ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ

Сталь — это железный сплав, содержащий до 2% С. В углеро­дистых конструкционных сталях, широко используемых в маши­ностроении, судостроении и др., содержание углерода обычно составляет 0,06—0,9%. Углерод является основным легирующим элементом и определяет механические свойства этой группы сталей. Повышение его содержания в стали усложняет технологию сварки и затрудняет возможности получения равнопрочного сварного соединения без дефектов.

По степени раскисления сталь изготовляют кипящей, спокой­ной и полуспокойной (соответствующие индексы «ІШ», «СП» и «ПС»), Кипящую сталь, содержащую не более 0,07% Si, получают прп неполном раскислении металла. Сталь характеризуется резко выраженной неравномерностью распределения серы и фосфора по толщине проката. Местная повышенная концентрация серы может привести к образованию кристаллизационных трещин в шве и околошовной зоне. Кипящая сталь склонна к старению в околошовной зоне и переходу в хрупкое состояние при отри­цательных температурах. В спокойной стали, содержащей не менее 0,12% Si, распределение серы и фосфора более равномерно. Эти стали менее склонны к старению. Полуспокойная сталь зани­мает промежуточное положение между кипящей и спокойной сталью.

Стали с содержанием до 0,25% С относятся к низко­углеродистым. По качественному признаку углеродистые стали разделяют на две группы: обыкновенного качества и качест­венные.

Сталь обыкновенного качества поставляют без термообработки в горячекатаном состоянии. Изготовленные из нее конструкции обычно также не подвергают последующей термообработке. Эта сталь поставляется по ГОСТ 380—71 на сталь углеро­дистую обыкновенного качества, ГОСТ 5520—69 на сталь для котлостроения, ГОСТ 5521—76 на сталь для судостроения и т. д. (табл. 42).

Таблица 42. Химический состав некоторых ниакоуглеродистых конструкционных сталей, %

Марка стали

гост

с

Мп

Si

ВСтІкп

380- 71

0,06—0,12

0.25 0,50

не более 0,05

ІЇСтІпс

0,06 -0,12

0,25—0.50

0.05—0,17

ВСтІсп

0,06—0,12

0,25—0,50

0.12—0,30

ВСт2кп

0.09-0,15

0.25 -0.50

но более 0,07

ВСт2пс

0,09-0,15

0,25-0,50

0,05—0,17

ВСт2си

0,09—0.15

0,25 -0.50

0.12—0,30

ВСтЗпс

0,14—0.22

0,40—0,65

0,05—0.17

ВСтЗсп

0,14—0,22

0,40—0,65

0,12-0,30

10

1050- 74

0,07—0.14

0.35-0,65

0.17—0.37

15

0.12—0.19

0,35—0,65

0.17—0,37

20

0,17—0,24

0,35 -0,63

0,17—0,37

15Г

1050- 74

0.12—0,19

0.70—1,00

0.17-0.37

20Г

0,17—0.24

0,70- 1,00

0,17—0,37

12К

5520—69

0,08—0.16

0,40—0,70

0.17-0.37

15К

0.12—0,20

0.35—0.65

0.15 -0,30

16К

0,12—0,20

0.45—0.75

0,17—0.37

18К

0.14—0.22

0,55—0.85

0.17 -0,37

20К

0,16—0,24

0,35-0,55

0,15—0,30

С

5521—67

0,14—0,20

0,50—0,80

0,12-0,35

Примечания: 1. Содержание фосфора не более 0,04%, в стали 10 не более 0,035%. 2. Содержание серы в сталях группы ВСт не более 0,05%, в сталях остальных групп не более 0,04%. 3. Содержание хрома, никеля, меди в сталях группы НСт и К не более 0,30%, в сталях марок 15 л 20, 15Г и 20Г содержание никеля п хрома 0,25%. В стали 10 содержание хрома 0,15%, никеля 0,25%. 4. Содержание мышьяка не более 0,08%. В сталях, выплавленных на базе керченских руд, допускается содержание мышьяка до 0,15%, фосфора до 0,05%.

Углеродистая сталь обыкновенного качества в соответствии с ГОСТ 380—71 подразделяется на три группы. Сталь группы А для производства сварных конструкций не используют. Сталь группы Б поставляют по химическому составу, а группы В — по химическому составу и механическим свойствам. Сталь марок ВСт1, ВСт2, ВСтЗ всех степеней раскисления и ВСтЗпс, а по тре­бованиям заказчика и сталь марок БСт1, БСт2 всех степеней раскисления и БСтЗГнс поставляют с гарантией свариваемости. Обычно для ответственных конструкций используют сталь группы В. Углеродистую качественную сталь с нормальным и повышенным (марки 15Г и 20Г) содержанием марганца поставляют по ГОСТ 1050—74 (табл. 42). Она содержит пониженное количество серы. Стали этой группы для изготовления конструкций обычно приме­няют в горячекатаном состоянии и в меньшем объеме — после термообработки, нормализации или закалки с отпуском (термо­упрочнение). Механические свойства этих сталей зависят от тер­мообработки (табл. 43 и 44).

Таблица 43. Механические свойства некоторых низкоуглеродистых сталей в холодном состоянии

Марка

Временное

сопроти­

Предел текучести о, г, (кгс/мм2) для толщин, мм

Относительное удлинение Cs (%), ДЛЯ толщип, мм

стали

вление Ов, кгс/мм2

До 20

20-40

40-100

Свыше

100

До 20

20-40

Свыше

40

ВСтІкп

31-40

35

34

32

ВСтІис

ВСтІсп

32- 42

■—

34

33

31

ВСт2кп

33 42

22

21

20

19

33

32

30

ВСт2пс

ВСт2сп

34—44

23

22

21

20

32

31

29

ВСтЗкп

37—47

24

23

22

20

27

26

24

ВСтЗсп

38—49

25

24

23

21

26

25

23

ВСтЗГпс

38-50

25

24

23

21

26

25

23

10

34

21

31

15

38

23

27

_

_

20

42

25

25

_

15Г

42

25

_

26

_

20Г

46

28

24

Примечав и е. Для сталей марок 10, 15, 20, 15Г и 20Г определены на образцах из нормализованных заготовок.

Таблица 44. Ударная вязкость некоторых низкоуглеродистых конструкционных сталей

Марка

стали

Вид проката стали

Расположение образца отно­сительно проката

Толщина,

мм

Ударная вяз (не менее), к

При темпе­ратуре °С

кость аИ гс • м/ем2

после

механи­

ческого

старения

+20

-20

ВСтЗпс

Листовая

Поперек

5—9

8

4

4

10-25

7

3

3

26—40

5

ВСтЗсп

Широкополос­

Вдоль

5-9

10

5

5

ная

10-25

8

3

3

20—40

7

Лпстовая

Поперек

5—9

8

4

4

10-30

7

3

3

31—40

5

ВСтЗГпс

Широкополос­

Вдоль

5-9

10

5

5

ная

10 -30

8

3

3

31-40

7

Легированными называются стали, содержащие специально введенные элементы. Марганец считается легирующим компонен­том при содержании его в стали более 0,7% по нижнему пределу, а кремний свыше 0,4%. Поэтому углеродистые стали марок ВСтЗГпс, 15Г и 20Г (табл. 42) с повышенным содержанием мар­ганца соответствуют низколегированным конструкционным ста­лям. Легирующие элементы, вводимые в сталь, вступая во взаимо­действие с железом и углеродом, изменяют ее свойства. Это повы­шает механические свойства стали и, в частности, снижает порог хладноломкости. В результате появляется возможность снизить массу конструкций.

Таблица 45. Химический состав некоторых низкоуглеродистых низколегированных конструкционных сталей

Марна

стали

гост

Химический состав, %

Тип стали

С

Si

Мн

Прочие

14Г

0,12—0,18

0.17-0.37

0,7-1,0

_

Марган­

19Г

0,16—0.22

0.17-0,37

0.8-1,15

цевые

69Г2

5058—65

0.12

0.17—0.37

1,4-1,8

14Г2

0,12-0.18

0.17-0.37

1.2-1,6

Сг < 0,3

18Г2

0.14— 0.20

0,25—0,55

1,2—1,6

Ni <0,3

12ГС

О. ОЭ -0.15

0.5—0,8

0.8-1,2

Си < 0,3

Кремне­

16ГС

0,12—0,18

0.4—0.7

0,9-1,2

марганцовые

17 ГС

5038—65

0,14-0.20

0,4-0.6

1,0—1,4

092С

0,12

0.5- 0,8

1,3—1,7

10Г2С1

0,12

0.0—1.2

1,3—1,65

10Г2С1Д

5521—76

0,12

0,8-1,1

1,3-1,65

Си = 0,13 0,3

Кремнемар­

N < 0,3

ганцово­

Сг ^ 0,3

медистые

І5ГФ

5058-65

0.12-0,18

0,17-0,37

0,9-1,2

V = 0,05 - f - 0,10

Марганцово-

ванадиевая

14ХГС

5038—63

0,11-0,16

0,4-0,7

0,9-1,3

Сг = 0,5 - f- 0,8

X ромокремне-

Ni < 0,3

марганцовая

Си < 0,3

10ХСНД

5058—65

<2 0,12

ОД-1,1

0,5-0,8

Сг = 0,6 0,9

X ромок ремне-

Ni = 0,5 — 0,8

никеле-

Си = 0,4— 0,65

медистые

15ХСНД

0,12-0.18

О

і

о

1>

О

1

■*1

О

Сг = 0.6 — 0,9

Ni = 0.3 —0,6

Си = 0,2 — 0,4

Примечание: Содержание серы и фосфора не более 0,035%.

При производстве сварных конструкций широко используют низкоуглеродистые низколегированные конструкционные стали (табл. 45 и 46). Суммарное содержание легирующих элементов в этих сталях обычно не превышает 4,0%, а углерода 0,25%. Низколегированные стали в зависимости от вводимых в сталь легирующих элементов разделяют иа марганцевые, кремнемар - ганцевые, хромокремыеникелемедистые и т. д.

Таблица 46. Механические свойства некоторых низкоуглеродистых низколегированных конструкционных сталей в состоянии поставки

Марка

стали

ап при тем­пературе —40 "С, кге - м/см2

°в

6г„

%

Марка

стали

а при тем­пературе

—40 С'С, кге ■ м/см2

°в

°т

Сг„

%

Не менее, кгс/мм2

Не менее, кгс/мм2

14Г

3.5

46

29

21

09Г2С

4,0

50

35

21

ЮГ

ЗІ5

48

32

22

10Г2С

4,0

52

38

21

09Г2

3.0

45

31

21

15ГФ

4,0

52

38

21

14Г2

3,5

47

34

21

10Г2С1Д

50

35

18

18Г2

4,0

52

36

21

14ХГС

4,0

50

35

22

юге

47

32

26

10ХСІІД

5.0

54

40

19

юге

4.0

50

33

21

15ХСІ1Д

3,0

50

35

21

Примечание. Прокат толщиной 4—10 им.

Наличие марганца в сталях повышает ударную вязкость и хладноломкость, обеспечивая удовлетворительную свариваемость. По сравнению с другими низколегированными сталями марганце­вые позволяют получить сварные соединения более высокой проч­ности при знакопеременных и ударных нагрузках. Введение в низколегированные стали небольшого количества меди (0,3— 0,4%) повышает стойкость стали против коррозии атмосферной и в морской воде. Для изготовления сварных конструкций низко­легированные стали используют в горячекатаном состоянии. Термообработка значительно улучшает механические свойства стали, которые однако зависят от толщины проката. При этом может быть достигнуто значительное снижение порога хладно­ломкости. Поэтому в последние годы некоторые марки низколе­гированных сталей для производства сварных конструкций исполь­зуют после упрочняющей термообработки.

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ТРЕБОВАНИЙ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДАХ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ

При ручной дуговой сварке мелких изделий рабочее место свар­щика и сборщика: кабина 2x2 или 2 х 3 м с подвижной бре­зентовой занавеской. Кабина оборудуется (рис. 191, а) поворот­ным столом 1, …

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И НОРМАТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ СВАРКЕ ПЛАВЛЕНИЕМ

В ГОСТ 12.0.002—74 даны следующие определения: «Техника безопасности — это система организационных и технических меро­приятий и средств, предотвращающих воздействие на работаю­щих опасных производственных факторов» и «Охрана труда — это система …

СУЩНОСТЬ И ТЕХНИКА ОСОБЫХ СПОСОБОВ НАПЛАВКИ

Кроме описанных выше основных способов наплавки, достаточно широко применяемых в промышленности, имеется ряд других, имеющих ограниченное применение. Это наплавка с разделен­ными процессами тепловой подготовки наплавляемого металла и наплавляемой детали, наплавка …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.