Применяют проволоку диаметром 0,8-1,2 мм при скорости подачи 50-100 см/мин.
Рациональная скорость сварки стали указанной выше толщины составляет 7,5-10 см/мин.
При скорости 15 см/мин возникает опасность появления пор и трещин.
Для предупреждения трещин кромки листов и присадочная проволока должны быть очищены (стальной щеткой после обезжиривания). Режим сварки приведен в табл. 119.
Таблица 119. Режим сварки листовой стали различной толщины:
| 
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ