Сварка высоколегированных сталей — выбор расходников

Свариваемость легированных сплавов оценивается возможностью сохранения их особых характеристик, а не только требованиями к выполнению соединения с заранее заданными механическими свойствами.


Блок: 1/5 | Кол-во символов: 190
Источник: http://tutmet.ru/gazoplamennaja-svarka-konstrukcionnyh-uglerodistyh-legirovannyh-stalej.html

Настройка режима сварки


Надежность сварочного соединения напрямую связана с правильной настройкой режима сварки. Это правило также распространяется на сваривание сталей и сплавов высокого легирования.

Если вы настроите небольшое значение силы тока, то сможете выполнять узкие швы. Для этого понадобятся электроды 2-3 мм или проволока для сварки высоколегированной стали.

Работать с высоколегированной сталью бывает сложновато, за счёт высокого сопротивления и сниженной электропроводимости. Чтобы сгладить эти показатели и сделать процесс более простым, можно вдвое снизить вылет электрода.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 592
Источник: https://prosvarku.info/tehnika-svarki/svarka-vysokolegirovannyh-stalej

Трудности при сварке

Защитный газ необходимо предварительно просушить или добавить к нему 2-5% кислорода. Это обеспечит плотность шва.

Нужно поддерживать самую короткую дугу и добиваться получения шва с низким коэффициентом формы (отношением ширины шва к его толщине). Иначе в металле шва и околошовной зоны появятся горячие (кристаллизационные) трещины.

После сварки металл должен как можно быстрее остыть. Для этого используют медные, охлаждаемые водой, подкладки; промежуточное остывание слоев; охлаждение швов водой. Эго повысит коррозионную стойкость сварного соединения.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 577
Источник: https://weldering.com/tehnologiya-svarki-vysokolegirovannyh-nerzhaveyushchih-zharoprochnyh-staley-splavov

1 Краткая справка о легированных сталях с точки зрения их свариваемости

Легирование сталей различными химическими элементами (кремний, молибден, хром, ванадий и другие) выполняется с целью улучшения их антикоррозионных свойств, теплоустойчивости, различных механических характеристик, жаропрочности, а также в целом качества сплавов. По уровню легирования «улучшенные» материалы делят на:

  • обычные легированные (в них имеется от 2,5 до 10 % специальных добавок);
  • низколегированные (не более 2,5 % легирующих компонентов);
  • высоколегированные (более 10 % добавок).

Рекомендуем ознакомиться

Строительные стали с малым уровнем легирования включают в свой состав до 0,22 % углерода. По данной причине их часто именуют низколегированными низкоуглеродистыми. Подобные сплавы свариваются по тем же методикам, что и обычные низкоуглеродистые стали.

Кроме того, низколегированные стали делят на разные группы (конструкционные, высокопрочные, теплоустойчивые). Процесс сварки изделий из них характеризуется рядом нюансов.

Общей и основной характеристикой сплавов со средним уровнем легирования считаются их механические показатели. Во-первых, они описываются повышенной стойкостью к охрупчиванию, что позволяет использовать их в агрессивных атмосферах, при пониженных и высоких температурах, при серьезных перегрузках, включая и ударные. Во-вторых, величина их предела прочности находится в пределах от 588 до 1960 МПа. Сварка таких сталей имеет определенные трудности, о которых будет рассказано ниже.

Сварка высоколегированных сплавов также затруднена. Причем металлургические композиции с высокой степенью легирования имеют собственные особенности в зависимости от того, к какому подвиду высоколегированных сталей они относятся:

  • стойкие против негативного химического воздействия в газовых средах при температурах свыше 550 °С (жаростойкие);
  • нержавеющие (способны противостоять межкристаллитному, электрическому и сугубо химическому ржавлению);
  • стойкие против высоких температур (от 1000 °С) – жаростойкие.

Далее мы подробно опишем, какими способами в настоящее время производится сварка высоколегированных и иных легированных сталей.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 2127
Источник: http://tutmet.ru/gazoplamennaja-svarka-konstrukcionnyh-uglerodistyh-legirovannyh-stalej.html

Электродные стержни


Для сварки высоколегированных сталей, электроды тоже должны содержать легирующие примеси. Прежде всего — в стержне и покрывающем слое. Однородные составы стали с электродными стержнями обеспечивают слаженную работу и образуют прочный шов.

Для сварки аустенитной стали высокого легирования, марки Э-08Х19Н10Г2Б, советуем взять электроды с количеством ферритной фазы не более 5%. Это электроды ЦТ-15.

Их можно сочетать с электродными стержнями ЦТ-15-1. Сформируйте базовый шов с электродами ЦТ-15-1, а следующий, используя ЦТ-15. Проделав эти манипуляции, вы повысите количество ферритной фазы, тем самым усовершенствуете качество соединения.

Обратите внимание на состав электродов. Хорошо, если содержится ниобий. Он регулирует процесс окисления титана. В составе не должно быть высокого содержания кальцита.

Потому что стержни, в которых кальцита много, сгорая, производят углекислый газ. Повышается уровень углерода в стали, такой шов не может быть надежным.

Если найти такие стержни не получается, выберите те, в окислительном покрытии которых содержится кремний. Даже небольшого количества кремния достаточно, чтобы удерживать уровень углеродности в сварочной ванне.

Это могут быть электроды с рутил-карбонатно-фтористым покрытием, марки ОЗЛ-14. Они широко распространены и доступны на полках любого специализирующегося магазина.

Однако, выбирайте стержни без содержания диоксида кремния. Для сварки аустенитной высоколегированной стали подойдут электродные стержни марки ЦТ-22.

Они годятся для поставленной задачи, но имеют очень нежное, легко осыпающееся покрытие. Поэтому будьте осторожны при перевозке и хранении.

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 1642
Источник: https://prosvarku.info/tehnika-svarki/svarka-vysokolegirovannyh-stalej

Подготовка к сварке

Кромки стыкуемых деталей из высоколегированных сталей лучше подготавливать механическим способом. Однако допускаются плазменная, электродуговая, газофлюсовая или воздушно-дуговая резка. При огневых способах резки обязательна механическая обработка кромок на глубину 2-3 мм

КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СВАРКЕ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Подготовка кромок и вид собранного стыка

S, мм

b, мм

с, мм

α, град.

1-1,5

2-3

1-0,5

1+0,5

4-5

6-7

1±0,5

1±0,5

1±0,5 1,5±0,5

45+2°

8-10

10-12

12-16

1±0,5

1,5±0,5

2,5±0,5

1,5±0,5

30+3°

Снимать фаску для получения скоса кромки можно только механическим способом. Перед сборкой свариваемые кромки защищают от окалины и загрязнений на ширину не менее 20 мм снаружи и изнутри, после чего обезжиривают.

Сборку стыков выполняют либо в инвентарных приспособлениях, либо с помощью прихваток. При этом необходимо учесть возможную усадку металла шва в процессе сварки. Ставить прихватки в местах пересечения швов нельзя. К качеству прихваток предъявляются те же требования, что и к основному сварному шву. Прихватки с недопустимыми дефектами (горячие трещины, поры и т.д.) следует удалить механическим способом.

Выбор параметров режима. Основные рекомендации те же, что при сварке углеродистых и низколегированных сталей. Главная особенность сварки высоколегированных сталей — минимизация погонной энергии, вводимой в основной металл. Это достигается соблюдением следующих условий:

  • короткая сварочная дуга;
  • отсутствие поперечных колебаний горелки;
  • максимально допустимая скорость сварки без перерывов и повторного нагрева одного и того же участка;
  • минимально возможные токовые режимы.

Техника сварки. Основное правило: поддерживать короткую дугу, поскольку при этом расплавленный металл лучше защищен газом от воздуха. При сварке в аргоне W-электродом подавать присадочную проволоку в зону горения дуги следует равномерно, чтобы не допускать брызг расплавленного металла, которые, попадая на основной металл, могут вызвать очаги коррозии.

В начале сварки горелкой подогревают кромки и присадочную проволоку. После образования сварочной ванны выполняют сварку, равномерно перемещая горелку по стыку. Необходимо следить за глубиной проплавления, отсутствием непровара. По форме расплавленного металла сварочной ванны определяют качество проплавления: хорошее (ванна вытянута по направлению сварки) или недостаточное (ванна круглая или овальная)

Короткая дуга, сварка углом вперед, «ниточные» швы — все это обеспечивает получение швов с повышенной сопротивляемостью образованию горячих трещин. Значение сварочного тока уточняют при сварке пробных стыков

Окисленный конец проволоки удаляют кусачками или пассатижами

Толщина свариваемого металла, мм

0,5

Диаметр W-электрода, мм

1,5

2,5

Расход W-электрода на 100 пог.м шва, мм

132

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 3001
Источник: https://weldering.com/tehnologiya-svarki-vysokolegirovannyh-nerzhaveyushchih-zharoprochnyh-staley-splavov

3 Технология сварки высоколегированных сплавов


При работе с такими сталями нужно подбирать сварочный режим, который способен гарантировать очень малую степень нагрева металла. Связано это с большим коэффициентом расширения и малой теплопроводности высоколегированных сплавов. Из-за указанных особенностей шов и деталь могут подвергнуться короблению.

Электродуговая сварка сталей с высоким содержанием добавочных компонентов выполняется короткой дугой (это значительно снижает явление угара). Причем конец сварочного стержня колебать запрещается. Соединение аустенитных высоколегированных композиций рекомендуется производить электродами укороченного вида, что позволяет уменьшить наплавочный коэффициент.

В целом же допускается использовать любые варианты сварки плавлением. Если выполняется ручная дуговая сварка при помощи покрытых стержней, берут фтористо-кальциевые изделия. Процесс при этом идет на обратнополярном постоянном токе. Профессионалы сварочного дела советуют:

  • выбирать на один миллиметр сечения стержня ток не более 30 ампер;
  • осуществлять в течение 60–90 минут прокаливание электродов перед началом сварочной операции (температура – от 250 до 400 градусов);
  • при «нижней» сварке сила тока должна быть на 15–30 процентов выше, чем при «потолочной» и «вертикальной».

Отметим, что при использовании вольфрамовых электродов применяется прямой по полярности ток (постоянный).

Максимальную эффективность соединения высоколегированных аустенитных сталей демонстрирует плазменная сварка. Впрочем, если процесс ведется в атмосфере гелия либо аргона, сварочный шов также отличается приемлемым качеством, так как сварочный участок защищен от воздействия воздуха. Важен и такой момент: когда проходит сварка высоколегированных сплавов с большим количеством алюминия, необходимо позаботиться о том, чтобы оксидная пленка на их поверхности была разрушена. Добиваются этого путем применения переменного тока.

Хромистые стальные композиции хорошо свариваются по газовой технологии. Здесь важно выбрать малую мощность пламени (ацетилена нельзя расходовать более 70 дециметров кубических) и правильно подобрать флюсы (часто применяется состав «НЖ-8»). Флюсы нужны для того, чтобы из ванны удалялись оксиды хрома, а сам хром не выгорал.

При обработке металлов толщиной свыше трех миллиметров нужно применять правый способ сварки, толщиной менее трех миллиметров – левый. При этом запрещается несколько раз нагревать одну и ту же сварочную зону, делать перерывы в процессе. Желательно, кроме того, задавать наибольшую допустимую скорость сварки высоколегированных хромистых сталей.

Хромистые и аустенитные стали нередко подвергаются межкристаллитной коррозии, которая оказывает крайне негативное влияние на качество сварочной операции. Избавиться от подобного явления можно посредством уменьшения объема (примерно до 0,03 процента) в металле углерода. Для этого следует:

  • выполнять закалку металла (температура – около 1100 °С);
  • легировать (добавочно) шов и основной металл ванадием, ниобием, цирконием, титаном;
  • легировать околошовный металл алюминием, ванадием, кремнием;
  • подвергать соединение 2–3-часовому стабилизационному отжигу.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 3132
Источник: http://tutmet.ru/gazoplamennaja-svarka-konstrukcionnyh-uglerodistyh-legirovannyh-stalej.html

Защитный газ

Наряду с электродами и флюсами используют аргон, гелий и углекислоту. Это защитные газы, которые в определенных ситуациях можно смешивать.

Такой метод оправданно распространен среди мастеров. Для сварки высоколегированной стали с применением защитного газа, потребуются электроды из вольфрама. Они хороши тем, что не плавятся даже при самых высоких температурах сварки.

Работу следует выполнять при постоянном токе и обратной полярности. Вариант сварки при прямой полярности возможен, если в металле содержится большое количество алюминия.

Так получится разрушить пленку, которую образуют оксиды. В свою очередь, она мешает образованию шва.

Если при использовании способа сварки с защитным газом замечаете непостоянное горение дуги, можно сочетать газы. Это могут быть аргон с углекислотой или кислородом.

Такое смешение газов обеспечат стабильное горение дуги и способствуют образованию шов ровным и не пористым.

Сам по себе углекислый газ имеет большинство достоинств. Он снижает вероятность пористости шва, а, совместно с аргоном, проявляется максимально. Рекомендуем обязательно испробовать это сочетание на практике. Результат более, чем достойный.

Но, тут есть ложка дегтя. Во время сваривании в углекислоте, высоколегированная сталь разбрызгивается в разы сильнее. В этом главный недостаток такого метода – снижаются антикоррозийные свойства стали.

Помимо этого, происходит появление оксидной пленки, которую сложно снять с поверхности металла. При сварке в 1 слой это несущественно, а вот при многослойной – важный момент. Повторный шов просто не может сформироваться из-за мешающей ему пленки.

В принципе, такая технология достаточна эффективна. Нет нужды тщательно подбирать электроды, флюсы и вникать в их составы. Газ вполне справляется с защитной функцией, позволяет сварить красивый прочный шов.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 1824
Источник: https://prosvarku.info/tehnika-svarki/svarka-vysokolegirovannyh-stalej

4 Сварка легированных сталей со средним уровнем легирования


Свариваемость среднелегированных сплавов может сопровождаться образованием холодных и кристаллизационных дефектов (трещин) в шве. Также нередко отмечается трудность в получении желаемых пластических и прочностных характеристик области оплавления и околошовной зоны, не всегда удается добиться и равнозначности механических показателей основного металла и металла шва. Борьба со всеми означенными проблемами выполняется разными способами:

  • изменением цикла термообработки стальных кромок (их подогрев – во время сварочного мероприятия либо предварительный до определенной температуры);
  • выбором оптимально сварочного режима;
  • снижением в шве и металле изделия количества водорода;
  • использованием особых проволок для сварки, которые характеризуются минимальной температурой плавления;
  • наплавкой (предварительной) кромок.

Кроме всего прочего, технология сварки среднелегированных сплавов использует специальные методы улучшения качества соединения – обработку ультразвуком, резкое снижение температуры по окончанию процесса сварки (вплоть до 0 °С), проковку.

Большая часть конструкций из сталей со средним уровнем легирования в наши дни сваривается фтористо-кальциевыми маловодородистыми стержнями по ручной технологии (обратная полярность тока). Когда требуется сделать швы сравнительного крупного сечения, используется блочный либо каскадный метод сварки, причем нужно обязательно подогревать металл до 180–200 градусов.

Подбор того или иного сварочного режима производят с учетом вида применяемого сварочного стержня. Например, для ферритного электрода требуется выбирать режимы, которые назначаются для сварки низкоуглеродистых сплавов. В остальном же соединение среднелегированных композиций ничем не отличается от сварки высоколегированных сплавов.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 1810
Источник: http://tutmet.ru/gazoplamennaja-svarka-konstrukcionnyh-uglerodistyh-legirovannyh-stalej.html

Заключение

Процесс сварки высоколегированных сталей на практике – вполне посильная задача. Многие неопытные мастера и новички избегают такой работы.

Но на самом деле, только практикой вы сможете добиться приемлемого результата. Самое важное – наладить режим и выбрать подходящие комплектующие.

Приобретайте электроды в проверенных, качественных местах, где соблюдаются все условия хранения. Иначе вы просто выбросите деньги на ветер, получив сырые, непригодные стержни.

То же касается флюсов и газов. Не берите дешевый расходной материал, выбирайте надежного производителя и ответственного продавца. Успешной работы!

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 617
Источник: https://prosvarku.info/tehnika-svarki/svarka-vysokolegirovannyh-stalej
Кол-во блоков: 15 | Общее кол-во символов: 19573
Количество использованных доноров: 7
Информация по каждому донору:

  1. https://prosvarku.info/tehnika-svarki/svarka-vysokolegirovannyh-stalej: использовано 4 блоков из 6, кол-во символов 4675 (24%)
  2. https://taina-svarki.ru/svarka-chernyh-metallov/svarka-vysokolegirovannnyh-staley.php: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 1073 (5%)
  3. http://tutmet.ru/gazoplamennaja-svarka-konstrukcionnyh-uglerodistyh-legirovannyh-stalej.html: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 7259 (37%)
  4. https://svaring.com/welding/soedinenie/svarka-legirovannyh-stalej: использовано 1 блоков из 5, кол-во символов 588 (3%)
  5. https://WeldElec.com/info/kak-pravilno-varit/uglerodistye-stali/: использовано 1 блоков из 6, кол-во символов 1143 (6%)
  6. https://www.Komplektacya.ru/spravochnik/svarka/svarka-vysokolegirovannyh-stalej: использовано 1 блоков из 2, кол-во символов 1257 (6%)
  7. https://weldering.com/tehnologiya-svarki-vysokolegirovannyh-nerzhaveyushchih-zharoprochnyh-staley-splavov: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 3578 (18%)



Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий