СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Сварка низколегированных конструкционных сталей

Низколегированными называются стали, в которых количество легирующих примесей не превышает в сумме 2,5%. Легирующіе Д-бавки применяют для повышения прочности стали, но они не придают ей особых свойств (жаростойкости, сопротивления кор­розии и т. д.). Чем меньше углерода содержит низколегированная сталь, тем лучше она сваривается.

Поскольку низколегированные стали обладают более высокой прочностью по сравнению с обычными углеродистыми конструкци­онными сталями, то применение низколегированных сталей вместо углеродистых снижает вес конструкций и дает значительную эко­номию металла. Так, например, замена углеродистых сталей низко­легированными при сооружении сварных кожухов, воздухонагрева­телей и пылеуловителей для крупнейшей в мире по объему домен­ной печи, пущенной у нас в стране в конце 1960 г. на Криворож­ском металлургическом заводе, снизила вес этих конструкций на 22% и позволила сэкономить сотни тонн стали.

Вследствие указанных свойств низколегированные стали на­ходят широкое применение в строительном деле, судостроении, вагоностроении и других отраслях производства. В табл. 18 при­ведены данные о свариваемости сталей в зависимости от содержания в них углерода и суммы легирующих примесей.

В промышленности и строительстве применяется конструк­ционная низколегированная хромокремненикелемедистая сталь 15ХСНД (CXJ1-1, НЛ-2) по ГОСТ 5058—57. Эта сталь содержит 0,12—0,18% углерода, 0,4—0,7% марганца, 0,4—0,7% кремния, 0,2—0,4% меди, 0,6—0,9% хрома, 0,3—0,6% никеля, до 0,04% фосфора и серы (каждого). Сталь 15ХСНД имеет временное сопро­тивление разрыву 52 кгс/мм?, относительное удлинение 18% и ударную вязкость 8кгс-м/см2. Применяются также низколегирован­ные стали следующих марок: хромокремненикелемедистая 10ХСНД, хромомарганцекремненикелемедиетая 10ХГСНД. Широко исполь­зуются также марганцевые 10Г2 и 15Г2, марганцекремнистые 10ГС, 15ГС, хромомарганцекремнистые 14ХГС и другие стали. Все эти стали обладают повышенной прочностью, упругостью, вяз­костью.

При сварке низколегированных конструкционных сталей с содержанием углерода свыше 0,2% возможно образование закачен­ных зон с повышенной хрупкостью и появление трещин от усадоч­ных напряжений, так как эти стали склонны к росту зерна при нагреве. Выгорание углерода при сварке вызывает появление га­зовых пор в наплавленном металле. Предварительный подогрев и последующий отпуск при сварке низколегированной стали необхо­димы, если твердость в зоне влияния после сварки составляет 250 единиц Бринелля и выше. Для низколегированной конструкцион­ной стали толщиной более 15 мм рекомендуется применять - много­слойную сварку с последующим отпуском при температуре’ 550— 650°.

Для сварки стали 15ХСНД применяют электроды с покрытием УОНИ-13 соответствующих марок, а также электроды ДСК-50 Днепропетровского электродного завода. Покрытие электродов ДСК-50 имеет следующий состав: 26,4% мрамора, 19,2% плавико­вого шпата, 3,8% силиката натрия, 9% ферросилиция, 3,3% фер­ромарганца, 31% железного порошка, 1% алюминиевого порошка, 3,3% двуокиси титана, 1,8% целлюлозы, 1,2% поташа, 22—24% жидкого стекла с удельным весом 1,4—1,44 (в том числе 75% ка­лиевого, 25% натриевого) к весу сухой шихты. Коэффициент наплав­ки этими электродами 11 г/я • час. Ток в амперах должен быть равным:

TOC o "1-5" h z Диаметр электрода, мм.................................. 4 5 .6

Сварка в нижнем положении. . . 200—220 300—3-50 350—380

» » вертикальном » 180—200 — —

ъ ъ потолочном » 160—180 — —

Электроды ДСК-50 пригодны для сварки на переменном и по­стоянном токе обратной полярности.

При сварке низколегированных конструкционных сталей луч­ше применять электроды типа Э42А. При сварке низколегирован­ных сталей электродами из углеродистой проволоки металл шва получает дополнительное легирование за счет элементов расплав­ляемого основного металла и временное сопротивление его повы­шается до 50 кгс/лш2, при этом металл шва сохраняет высокую пластичность. Сварка таких сталей электродами типа Э50А дает более прочный, но менее пластичный металл шва вследствие более высокого содержания в нем углерода. Режимы сварки следует применять умеренные. Швы в жестком замкнутом контуре (кольце­вые) следует сваривать короткими участками, а при многослойной сварке рекомендуется использовать каскадный метод.

При строительстве сварных железнодорожных мостов и других ответственных сооружений применяется низколегированная кон­струкционная сталь 10Г2СД по ГОСТ 5058—57. Данная сталь хоро­шо сваривается и имеет состав: 0,12% углерода, 1,3—1,65% мар­ганца, 0,8—1,1% кремния, 0,04% фосфора и серы (каждого), 0,30°/о хрома и никеля (каждого), 0,15—0,30% меди. Эта сталь имеет временное сопротивление разрыву 48—50 кгс/мм2, и относи­тельное удлинение 18%.

Способы ручной дуговой сварки данной стали такие жг, как и низколегированных сталей указанных выше марок.

При автоматической сварке этой стали применяются проволока Св-08ГА и флюсы ОСЦ-45, АН-348 и АН-10. Лучшие результаты дает сварка проволокой Св-08ГА под флюсами АН-348 и АН-10. Для стали толщиной 20—25 мм применяются сварочные режимы «. погонной энергией порядка 10 200 ккал/см.