Технология сварки углеродистых сталей

метки: Сварка, Металл, Свариваемость, Углеродистый, Сталь, Электрод, Электрододержатель, Охлаждение

Современный технический прогресс в промышленности неразрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления неразъемных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, химического и энергического оборудования, различных трубопроводов, в машиностроении, в производстве строительных и других конструкции.

Сварка – такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов, резанием, литье, ковка. Большие технологические возможности сварки обеспечили ее широкое применение при изготовлении и ремонте судов, автомобилей, самолетов, турбин, котлов, реакторов, мостов и других конструкций. Перспективы сварки, как в научном, так и в техническом плане безграничны. Её применение способствует совершенствованию машиностроения и развития ракетостроения, атомной энергетики, радио электроники.

Газовая сварка, при которой для плавления металла используют теплоту горящей смеси газов, также относятся к способам сварки плавлением. Способ газовой сварки был разработан в конце ХIХ.., когда началось промышленное производства кислорода, водорода и ацетилена, и является основным способом сварки металлов.

Наибольшее распространения получила газовая сварка с применением ацетилена. В настоящее время объем газосварочных работ в промышленности значительно сокращен, но ее успешно применяют при ремонте изделий из тонколистовой стали, алюминия и его сплавов, при пайке и сварки меди, латуни и других цветных металлов используют в современных производительных процессах газо-термическую резку, например при цеховых условиях и на монтаже.

2. Тех. Процесс газовой сварки углеродистых сталей.

В зависимости от химического состава сталь бывает углеродистая и легированная углеродистая сталь делится на низкоуглеродистую (содержание углерода до 0,25%), среднеуглеродистую ( содержание углерода от 0,25 до 0,6%) и высоко-углеродистую (содержание углерода от 0,6 до 2,0%).

Сталь, в составе которой кроме углерода имеются легирующие компоненты (хром, никель, вольфрам, ванадий и т. д.), называется легированной Легированные стали бывают: низколегированные суммарное содержание легирующих компонентов, кроме углерода, менее 2,5%); среднелегированные (суммарное содержание генерирующих компонентов, кроме углерода, от 2,5 до 10%), высоколегированные (суммарное содержание легирующих компонентов кроме углерода, более 10%).

Сварка высоколегированных сталей

... легирую углеродом и карбидообразующими элементами - ниобием или титаном. Однако углерод резко повышает склонность швов к межкристаллической коррозии. Поэтому этот способ применим только при сварке жаропрочных и жаростойких сталей. ... содержания хрома и углерода. При содержании в стали хрома 12…13% и углерода более 0,06…0,08% сталь относят к мартенситному классу; при содержании ... и применением ...

По микроструктуре различают стали перлитного, мартенситного, аустенитного, ферритного и карбидного классов.

По способу производства — сталь может быть:

обыкновенного качества (содержание углерода до 0,6%), кипящая, полуспокойная и спокойная. Кипящую сталь получают при неполном раскислении металла кремнием, она содержит до 0,05% кремния. Спокойная сталь имеет однородное плотное строение и содержит не менее 0,12% кремния. Полуспокойная сталь занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной сталями и содержит 0,05-0,12% кремния, , качественной — углеродистой или легированной, в которых содержание серы и фосфора не должно превышать по 0,04 каждого элемента.

высококачественной — углеродистой или легированной, в которых содержание серы и фосфора не должно поевышать соответственно 0,030 и 0,035% Такая сталь, также имеет повышенную чистоту по неметаллическим включениям и обозначается буквой А, помещаемой после обозначения марки.

По назначению стали бывают строительные, машиностроительные (конструкционные), инструментальные и стали с особыми физическими свойствами.

При сварке низкоуглеродистой стали на качество сварного соединения влияет скорость охлаждения. Повышенная скорость охлаждения металла шва увеличивает его прочность, но уменьшает пластичность и ударную вязкость, что объясняется изменением структуры шва и зоны термического влияния. Скорость охлаждения зависит от дины свариваемых деталей, их конструкции, режима сварки и начальной температуры изделия.

Для сварки низкоуглеродистой стали применяют электроды Э42 и Э46 различных мг, но для сварки конструкций с элемент большой толщины (более 20 мм), а также ответствен конструкций, работающих под большим давлением или испытывающих динамические и вибрационные нагрузки, изготовляемых из спокойной стали и работающих или свариваемых при низкой температуре, должны применят электроды Э42А и Э46А. Прокаленные электроды лучше хранить в сушильных печах при температуре 45 — 100 градусов, в помещении с относительной влажностью при температуре не ниже 15°С. На рабочем месте прокаленных электродов должно быть не более чем на половину рабочей смены. Не допускается при сварке возбуждать дугу или водить кратер на основном металле, это следует дел только в пределах шва. Если в проекте имеется специальное указание, то при сварке стыковых, угловых и тавровых швов должны устанавливаться начальные и выводные планки, на которые выводятся начало и конец шва.

Механизированная сварка низкоуглеродистой стали широко применяется при изготовлении и монтаже конструкций. На заводах, изготовляющих строительные конструкции, распространена сварка в углекислом газе, на строительных площадках — сварка порошковой проволокой. Механизированную сварку под флюсом применяют для манной сварки стержней арматуры сборных железобетонных конструкций и протяженных швов в нижнем положении.

Сварка высокоуглеродистых сталей чаще всего выполняется при изготовлении инструмента — режущего, врубового, бурильного, деревообрабатывающего и др. Технология сварки предусматривает предварительный подогрев изделий и последующую термообработку. Основные способы сварки этих сталей: стыковая, контактная, газовая, электродуговая.

Технология сварки металлов

... прочности, ударной вязкости при незначительном снижении пластичности. 2. Технология сварки металлов сталь электродуговой сварка пайка Сварка - технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством ... соединение выполняется путем расплавления только основного металла, либо с применением присадочного металла. б) Сварка плавящимся (металлическим) электродом, дугой прямого ...

Сварка высокоуглеродистых сталей затруднена и возможна при толщине металла не более 6 мм. При сварке осуществляются предварительный подогрев и последующая термическая обработка.

Сварка высокоуглеродистых сталей производится с применением флюса ( 50 % углекислого натрия Na2C03 и 50 % двууглекислого натрия NaHC03) и подогревом до 600 — 650 С для более медленного охлаждения наплавленного металла с целью избежания закалки. После сварки изделие отжигают при температуре 750 — 800 С.

Сварка высокоуглеродистых сталей марок ВСтб, 45, 50 и 60 и литейных углеродистых сталей с содержанием углерода до 0 7 % еще более затруднительна. Эти стали применяют главным образом в литых деталях и при изготовлении инструмента. Сварка их возможна только с предварительным и сопутствующим подогревом до температуры 350 — 400 С и последующей термообработкой в нагревательных печах. При сварке должны соблюдаться правила, предусмотренные для среднеуглеродистой стали. Хорошие результаты достигаются при сварке узкими валиками и небольшими участками с охлаждением каждого слоя. После окончания сварки обязательна термическая обработка.

Сварка низкоуглеродистых сталей. Такие стали имеют повышенное содержание углерода, которое является причиной образования кристаллизационных трещин при сварке, а так же малопластичных закалочных структур в около-шовной зоне. Поэтому для повышения стойкости металла шва против образования кристаллизационных трещин следует понизить количество углерода в металле шва.

Что бы снизить вероятность появления закалочных структур, необходимо применять предварительный и сопутствующий подогрев изделия. Надёжным способом достижения равнопрочности сварного соединения при низком процентном содержание углерода является дополнительное легирование металла шва марганцем и кремнием.

Среднеуглеродистые стали свариваются электродами УОНИ- 13/45, УП-1/45, УП-2/45, ОЗС-2, УОНИ-13/45, К-5А, УОНИ-13/65 и другие.

Основные технологические указания по газовой сварке среднеуглеродистых сталей сводятся к

1. В целях уменьшения окислительных реакций в сварочной ванне пламя следует регулировать с небольшим избытком ацетилена. Полезным также является применение флюсов, например:

• а) 50% углекислого натрия и 50% двууглекислого натрия;
• б) 70% борной кислоты и 30% углекислого натрия;
• в) 34% буры, 6,5% хлористого натрия, 58% углекислой соды и 1,5% окиси железа.

2. Чтобы получить более пластичный металл шва при достаточной его прочности, в качестве присадочного металла используется проволока марок Св-08Г, Св-10ГА, Св-10ГС и СВ-10ГСМ по ГОСТу 2246-60.

3. В целях уменьшения перегрева и времени пребывания ванны в расплавленном состоянии сварку следует производить максимально быстро. Увеличение скорости сварки возможно либо при общем предварительном нагреве свариваемого изделия до 300-400° С, либо при местном нагреве в районе сварки до 650-700° С. Мощность пламени при этом берется 75-90 л/ч на 1 мм толщины свариваемой стали.

Реферат металл сталь

... пониженных тем­пературах. Строительные стали должны обладать хорошей свариваемостью (не образовывать трещин в процессе сварки и не снижать ударную вязкость металла вблизи сварного шва), ... пластичностью, хорошей обра­батываемостью резанием. Малоуглеродистую сталь обыкновенного качества применяют для ...

4. Во избежание получения хрупких структур в околошовной зоне, производят замедление охлаждения (достаточен предварительный подогрев до 200-250° С) или последующий отпуск при 600-650° С.

Все эти мероприятия позволяют получать доброкачественные сварные соединения при содержании углерода в стали до 0,5-0,6%. При большем содержании углерода сварка может быть успешной только при малых сечениях свариваемых деталей.

В ряде случаев вместо сварки можно рекомендовать применение пайки твердыми припоями.

Для сварки неответственных конструкций из низколегированных сталей применяют электроды типа Э42А, а ответственных-типа Э50А, что обеспечивает получение металла шва с необходимой стойкостью против образования кристаллизационных трещин и с требуемыми прочностными и пластическими свойствами. Легирование металла шва легирующими элементами за счет основного металла и повышенные скорости охлаждения позволяют получить металл шва с более высокими, чем при сварке низкоуглеродистых сталей, прочностными показателями.

Сварка толстого металла «каскадом» или «горкой» с замедленной скоростью охлаждения металла шва и околошовной зоны предупреждает образование в них закалочных структур. Этого же можно достигнуть предварительным подогревом изделия до температуры 150-200°С. Указанные выше способы дают хорошие результаты на нетермоупрочненных сталях. При сварке термоупрочненных сталей с целью уменьшения разупрочнения стали в околошовной зоне рекомендуется выполнять сварку длинными валиками по охлажденным предыдущим валикам.

3. Материалы, инструменты и приспособления.

Основным инструментом сварщика-ручника является электрододержатель, конструктивное исполнение которого в значительной мере определяет удобство работы и производительность труда. Электрододержатели долж ны надежно закреплять электрод при любом положении во время сварки, иметь минимальную массу, быть удобными в эксплуатации и др. Основные параметры и технические требования, предъявляемые к электрододержателям, маркировка, методы испытания их установлены ГОСТ 14651 — 78 Е (табл. 1.12).

Конструкция электрододержателя должна обеспечивать замену электрода в течение не более 4 с и закрепление электрода в одной плоскости не менее чем в двух положениях (перпендикулярно и под углом), а также надежное присоединение кабелей.

Изолирующие детали электрододержателей, расположенные в области крепления электрода, должны быть изготовлены из материала, стойкого к термическому воздействию сварочной дуги.

Требования безопасности электрододержателей регламентированы ГОСТ 12.2.007.8—75. Сопротивление изоляции токопроводящих частей электрододержателей при нормальных климатических условиях должно быть не ниже 5 МОм, изоляция рукоятки должна выдерживать без пробоя в течение 1 мин испытательное напряжение 1500 В частотой 50 Гц, температура наружной поверхности рукоятки по сравнению с температурой внешней среды на участке, охватываемом рукой сварщика, при нормальном режиме работы не должна быть выше 40 °С.

Электрододержатели серии ЭД позволяют закреплять электрод нажатием рычага в положениях, удобных для сварщика. Аналогично удаляется огарок. Сварочный кабель присоединяется через кабельный наконечник, изоляционные детали изготовлены из термостойких полимерных материалов.

Электрододержатели серии ЭП пассатижного типа используют при силе сварочного тока 250 и 500 А. Усилием цилиндрической пружины 2 электрод зажимается между нижней губкой 5, по которой к нему подводится электрический ток, и рычагом 3. Канавки в зажиме, расположенные под различными углами, позволяют закреплять электрод под двумя углами к продольной оси электрододержателя. Огарок освобождается нажатием на рычаг. Сварочный кабель подсоединяется к электрододержателю путем механического зажатия кабеля с расклиниванием конца его между корпусом нижней губки и конусом втулки 6. Электрододержатель изолируется теплостойкими полимерными деталями.

Дипломная работа сварка цветных металлов и их сплавов

... Н.Н. Бенардос и Н.Г.Славянов первыми применили «дугу Петрова» для сварки. Интенсивная разработка новых способов сварки и их внедрение в ... пятилеток,— говорил он,— после 35 лет работы по мостам толкнуло меня взяться за новое тогда ... типы ак­кумуляторов, он отравился свин­цом, тяжело заболел. Бенардос умер, так и не дождавшись признания. Толь­ко в годы Советской власти дуговая электросварка металлов, ...

Электрододержатели серии ЭДС защелочного типа предназначены для работы с силой тока 125, 300 и 500 А.

Электрододержатели серии ЭУ («Луч») того же защелочного типа рассчитаны на силу тока до 315 А (ЭУ-300) и до 500 А (ЭУ-500).

Электрод вставляется в отверстие и поворотом на требуемый угол (три положения) фиксируется в держателе. Усилие прижатия создает размещенная в изолированном корпусе цилиндрическая пружина, расположенная по оси рукоятки и корпуса держателя.

Техническая характеристика электрододержателей для ручной сварки плавящимся электродом.

4.Техника безопасности при выполнении сварочных работ.

Нарушение техники безопасности при проведении сварочных работ часто приводит к самым печальным последствиям – пожарам, взрывам и как следствие травмам и гибели людей.