Сварка низкоуглеродистых и среднеуглеродистых конструкционных сталей

При сварке низкоуглеродистых и среднеуглеродистых конструкционных сталей
необходимо учитывать, к какой группе
свариваемости сталей относится та или иная марка стали. Среднеуглеродистые
конструкционные стали содержат большее количество углерода, чем низкоуглеродистые.
А углерод сильно влияет на свариваемость
сталей.

Сварка низкоуглеродистых конструкционных сталей

В химическом составе низкоуглеродистых сталей содержится до 0,25% углерода,
свариваемость у таких сталей хорошая. Они относятся к первой группе свариваемости
и свариваются без ограничений всеми видами
сварки.

Электроды для сварки низкоуглеродистых сталей

При
ручной дуговой сварке низкоуглеродистых сталей, выбор электродов для их
сваривания происходит, исходя из многих требований:

  1. Необходимо обеспечить прочность сварного шва, равную прочности основного
    металла;
  2. Дефекты
    в сварных швах не допускаются;
  3. Сварной шов должен иметь определённый, требуемый химический состав;
  4. Сварное соединение должно сохранять работоспособность при воздействии на
    него вибрации, ударных нагрузок, а также при повышенных или пониженных температурах.

В зависимости от назначения сварной конструкции, условий эксплуатации и требований,
предъявляемых к ней, низкоуглеродистые стали сваривают электродами Э38, Э42
и Э42А. Этим типам электродов соответствуют марки ОММ-5, СМ-5, УМ-7, ОМА-2,
УОНИ-13/45, СМ-11 и другие марки.

Электроды типа Э38 предназначены для металлоконструкций, к которым не предъявляются
высоких требований. Электродами типа Э42 сваривают ответственные конструкции
из низкоуглеродистых сталей, к которым предъявляются повышенные требования.
Электроды типа Э42А предназначены для сварки особо ответственных металлоконструкций.

Режимы сварки низкоуглеродистых сталей

Режимы сварки низкоуглеродистых сталей, в зависимости от типа электрода, представлены
в таблице:

Марка электрода Диаметр электрода, мм Сила сварочного тока, А, при положении сварки Характер сварочного тока Температура прокаливания электрода, °C
нижнем вертикальном потолочном
ОММ-5 2 60-70 50-60 60-70 Постоянный 150
3 100-130 80-110 90-120
4 160-190 130-150 140-160
5 200-220 150-170 Неприменим
ЦМ-7 4 160-190 130-150 140-160 Постоянный, переменный 200
5 210-250 140-160 Неприменим
6 260-320 Неприменим Неприменим
ОМА-2 2 25-45 20-45 20-45 100
3 50-80 40-80 50-80
УОНИ-13/45 2 45-65 30-40 30-45 Постоянный 350-370
3 80-100 60-80 70-90
4 130-160 100-130 120-140
5 170-200 140-160 150-170
СМ-11 4 160-220 140-180 140-180 Постоянный, переменный 300-350
5 200-250 160-200 Неприменим

Перед сваркой необходимо
произвести прокалку электродов. Рекомендуемая температура прокалки электродов
зависит от их марки и должна быть указана в паспорте на электроды.

Сварка среднеуглеродистых конструкционных сталей

Сварка среднеуглеродистых сталей осложняется повышенным содержанием углерода
(до 0,45%) в их составе, что может привести к образованию холодных трещин при
сварке, а также к формированию мало пластичных закалочных структур в зоне термического
влияния.

Для того чтобы уменьшить риск образования трещин в металле сварного шва, необходимо
снизить в нём содержание углерода. Этого можно добиться, выбрав для сварки электроды
с пониженным содержанием углерода, а также путём уменьшения доли основного металла
в сварном шве.

Электроды для сварки среднеуглеродистых сталей и выбор режимов
сварки

Сварку среднеуглеродистых сталей производят электродами следующих марок: УОНИ-13/45,
УОНИ-13/55, УОНИ-13/65, ОЗС-2, АНО-7, АНО-8, АНО-11 и другими маркими.

Рекомендуемые режимы сварки, в зависимости от марки электрода, представлены
в таблице ниже, а также, в таблице выше по тексту:

Марка электрода Диаметр электрода, мм Сила сварочного тока, А, при положении сварки Характер сварочного тока Температура прокаливания электрода, °C
нижнем вертикальном потолочном
ОЗС-2 3 80-100 60-80 60-80 Постоянный

250-300
4 130-150 120-140 120-140
5 170-200 150-170 Неприменим
УОНИ-13/55 3 80-100 60-80 70-90 350
4 130-160 100—130 120-140
5 170-200 140-160 150-170
6 210-240 180-210 Неприменим

Для того, уменьшить риск возникновения закалочных структур, перед сваркой выполняют
предварительный подогрев изделия, а во время сварки производят сопутствующий
подогрев.

Рекомендуемая температура предварительного подогрева составляет 100-200°C.
При сварке толстого металла, температура подогрева несколько выше. Подогрев
выполняют на расстоянии 50-70мм от сварного шва. По окончании сварки рекомендуется
обеспечить медленное охлаждение сварного соединения.

Сварку металла большой толщины выполняют, используя схему сварки "каскадом"
или "горкой". Подробнее об этих схемах рассказано на странице "Технология
ручной дуговой сварки Ч.3. Техника ручной дуговой сварки". Применение
этих схем способствует замедлению охлаждения сварного соединения. И это позволяет
снизить риск возникновения закалочных структур в сварном шве и зоне
термического влияния.

Газовая сварка низкоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей

При газовой
сварке металлоконструкций, состоящих из тонколистовой углеродистой стали,
используется нормальное сварочное
пламя. В средней, восстановительной зоне пламени происходит восстановление
железа из его оксидов. Благодаря этому, в качестве сварочной
проволоки при газовой сварке низкоуглеродистых сталей применяют проволоку
марок Св-08 или Св-08А. Но, для того, чтобы процесс раскисления металла происходил
ещё эффективнее, рекомендуют использовать проволоку марок Св-08ГА или Св-08ГС.

Чтобы уменьшить риск образования кристаллизационных трещин при газовой сварке
среднеуглеродистых сталей, сварочные материалы необходимо выбирать с пониженным
содержанием углерода, не более 0,3% (по возможности, не более 0,2%).

Для
сварки тонкого металла, толщиной до 3мм, применяют левый способ
газовой сварки. Средний расход ацетилена составляет, при этом, 120-150л/ч
из расчёта на миллиметр толщины свариваемого металла.

Для сваривании металла большей толщины, применяют правый способ сварки. Этот
способ сварки обеспечивает
более высокую производительность при сваривании больших толщин, по сравнению
с левым способом. В этом случае расход ацетилена составляет 120-150л/ч из расчёта
на 1мм толщины основного металла. Чтобы избежать перегрева металла в зоне сварки,
расход ацетилена при газовой сварке среднеуглеродистых сталей рекомендуется
уменьшать.


Источник

Author: serj