|
Читайте также: |
Тематический план:
14.1 Сварка углеродистых и легированных сталей, чугунов
14.2 Сварка алюминия и его сплавов
14.3 Сварка титана и его сплавов
14.4 Сварка меди и медных сплавов
Низкоуглеродистые и низколегированные стали обладают хорошей свариваемостью. Использование для их сварки большинства известных в промышленности способов не вызывают особых затруднений.
Углеродистые и легированные стали с содержанием углерода (абсолютным или условным) более 0,3 % при обычных технологических процессах сварки в зоне термического влияния (з.т.в.) претерпевают структурные изменения в результате термической обработки (закалка).
Как уже указывалось (глава 3), для обеспечения требуемого качества сварных соединений из этих сталей в обязательном порядке применяют технологический приём, заключающийся в предварительном, а затем сопутствующем подогреве заготовок до температуры 100 – 300 0С и заключительной термообработке сразу после сварки (отпуск).
Кроме этого, дополнительно к этим мерам производится прокалка электродов и флюсов, осушение защитных газов для предупреждения попадания в металл шва водорода.
В случае применения для этих сталей контактной сварки, предусматривают при сварке длительный нагрев и быстрое удаление из машины сваренной конструкции, что способствует ослаблению воздействия на структуру тепловой энергии в зоне термического влияния.
Трудности сварки легированных сталей, в первую очередь, связаны с повышенными значениями коэффициентов теплового расширения и малой теплопроводностью.
По этой причине, при выполнении сварки этих сталей в большинстве случаев сказывается предрасположенность их к перегреву и повышенная склонность к деформациям.
Наличие нагрева легированных сталей после сварки приводит к появлению в структуре карбидов, что незамедлительно способствует появлению трудностей при механической обработке после сварки, падению коррозионной стойкости, и наличию трещин в металле сварного шва и в зоне термического влияния.
Из высоколегированных сталей преимущественное распространение получили хромистые и хромоникелевые стали. В процессе сварки легированных хромистых сталей, обладающих антикоррозионными и жаропрочными свойствами, происходит охрупчивание металла шва и околошовной зоны. Кроме этого, в этих зонах происходит рост зерна, а также выгорание хрома.
Для выполнения качественной сварки этих сталей заготовки предварительно нагревают. Сварку таких сталей производят на малых токах с обязательной защитой зоны сварки с использованием электродов или присадочного металла необходимого химического состава. После выполнения сварки хромистых сталей производят их термическую обработку (отжиг).
Хромоникеливые стали по своим специальным свойствам (коррозионная стойкость и жаропрочность) превосходят хромистые стали. Но при выполнении сварки этих сталей в аустенитной исходной структуре происходит по границам зёрен выделение карбидов хрома, резко снижающее защитные свойства.
Сварку таких сталей производят, также как и хромистых, на пониженных токах с обязательным принудительным охлаждением. После сварки производится термическая обработка.
Высоколегированные стали достаточно качественно свариваются в защитных инертных газах. Данный способ сварки обеспечивает высокую стабильность горения сварочной дуги при минимальном угаре легирующих элементов в металле сварного шва.
Благодаря высокому содержанию углерода по сравнению со сталями чугун является плохо сваривающимся металлом. По этой причине сварку чугуна производят только для исправления дефектов, например, после получения детали посредством литья или трещин, образовавшихся в деталях в процессе их эксплуатации.
Сварке чугуна присущи следующие особенности, создающие определенные трудности её выполнения:
а) при быстром охлаждении имеет место образование закалочной структуры, ухудшающей обрабатываемость и приводящей к образованию горячих трещин;
б) в процессе сварки происходит отбеливание чугуна и его усадка в процессе кристаллизации, что способствует образованию холодных трещин.
В зависимости от функционального назначения детали из чугуна в промышленности выполняют два вида сварки:
а) горячая сварка;
б) холодная сварка.
В процессе выполнения горячей сварки детали из чугуна подогревают предварительно до температуры 600 – 700 0С и поддерживают эту температуру до окончания сварочных работ. Охлаждение после выполнения сварки должно быть обеспечено медленное, примерно 50 – 100 0С/ч.
Перед сваркой производится специальная разделка кромок, а также при выполнении сварки стараются держать немного сверх предельного объём жидкого металла сварочной ванны. Это становится необходимым по следующим технологическим требованиям.
При сварке, а затем при охлаждении жидкого металла в замедленном темпе почти не происходит отбеливания чугуна, а происходящая при этом графитизация способствует получению металла шва повышенной плотности и предотвращает при этом появление крайне нежелательных трещин.
Структура металла сварного шва представляет собой серый чугун с равномерно распределёнными включениями в металлической основе графита.
Горячую сварку чугунных деталей выполняют электрической дугой или газосварочным пламенем.
Предварительный и сопровождающий подогрев детали производится в зависимости от её габаритов локально или целиком. Иногда и небольшие по габаритам чугунные детали подвергают общему нагреву по причине их сложной пространственной формы.
После окончания сварки сварочный шов покрывается асбестовой «шубой» или засыпается углём деталь целиком в предварительно подготовленной емкости. Эти меры обеспечивают создание условий медленного охлаждения детали после сварки.
Для сварки чугуна используют электроды марок ОМЧ – 1, ВЧ – 3, МНЧ – 1, МНЧ – 2, ЦЧ – 3А, ЦЧ – 4 и д.р.
При выполнении газовой сварки серого чугуна используют медь и её сплавы (электроды марок МН5, ОЭБ – 1 и д.р.). При выполнении сварки используют также флюс, следующего состава: 50 % буры, 47 % двууглекислого натрия и 3 % кремнезема. Газовое пламя применяют окислительного состава.
Что же касается горячей сварки чугуна электрической дугой, то сварка выполняется преимущественно на постоянном токе металлическими или угольными электродами, причём металлические электроды представляют собой чугунные стержни диаметром 10 – 12 мм со специальной обмазкой. Горячая сварка представляет собой трудоёмкий и дорогостоящий процесс и применяется для деталей специального назначения.
Для деталей общего назначения применяют холодную сварку. Выполняют холодную сварку при температуре детали 30 – 400 , как правило, коротким швом. Для обеспечения условий медленного охлаждения металла сварного шва и околошовной области основного металла немедленно после сварки осуществляют защиту асбестовым утеплителем.
При выполнении сварки чугуна для понижения твердости металла сварного шва используют комбинированные электроды, состоящие из стальных стержней с обмазкой, вставленных в медные трубки.
Для деталей из ковкого чугуна используют стальные электроды при дуговой или газовой сварке, но при этом после окончания сварки производится термообработка. При невозможности выполнения термической обработки крупногабаритных деталей из ковкого чугуна сварку производят электродами из монель-металла (70 % Ni, 28 % Cu и 2 % Fe) или мельхиора (80 % Cu, 20 % Ni) со стабилизирующей обмазкой.
Дефекты, обнаруженные в чугунном литье, устраняются посредством газовой сварки с использованием прутков из чугуна, легированного магнием. Во всех остальных случаях, при выполнении ремонтных сварочных работ с целью восстановления деталей со структурой серого чугуна используют электродуговую сварку, причём электроды используют самые дешёвые и обеспечивающие надёжную прочность – это железо-никелевые.
Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 90 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Высокочастотная сварка | | | Сварка алюминия и его сплавов |