Zavarljivost čelika: razvrstavanje. Zavarene skupine za zavarivanje

Čelik je glavni građevinski materijal. To je legura od željeza i ugljika s različitim nečistoćama. Sve komponente koje čine sastav utječu na svojstva ingota. Jedna od tehnoloških svojstava metala je mogućnost formiranja visokokvalitetnih zavarenih spojeva.

Čimbenici koji određuju zavarivost čelika

Procjena zavarljivosti čelika temelji se na vrijednosti glavnog pokazatelja - ugljika ekvivalenta C_ekv. Ovo je uvjetovan faktor koji uzima u obzir stupanj utjecaja sadržaja ugljika i osnovnih legirajućih elemenata na karakteristike šava.

Na zavarljivost čelika utječu sljedeći čimbenici:

1. Sadržaj ugljika.
2. Prisutnost štetnih nečistoća.
3. Stupanj dopinga.
4. Vrsta mikrostrukture.
5. Uvjeti okoline.
6. Debljina metala.

Najpoznatiji parametar je kemijski sastav.

Raspodjela čelika po grupama za zavarivanje

S obzirom na sve te čimbenike, zavarljivost čelika ima različite karakteristike.

Razvrstavanje čelika zavarivanjem.

• Dobar (za vrijednost C_ekvge-0,25%): za dijelove čelika s niskim udjelom ugljika ne ovisi o debljini proizvoda, vremenskim uvjetima, dostupnosti pripremnih radova.
• Zadovoljavajuće (0,25% le-C_ekvle-0,35%): postoje uvjeti okoline i promjer zavarene konstrukcije (temperatura zraka do -5, bez vjetra, debljina do 20 mm).
• Ograničeno (0,35% le-C_ekvle-0,45%): za formiranje kvalitetnog zavarivanja potrebno je prethodno zagrijavanje. Ona promiče "glatke" austenitne transformacije, stvaranje stabilnih struktura (feritno-pearlitic, bainitic).
• Loše (C._ekvge-0,45%): formiranje mehanički stabilnog zavarenog spoja nije moguće bez prethodne pripreme temperature metalnih rubova, kao i naknadnom toplinskom obradom zavarene konstrukcije. Kako bi se stvorila potrebna mikrostruktura, potrebno je dodatno zagrijavanje i glatko hlađenje.

Zahvalne skupine za zavarivanje omogućuju lako kretanje tehnološkim značajkama zavarivanja određenih razreda legura od željeza i ugljena.

Toplinska obrada

Ovisno o zavarljivosti čelika i odgovarajućim tehnološkim značajkama, karakteristike zavarenog spoja mogu se ispraviti sukcesivnim utjecajima temperature. Postoje četiri glavna načina toplinske obrade: otvrdnjavanje, kaljenje, žarenje i normalizaciju.

Najčešći su zaustavljanje i kaljenje zbog tvrdoće i istodobne čvrstoće zavarenog zgloba, olakšavanja stresa, sprječavanja pucanja. Stupanj kaljenja ovisi o materijalu i željenim svojstvima.

Obrada topline metalnih konstrukcija tijekom pripremnih radova:

• žarenje - za ublažavanje stresa unutar metala, osigurava njegovu mekoću i sukladnost;
• prethodno grijanje kako bi se smanjila razlika temperature.

Racionalno upravljanje temperaturnim efektima omogućuje:

• pripremiti obradak (ukloniti sve unutarnje naprezanje brušenjem zrna);
• Smanjite pad temperature na hladnom metalu;
• poboljšati kvalitetu zavarenog predmeta toplinskom korekcijom mikrostrukture.

Korekcija svojstava temperaturnih razlika može biti lokalna ili opća. Rubovi se zagrijavaju pomoću plinske ili električne opreme. Za zagrijavanje cijelog dijela i glatko hlađenje koriste se posebni peći.

Učinak mikrostrukture na svojstva

Bit procesa toplinske obrade temelji se na strukturnim transformacijama unutar ingota i njihovom utjecaju na skrutnuti metal. Tako, kada se zagrijava na temperaturu od 727 ˚C, to je mješovita granularna austenitna struktura. Način hlađenja određuje mogućnosti transformacije:

1. Unutar peći (brzina 1 ° C / min) - strukture pearlita s tvrdoćom od oko 200 HB (Brinell tvrdoća).
2. U zraku (10˚ / min) - sorbitol (ferit-pearlite žitarice), tvrdoća 300 NN.
3. Ulje (100 ° C / min) - troostit (mikrostruktura ferit-cementit), 400 HB.
4. Voda (1000˚С / min) - martenzit: čvrsta (600 NN), ali lomljiva struktura igle.

Povezivanje zavarivanja moraju imati dovoljnu tvrdoću, čvrstoću, kvalitativne pokazatelje plastičnosti, tako da martenzitne karakteristike šava nisu prihvatljive. Niskotemperaturne legure imaju feritnu, ferit-pearlit, ferit-austenitnu strukturu. Srednje ugljični i srednje legirani čelici - perliti. Visoko ugljični i visoko legirani - martenzitni ili troostiti, što je važno dovesti do feritnog austenitnog izgleda.

Zavarivanje ugljikovih čelika

Zavarljivost ugljikovih čelika određuje se količinom ugljika i nečistoća. Oni mogu izgorjeti, pretvarajući se u plinovite oblike i prenoseći niskokvalitetnu šav na poroznost. Sumpor i fosfor mogu se koncentrirati duž rubova žitarica, povećavajući krhkost strukture. Zavarivanje je najsnostavnije, međutim, zahtijeva individualni pristup.

Ugljični čelik od uobičajene kvalitete podijeljen je u tri skupine: A, B i B. Radovi zavarivanja provode se s metalnom grupom B.

zavarivanja čeličnih razreda VS1 - VS4, u skladu s GOST 380-94, karakterizira nepostojanje ograničenja i dodatnih zahtjeva. Zavarivanje dijelova s ​​promjerom do 40 mm događa se bez zagrijavanja. Mogući pokazatelji u robnim markama: D - povećani sadržaj mangan-kp, ps, cn - "ključanje", "polu-tiho", "mirno".

Blaga kvalitetnog čelika predstavljen sa simbolom označava stotinki ugljikov dio, što ukazuje na stupanj deoksidacije i sadržaja mangana (GOST 1050-88): čelik 10 (također 10PP, 10ps, 10 g), 15 (također 15kp 15 ps, 15 g), 20 (također 20kp, 20ps, 20G).

Kako bi se osiguralo kvalitetan zavar, potrebno je provesti postupak zasićenja zavarivačke kupelji s ugljikom C i Mangan Mn.

Metode zavarivanja:

1. MMA pomoću posebne početku kalciniranog promjer elektrode od 2 do 5 mm. Vrste: E38 (za srednje čvrstoće), P42, P46 (za dobru snage do 420 MPa), E42A, E46A (za visoke čvrstoće složene strukture i njihov rad u posebnim okolnostima). Zavarivanje šipke 5 i GMM UONI 13/45 izvodi pod konstantnom strujom. Rad od elektroda HAC-7, OMA-2, CM-11 se provodi svakih trenutne karakteristike.
2. Zavarivanje plinom. Najčešće je nepoželjno, ali moguće. To se provodi pomoću žice za punjenje Sv-08, Sv-08A, Sv-08HA, Sv-08GS. Na lijevoj strani zavaren je tanki metal s niskom razinom ugljika (d 8 mm), deblji (d 8 mm) - desno. Nedostaci svojstava šava mogu se ukloniti normalizacijom ili žarom.

Zavarivanje čelika s niskim udjelom ugljika izvodi se bez dodatnog zagrijavanja. Nema pojedinosti o jednostavnom obrascu. Volumetrijske i rešetke su važne za zaštitu od vjetra. Kompleksi objekti trebaju biti zavareni u trgovini na temperaturi od najmanje 5 ° C.

Dakle, pečat VSt1 - VSt4 čelik 10 - čelik 20 - dobra sposobnost zavarivanja, praktički bez ograničenja, standard zahtijeva individualnu izbor metode zavarivanja, tip elektrode i trenutne karakteristike.

Srednje ugljični i visoko ugljični konstrukcijski čelici

Zasićenost legure s ugljikom smanjuje sposobnost stvaranja dobrih spojeva. U procesu temperaturnih učinaka luka ili plinskog plamena, sumpor se akumulira duž rubova žitarica, što dovodi do crvenila i fosfora do hladne manjkavosti. Najčešće su materijali dopirani manganom.

To uključuje konvencionalnu strukturna kvalitete čelika VSt4, VSt5 (GOST 380-94), kvalitete 25, 25 g, 30, 30 g, 35, 35 g, 40, 45 g (GOSTt 1050-1088) drugačije metalurgija.

Suština rada je da se smanji količina ugljika u zavarivanje metalnom zasićenja njoj silicija i mangan, osiguravajući optimalnu tehnologije. Važno je ne dopustiti prekomjeran gubitak ugljika, što može dovesti do destabilizacije mehaničkih svojstava.

Značajke postupaka zavarivanja s čelicima srednjeg i visokog sadržaja ugljika:

1. Primarno zagrijavanje rubova do 100-200 ° C za širinu do 150 mm. Zavarene su samo ocjene četvrtog i četvrtog čelika 25 bez dodatnog zagrijavanja. Za srednje ugljik, s zadovoljavajućom zavarivosti, provodi se puna normalizacija prije početka rada. Za visoko ugljika potrebna je pripremna žarenja.
2. Zavarivanje vrši kalcinirana obložene elektrode u rasponu veličina od 3 do 6 mm (TAU-2, UONI-13/55, ELN-7) u konstantnom strujom. Moguće je raditi u okruženju protoka ili zaštitnog plina (CO₂, argon).
3. Plin za zavarivanje izvodi pougljičenja plamen utakmice način da prethodni zagrijava na 200 ° C, temperatura na jednolikom niskim napajanje acetilen.
4. Regulirana toplinska obrada dijelova: kaljenje ili odvojenim najam kako bi se smanjili unutrašnje napetosti sprječava pucanje, omekšavanje martenzita i kaljeno troostite strukture.
5. Zavarivanje na mjestu zavarivanja vrši se bez ograničenja.

Stoga se konstrukcijski čelici srednje i visokog ugljika zavaruju praktički bez ograničenja, s vanjskom temperaturom od najmanje 5 ° C. Pri nižim temperaturama potrebni su početno zagrijavanje i vrhunska toplinska obrada.

Zavarivanje niskolegiranih čelika

Allocirani čelici su čelici koji su zasićeni različitim metalima tijekom topljenja kako bi se dobila određena svojstva. Gotovo svi imaju pozitivan učinak na tvrdoću i snagu. Krom i nikal dio su toplinski otpornih i nehrđajućih legura. Vanadij i silikon daju elastičnost, koriste se kao materijal za izradu opruga i opruga. Molibden, mangan, titan povećavaju otpornost na trošenje, volfram - crvenkasto. Istovremeno, pozitivno utječu na svojstva dijelova, one pogoršavaju zavarljivost čelika. Osim toga, povećavaju se stupanj kaljenosti i stvaranja martenzitnih struktura, unutarnjih naprezanja i rizika stvaranja pukotina u šavovima.

Zavarljivost legiranih čelika također je određena njihovim kemijskim sastavom.

Niska ugljika, niskolegiranih 2GS, 14G2, 15G, 20G (GOST 4543-71), 15HSND, 16G2AF (GOST 19.281 do 89) su u biti zavaren. Pod standardnim uvjetima, nakon završetka procesa nije potrebno dodatno zagrijavanje i toplinsku obradu. Međutim, postoje neka ograničenja:

• Uska granica dopuštenih toplinskih uvjeta.
• Rad treba obaviti na temperaturi od najmanje -10 ° C (u uvjetima nižih atmosferskih temperatura, ali ne ispod -25 ° C, prethodno zagrijati na 200 ° C).

Mogući načini:

• Električno zavarivanje električnom strujom istosmjerne struje od 40 do 50 A, elektroda E55, E50A, E44A.
• Automatsko zavarivanje pod vakuumom pomoću žice za punjenje Sv-08HA, Sv-10GA.

Zavarivanja 09G2S 10G2S1 također dobra, zahtjevi i mogući načini radi isto kao i da je za legure 12GS, 14G2, 15G, 20G, 15HSND, 16G2AF. Važan karakteristične 09G2S legure 10G2S1 nema potrebe za pripremu ruba za predmete do 4 cm u promjeru.

Zavarivanje čelika srednje legure

srednelegirovannye čelik 20HГС, 25HГСA, 35ХГА (гость 4543-71) proizvode značajniju otpornost na stvaranje neosjetljivih šavova. Oni pripadaju grupi s zadovoljavajućom zavarivosti. Potrebno je predgrijavanje na temperaturama od 150-200 ° C, višeslojne zglobove, zaustavljanje i temperiranje na kraju zavarivanja. Opcije implementacije:

• Trenutačni promjer čvrstoće i elektroda kod zavarivanja električnim lukom odabrano je strogo ovisno o debljini metala, uzevši u obzir da su tanji rubovi teže očvrsnuti tijekom rada. Dakle, s promjerom proizvoda od 2-3 mm, trenutna vrijednost treba biti u rasponu od 50-90 A. Sa debljinom od 7-10 mm, DC snaga obrnutog polariteta raste do 200 A pomoću 4-6 mm elektroda. Koristi štapići s celuloznim ili fluoridnim kalcij zaštitnim prevlakama (Sv-18HGSA, Sv-18KhMA).
• Kada radi u zaštiti okoliša plina, CO₂ potrebno je koristiti žicu Sv-08G2S, Sv-10G2, Sv-10GSMT, Sv-08X3G2SM s promjerom do 2 mm.

Često za ove materijale koristi se argonska metoda ili podvodni zavarivanje.

Čelici otporni na toplinu i visoke čvrstoće

Zavarivanje s termostabilni željezo-ugljik legure 12MH, 12H1M1F, 25H2M1F, 15H5VF mora provesti s predgrijavanjem temperaturama 300-450˚S s konačnog zaustavljanja reakcije i tvrdo.

• Lučno postupak zavarivanja kaskada klirens Višeslojni šav koriste kalciniranih obložene elektrode UONII 13 / 45MH, CCR-3, 30 do 63-Cl, CL-39.
• Zavarivanje plinom s opskrbom acetilenom 100 dm³/ mm uz upotrebu aditivnih materijala Sv-08HMF, Sv-18HMA. Cijevni spoj izveden je s prethodnim zagrijavanjem plina cijelog zgloba.

Kod zavarivanja srednje dopiranih materijala visoke čvrstoće 14X2GM, 14X2GMRB, važno je slijediti ista pravila kao i za toplinski otporne čelike, uzimajući u obzir neke nijanse:

• Pažljivo rezanje rubova i uporaba posuda.
• Kalciniranje visoke temperature elektrode (do 450 ° C).
• Zagrijavanje do 150 ° C za dijelove veći od 2 cm debljine.
• Sporo hlađenje šavova.

Čelici od visokih legura

Upotreba posebne tehnologije nužna je kod zavarivanja visokotemperiranih čelika. To uključuje veliki raspon od nehrđajućeg čelika, otporne na toplinu i toplinske otpornosti legure, neke od njih: 09H16N4B, 15H12VNMF, 10H13SYU, 08H17N5MZ, 08H18G8N2T, 03H16N15MZB, 15H17G14A9. Zavarivanja čelika (GOST 5632-72) pripada 4. grupi.

Značajke zavarivanja od visoko-ugljika visoko legirani čelik:

1. Zbog niske toplinske vodljivosti potrebno je smanjiti struju u prosjeku za 10-20%.
2. Zavarivanje treba provesti s razmakom, elektroda veličine do 2 mm.
3. Smanjenje sadržaja fosfora, olova, sumpora, antimona, povećanje numeričke prisutnosti molibdena, vanadija, volframa pomoću posebnih prevučenih štapova.
4. Potreba za stvaranjem miješane mikrostrukture šavova (austenit + ferit). To osigurava plastičnost metala za zavarivanje i minimizira unutarnje naprezanje.
5. Obavezno zagrijavanje rubova uoči zavarivanja. Temperatura se odabire u rasponu od 100 do 300 ° C, ovisno o mikrostrukturi struktura.
6. Izbor obloženih elektroda u zavarivanja definiran tipa zrna, svojstvima i radnim uvjetima dijelova jer austenitskog čelika 12H18N9: UONII 13 / VAW, RLA-7 RLA-14 prevučene-06H19N9T St, St-02H19N9- za martenzitnog čelika 20H17N2: UONII 10H17T AN-B-10-St 08H17T- prevučene austenitnog-feritni čelik 12H21N5T: CL-33-St 08H11V2MF premaz.
7. U zavarivanju plinom, hranjenje acetilenom treba odgovarati vrijednosti od 70-75 dm³/ mm, upotrijebljena žica za punjenje - Sv-02X19N9T, Sv-08H19N10B.
8. Moguće radove pod pritiskom uz korištenje NZH-8.

Zavarljivost čelika je relativni parametar. Ovisi o kemijskom sastavu metala, njegovoj mikrostrukturi i fizičkim svojstvima. Istodobno, sposobnost formiranja kvalitativnih veza može se ispraviti uz pomoć zamišljenog tehnološkog pristupa, posebne opreme i radnih uvjeta.