Важно отметить, что каждый из этих подходов требует изучения справочной литературы и научного подхода к проблеме соединения сплавов с различными физико-химическими параметрами.

Способы сварки легированных составов зависят от марки и подразумевают использование дозированных сварочных токов, температурных режимов подготовки заготовок, а также химического состава покрытых электродов или сварочной проволоки. Эти решения подробно описаны в руководстве по соединению подобных деталей в соответствии с их свойствами.

Итог

Технология сварки легированных сталей не является особенно сложной, если соблюдать соответствие состава заготовок и сварочного режима. Эти методики описаны в ГОСТах и руководствах достаточно подробно, поэтому следуя им можно получить качественное и долговечное соединение этого вида материалов.

Сварка легированных сталей — Cварочные работы

Сварка легированных сталей

К низколегированной относится сталь, легированная одним или несколькими элементами, если содержание каждого из них не превышает 2%, а суммарное содержание легирующих добавок не более 5%. Низколегированные стали делятся на низкоуглеродистые конструкционные, теплоустойчивые и среднеуглеродистые стали.

Низколегированная низкоуглеродистая конструкционная сталь по реакции на термический цикл сварки мало отличается от обычной низкоуглеродистой стали. Различие в основном состоит в несколько большей склонности к образованию закалочных структур в металле шва и околошовной зоны при повышенных скоростях охлаждения. Дополнительное легирование стали марганцем, кремнием и другими элементами способствует образованию в сварных соединениях закалочных структур. Поэтому режим сварки большинства этих сталей ограничивается более узкими пределами погонной энергии, чем при сварке пизкоуглеродистой стали. Обеспечение равнопрочности металла шва с основным металлом достигается главным образом за счет легирования его элементами, переходящими из основного металла. Иногда для повышения стойкости против хрупкого разрушения металл шва дополнительно легируют через сварочную проволоку. Стойкость металла против кристаллизационных трещин несколько ниже, чем у низкоуглеродистых сталей. Повышения стойкости достигают путем снижения содержания в металле шва углерода, серы и некоторых других элементов за счет применения сварочной проволоки с пониженным содержанием указанных элементов, а также выбора соответствующей технологии и рациональной конструкции. Технология сварки низколегированных низкоуглеродистых конструкционных сталей покрытыми электродами мало отличается от технологии сварки низкоуглеродистых сталей. Сварку ведут в основном электродами с фтористо-кальциевым покрытием типа Э42А и Э50А, которые обеспечивают более высокую стойкость против образования кристаллизационных трещин и повышенные пластические свойства по сравнению с электродами других типов. При газовой сварке низколегированной стали используют нормальное пламя, мощность которого выбирают из расчета 75—100 дм3/ч ацетилена при левом способе и 100—130 дм3/ч при правом способе на 1 мм толщины металла. Для повышения механических свойств металла шва его проковывают при 800—850 °С с последующей нормализацией.

При изготовлении изделий из низколегированных теплоустойчивых сталей наибольшее распространение находит ручная сварка покрытыми электродами и полуавтоматическая сварка в защитных газах. Работа конструкций при высоких температурах способствует протеканию диффузионных процессов. Поэтому для снижения интенсивности протекания этих процессов в сварном соединении стремятся максимально приблизить составы металла шва и основного. Для сварки хромомолиб-деновых сталей применяют электроды типа ЭМХ. Стали с малым содержанием углерода рекомендуется сваривать с предварительным подогревом до 200 °С, при большем содержании подогрев производят при 250 —300 °С. Хромомолибденованадиевые стали сваривают электродами типа ЭХМФ с предварительным и сопутствующим подогревом до 300—350 °С и последующим высоким отпуском при 700—740 °С в течение 2 —3 ч. При сварке листовой молибденовой стали малых толщин предварительный подогрев не выполняют, а при толщинах более 6 мм требуется предварительный подогрев, температуру которого увеличивают с увеличением толщины металла. Многослойную сварку ведут способом «каскад». При сварке трубопроводов с толщиной стенки более 6 мм и содержанием углерода в металле более 0,18 % следует применять предварительный подогрев, обеспечивающий во время сварки температуру металла шва в околошовной зоне не ниже 200 °С. Стык должен завариваться без перегрева. В случае возникновения перегрева необходимо обеспечить медленное остывание и нагрев перед возобновлением сварки до 200 °С. Газовую сварку низколегированных теплоустойчивых сталей выполняют нормальным ацетилено-кислородным пламенем (расход ацетилена 100 дм3/ч на 1 мм толщины металла левым и правым способами). Металл сварочной ванны необходимо поддерживать в густом состоянии, чтобы предотвратить выгорание хрома и молибдена. Рекомендуется предварительный подогрев до 250—300 °С. Применяется одно- и многослойная сварка с наименьшим числом перерывов. После окончания сварки пламя горелки медленно отводят вверх, что способствует более полному выделению газов из расплавленного металла. Хромомо-либденовые и молибденовые стали подвергают термической обработке.

К среднелегированным относятся стали, легированные одним или несколькими элементами при суммарном их содержании 2,5—10 %. Главной и общей характеристикой этих сталей являются механические свойства. Так, временное сопротивление их составляет 588—1960 МПа, что значительно превышает аналогичный показатель обычных углеродистых конструкционных сталей. При высоких прочностных свойствах среднелегирован-ные стали после соответствующей термообработки по пластичности и вязкости не только не уступают, но в ряде случаев и превосходят малоуглеродистую сталь. При этом среднелегированные стали обладают высокой стойкостью против перехода в хрупкое состояние. Поэтому их применяют для работы в условиях ударных и знакопеременных нагрузок, низких и высоких температур, в агрессивных средах. Получение сварных соединений необходимого качества, учитывая особые физико-химические свойства среднелегированных сталей, встречает ряд специфических трудностей. Прежде всего, главным образом при сварке сталей с повышенным содержанием углерода и легирующих элементов, является предупреждение появления холодных трещин в металле сварного соединения. Второй трудностью является предупреждение возникновения кристаллизационных трещин в металле шва. Борются с этим теми же методами, что и при сварке углеродистых сталей. Возникает также трудность в получении металла сварного соединения с равноценными или близкими механическими свойствами к основному металлу. В ряде случаев возникают серьезные затруднения в обеспечении необходимых прочностных и пластических свойств металла околошовной зоны и зоны сплавления. Для предупреждения образования холодных трещин в сварных соединениях из среднелегированных сталей следует применять стали, обладающие требуемыми механическими свойствами при возможно низком содержании углерода и легирующих элементов; регулировать сварочный термический цикл путем изменения режима сварки. Если стойкость сварного соединения против появления холодных трещин очень низкая и избежать их образования путем подбора режима сварки не удается, в отдельных случаях прибегают к регулированию термического цикла путем предварительного и сопутствующего подогрева свариваемых кромок. Стойкость сварных соединений из среднелегированных сталей против возникновения холодных трещин можно также изменять, регулируя нарастание временных сварочных напряжений при охлаждении применением сварочных проволок с возможно более низкой температурой плавления, уменьшением содержания водорода в основном металле и металле шва, термообработкой сварных соединений сразу же после окончания сварки, предварительной наплавкой кромок, а также проковкой сварных соединений и обработкой ультразвуком сразу после окончания сварки, понижением температуры сварных соединений ниже 0 °С сразу после их остывания до комнатной температуры, предупреждением увлажнения сварных соединений после окончания сварки.

Большинство конструкций из среднелегированных сталей сваривают вручную низководородистыми электродами с фтористо-кальциевым покрытием на постоянном токе обратной полярности. Швы большого сечения выполняют каскадным и блочным способами. При этом обеспечивается разогрев области шва, особенно при сварке сталей большой толщины, свыше 150 °С. Для создания такого разогрева используют каскадный способ сварки при небольшой (менее 200 мм) длине его ступени. Режимы сварки выбирают в зависимости от типа стержня — при ферритном стержне они не отличаются от режимов сварки низкоуглеродистых сталей, при аустенитном — от режимов сварки аустенитных сталей.

Высоколегированные стали и сплавы составляют значительную группу конструкционных материалов. К числу основных трудностей, которые возникают при сварке указанных материалов, относится обеспечение стойкости металла шва и околошовной зоны против образования трещин, коррозионной стойкости сварных соединений, получение и сохранение в процессе эксплуатации требуемых свойств сварного соединения, получение плотных швов. При сварке высоколегированных сталей могут возникать горячие и холодные трещины в шве и околошовной зоне. С кристаллизационными трещинами борются путем создания в металле шва двухфазной структуры, ограничения в нем содержания вредных примесей и легирования вольфрамом, молибденом и марганцем, применения фтористо-кальциевых электродных покрытий и фторидных сварочных флюсов, использования различных технологических приемов. Присутствие бора может привести к образованию холодных трещин в швах и околошовной зоне. Предотвращение их появления достигается предварительным и сопутствующим подогревом сварного соединения свыше 250 — 300 °С. С помощью технологических приемов можно также предотвратить кристаллизационные трещины. В ряде случаев это достигается увеличением коэффициента формы шва, увеличением зазора до 1,5 — 2 мм при сварке тавровых соединений. Предварительный и сопутствующий подогрев не оказывает заметного влияния на стойкость против образования кристаллизационных трещин. Большое влияние оказывает режим сварки. Применение электродной проволоки диаметром 1,2 — 2 мм на умеренных режимах при минимально возможных значениях погонной энергии создает условия для предотвращения появления трещин. Предпочтение следует отдавать сварочным материалам повышенной чистоты. При сварке аустенитных сталей проплавление основного металла должно быть минимальным. Горячие трещины образуются при сварке стали с повышенным содержанием серы, фосфора, кремния, марганца в сочетании с медью, ниобием и легкоплавкими примесями. С околошовными горячими трещинами борются созданием в околошовной зоне двухфазной структуры, уменьшением содержания в стали серы и фосфора, применением чистых сварочных материалов и мелкозернистых сталей и сплавов.

Обладая высокой коррозионной стойкостью, аусте-нитная и хромистые стали подвержены опасному виду коррозионного разрушения — межкристаллитной коррозии. Для предотвращения межкристаллитной коррозии при сварке высоколегированных сталей рекомендуется снижать содержание углерода в основном металле и металле шва до 0,02—0,03 %; легировать основной металл и металл шва титаном, ниобием, танталом, ванадием, цирконием; применять стабилизирующий отжиг в течение 2—3 ч при 850 — 900 °С с охлаждением на воздухе; дополнительно легировать металл шва хромом, кремнием, молибденом, ванадием, вольфрамом, алюминием; закалять стали (стали типа 18-8 при 1050—1100 °С). При сварке жаростойких сталей нужно стремиться приблизить состав металла шва к составу основного металла. Азот хорошо растворяется в высоколегированных сталях, поэтому пор в сварных швах не вызывает. При сварке в аргоне некоторых аустенитных сталей наблюдается образование пор по границе сплавления. Добавка к аргону 2—5 % кислорода предупреждает появление пор. В остальном требованиям предотвращению пор такие же, как и при сварке обычных углеродистых сталей.

Технология сварки высоколегированных сталей за некоторыми исключениями не отличается от технологии сварки углеродистых конструктивных сталей. Из-за пониженной теплопроводности и высокого коэффициента линейного расширения во избежание коробления необходимо выбирать режимы сварки, обеспечивающие минимальную концентрацию нагрева. Сварку аустенитных сталей выполняют укороченными электродами для снижения коэффициента наплавки. Для получения заданной глубины провара силу тока снижают на 10—15 % по сравнению со сваркой углеродистой стали. Для уменьшения угара легирующих элементов сварку ведут короткой дугой без колебаний конца электрода. При сварке коррозионностойких сталей не допускается возбуждение дуги на основном металле, попадание брызг металла на основной металл. Складки на поверхности шва, углубления между чешуйками, щели или непрова-ры в корне шва при воздействии агрессивной среды могут явиться очагами коррозии. Лучшей коррозионной стойкостью обладают гладкие швы с плавным переходом к основному металлу. Поэтому очистка швов пневматическим зубилом или другими способами, при которых образуются вмятины и забоины, не рекомендуется.

При изготовлении конструкций из высоколегированных сталей применяют все виды сварки плавлением. Ручную сварку покрытыми электродами выполняют за некоторым исключением, как сварку обычных конструкционных сталей. Сварку производят на постоянном токе обратной полярности в основном электродами с фтористо-кальциевым покрытием короткой дугой без поперечных колебаний конца электрода. Сварку выполняют электродами меньшей длины по сравнению с обычными и на небольших токах. Перед сваркой электроды прокаливают при 250—400 °С в течение 1 —1,5 ч. Силу тока для аустенитных электродов берут из расчета 25—30 А на 1 мм диаметра электрода. При сварке в вертикальном или потолочном положении силу тока уменьшают на 10—30 % по сравнению со сваркой в нижнем положении. Сварка в аргоне или гелии характеризуется стабильностью дуги, высоким качеством сварных швов, которое обеспечивается хорошей защитой зоны сварки от воздуха. Сварку вольфрамовым электродом ведут на постоянном токе прямой полярности. При сварке сталей с высоким содержанием алюминия рекомендуется переменный ток, способствующий разрушению оксидной пленки. Конец присадочной проволоки должен все время находиться в струе защитного газа. Как правило, аустенитные стали сваривают плазменной сваркой.

При газовой сварке хромистых сталей применяют нормальное пламя. Сварку ведут пламенем пониженной мощности из расчета 70 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла. Для предохранения выгорания хрома и для удаления из сварочной вапны его окислов применяют специальные флюсы. Стали толщиной до 3 мм сваривают левым способом, толщиной более 3 мм — правым способом. С целью уменьшения коробления выполняют предварительный подогрев до [50 — 250 °С. Сварку ведут в один слой с максимально допустимой скоростью, без перерывов и повторного нагрева одного и того же места. Хромоникелевые аусте-нитные стали толщиной до 3 мм сваривают газовой сваркой. Сварку осуществляют строго нормальным пламенем с максимальной скоростью. Сварку ведут левым и правым способами, длинные швы — обратноступенчатым способом. Для удаления окислов применяют флюс НЖ-8, а для улучшения механических свойств, предупреждения межкристаллитной коррозии и деформаций — термическую обработку с нагревом до 1050— 1100 °С с последующим охлаждением в воде.

Одним из путей экономии дорогостоящих высоколегированных сталей является применение комбинированных конструкций, изготовленных из нескольких сталей. Сварка высоколегированных сталей со средне- или низколегированными и обычными углеродистыми сталями явилась настолько трудной задачей, что составила целую проблему, известную как проблема сварки разнородных сталей. При сварке разнородных сталей в шве часто появляются трещины, в зоне сплавления может происходить изменение структуры с образованием прослоек, существенно отличающихся от структуры свариваемых металлов. Сварка разнородных сталей затруднена еще тем, что в подавляющем большинстве случаев они отличаются друг от друга коэффициентом линейного расширения. Основным путем решения вопроса сварки разнородных сталей является использование сварочных материалов, способствующих получению аусте-нитного металла шва с высоким содержанием никеля, который обеспечивает стабильную зону сплавления. Содержание никеля в металле шва зависит от температуры его эксплуатации. Для экономии никеля сварные соединения разнородных сталей делят на четыре группы: I — работающие при температурах до 350°С, II — 350 —450 °С, III —450 — 550 °С и IV — выше 550 °С. Ручную сварку разнородных сталей первой группы можно производить существующими электродами. Не следует пользоваться электродами типа ЭА-1. Для соединений II—IV групп рекомендуются электроды АНЖР-1, АНЖР-2 и АНЖР-3. В остальном технология сварки разнородных сталей такая же, как и сварки других сталей.

—

В зависимости от химического состава конструкционных легированных сталей процесс сварки происходит по-разному. Сварка этих сталей имеет ряд особенностей, так как происходит частичное выгорание легирующих компонентов, поэтому металл шва по своим свойствам отличается от основного металла. Легированные стали по сравнению с низкоуглеродистыми хуже проводят тепло, склонны к перегреву свариваемого металла и появлению больших деформаций.

Для предупреждения перегрева металла и появления больших деформаций легированные стали сваривают горелками меньшей мощности. Для уменьшения выгорания легирующих компонентов пламя горелки должно быть нормальным или с небольшим избытком ацетилена. Отдельные конструкционные легированные стали способны к закалке на воздухе. Для предотвращения этого необходимо перед сваркой подогреть подготовленное изделие. Некоторые легированные стали после сварки подвергают термической обработке.

Низколегированные хромокремненикелемедистые стали для строительных конструкций марок 15ХСНД и ЮХСНД хорошо свариваются газовой сваркой в связи с небольшим содержанием углерода и легирующих примесей. Мощность наконечника выбирают из расчета 90—120 л/ч ацетилена при левой и 120—150 л/ч ацетилена при правой сварке на 1 мм толщины свариваемого металла. Пламя должно быть нормальным. При сварке применяют сварочную проволоку Св08, СвОЗА или Св10Г2. Для получения более плотного сварного шва Делают проковку шва при светло-красном калении (800—850 °С). Для снятия напряжений, полученных в результате проковки сварного шва, его подвергают нормализации с нагревом в печи или горелками с последующим медленным охлаждением на воздухе.

Низколегированные молибденовые и хромомолибде-новые теплоустойчивые стали применяют для изготовления труб в котлах высокого давления. Пламя горелки должно быть нормальным, мощностью 100—130 л/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла.

Для сварки применяют проволоку марок Св08ХНМ, СвЮНМ, Св18ХМА, СвЮХМ, СвЮМХ. Сварку производят небольшими участками длиной 15—20 мм. При сварке металла толщиной 16 мм изделие подогревают до температуры 250—360 °С, поддерживая ее до окончания сварки. Заданную температуру в процессе сварки поддерживают вспомогательными, многоплеменными горелками или специальными электроподогревателями. Стали 15М и 20М толщиной 10 мм при температуре минус 103 С можно сваривать без предварительного подогрева, стали большей толщины подогревают до 250— 300 °С. Хромомолибденовые стали 12ХМ, 15ХМ, 12Х1МФ при температуре минус 10 °С сваривают с подогревом до 250—300 °С независимо от толщины металла.

Перед сваркой кромки зачищают до металлического блеска. Детали с толщиной стенки 5 мм сваривают за один проход, детали или узлы с толщиной стенки более 5 мм сваривают в несколько проходов.

Для получения качественного сварного соединения этих сталей первый шов образуется за счет взаимного оплавления кромок, т.е. без присадочного металла участками не более 15—25 мм во избежание появления микротрещин. Чтобы предотвратить выгорание хрома и молибдена, металл сварочной ванны поддерживают в более густом состоянии, не перегревая его.

Перед возобновлением сварки после перерыва подогревают место сварки, а при сварке кольцевых швов — весь шов, до температуры 250—300 °С. При завершении сварки следят за тем, чтобы переход от усиления шва к основному металлу был плавным по всей длине шва.

Детали и узел котлов с толщиной стенки свыше 10 мм подвергают термообработке при температуре 900—930 °С для молибденовой и 930—950 °С для хромо-молибденовой стали с выдержкой при этой температуре I —1,5 мин на 1 мм толщины свариваемого металла с последующим охлаждением на спокойном воздухе. После монтажа и сварки паропроводных труб их необходимо подвергнуть термической обработке газовыми го* релками или специальными электронагревателями.

Местную термообработку труб на монтаже из молибденовых и хромомолибденовых труб производят при температуре 680—700° С; хромомолибденованадиевые стали подвергают термообработке при температуре 720—740° С с выдержкой 4—5 мин на 1 мм толщины свариваемого металла. Сварной стык подвергают термической обработке на ширину 100 мм в обе стороны от шва. Хорошее качество сварного соединения из хро-момолибденовой стали получается при сварке присадочной проволокой СвГ8ХМА.

К низколегированным хромокремнемарганцовистым сталям (хромансиль) относятся следующие наиболее часто используемые марки: 20ХГС, 25ХГС, ЗОХГС, 30ХГСА, 35ХГС, с содержанием 0,17—0,4% углерода, 0,9—1,2% кремния, 0,8—1,1% марганца, 0,8—1,1% хрома. Эти стали сваривают нормальным пламенем. Мощность наконечника выбирают из расчета 75—100 л ацетилена в час на 1 мм толщины свариваемого металла. При сварке окислительным пламенем более интенсивно выгорают такие легирующие компоненты, как хром, кремний, марганец, с образованием в сварном шве окислов, шлаков и частично непровара.

В качестве присадочного материала используют сварочную низкоуглеродистую проволоку Св08 и Св08А, а в том случае, когда к сварному соединению предъявляют повышенные требования, применяют сварочную проволоку Св18ХГСА или Св18ХМА. Кромки свариваемых деталей должны быть хорошо подогнаны под сварку и очищены до металлического блеска от всевозможных загрязнений; зазор по всей длине (периметру) шва должен быть одинаковым.

Прихватку листов под сварку производят через 20— 30 мм при толщине металла до 1,5 мм, а при большей толщине — через 40—60 мм. Прихватки от края листа располагают на расстоянии 10—15 мм. Сварку производят в один слой от середины шва к его краям. С целью уменьшения выгорания легирующих компонентов сварку производят быстро без задержки пламени на одном месте и без перерывов. Хромокремнемарганцови-стые стали при резком охлаждении легко закаливаются с образованием трещин в шве и околошовной зоне.

Поэтому горелку отводят медленно вверх, одновременно прогревая факелом пламени металл конечного участка радиусом 20—40 мм.

В зависимости от назначения сварной детали или узла его подвергают термической обработке (закалке с последующим отпуском). Закалку производят при температуре 500—650 °С с выдержкой при этой температуре 5 мин, затем изделие нагревают до 880 °С с той же выдержкой с последующим охлаждением в массе. Отпуск производят путем нагрева до температуры 400— 600 °С с охлаждением в горячей воде.

Хромистые стали. При монтаже специального оборудования применяют кислотостойкие и стойкие (при высоких температурах) хромистые стали с содержанием хрома до 30% и углерода — от 0,13 до 0,9%. Хромистые стали склонны к закалке на воздухе, в результате чего после сварки могут образовываться трещины. Чем больше в стали углерода, тем хуже она сваривается и тем чаще образуются трещины. Чтобы уменьшить опасность трещинообразования, сталь перед сваркой подогревают до температуры 150—200 °С. Обязателен подогрев хромистых сталей с содержанием хрома более 14%. Данные стали склонны к большому короблению в результате малой теплопроводности и большого коэффициента линейного расширения.

Сварку хромистых сталей ведут нормальным пламенем, наконечником мощностью 70 л ацетилена в час на 1 мм толщины свариваемого металла. Избыток кислорода приводит к окислению хрома, а избыток ацетилена— к образованию так называемых карбидов хрома.

При таком положении металл шва и околошовной зоны перестает быть стойким против кислот. При сварке применяют присадочную проволоку из хромоникеле-вой стали Св02Х19Н9 или Св06Х19Н9Т (с титаном), позволяющую получать лучшее качество сварного соединения. Титан и ниобий препятствуют образованию в сварном шве и околошовной зоне карбидов хрома (твердых химических соединений хрома с углеродом). Сварку производят быстро, избегая перерывов и повторных нагревов. Сварка должна быть с одной стороны и в один слой. Предупредить выгорание хрома можно путем нанесения флюса на проволоку и свариваемые кромки, при этом флюс должен покрывать как лицевую, так и обратную сторону шва.

После сварки детали подвергают термической обработке по режиму, соответствующему данной марке стали.

Кислотостойкие стали с высоким содержанием хрома при длительном нагреве склонны к росту зерна в зоне нагрева со снижением прочности сварного соединения. Поэтому эти стали газовой сваркой не сваривают.

Хромоникелевые аустенитные стали — стали, сохраняющие структуру аустенита при медленном понижении температуры от 1000° С и более до комнатной.

Основу аустенитной стали составляет железо (более 45%). Содержание легирующих элементов, важнейшими из которых являются хром и никель, не превышает 55%. Если сумма легирующих компонентов превышает 55%, вместо термина аустенитная сталь применяют термин аустенитный сплав.

Металлургическая промышленность выпускает десятки марок высоколегированных хромоникелевых сталей и никелехромовых сплавов. Наибольшее распространение при изготовлении сварных конструкций получили нержавеющие стали — стали с высоким содержанием хрома, устойчивые против коррозии в атмосфере и различных средах.

Стали и сплавы с высоким содержанием хрома (более 6—8%) делят на три основные группы:
1) коррозионностойкие (нержавеющие) стали;
2) жаростойкие стали и сплавы;
3) жаропрочные стали и сплавы.

К группе коррозионностойких относятся стали, обладающие стойкостью против электрохимической коррозии — атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой, морской и др.

Наиболее распространенными аустенитными корро-зиониостойкими сталями являются 0Х10Н20Т2, Х14Г14НЗТ (ЭИ711), 1Х16Н15МЗБ (ЭИ847) и др. (ГОСТ 5632—61), к аустенитным жаростойким сталям и сплавам относятся: Х20Н14С2 (ЭИ211), 0Х23Н18 и др.

К группе жаростойких относятся стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температуре выше 550 °С и работающие в ненагруженном или слабонагру-жениом состоянии. Эти стали обладают высокой прочностью н вязкостью, хорошо сопротивляются действию высоких температур, щелочей, кислот, хорошо поддаются штамповке и вытяжке.

Применительно к нержавеющим сталям ацетилено-кислородная сварка имеет следующие серьезные недостатки. При избытке ацетилена возможно науглероживание металла шва, а в ряде случаев и околошовной зоны. В результате этого снижается коррозионная стойкость сварного соединения и появляется опасность образования горячих трещин.

Если в пламени газовой горелки содержится избыток кислорода, то появляется возможность окисления таких элементов, как титан, алюминий, хром и др. Окисление ферритообразующих элементов может, кроме того, вызвать аустенизацию сварного шва и появление горячих трещин. Поэтому ни восстановительное, ни окислительное пламя нельзя использовать при газовой сварке нержавеющих сталей. Сварку следует производить строго нейтральным пламенем. Мощность пламени горелки берут из расчета 75 л ацетилена в час на 1 мм толщины свариваемого металла.

Для сварки нержавеющих сталей применяют проволоку СвОХ18Н9, СвОХ!8Н9С2, Св1Х18Н9Т, Св1Х18НЭБ, Св1Х18Н11М и др. При сварке жаропрочной стали применяют проволоку, содержащую 21% никеля и 25% хрома. При сварке металла толщиной до 2 мм делают отбортовку, величина которой равна толщине листа. При толщине листа 3—4 мм сварку ведут без разделки, при большей толщине свариваемого металла делают разделку кромок под углом 70—80°.

Для удаления окислов хрома и улучшения внешнего вида сварного шва применяют флюс, состоящий из 80% плавикового шпата и 20% ферротитана.

Можно использовать флюс, состоящий из смеси 50% буры и 50% борной кислоты или 80% буры и 20% окиси кремния.

Флюс разводят в воде до смеганообразного состояния. Приготовленный флюс наносят на кромки за 15— 20 мин до сварки. Наносят его с лицевой и обратной стороны свариваемых кромок детали. Чтобы уменьшить коробление свариваемого изделия, применяют обратно-ступенчатый способ сварки с началом сварки на расстоянии 75—100 мм от кромки.

Сварку необходимо вести быстро, за один проход и без колебаний присадочной проволокой. Ванну расплавленного металла покрывают тонким слоем шлака, а конец присадочной проволоки погружают в ванну.

Сваривать можно и левым и правым способами. Наклон мундштука горелки и присадочной проволоки такой же, как и при сварке углеродистой стали.

Для получения заданных механических свойств и повышения коррозионной стойкости сварное соединение после сварки подвергают термической обработке (закалке) нагревом до температуры 1050—1100 °С с последующим быстрым охлаждением в воде. Закалку можно заменить отжигом при температуре 850° С с последующим охлаждением на воздухе. Сварное соединение из металла толщиной 1—2 мм можно охлаждать на воздухе. Сталь с добавлением титана подвергать термической обработке после сварки не обязательно.

После сварки шлак и остатки флюса удаляют путем промывки сварного шва и околошовной зоны в горячей воде волосяной щеткой.

Схемы сборки и сварки пластин из нержавеющей стали марки Х18Н9Т толщиной 1,5 мм (без разделки кромок) и толщиной 5 мм с V-образной разделкой кромок представлены на рис. 37 и 38.

Присадочная проволока: Св06Х19Н9Т диаметром 1 и 4 мм с флюсом состоит из смеси прокаленной буры (50%) и борной кислоты (50%) в виде пасты, разведенной водой.

Перед сваркой за 15—20 мин флюс наносят при помощи кисточки на свариваемые кромки и на присадочную проволоку.

Рис. 38. Схема сварки и сборки пластин из нержавеющей стали толщиной 5 мм

Читать далее:
Сварочные флюсы
Сварочные электроды
Общие сведения о сварке арматуры
Противопожарные мероприятия при сварке
Безопасность труда при сварке технологических трубопроводов
Безопасность труда при сварке строительных металлических и железобетонных конструкций
Защита от поражения электрическим током при сварке
Техника безопасности и производственная санитария при сварке
Управление качеством сварки
Статистический метод контроля

Сварка легированных сталей

Автор admin На чтение 3 мин. Просмотров 412 Опубликовано 07.06.2014

Наш высокотехнологичный век ставит задачу перед человеком соединения высоколегированных сталей. То есть тех материалов, которые стали продуктом инженерной мысли, металлы улучшили свои свойства, но и поставили новые трудности. Легированные стали сложно сваривать. Все дело в компоненте – добавке из хрома, марганца, никеля, молибдена или ванадия.

Эти добавки делают сталь прочней, придают ей удивительные антикоррозионные свойства. Но именно они и создают трудность при сварке. Различают несколько сталей по составу: низколегированные, среднелегированные и высоколегированные.

Каким же образом мешают легирующие добавки? При сварке эти элементы выделяют карбиды, и в результате, в сварном шве образуется самозакаливаемость металла, происходит усадка, появляются трещины. Все эти явления происходят благодаря низкой теплопроводности легированной стали по сравнению с обычной углеродистой сталью. Сварка легированных сталей должна производится с использованием флюса, чтобы избежать деформаций в металле.

Сварка хромистых сталей

Обычно такая сталь содержит около десяти процентов хрома. Все остальное сталь плюс 0,4% углерода. Такие стали достаточно неплохо свариваются, если процентное содержание углерода не превышает 2%. Сварка легированной стали с хромом должна происходить с использованием защиты для покрытия. Также в процессе сварки надо вводить легированные присадки и специальные стандартизированные электроды с содержанием хрома.

Перед сваркой рекомендуется подогреть металл до 300 градусов и использовать ручной дуговой способ. Хромоникелевые детали можно сваривать практически любым типом сварки, но не забывайте, что при большой температуре начинает выделяться карбид хрома.

Смешиваясь с металлом шва, они уменьшает антикоррозионные качества металла. Коррозию можно восстановить при помощи добавки из титана или ниобия.

Технология сварки легированной стали с марганцем

Сварка производится специальными электродами на марганцово-никелевой основе. Чтобы предотвратить появление трещин в сварном шве, рекомендуется варить быстро и сразу охлаждать место шва.

Особое внимание к таким металлам уделяют при подготовке, а некачественная подготовка может привести к трещинам и непроварам.

Кромки тщательно готовят по плановым чертежам.

Когда детали готовы по нужным размерам, их тщательно зачищают от шлаков, окалины, влаги или смазки. Каждая кромка должна быть зачищена на ширину в десять сантиметров. Сборка изделий происходит тоже с особой тщательностью. Места сварки должны иметь зазоры определенного размера.

Особенности сварки металлов с легированием

Такую сварку могут выполнять только высококвалифицированные сварщики, владеющие этой технологией.

Сам процесс происходит очень быстро и без перерывов. Если сваривают металлы, склонные к образованию трещин, то обязательно это делают в закрытом помещении при температуре не ниже минус 40 градусов. На поверхности свариваемых деталей не должны быть: конденсат, иней или снег. Газовая сварка легированных сталей тоже возможной, но является сложно и не очень эффективной.

Обычно используют аргонную сварку с постоянным током, силу которого выбирают в зависимости от толщины деталей. Защитные инертные газы хорошо защищают зону сварочного шва, они предупреждают окисление металла, делают шов качественным и прочным. Широко распространена и автоматическая аргонная сварка. В специальном аппарате детали свариваются без помощи человека, которые только следит за параметрами оборудования.

Газовая сварка легированных сталей | КИСАР-СВАРКА

Решая вопрос о применении газовой сварки для соединения легированных сталей, имеющих в своем составе молибден, хром, никель, титан и другие элементы, надо хорошо знать те особенности, которыми эти стали обладают. В принципе применимость газовой сварки определяется химическим составом каждого конкретного вида легированных сталей. По отно­шению к некоторым сталям газовая сварка не рекомендуется.

Высокохромистая сталь — в ней при продолжительном нагреве происходит рост зерен из-за высокого наличия в химическом составе хрома — более 15%. А так как газовая сварка предполагает длительное термическое воздействие (в отличие от дуговой сварки), то применение газовой сварки нежелательно вообще.

Хромистая сталь, как это и очевидно, имеет в своем составе меньше хрома, чем высокохромистая. Нежелательного роста зерен не будет, но эта сталь имеет ярко определенную тенденцию к закалке на воздухе, что неизбежно приведет к появлению трещин. Избежать этого можно, если замедлить остывание шва. Для этого, отводя горелку от шва при окончании работ, надо продолжать нагревать металл пламенем в радиусе 30 -40 мм от готового шва. Ввиду этого можно сделать вывод, что газовая сварка для хромистых сталей применима, но только при условии соблюдения правильного термического режима.

Хромоникелевая сталь. Сразу оговоримся, что газовая сварка этой стали с применением газов-заменителей ацетилена исключена. Сварка ацетиленом возможна, но только при условии применения специальных флюсов и если толщина металла не превышает 1 — 2 мм. Последующая термическая обработка шва обязательна. Но и при соблюдении всех перечисленных условий механические свойства шва, выполненного газовой сваркой, будут ниже, чем у основного металла. Если это неприемлемо, то сварку надо вести только электродами со специальными покрытиями.

Лучше всего сварку осуществлять аргонодуговым методом. Практика показала, что этот вид сварки дает самые качественные швы при соединении хромоникелевых сталей.

Молибденовая сталь (включая и хромомолибденовую) также, как и хромистые стали, имеет тенденцию к закалке на воздухе при температуре ниже 0°С. Поэтому газовую сварку можно вести только после того, как деталь подогрета до 250 — 300°С. Особенно это важно при сварке в условиях отрицательных температур и при толщинах металла более 10 мм. После газовой сварки обязательна термообработка с замедленным остыванием шва. При соблюдении всех перечисленных условий газовая сварка возможна.

Хромомолибденовая сталь. Противопоказаний по газовой сварке нет при соблюдении условий, изложенных в таблице для легированных сталей.

Сварка легированной стали — Энциклопедия по машиностроению XXL

Низкокремнистые флюсы применяют обычно для сварки легированных сталей.  [c.52]

Во многих случаях, в особенности при сварке легированных сталей и различных сплавов, требуется прежде всего получение определенных механических свойств и структуры металла около-шовной зоны и шва, которые зависят от длительности пребывания металла выше определенной температуры, скорости охлаждения в необходимом интервале температур, повторного нагрева и многих других особенностей термического цикла сварки (см. разд. IV). Поэтому оценка эффективности процесса сварки по энергетическим критериям часто оказывается второстепенной. Однако для сталей, мало чувствительных к воздействию термического цикла сварки, оценка эффективности различных режимов сварки по энергетическим затратам необходима. Следует различать сварные соединения двух основных крайних типов соединения, в которых преобладает наплавленный металл (заштрихованные участки на рис. 7.20, вверху), и соединения, образуемые преимущественно в результате расплавления основного металла (рис. 7.20, внизу). Для последнего типа соединений, например стыкового, тепловую эффективность процесса целесообразно характеризовать удельной затратой количества теплоты на единицу площади свариваемой поверхности  [c.232]

Э60 60 16 6 — — Для сварки легированных сталей  [c.363]

По назначению У — для сварки углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм Л — для сварки легированных сталей с Ов>60 кгс/мм Т — для сварки теплоустойчивых сталей В — для сварки высоколегированных сталей Н — для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами.  [c.64]

При сварке легированных сталей принимают меньшую силу тока, чтобы уменьшить  [c.335]

При газовой сварке легированной стали применяют флюсы (см. табл. 19) и используют проволоку соответствующих марок, указанных в ГОСТ 2246-54.  [c.202]

Этичностью. Быстрое охлаждение в интервале температур 300—200°С, особенно при сварке легированных сталей, может привести к частичной или полной закалке металла шва на мартенсит. В результате образования хрупкого мартенсита, имеющего больший объем, чем перлит или феррит, в сварном шве возникают напряжения, которые могут привести к образованию трещин. Эти трещины называют холодными, так как они образуются при относительно низких температурах.  [c.172]

В интервале температур от 1 400 до 950°С в сварном шве могут образовываться так называемые горячие трещины, которые сравнительно часто встречаются при сварке легированных сталей. Причина образования горячих треш ин заключается в неоднородности состава и свойств кристаллов металла шва при высоких температурах. Средняя часть дендрита состоит из более тугоплавких и более прочных при высоких температурах составляющих.  [c.173]

Сварщики, допускаемые к выполнению сварочных работ, которые требуют специальных навыков (сварка легированных сталей, углеродистых сталей с содержанием углерода выше 0,28%, сварка металла толщиной более 25 мм), должны подвергаться дополнительным теоретическим и практическим испытаниям.  [c.68]

Электрошлаковая сварка является наиболее рациональным и приемлемым способом для сварки легированных сталей большой толщины по сравнению с обычно применяемыми способами сварки.  [c.523]

Несмотря на специфику гидротурбостроения, зависящую от параметров различных гидроустановок, следует более тщательно и экономически оправдано создавать новые детали и узлы для машин различных конструкций и схем. Следует избегать излишнего многообразия видов отдельных узлов выпускаемых гидротурбин. Отсюда возникает важная задача обеспечения конструктивного единообразия и высокой технологичности одинаковых по наименованию деталей и узлов гидротурбин разных типов и размеров (например, сервомоторы направляющего аппарата, направляющие подшипники, механизмы поворота лопастей рабочего колеса и поворота направляющих лопаток, уплотнений и др.). Улучшение технологии связано также с проведением работ по механизации сварки, по сварке легированных сталей и легированных сталей с малоуглеродистыми. Для повышения качества и эксплуатационной стойкости деталей проточной части гидротурбин необходимо больше применять малоуглеродистую нержавеющую сталь.  [c.165]

Химический анализ металла сварного шва, выполненного под флюсом для сварки малоуглеродистых сталей, производится по ГОСТ 2331-43, а под флюсом для сварки легированных сталей по ГОСТ 2604-44.  [c.288]

Испытание производится от партии. Партией считаются электроды одной марки и одного диаметра, с покрытием из компонентов одной поставки и одного состава, при одинаковом технологическом процессе. Партия электродов для сварки легированных сталей должна также состоять из проволоки одной плавки.  [c.289]

Механические свойства наплавленного металла и сварного соединения при применении электродов для сварки легированных сталей с особыми свойствами  [c.292]

ГОСТ 2523-51 регламентирует содержание серы и фосфора в металле шва и в наплавленном металле поверхностного слоя в случае применения электродов, предназначенных для сварки углеродистых и низколегированных сталей и для наплавки — не более 0,05 7о каждого элемента для сварки легированных сталей группы А (табл. 58) — не более 0,035 %.  [c.292]

Металл, наплавленный электродами для сварки легированных сталей и для наплавки поверхностных слоев, должен быть подвергнут анализу на содержание основных элементов. Содержание их должно соответствовать составу, установленному паспортом на электрод данной марки.  [c.292]

Механические свойства наплавленного металла при сварке легированных сталей, не предусмотренных табл. 8, устанавливаются по ТУ.  [c.216]

В сварных конструкциях применять углеродистые стали марок СтО, СтЗ, Ст5, Стб, 15, 35, 45, 50Г. Сварка легированных сталей несколько затруднена из-за склонности к закалке околошовной зоны и образованию в ней хрупких структур (требуется специальная технология сварки).  [c.79]

Характеристика порошковых проволок для механизированной сварки легированных сталей  [c.182]

Наибольшее влияние на свариваемость сталей оказывает углерод. Она ухудшается при увеличении содержания углерода, а также ряда других легирующих элементов. Для изготовления сварных изделий применяют в основном конструкционные низкоуглеродистые, низколегированные и легированные стали. Главными трудностями при сварке легированных сталей являются их склонность к образованию закалочных структур, горячих и холодных трещин, а также ухудшение механических свойств — в первую очередь снижение пластичности в зоне сварки. Чем выше содержание углерода в стали, тем сильнее проявляются эти недостатки и тем труднее обеспечить необходимые свойства сварного соединения.  [c.54]

АН-20С 19… 24 [c.67]

В процессе первичной кристаллизации сварного шва желательно получить мелкозернистую структуру с незначительной химической неоднородностью. Металл с такой структурой обладает высокой прочностью и пластичностью. Мелкозернистое строение наплавленного металла можно получить при быстром охлаждении, т. е. при вторичной кристаллизации. Но это не всегда возможно. Быстрое охлаждение в интервале температур 200—300° С, особенно при сварке легированных сталей, может привести к частичной или полной закалке металла шва. В результате образования мартенсита, имеющего больший объем, чем перлит или феррит, в сварном шве возникают напряжения, которые могут привести к образованию трещин. Эти трещины называют холодными, так как они образуются при относительно низких температурах.  [c.243]

При сварке легированных сталей диаграмма Fe—О — С существенно усложнится из-за образования более устойчивых, чем РезС, карбидов (легирующие элементы Сг, Мп, ванадий, ниобий, титан), а также из-за смещения границ растворимости карбидов в твердых растворах 7-Fe (никель).  [c.341]

Для сварки легированных сталей, содержащих легкоокисляю-щиеся компоненты, используют флюсы с минимальной окислительной способностью. Такие флюсы строятся на основе флюорита СаРг, к которому добавляют для понижения электропроводности АЬОз и СаО. Эти флюсы также активно понижают содержание серы. Длительное пребывание жидкого металла в контакте с синтетическим шлаком дает возможность подавать в шлаковую ванну электродные проволоки или пластины различного состава для их переплава, а это создает условия для улучшения свойств полученного металлического слитка (снижение содержания серы  [c.378]

При сварке легированных сталей необходимо использовать специальные сварочные проволоки, содержащие раскислители (марганец и кремний) — Св08ГС, Св08Г2С, СвО,7ГС, которые предохраняют от окисления легирующие добавки свариваемого металла (защитный газ СО2 — сильный окислитель). Подробно металлургические особенности процесса сварки в углекислом газе рассматриваются в работе [18].  [c.382]

АН-20С АН-20СМ и АН-20П —для дуговой автоматической наплавки высоколегированных и сварки легированных сталей  [c.415]

В зависимости от рода получаемого шлака электродные покрытия могут быть разбиты на кислые и основные. Важнейшим моментом, определяющим качество покрытия, является степень его раскислённости или окислительная способность образуемых им шлаков. Даже в условиях весьма эффективной защиты расплавленного металла от вредного внешнего воздействия атмосферного кислорода нераскис-лённые или слабо раскисленные шлаки могут насытить металл шва значительным количеством кислорода за счёт перехода свободных окислов из шлака в металл. Аналогичное явление может иметь место при использовании в покрытии рудных компонентов, которые при нагреве выделяют свободный кислород, например, марганцевая руда. В советской практике для многих марок толстопокрытых электродов применяются главным образом основные рас-кислённые покрытия, особенно при сварке легированных сталей. Для регулирования химического состава металла шва и его механических свойств в советской практике в подавляющем большинстве марок покрытых электродов, применяемых для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей, практикуется легирование через покрытие. Для этой цели используются в основном различные ферросплавы, которые одновременно осуществляют и другие функции в электродном покрытии (раскисление, создание мелкозернистости металла шва, повышение устойчивости дуги, улучшение технологических свойств шлака).  [c.297]

При сварке легированных сталей необходимость подогрева и температура определяются ло спецнальны.м инструкциям.  [c.40]

Марки в зависимости от их назначения — 0ММ5, ОМУ-1, ЦМ-7 и пр. Для сварки легированных сталей применяют электроды марок ЦЛ-6, ЦЛ-14, ЦУ-2М и др., а для па-плавки против истирания применяют электроды марок Т-590, Т-620 и др.  [c.36]

При ЭШС используют электродную проволоку диаметром 3…5 мм по ГОСТ 2346-70 и флюсы по ГОСТ 9087-69. Опыт применения ЭШС показал, что при сварке протяженных стыков углеродистых и низколегированных сталей электродными проволоками Св 08А, Св 08ГА, Св 08Г2С лучшими технологическими свойствами обладают флюсы АН-8, АН-8М, а при сварке легированных сталей — АН-22. Все флюсы (табл. 22), применяемые для ЭШС, плавленные.  [c.218]

В интервале температур от 1400 до 950° С в сварном шве могут образоваться горячие трещины. Они сравнительно часто встречаются при сварке легированных сталей. Причина образования горячих трещин заключается в неоднородности состава и свойств кристаллов металла сварного шва при высоких температурах. Средняя часть дендрита состоит из более тугоплавких и прочных при высоких температурах составляющих. Легкоплавкие примеси оттесняются на периферию дендритов и в межден-дритные промежутки. Металл по границам дендритов может нз  [c.244]

Низколегированные присадочные материалы: от A до W

При сварке в различных отраслях, от энергетики до производства тяжелого оборудования и производства конструкционной стали, компании полагаются на низколегированные стали из-за их механических и химических свойств. Эти металлы обладают повышенной прочностью и ударной вязкостью, способностью сохранять прочность и сопротивляться ползучести (то есть сопротивляться деформации под нагрузкой) при высоких температурах, а также стойкостью к атмосферной коррозии.

Низколегированные стали получают свои механические и химические свойства за счет добавления легирующих элементов, включая никель, хром, молибден и марганец. Реже производители присадочного металла добавляют ванадий или медь. Каждый элемент дает определенное преимущество. Никель обеспечивает ударную вязкость, хром обеспечивает сопротивление ползучести и жаропрочность, а марганец обладает способностью к закаливанию и раскислением. Молибден также обладает способностью к закалке в дополнение к высокотемпературной прочности.В зависимости от типа низколегированной стали могут присутствовать различные количества легирующих элементов. Распространенные низколегированные стали:

• Стали с высоким пределом текучести : HY -80, HY-90 и HY-100 для судостроения, производства мостов и внедорожной техники.
• Hig Высокопрочная низколегированная (HSLA) сталь для легковых, грузовых автомобилей, кранов и мостов.
• Сталь Quen , подвергнутая шлифовке и отпуску (Q&T): A51 4 для конструкционной стали и A517 для сосудов под давлением.Иногда их называют сталями Т-1.
• Weat Сталь для травления: A24 2, A588 и A709 сорт 50 для строительных конструкций, мостов и уличных скульптур.
• Хромомолибденовые стали: A33 5, A213 и A387 для нефтехимии и энергетики.
• Термообрабатываемые низколегированные стали: AIS I 4130, AISI 4140 и AISI 8630 для валов, конструкционных труб и труб для транспортировки сжатых газов.

Низколегированные стали обычно имеют предел прочности на разрыв 80 000 фунтов на квадратный дюйм (PSI) или больше. Как и для любого материала, для них требуется присадочный металл, соответствующий их химическому составу и обеспечивающий желаемую прочность окончательного сварного шва. С этой целью низколегированные присадочные металлы доступны в нескольких классификациях продуктов, что делает их пригодными для использования в различных низколегированных сталях.

Подгонка присадочного металла

Как правило, более прочная низколегированная сталь делает материал менее пластичным и более склонным к растрескиванию после сварки.Использование присадочного металла с низким уровнем диффундирующего водорода может помочь минимизировать растрескивание низколегированных сталей, равно как и выполнение надлежащих процедур предварительного нагрева.

Целью сварки низколегированной стали является максимальное согласование прочности и химического состава присадочного металла и основного материала. В некоторых случаях присадочный металл может действительно превышать прочность металла, если конструкция соединения указывает на то, что это лучший способ. Если процедура сварки требует сваривания двух разных типов низколегированных сталей, подбор присадочного металла и материала с более низкой прочностью может помочь обеспечить соответствующую пластичность и предотвратить растрескивание.

Другие факторы, влияющие на то, как подобрать низколегированный присадочный металл к данной низколегированной стали, включают:

• Толщина материала: Некоторые низколегированные стали (например, стали Q&T) теряют прочность при увеличении толщины, поэтому для работы требуется присадочный металл меньшей прочности.
• C циклическая нагрузка: Готовая деталь, которая будет подвергаться высоким напряжениям и усталости, потребует присадочного металла с более высокой вязкостью для защиты от растрескивания.
• Термическая обработка после сварки (PWHT): Если процедура сварки требует PWHT, присадочный металл должен сохранять свои механические свойства после нагрева. Часто подходят наполнители с добавлением молибдена.

Как и при любой сварке, если вы сомневаетесь в правильности процедуры согласования низколегированного присадочного металла с конкретной низколегированной сталью, всегда консультируйтесь с надежным производителем присадочного металла или дистрибьютором сварочного оборудования.

Описание опций

Каждый тип низколегированного присадочного металла содержит различное процентное содержание легирующих элементов, которые придают определенные свойства готовому сварному шву. Низколегированные присадочные металлы объединены в химические классификации, определенные Американским сварочным обществом (AWS-) (см. рисунки 1 и 2 ).

Классификация продукции A . Это углерод-молибденовые присадочные металлы, которые содержат от 0,40 до 0,65 процента молибдена для повышения прочности сварного шва и сохранения этой прочности при повышенных температурах даже после термообработки после сварки.Эти продукты предназначены для использования в котлах, сосудах высокого давления и напорных трубопроводах. Как правило, они доступны для электродов для дуговой сварки защищенным металлом (SMAW), например E7018-A1 h5R, и для проволоки для дуговой сварки в среде защитного газа (FCAW), такой как E81T1-A1C.

Классификация продукции B. Эти присадочные металлы, содержащие добавки хрома и молибдена, используются в высокотемпературных областях применения, таких как сварка сосудов высокого давления и котлов с хромомолибденовой сталью.Добавки в сплав могут содержать от 1,25 до 10,50 процента хрома и от 0,5 до 1,0 процента молибдена.

Рисунок 1
Все низколегированные присадочные металлы соответствуют классификации AWS, чтобы идентифицировать их как низколегированные продукты. Этот экранированный металлический электрод для дуговой сварки имеет классификацию продукции B2 (см. Рисунок 2). E означает, что это электрод; 80 означает предел прочности на разрыв 80 000 фунтов на квадратный дюйм; а цифра 1 показывает, что его можно использовать во всех положениях.Цифра 8 означает, что электрод имеет порошковое покрытие с низким содержанием водорода и может использоваться с переменным током (AC) или положительным электродом постоянного тока (DCEP).

Обычными присадочными металлами в этой категории являются B2, B3, B6, B8 и B9, доступные в электродах SMAW и проволоке для сварки FCAW или газовой дуговой сварки (GMAW). Некоторые подрядчики обращаются к проволоке FCAW для повышения производительности.

Классификация продуктов C / Ni. Для SMAW классификация продукта C означает, что электрод изготовлен из никелевого сплава, как в E8018-C3.Сплошные и трубчатые низколегированные проволоки используют Ni в классификации AWS для обозначения легирования никеля, как в AWS E81T1-Ni1. Оба типа присадочных металлов содержат от 1 до 4 процентов никеля для повышения прочности и ударной вязкости. Эти присадочные металлы применяются в землеройном и горнодобывающем оборудовании, а также в производстве низколегированных сталей с давлением 80 000 фунтов на квадратный дюйм или выше, таких как HSLA, HY-80 и A514.

Классификация продукции D. SMAW, FCAW и GMAW (включая порошковую проволоку, такую ​​как E90C-D2) с классом продукции D содержат дополнительные марганец и молибден.Они предназначены для сварки различных сталей с прочностью более 80 000 фунтов на квадратный дюйм. К ним относятся материалы, используемые в производстве тяжелого оборудования и кранов, а также в производстве низколегированных сталей HSLA, HY-80-100 и A514.

Классификация продукции G. Низколегированные присадочные металлы с классификацией G — среди прочих E81T1-GC и ER90S-G — немного сложны. Они не вписываются ни в одну из установленных AWS классификаций низколегированных присадочных металлов. Хотя они должны соответствовать требованиям к растяжению, указанным в классификации AWS, требования к сплавам не определены.Вместо этого свойства согласовываются между производителем присадочного металла и конечным пользователем. Их нельзя использовать в процедурах сварки, прошедших предварительную квалификацию, что затрудняет их квалификацию для определенных применений. Эти присадочные материалы доступны для процессов SMAW, FCAW и GMAW (включая порошковые).

Классификация продукции K. Эта классификация используется только для GMAW (только с металлическим сердечником) и FCAW. Эти марганец-никель-молибденовые присадочные металлы предназначены для соединения сталей HSLA, поскольку они обеспечивают повышенную прочность — до минимального предела прочности при растяжении до 120 000 фунтов на квадратный дюйм — и ударную вязкость.Производители также могут использовать их для соединения сталей Q&T. В некоторых случаях производители присадочного металла могут добавлять хром. Области применения включают производство тяжелого оборудования и кранов, морские разработки и судостроение.

Классификация продукции M. Используется только для SMAW, например E9018-M h5R. Буква M означает военный или военный аналог, потому что эти присадочные металлы имеют химические и механические требования, аналогичные требованиям военной классификации. Присадочные металлы легированы комбинациями марганца, никеля, хрома и молибдена (а иногда и других элементов) для повышения прочности и ударной вязкости.Они используются для соединения сталей HSLA, а также сталей Q&T. Электроды SMAW этой категории имеют минимальную прочность на разрыв до 120 000 фунтов на квадратный дюйм.

Классификация продукции W. Буква W обозначает присадочные металлы, используемые для сварки атмосферостойкой стали. Эти стали устойчивы к атмосферной коррозии и имеют уникальную на вид патину или ржавчину. Добавление 0,5% меди к этим присадочным металлам позволяет наплавленному покрытию соответствовать этому уникальному внешнему виду поверхности. Легирование медью может сделать сварные швы немного более чувствительными к трещинам, хотя вероятность таких проблем минимальна.Рекомендуется всегда соблюдать надлежащие процедуры сварки.

Прочие соображения

Как и при любой сварке, использование низколегированного присадочного металла, обеспечивающего надлежащую прочность, пластичность, ударную вязкость и трещиностойкость в окончательном сварном шве, имеет решающее значение для успешной сварки. Однако, поскольку доступно так много разновидностей низколегированной стали, каждая из которых обладает уникальными характеристиками, не существует универсального присадочного металла, подходящего для всех работ.

Как всегда, прежде чем выбирать низколегированный присадочный металл, необходимо учитывать механические и химические свойства конкретной низколегированной стали, подлежащей сварке, и предполагаемые условия эксплуатации в данной области применения.

Рисунок 2

Hobart Brothers Performance Welding Products

Для сварочных работ, начиная от энергетического рынка и заканчивая производством тяжелого оборудования и проектами по производству конструкционной стали, компании полагаются на низколегированные стали из-за их механических и химических свойств. Эти металлы обладают преимуществом повышенной прочности и ударной вязкости; способность сохранять прочность и сопротивляться ползучести при высоких температурах; и устойчивость к атмосферной коррозии.Эти характеристики могут сделать низколегированные стали выгодным и экономичным вариантом для конечных пользователей.

Низколегированные стали приобретают свои механические и химические свойства за счет добавления легирующих элементов, включая никель, хром, молибден и марганец.Реже производители присадочного металла добавляют ванадий или медь. Каждый элемент дает определенное преимущество. Никель обеспечивает ударную вязкость, хром обеспечивает сопротивление ползучести и жаропрочность, а марганец обладает способностью к закаливанию и раскислением. Молибден также обладает способностью к закалке в дополнение к высокотемпературной прочности. В зависимости от типа низколегированной стали могут присутствовать различные количества легирующих элементов. К распространенным низколегированным сталям относятся:

Стали с высоким пределом текучести : HY-80, HY-90 и HY-100 для судостроения, производства мостов и внедорожной техники

Высокопрочные низколегированные (HSLA) стали для легковых и грузовых автомобилей, кранов и мостов.

Закаленная и отпущенная (Q&T) сталь : A514 для конструкционной стали и A517 для сосудов под давлением. Иногда их называют сталями Т-1.

Погодостойкая сталь : A242, A588 и A709 класса 50 для строительных конструкций, мостов и уличных скульптур.

Хромомолибденовые стали : A335, A213 и A387 для нефтехимической и энергетической промышленности.

Термообрабатываемые низколегированные стали : AISI 4130, AISI 4140 и AISI 8630 для валов, конструкционных труб и труб для транспортировки сжатых газов.

Обычно низколегированные стали имеют предел прочности на разрыв 80 000 фунтов на квадратный дюйм (80 тысяч фунтов на квадратный дюйм) или больше. Как и в случае с любым другим материалом, для них требуется присадочный металл, соответствующий их химическому составу и обеспечивающий желаемую прочность окончательного сварного шва. С этой целью низколегированные присадочные металлы доступны в нескольких классификациях продуктов, что делает их пригодными для использования в различных низколегированных сталях.

Сопоставление присадочного металла
Как правило, более высокая прочность, обеспечиваемая низколегированной сталью, делает материал менее пластичным и более склонным к растрескиванию после сварки.Наличие присадочного металла с низким уровнем диффундирующего водорода может помочь минимизировать растрескивание низколегированных сталей, равно как и выполнение надлежащих процедур предварительного нагрева.

Целью сварки низколегированной стали является максимальное согласование прочности и химического состава присадочного металла с основным материалом. В некоторых случаях присадочный металл может действительно превышать прочность металла, если конструкция соединения указывает на то, что это лучший способ. Если процедура сварки требует сваривания друг с другом двух разных типов низколегированной стали, подбор присадочного металла и материала с более низкой прочностью может помочь обеспечить соответствующую пластичность и предотвратить растрескивание.

Другие факторы, влияющие на то, как подобрать низколегированный присадочный металл к данной низколегированной стали, включают:

Толщина материала : Некоторые низколегированные стали (например, стали с закалкой и отпуском) теряют прочность при увеличении толщины, поэтому для работы требуется присадочный металл меньшей прочности.

Циклическое нагружение : Готовая деталь, которая будет подвергаться высоким напряжениям и усталости, потребует присадочного металла с более высокой вязкостью для защиты от растрескивания.

Термическая обработка после сварки (PWHT) : Если процедура сварки требует PWHT, важно иметь присадочный металл, который может сохранять свои механические свойства после нагрева. Часто подходят те, у которых добавлен молибден.

Как и при любой сварке, если вы сомневаетесь в правильности процедуры согласования низколегированного присадочного металла с конкретной низколегированной сталью, всегда консультируйтесь с надежным производителем присадочного металла или дистрибьютором сварочного оборудования.

Общие сведения о вариантах
Поскольку на рынке доступны различные типы и прочности низколегированных сталей, и поскольку каждая имеет свои предполагаемые области применения и условия эксплуатации, на рынке также доступны различные низколегированные присадочные металлы. для удовлетворения этих потребностей.Каждый тип низколегированного присадочного металла содержит различное процентное содержание легирующих элементов, обеспечивающих определенные свойства готового сварного шва. Низколегированные присадочные металлы классифицируются по химическим классам Американского сварочного общества (AWS) следующим образом.

Классификация продукции A
Это углерод-молибденовые присадочные металлы. В них добавлено от 0,40 до 0,65 процента молибдена для повышения прочности сварного шва и сохранения этой прочности при повышенных температурах даже после термообработки после сварки.Продукты «A» предназначены для использования в котлах, резервуарах высокого давления и трубопроводах высокого давления и обычно доступны для электродов для дуговой сварки в защитном металлическом корпусе (SMAW) (например, E7018-A1 h5R) и для дуговой сварки порошковой проволокой в ​​среде защитного газа (FCAW). ) провода (например, E81T1-A1C).

Классификация продукции B
Присадочные металлы с классом продукции «B» содержат добавки хрома и молибдена и используются в высокотемпературных условиях эксплуатации, таких как сварка сосудов высокого давления или котлов с хромомолибденовой сталью.Добавки сплава варьируются от 1,25 до 10,50 процента хрома и от 0,5 до 1,0 процента молибдена. Обычно используемые сплавы включают в себя присадочные металлы B2, B3, B6, B8 и B9 в электродах SMAW и проволоку FCAW или GMAW. Некоторые подрядчики обращаются к проволоке FCAW, особенно из-за повышения производительности, которую они обеспечивают (по сравнению с электродами SMAW), поскольку это может помочь им стать более конкурентоспособными на рынке. См. Рисунок 1 для получения дополнительной информации о присадочных металлах с классификацией продукта «B».

Классификация продуктов C / Ni
Для классификации SMAW классификация продукта «C» означает, что электрод легирован никелем.Электрод SMAW E8018-C3 является одним из примеров. Сплошные и трубчатые низколегированные проволоки используют «Ni» в классификации AWS для обозначения легирования никелем, например AWS E81T1-Ni1. Оба типа присадочных металлов содержат от 1 до 4 процентов никеля для повышения прочности и ударной вязкости. Эти присадочные металлы применяются в землеройном или горнодобывающем оборудовании, а также в производстве низколегированных сталей с давлением более 80000 фунтов на квадратный дюйм (например, HSLA, HY-80 и A514).

Классификация продукции D
SMAW, FCAW и GMAW (включая порошковую проволоку) с классификацией продукта «D» содержат дополнительные марганец и молибден и предназначены для сварки широкого спектра сталей с прочностью более 80 000 фунтов на квадратный дюйм. .К ним относятся материалы, используемые в производстве тяжелого оборудования и кранов, а также в производстве низколегированных сталей HSLA, HY-80-100 и A514. AWS E90C-D2 — это пример классификации порошковой проволоки, попадающей в эту категорию.

Классификация продукции G
Низколегированные присадочные металлы с классификацией G, в том числе E81T1-GC или ER90S-G, немного сложны. Эти продукты не входят ни в одну из классификаций, определенных AWS, которые охватывают низколегированные присадочные металлы.Они должны соответствовать требованиям к растяжению, указанным в классификации AWS, но требования к сплавам не определены. Вместо этого свойства согласовываются между производителем присадочного металла и покупателями. Эти продукты не разрешается использовать в сварочных процедурах, прошедших предварительную квалификацию, что затрудняет их квалификацию для определенных применений. Присадочные материалы класса «G» доступны для процессов сварки SMAW, FCAW и GMAW (включая порошковую).

Классификация продукции K
Классификация сплавов K используется только для продуктов GMAW (исключительно с металлическим сердечником) и FCAW.Эти марганцево-никель-молибденовые присадочные материалы предназначены для соединения высокопрочных низколегированных сталей (HSLA), поскольку они обеспечивают повышенную прочность — до минимального предела прочности на растяжение до 120 000 фунтов на квадратный дюйм — и ударную вязкость. Производители также могут использовать их для соединения закаленных и отпущенных сталей. В некоторых случаях производители присадочного металла могут добавлять хром в эти присадочные металлы. Эти присадочные металлы марки «K» применяются в производстве тяжелого оборудования и кранов, в морских установках и судостроении.

Классификация продукции M
Классификация «M» используется только для электродов SMAW, таких как E9018-M h5R.Буква «M» означает военный или военный аналог, потому что эти присадочные металлы имеют такие же химические и механические требования, что и продукты военной классификации. Присадочные металлы легированы комбинациями марганца, никеля, хрома и молибдена (а иногда и других) для повышения прочности и ударной вязкости. Они используются для соединения HSLA, а также закаленных и отпущенных сталей. Электроды SMAW этой категории имеют минимальную прочность на разрыв до 120 000 фунтов на квадратный дюйм.
Классификация продукции W Классификация «W» дается присадочным металлам, которые используются для сварки атмосферостойкой стали.Эти стали устойчивы к атмосферной коррозии и имеют уникальный вид патины или ржавчины. Добавление 0,5% меди к этим присадочным металлам позволяет наплавленному материалу сразу же соответствовать этому уникальному внешнему виду поверхности. Легирование медью может сделать сварные швы немного более чувствительными к образованию трещин, хотя вероятность таких проблем минимальна. Рекомендуется всегда соблюдать надлежащие процедуры сварки.

Что еще следует учитывать
Как и при любой сварке, использование низколегированного присадочного металла, обеспечивающего надлежащую прочность, пластичность, ударную вязкость и трещиностойкость в окончательном сварном шве, имеет решающее значение для успешной сварки низколегированных сталей.Однако из-за того, что существует так много разновидностей низколегированной стали, каждая со своими уникальными характеристиками, просто не существует универсального решения для присадочного металла, подходящего для всех. Всегда учитывайте механические и химические свойства типа свариваемой низколегированной стали и предполагаемые условия эксплуатации при выборе низколегированного присадочного металла. Проконсультируйтесь с предоставленными процедурами сварки или обратитесь в службу технической поддержки надежного производителя присадочного металла за дополнительными рекомендациями.

Услуги по сварке и изготовлению легированной стали

Мы специализируемся на изготовлении и обработке легированной стали на заказ для создания конструкций и компонентов с использованием самых современных процессов резки, формовки, гибки, сварки легированной стали и сборки. Многолетний опыт дает экспертные знания о характеристиках легированной стали и о том, как эта группа материалов реагирует на нагрев и силу при работе с ней. Такой уровень мастерства обеспечивает изготовление изделий высочайшей прочности, соответствующих проектным спецификациям или превосходящих их.Инновационная команда CEF всегда готова рассмотреть и направить вас в процессе проектирования. Наша цель — 100% удовлетворение потребностей клиентов, обеспечение качества, сертифицированного по стандарту ISO 9001: 2015, производительности, что приводит к своевременному выполнению работ и своевременной доставке. CEF может управлять крупными проектами от начала до конца или оказывать поддержку на любом этапе вашего проекта. Заказчики могут предоставить рабочие материалы или запросить их у CEF.

Материал из легированной стали

• Уголок
• Бар
• Балка
• Заготовка
• Канал
• Пластина
• Лист
• Трубка

Производство Распиловка

• Холодная распиловка
• Торцовочная пила
• Лазерная резка
• Газокислородная резка и снятие фаски
• Плазменная резка и снятие фаски
• Стрижка

Металлоконструкции

Сварочные процессы

• Экранированная металлическая дуга (SMAW)
• Газовая металлическая дуга (GMAW / MIG) | Сварка MIG
• Порошковая дуга (FCAW)
• Газовая вольфрамовая дуга (GTAW / TIG) | Сварка TIG

Механическая обработка

• Обработка с ЧПУ
• Расточка
• Бурение
• Нарезание резьбы

Монтаж и управляемые услуги

• Полная сборка
• Термическая обработка
• Пескоструйная обработка | Шлифовальный
• Живопись | Порошковое покрытие
• Покрытие | Цинкование

Другие виды металлов и обработка: Алюминий, лист AR | Устойчивый к истиранию лист, броневой лист, углеродистая сталь, толстый стальной лист, легированная сталь, железо, марганец, сплавы на основе никеля, листовой металл, нержавеющая сталь, сталь и конструкционная сталь

Свариваемость стали | Металл Пресс от onlinemetals.com

Виды стали

По данным Американского института железа и стали (AISI), сталь делится на четыре основные группы в зависимости от химического состава. Каждая группа различается по содержанию углерода и, следовательно, обладает разной свариваемостью. К четырем группам относятся углеродистая сталь, легированная сталь, нержавеющая сталь и инструментальная сталь.

Углеродистая сталь

Легкость сварки углеродистой стали во многом зависит от количества присутствующего углерода. По мере увеличения содержания углерода свариваемость имеет тенденцию к снижению.Это связано с тем, что увеличение твердости делает сталь более склонной к растрескиванию. Однако большинство углеродистых сталей по-прежнему поддаются сварке.

Низкоуглеродистая сталь (мягкая сталь)

Эти стали обычно содержат менее 0,3% углерода и до 0,4% марганца. Низкоуглеродистые стали с содержанием углерода 0,15-0,3% и марганца до 0,9% обладают хорошей свариваемостью. Идеально подходят те, у которых менее 0,2% углерода.

До тех пор, пока содержание примесей остается низким, эти металлы редко вызывают проблемы во время процесса сварки.Стали с содержанием углерода более 0,25% склонны к растрескиванию в определенных областях применения. И наоборот, стали с содержанием углерода менее 0,12% могут иметь пористость. Любую низкоуглеродистую сталь можно сваривать, используя любой из обычных способов сварки. Но стали с большим содержанием углерода лучше всего сваривать с использованием процесса с низким содержанием водорода или с наполнителями с низким содержанием водорода.

Среднеуглеродистая сталь

Среднеуглеродистые стали содержат 0,30–0,60% углерода и 0,60–1,65% марганца. Они прочнее низкоуглеродистой стали, но их труднее сваривать.Это потому, что они более склонны к растрескиванию. Среднеуглеродистые стали всегда следует сваривать с использованием процесса сварки с низким содержанием водорода или контролируемых водородных наполнителей.

Высокоуглеродистая сталь (инструментальная углеродистая сталь)

Высокоуглеродистая сталь содержит 0,60–1,0% углерода и 0,30–0,90% марганца. Они очень твердые и прочные, но также плохо свариваются, и их трудно сваривать без образования трещин.

После термообработки они становятся чрезвычайно твердыми и хрупкими. При сварке высокоуглеродистые стали требуют предварительного нагрева, тщательного контроля температуры между проходами и снятия напряжений после сварки.При сварке этих сталей необходимы процессы с низким содержанием водорода и присадки с низким содержанием водорода.

содержат 0,15-0,5% углерода и 1,0-1,7% марганца. Как правило, эти стали поддаются сварке, хотя для некоторых сталей требуется контроль предварительного нагрева и тепловложения. При сварке углеродисто-марганцевых сталей с повышенным содержанием углерода рекомендуется использовать процессы сварки с низким содержанием водорода или контролируемые водородные наполнители.

Как и другие углеродистые стали, многие низколегированные стали пригодны для сварки.Но их свариваемость снова зависит от содержания углерода. В частности, свариваемость легированных сталей зависит от углеродного эквивалента его легирующих добавок: марганца, хрома, молибдена, ванадия и никеля.

(PDF) Сварка алюминиевых сплавов со сталью: обзор

M.M. Атабаки и др. Сварка алюминиевых сплавов со сталью: обзор An 

[2] П.Ф. Мендес, Т. Игар, Новые тенденции в сварке в авиационной промышленности

, 2-я Конференция по новому производству

Trends, Бильбоа, Испания (2002) 19–20.

[3] U.R. Каттнер, В: фазовые диаграммы бинарных сплавов. ASM

International, Парк материалов, Огайо, США (1990).

[4] L. Agudo, D. Eyidi, C.H. Schmaranzer, E. Arenholz, N. Jank,

J. Bruckner, A.R. Пизалла, Интерметаллические FexAly-фазы в сварном шве плавлением сталь

/ сплав алюминия, Журнал материаловедения

42 (2007) 4205–4214.

[5] М.Дж. Ратод и М. Куцуна, Соединение алюминиевого сплава 5052

и низкоуглеродистой стали с помощью лазерной роликовой сварки, Welding Journal

83 (1) (2004) 16–26.

[6] Х. Дате, С. Кобаякава, М. Нака, Микроструктура и сцепление

Прочность сварных ударной сваркой соединений алюминия и нержавеющей стали,

Журнал технологий обработки материалов 85 (1999)

166–170.

[7] R.N. Шубхавардхан, С. Сурендран, Сварка трением для соединения нержавеющей стали и алюминия

, Международный журнал

Металлургии и материаловедения и машиностроения

(IJMMSE) 2 (3) (2012) 53–73.

[8] Дж. Цуджино, К. Хидаи, А. Хасегава, Р. Канаи, Х. Мацуура,

К.Мацусима, Т. Уэока, Ультразвуковая стыковая сварка

алюминия, алюминиевого сплава и листа нержавеющей стали

образца, Ультразвук 40 (2002) 371–374.

[9] P. He, X. Yue, J.H. Чжан, Горячее прессование и диффузионное связывание сплава титана

с нержавеющей сталью с прослойкой из алюминиевого сплава

, Материаловедение и инженерия A 486 (2008)

171–176.

[10] М. Акарер, Б. Демир, Исследование механических и

металлургических свойств сваренной взрывом алюминиевой двухфазной стали

, Материалы Письма 62 (2008) 4158–4160.

[11] М. Дехгани, А. Амаде, С.А.А. Акбари Мусави,

Исследования влияния сварки трением с перемешиванием

параметров на интерметаллиды и образование дефектов при соединении алюминиевого сплава

с мягкой сталью, Материалы и конструкция 49 (2013)

433–441.

[12] А. Матье, С. Понтевиччи, Й. Виалаб, Э. Чикалаа, С. Матти,

Д.Гревей, Лазерная пайка стального / алюминиевого узла

с наплавочной проволокой (88% Al, 12% Si), Материаловедение и

Engineering A 435–436 (2006) 19–28.

[13] Дж. Сьерра, П. Пейр, Ф. Дешо-Бомек, Д. Стюарт, Г. Фрас,

Лазерная сварка стали с алюминием в замочную скважину, материаловедение

и инженерное дело A 447 (2007) 197 –208.

[14] Т.Айзава, М. Кашани, К. Окагава, Применение магнитной импульсной сварки

для алюминиевых сплавов и стыков стальных листов SPCC

, Welding Journal 86 (2007) 119–124.

[15] М.Дж. Торкамани, С. Тахамтан, Дж. Саббагзаде, Dissimilar

углеродистой стали с алюминиевым сплавом 5754 импульсным лазером Nd: YAG

, Материалы и конструкция 31 (2010) 458–465.

[16] Э. Шуберт, М. Классен, И. Церне, К. Вал, Г. Сепольд,

Легкие конструкции, полученные путем соединения лазерного луча

, для будущего применения в автомобильной и авиакосмической промышленности

, «Журнал технологий обработки материалов

115» (2001) 2–8.

[17] М. Потессер, Т. Шоберл, Х. Антрекович, Дж. Брукнер,

Характеристика интерметаллического слоя Fe-Al при сварке стали-алюминия

, EPD Congress 2006, под редакцией

S.M. Ховард, Р.Л. Стивенс, К.Дж. Ньюман, Дж.-Й.Дж. Hwang,

A.M. Gokhale, T.T. Chen, TMS (The Minerals, Metals &

Materials Society), 2006.

[18] Ф. Хайдара, М.-К. Рекорд, Б. Дюплойер, Д. Мангелинк, Фаза

в тонкопленочных системах Al-Fe, Интерметаллики 23 (2012)

143–147.

[19] Дж. Брукнер, Рассмотрение термических процессов для разнородных

металлов, соединяющих сталь с алюминием в теплоемких приложениях

, Изготовитель, 28 августа; 2003 г., http: // www.

thefabricator.com/Metallurgy/Metallurgy_Article.cfm?ID=676

[20] W. Gąsior, A. Dębski, Z. Moser, Энтальпия образования интерметаллических фаз

из системы Al-Fe, измеренная с помощью калориметрического раствора

. метод, Интерметаллиды 24 (2012)

99–105.

[21] В.Т. Витусевич, А.А. Бондарь, У. Хехт, Т. Великанова,

Фазовые равновесия в двойных и тройных системах с химическим

и магнитным упорядочением, Journal of Phase Equilibria и

Diffusion 32 (2011) 329–349.

[22] Х. Чжан, Дж. Лю, Характеристики микроструктуры и

механические свойства нахлеста из алюминиевого сплава / нержавеющей стали

стыков, изготовленных методом сварки-пайки MIG, Материалы

Наука и техника A 528 (2011) 6179 –6185.

[23] H.T. Zhang, JC Feng, P. He, H. Hackl, Interfacial

микроструктура и механические свойства алюминия-

оцинкованные стальные соединения, выполненные модифицированным инертным металлом

процесс газовой сварки-пайки, характеристика материалов

58  (2007) 588–592.

[24] Х. Донг, Л. Ян, К. Донг, С. Коу, Дуговое соединение сплава алюминия

с нержавеющей сталью с порошковым наполнителем на основе цинка,

Материаловедение и инженерия A 527 ( 2010) 7151–7154.

[25] Т. Мураками, К. Наката, Х. Тонг, М. Ушио, Разнородный металл

Соединение алюминия со сталью дуговой пайкой MIG с использованием порошковой проволоки

, ISIJ Int. 43 (10) (2003) 1596–1602.

[26] Х. Донга, Л. Янга, К. Донг, С. Ко, Улучшение дуговой сварки алюминия

со сталью и алюминия с нержавеющей сталью, Материаловедение и

Инженерное дело A 534 (2012) 424–435 .

[27] Дж. Л. Сонг, С. Б. Лин, К. Ян, Г. Ма, Х. Лю, Распространение

и характеристики микроструктуры разнородных металлов

Сварка-пайка TIG алюминиевого сплава с нержавеющей сталью

, Материаловедение и инженерия A 509 (2009) 31–40.

[28] S.B. Лин, Дж.Л. Сонг, К.Л. Ян, К. Фан, Д.В. Чжан, Пайка

разнородных металлов вольфрам стыковая сварка-пайка в инертном газе

между алюминиевым сплавом и нержавеющей сталью с наполнителем Al-Cu

металл, материалы и конструкция 31 (2010) 2637–2642.

[29] Y. Su, X. Hua, Y. Wu, Влияние режимов входного тока на интерметаллический слой

и механические свойства соединения внахлестку

алюминий-сталь, полученного дуговой сваркой в ​​газовой среде,

Материаловедение и Инженерное дело A 578 (2013) 340–345.

[30] Р. Цао, Г. Ю, Дж. Х. Чен, П. Ван, Холодный перенос металла, соединение

алюминиевых сплавов с гальванизированной низкоуглеродистой сталью, Журнал материалов

Технологии обработки 213 (10) (2013) 1753–1763.

[31] Р. Цю, К. Ивамото, С. Сатонака, Влияние слоя реакции

на прочность стыка алюминия и стали, сваренного контактной точечной сваркой

, Характеристики материалов 60 (2009)

156– 159.

[32] Р. Цю, К. Ивамото, С.Сатонака, Межфазная микроструктура

и прочность соединений сталь / алюминиевый сплав, сваренных точечной контактной сваркой

с защитной пластиной, Журнал материалов

Технология обработки 209 (2009) 4186–4193.

[33] Р. Цю, Х. Ши, К. Чжан, Й. Ту, К. Ивамото, С. Сатонака,

Характеристика поверхности стыка между мягкой сталью и алюминиевым сплавом

, сваренным точечной сваркой сопротивлением, Материалы

Характеристика 61 (2010) 684–688.

Как выполнять сварку TIG низколегированных и углеродистых сталей, часть 1

TIG специализируются на сварке низколегированных сталей и углеродистой стали. В целом, как подтвердит любой коммерческий сварщик, сварка углеродистой стали методом TIG не представляет трудностей. На самом деле, когда увеличивается содержание углерода, все становится сложнее и труднее. Здесь также следует упомянуть углеродный эквивалент. Это довольно длинная формула, которая учитывает и другие элементы в процессе сварки, включая марганец, кремний, никель и медь, хром, молибден, ванадий, которые в совокупности влияют на склонность сталей к упрочнению. быстрое охлаждение от повышенной температуры.

Промышленные сварщики, а также промышленные сварщики знают, что хорошим примером знакомого материала является хромомолибден 4130. Этот материал содержит примерно 30% углерода, однако, когда сварщик вставляет другие элементы химического состава, углеродный эквивалент составляет примерно 60%.

Это большая разница и является причиной того, что хромомолибден 4130 толщиной более 125 дюймов требует предварительного нагрева, чтобы замедлить скорость охлаждения и предотвратить затвердевание. Основная причина предварительного нагрева заключается в замедлении охлаждения.Этот процесс имеет преимущества с обеих сторон, поскольку профессиональные сварщики скажут вам, что влага, а также водород удаляются, а эффект теплового удара снижается. Иногда сварочный аппарат TIG использует чугун в качестве хорошего примера того, почему предварительный нагрев необходим для углеродистой стали, где содержание углерода или углеродный эквивалент достаточно велико, чтобы вызвать упрочнение.

Иногда эти сварщики TIG используют горелку TIG для того, чтобы облить лужу в углу коллектора. Это делается для проверки прокаливаемости неизвестной стали.Когда сварщик создает лужу в углу, напильник по-прежнему будет легко резать лужу, а содержание углерода останется низким и проблем не возникнет. Если файл скользит по лужу, как будто он сделан из стекла, проблемы могут возникнуть, если сварщик не нагреет материалы предварительно и не примет дополнительные меры предосторожности.

Сварщики TIG не всегда могут не соответствовать присадочному металлу, поскольку присадочный металл часто указывается в чертежах или правилах сварки.Однако иногда сварщик выбирает фильтрующий металл. Недостаточное согласование означает, что присадочный металл на один или два градуса ниже, чем используемый основной металл.

Лучший выбор для сварки?

Когда дело доходит до сварки, нет другого материала более популярного, чем сталь. Комбинация железа и других материалов, сталь веками использовалась для изготовления оружия, создания конструкций и, конечно же, для сварки! И если вы не знали, доступны разные типы стали, в том числе углеродистая, легированная, нержавеющая и борсодержащая сталь.Скорее всего, вы будете сваривать сталь чаще, чем любой другой материал, поэтому важно ознакомиться с различиями между различными типами этого металла.

VS легированная сталь: что лучше? Углеродистая сталь превосходит легированную сталь для сварки. Это происходит по нескольким причинам. Во-первых, отсутствие в чугуне других материалов, кроме углерода, улучшит свариваемость стали. То есть будет намного проще и легче сваривать, если в стали не будет таких элементов, как кремний, магний или бор.

Вторая причина — ценообразование: углеродистая сталь значительно дешевле легированной. Поскольку большая часть стали, используемой в США, представляет собой углеродистую сталь, этот материал очень дешевый, или, по крайней мере, по сравнению с легированной сталью, которая, как правило, используется в более узких областях.

Не поймите меня неправильно, легированная сталь по-прежнему является отличным материалом для сварки , но если вы только начинаете сварку, рекомендуется начать с углеродистой стали, чтобы вы могли изучить основы сварки. торговля.

Типы углеродистой стали и плюсы и минусы каждого для сварки

Если вы не знали, существует несколько различных типов углеродистой стали. Тот, который вы выберете, во многом будет зависеть от того, что вы пытаетесь сделать, поэтому для более полного профиля каждого типа стали проверьте ниже!

Низкоуглеродистая или мягкая сталь

Когда дело доходит до сварки, низкоуглеродистая сталь также идеальна, потому что ее можно сваривать с помощью любого сварочного оборудования. Некоторые материалы требуют специального оборудования для их сварки. Но не из низкоуглеродистой стали.Вы сможете сваривать эту сталь с любым типом редуктора и защитным газом .

Высокоуглеродистая сталь

Высокоуглеродистая сталь, как следует из названия, содержит гораздо больше углерода, чем другие 2 типа сталей, причем в них обычно содержится более 1% углерода. Такое количество углерода делает эту сталь очень прочной и хорошо подходит для использования в ножах, железнодорожных путях и других областях, где требуется очень твердая сталь.

Но здесь есть одна проблема: высокое содержание углерода снижает свариваемость стали.По этой причине высокоуглеродистая сталь не так популярна в сварочном сообществе, как низкоуглеродистая сталь. Фактически, высокоуглеродистая сталь требует значительного предварительного нагрева, иначе материал, скорее всего, потрескается.

Есть еще один недостаток использования высокоуглеродистой стали для сварки: она дороже, чем большинство других материалов. Как я уже сказал выше, этот материал, как правило, используется для более специфических применений, поэтому цены на него намного выше, чем у низкоуглеродистой стали. Стоимость детали из высокоуглеродистой стали может быть более чем в два раза дороже, чем стоимость детали из низкоуглеродистой стали.

Лично я использую эту сталь только в том случае, если могу получить ее по очень низкой цене. С этим сложно работать, и все, что с этим можно сделать, можно сделать с помощью низкоуглеродистой стали.

Существует также тип углеродистой стали, называемой среднеуглеродистой сталью, которая, как следует из названия, содержит больше углерода, чем низкоуглеродистая сталь, но больше, чем высокоуглеродистая сталь. Считайте это приемлемым вариантом сварки, но в идеале вам следует выбрать низкоуглеродистую сталь, если у вас есть выбор

Типы легированной стали и какие выбрать для сварки

Прежде всего, важно знать, что на самом деле означает легированная сталь.На самом деле вся сталь — это сплав. Сплав определяется как смесь металлов и неметаллов, и эта комбинация придает новому материалу желательную характеристику, такую ​​как повышенная твердость или повышенная термостойкость.

И углеродистая сталь, и легированная сталь считаются сплавами, но одна из них отличается от другой тем, что легированная сталь содержит неметаллы, такие как марганец и алюминий, в значительных количествах, тогда как углеродистая сталь содержит их лишь в следовых количествах. Неметаллы придают стали особые характеристики.Например, нержавеющая сталь — это сплав, который содержит значительное количество хрома и совсем немного углерода. Существует 2 основных типа легированной стали: высоколегированная и низколегированная.

Высоколегированная сталь

Если вы читаете эту статью, то, вероятно, не будете использовать высоколегированные стали. Их дорого купить, и их часто трудно найти. И если вы их найдете, они потребуют некоторых специальных инструкций, чтобы избежать осложнений и чтобы была произведена правильная сварка. Например, при сварке нержавеющей стали выделяются токсичные пары, которые могут повредить клетки вашего тела. То же самое может случиться с бесчисленным множеством других высоколегированных сталей, поэтому, если вы заинтересованы в их сварке, обязательно поговорите с опытным сварщиком, чтобы убедиться, что вы в безопасности, прежде чем делать это.

Низколегированные стали

Низколегированные стали будут содержать менее 5% неметаллов, кроме углерода. Они похожи на высоколегированные стали тем, что используются для улучшения твердости, коррозии или жаропрочности материала, но, поскольку в них меньше неметаллов, они не будут работать так же хорошо, как высоколегированные стали.

По сравнению с высоколегированными сталями, низколегированные стали проще найти и дешевле. Их легче сваривать, чем высоколегированные стали, потому что они чище, но они могут быть опасными, как и они.Если вы думаете о сварке, обратитесь к опытному сварщику.

Заключить

Итак, углеродистая сталь намного лучше легированной, по крайней мере, для сварки. Он дешевле, его легче сваривать, его легче найти и он безопаснее.