ТехСправочник
Суббота, 25.11.2017, 14:25
Меню справочника

Форма входа

Категории раздела
Справочник по дуговой сварке - вопросы и ответы. [22]

Поиск по справочнику

Наш опрос
Какая наука Вам интересна?
Всего ответов: 402

Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Главная » Статьи » Справочник по дуговой сварке. » Справочник по дуговой сварке - вопросы и ответы.

Свариваемость металлов.





2. СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛОВ

Вопросы

2.11. Какое свойство металлов называется свариваемостью?
2.12. Что является признаками плохой свариваемости металлов?
2.13. Чем отличается технологическая свариваемость металлов от физической свариваемости?
2.14. Как подразделяют стали по свариваемости?
2.15. Можно ли оценивать свариваемость стали по ее химическому составу?
2.16. Какие разновидности трещин наблюдаются в сварных соединениях и швах?
2.17. Как влияют на свариваемость сталей легирующие элементы и примеси?
2.18. Как можно охарактеризовать свариваемость коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов?
2.19. Насколько склонны к образованию горячих трещин некоторые цветные металлы?
2.20. В какой последовательности можно расположить металлы по степени их склонности к образованию горячих трещин при сварке?
2.21. Какими технологическими пробами можно оценить сопротивление сварных соединений образованию горячих трещин?
2.22. Какой технологической пробой можно оценить сопротивление сварных соединений образованию холодных трещин?

Ответы

2.11. Современная техника располагает многочисленными видами сварки, в том числе разными способами дуговой сварки. Однако не все металлы образуют при сварке высококачественные, надежные сварные соединения.
Изменение или сохранение свойств металла при сварке вызывается комплексом одновременно протекающих процессов нагрева и плавления основного и присадочного металлов, кристаллизации металла шва и взаимной кристаллизации в зоне сплавления.
Свойство металла или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия, называют свариваемостью.
2.12. Признаком плохой свариваемости считается склонность свариваемых металлов к перегреву, образованию закалочных структур, охрупчиванию в зоне сварки, образованию трещин в металле сварного шва и переходной зоне, образованию других дефектов при сварке (пор, раковин, несплавлений и др.).
2.13. На свариваемость металлов влияют способ сварки, режим сварки, химический состав присадочного металла, тип сварного соединения, толщина свариваемых элементов, условия закрепления элементов соединения при сварке и др. Влияние факторов технологического характера на свариваемость металлов называют технологической свариваемостью.
в отличие от технологической свариваемости влияние химического состава и свойств свариваемого металла на их свариваемость принято считать физической свариваемостью.
2.14. По свариваемости стали подразделяют на четыре группы: хорошо сваривающиеся, удовлетворительно сваривающиеся, сваривающиеся ограниченно и плохо сваривающиеся. При этом критерием оценки свариваемости стали принято считать ее склонность к образованию трещин и уровень механических свойств сварного соединения по сравнению с теми же свойствами основного металла.
К группе хорошо сваривающихся сталей относят такие стали, при сварке которых хорошее качество сварных со¬единений достигается применением режимов сварки в широких пределах, при любых температурах окружающего воздуха, без предварительного подогрева, без подогрева в процессе сварки и без последующей после сварки термической обработки, если она не предназначена для снятия напряжений.
Стали, которые входят в группу удовлетворительно сваривающихся, можно сварить только при температуре окружающего воздуха не ниже +5 °С. Требуемое качество сварных соединений достигается применением специальных электродов, флюсов и режимов сварки в узких пределах. Стали этой группы подвергают термической обработке до сварки и после сварки по режимам, которые зависят от марки стали и назначения свариваемого изделия. Для сварки элементов большой толщины из удовлетворительно сваривающихся сталей рекомендуется предварительный подогрев.
Ограниченно сваривающиеся и плохо сваривающиеся стали обладают склонностью к образованию трещин. При сварке этих сталей режимы сварки следует соблюдать в узких пределах; механические свойства улучшают со¬ответствующим выбором электродов, присадочных мате¬риалов, флюсов; применяют предварительный и сопутствующий подогрев (для плохо сваривающихся сталей) и последующую после сварки термическую обработку. Свар¬ка допускается только при положительных температурах окружающего воздуха.
2.15. Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, в котором могут быть сплавы других металлов.
Приближенный метод свариваемости стали по ее химическому составу содержащихся в ней примесей и в сопоставлении полученной величины с процентным содержанием углерода в стали.
При суммарном содержании в стали примесей марганца, кремния, хрома и никеля меньше 1 % сталь хорошо сваривается, если содержание углерода не превышает 0,25 %; удовлетворительно — при 0,25—0,35 % углерода; ограниченно — при 0,35—0,45 % углерода и плохо —* при содержании углерода свыше 0,45 %.
При cyMAiapHOM содержании указанных примесей I — 3 % сталь сваривается хорошо при содержании до 0,20 % углерода, удовлетворительно при 0,2—0,3 %, ограниченно при 0,3—0,4 % и плохо сваривается при содержании в стали более 0,4 % углерода.
При суммарном содержании указанных примесей в стали свыше 3 % сталь хорошо сваривается при содержании до 0,18 % углерода, удовлетворительно при 0,18— 0,28 %, ограниченно при 0,28—0,38 % и плохо, когда в стали более 0,38 % углерода.
2.16. Трещины представляют собой местное разрушение сварного соединения. В зависимости от температурных условий, при которых возникают трещины, их подразделяют на холодные, образующиеся в сварных соединениях преимущественно при нормальной температуре, а иногда при температуре до 300 “С, и горячие, образующиеся в сварных соединениях при высоких температурах, близких к температуре плавления металла. Горячие трещины распространяются по границам зерен, холодные — пересекают эти границы.
Склонности металла шва к образованию горячих трещин способствуют сера, углерод, кремний, водород. На образование холодных трещин существенное влияние оказывает водород, скапливающийся в пустотах металла, а также толщина свариваемых элементов.
В зависимости от расположения относительно сварного шва трещины подразделяют на продольные 1 и поперечные 2; по расположению в сварном соединении — на трещины в металле шва 2, основном металле или зоне термического влияния 3 (рис. 2.1).
2.17. Марганец (Мп) не ухудшает свариваемости стали, если его содержание не превышает 0,3—0,8 %. В средне- марганцовистых (1,8—2,5 % Мп) сталях марганец повышает закаливаемость стали и склонность ее к образованию трещин при сварке.

Кремний (Si) не влияет отрицательно на свариваемость стали, если его со¬держание не превышает 0,3 %. В обычных углеродистых сталях содержится не более 0,2—0,3 % кремния. Б специальных сталях содержание кремния достигает 0,8—1,5 %.
В таких количествах кремний затрудняет сварку из- за высокой жидкотекучести стали, легкой ее окисляемости и образования тугоплавких окислов.
Хром (Сг) содержится в низкоуглеродистых сталях в количестве 0,2—0,3 %, в конструкционных 0,7—3,5 %, хромистых 12—18 %, хромоникелевых 9—35 %. Хром затрудняет сварку, так как усиливает окисление металла, образует химические соединения с углеродом, повышает твердость металла в переходных зонах и т. п. Однако при правильном выборе режимов сварки, присадочных материалов, а также при соблюдении технологического процесса хром не влияет отрицательно на свариваемость стали.
Никель (Ni) в низкоуглеродистых сталях содержится в количестве до 0,2—0,3 %, в конструкционных 1—5 %, в легированных 8—35 %. Никель измельчает зерна, повышает пластичность сталей, не ухудшает их свариваемость.
Молибден (Мо) при содержании в стали 0,15—0,8 % затрудняет сварку, служит причиной образования трещин в сварном шве и переходной зоне, сильно окисляется и выгорает при сварке.
Вольфрам (W) при содержании в стали 0,8—1,8 % увеличивает твердость и работоспособность при высоких температурах, сильно окисляется при сварке, требует хорошей защиты от кислорода, затрудняет сварку.
Ванадий (V) обычно содержится в сталях в количестве 0,2—0,8 %, в штамповых сталях 1—1,5 %, сильно окисляется, требует надежной защиты металла при сварке, затрудняет сварку.
Титан (Ti) и ниобий (Nb) содержатся в коррозионно-стойких сталях в количестве до 1 %, не усложняют сварочный процесс и не ухудшают свариваемость стали. ;
Медь (Си) в специальных сталях находится в количестве 0,3—0,8 %, улучшает ряд свойств стали (прочность, пластичность, ударную вязкость, коррозионную стойкость) и не ухудшает свариваемость стали.
Сера (S) в стали в количествах, превышающих предельно допустимые, ухудшает свариваемость, вызывает появление горячих трещин.
Фосфор (Р) в стали в количествах, превышающих предельно допустимые, ухудшает свариваемость, вызывает появление холодных трещин.
Кислород (О) содержится в сплаве в виде закиси железа, ухудшает свариваемость стали, снижая ее механические свойства.
Азот (N) образует химические соединения с железом (нитриды) в металле сварочной ванны при ее охлаждении, что снижает пластичность стали.
Водород (Н) является вредной примесью в стали; скапливаясь в отдельных местах сварного шва, он образует газовые пузырьки, вызывает появление пористости и мелких трещин.
2.18. Среди коррозионно-стойких сталей широкое применение в сварных конструкциях получили хромистые и хромоникелевые. Для их соединения применяют различные способы дуговой сварки. При надлежащем соблюдении технологического процесса, учитывающего особенности сварки этих сталей, образование горячих трещин предупреждается достаточно надежно. В настоящее время сварка коррозионно-стойких сталей затруднений не вызывает.
Жаропрочные сплавы, деформируемые и литейные, склонны к образованию горячих трещин при сварке. Одним из основных условий предотвращения горячих трещин в металле шва и сварных соединений этих материалов является выбор надлежащего состава присадочных материалов.
2.19. Алюминиевые сплавы склонны к образованию .горячих трещин. При аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом элементов толщиной до 4 мм и при аргонодуговой сварке плавящимся электродом элементов толщиной 4 мм и более недостатки свариваемости алюминиевых сплавов (трещины, пористость) проявляются в меньшей степени. Применение соответствующих присадочных материалов также устраняет трещины. Например, алюминиевый сплав АМг склонен к образованию трещин, при
применении сварочной проволоки из сплава АМгЗ трещины не образуются.
Литейные алюминиевые сплавы благодаря содержанию 4—13 % кремния обладают хорошей свариваемостью при дуговой сварке.
Использование прочных, термически обрабатываемых алюминиевых сплавов АВ, В95, Д16 для сварных изделий нецелесообразно, так как они обладают повышенной склонностью к образованию трещин.
Для изготовления сварных конструкций успешно применяют отожженные сплавы АМгЗ и АМгбТ. Эти сплавы обладают хорошей свариваемостью.
Магниевые сплавы склонны к образованию трещин при сварке. Из всех деформируемых магниевых сплавов наименьшей склонностью к образованию трещин обладает сплав МА1. Применяя присадочный материал о более низкой температурой плавления, чем у свариваемого материала, можно уменьшить склонность магниевых сплавов к образованию трещин, улучшить свариваемость этих сплавов.
Используя аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом, устраняют дефекты в отливках всех применяемых в настоящее время литейных магниевых сплавов.
Титан и его сплавы хорошо свариваются различными способами дуговой сварки при условии защиты расплавленного металла от воздуха (аргоном, гелием, флюсом — при сварке под флюсом и электрошлаковой сварке).
Титан и его сплавы обладают малой склонностью к образованию горячих трещин. Сплавы некоторых марок обнаруживают склонность к холодным трещинам в сварных соединениях, возникающих после сварки спустя несколько часов и даже месяцев. Соблюдая соответствующую технологию изготовления сварных изделий из титановых сплавов, можно обеспечить получение сварных соединений, обладающих высокой надежностью при хранении и эксплуатации.
2.20. По степени уменьшения склонности к образованию горячих трещин при дуговой сварке металлы и их сплавы можно расположить в такой последовательности: 1) магниевые сплавы; 2) алюминиевые сплавы; 3) медные сплавы; 4) низколегированные стали; 5) коррозионно- стойкие стали; 6) никелевые сплавы; 7) титан и его сплавы.
2.21. Сопротивление сварных соединений образованию трещин можно оценить путем сварки технологических проб.
Одни из них дают количественную оценку, другие — качественную.
при этом предполагается, что если трещины не возникнут в металле образца, то и реальная деталь не разрушится.
Склонность сплавов к образованию трещин в процессе сварки может быть оценена испытанием натурных деталей; испытанием макетов (вместо дорогой и сложной детали сваривают макет — натурные образцы, при сварке которых отрабатывают параметры сварки и оценивают склонность к трещинообразованию); испытанием закрепленных образцов (вследствие жесткого закрепления образца в процессе сварки в шве создаются напряжения; результаты испытаний часто определяют в терминах «склонен к образованию трещин», «не склонен к образованию трещин»); испытанием с изменяемым напряжением при сварке; испытанием без применения сварки (решение о склонности сплава к образованию трещин при сварке принимают на основании его механических свойств, химического состава и структуры).
Для количественной оценки сопротивления металла образованию трещин применяют составную листовую пробу. Несколько пластин (рис. 2.2) различной ширины соединяют прихватками с одной стороны. Затем их сваривают в направлении расширения пластин. В местах пересечения стыка пластин сварным швом образуются трещины. Чем меньше ширина пластины, при сварке которой трещины не образуются, тем больше стойкость металла шва против образования горячих трещин.
Для качественной оценки сопротивления металла шва образованию горячих трещин может быть использована проба в виде наплавки валика на лист толщиной 12— 25 мм. Трещины в металле шва и околошовной зоне выявляют путем исследования макрошлифов; поперечного и продольного. Такую пробу используют для выбора режимов сварки и электродов.
Склонность металла к образованию горячих трещин при сварке можно оценивать также и по круговой пробе. Она заключается в автоматической сварке круглых пластин (диаметром 60, 70, 80 мм и более) в пластину размером 300X300 мм, толщиной 2, 3 мм и более. За критерий склонности металла к образованию горячих трещин принимают минимальный диаметр круговой пластины, в круговом шве которой начинают возникать трещины.

2.22. Для оценки сопротивления металла образованию холодных трещин может быть использована пластина с цилиндрической выточкой (рис. 2.3), по диаметру которой наплавляют валик. Наличие трещин в околошовной зоне зависит от условий охлаждения образца.
По результатам испытаний стали делят на четыре группы: 1) хорошо сваривающиеся — не дающие трещин при охлаждении образца водой; 2) удовлетворительно сваривающиеся — не дающие трещин при охлаждении на воздухе, но разрушающиеся при водяном охлаждении; 3) ограниченно сваривающиеся — требующие подогрева до более высокой температуры.

Категория: Справочник по дуговой сварке - вопросы и ответы. | Добавил: Саша (25.09.2015)
Просмотров: 740 | Теги: сплав, металл, сварка
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
справочник оборудование сварка фото сварщик изготовление ремонт цветы растения штамп пресс-форма ГАЗ семейное свойства сборка слесарь схема электроды Характеристики инструмент металл технология Сталь процесс печь обработка Фотоальбом деталь электрод конструкция режим бисер пресс модель литье опока характеристика форма АЛЬБОМ Подшипник
Copyright MyCorp © 2017
Бесплатный хостинг uCoz