Материал: Технологические основы современных способов сварки. учебное пособие. Пешков В.В., Коломенский А.Б

с относительно невысоким содержанием углерода (0,12- 0,17%), то последующую термообработку проводят в редких случаях. Разделку заполняют каскадом или горкой.

Если требуется термообработка (отпуск) сваренного изделия, но она не может быть выполнена (например, из-за крупных размеров), то на кромки деталей, подлежащих сварке, наплавляют аустенитными или низкоуглеродистыми электродами незакаливающийся слой металла. Детали с наплавленными кромками сваривают аустенитными или низкоуглеродистыми (и с низким содержанием водорода) электродами без подогрева и последующей термообработки.

Режимы сварки выбирают в зависимости от толщины металла в соответствии с паспортом электрода.

Сварка под флюсом. При изготовлении конструкций из среднелегированных сталей толщиной 4 - 50 мм из всех механизированных процессов сварка под флюсом находит наибольшее применение. В отдельных случаях под флюсом сваривают и более тонкий, и более толстый металл.

При сварке под слоем флюса швы имеют повышенную склонность к образованию горячих трещин. Это связано с увеличением доли основного металла в металле шва, так как в сварочную ванну с расплавленным металлом поступают легирующие элементы, содержащиеся в основном металле, в том числе и углерод. Поэтому при сварке под флюсом необходимы подготовка кромок, техника и режимы сварки, при которых доля основного металла в шве будет минимальной.

В зависимости от состава и назначения свариваемой стали и требований, предъявляемых к сварным соединениям, используют низкоуглеродистую проволоку Св-08А и легированные проволоки, например Св-10ГН, Св-08ГСМТ, Св-18ХГС, Св-08ХМФА, Св-08Х21Н10Г6, Св-08Х20Н9Г7Т и др.

При использовании электродной низкоуглеродистой проволоки или низколегированной, не содержащей достаточное количество элементов-раскислителей, сварку выполняют под

306

кислыми высокоили среднемарганцовистыми флюсами, например АН-348-А, ОСЦ-45.

При сварке низколегированными проволоками, содержащими раскислители в достаточном количестве, применяют низкокремнистые, низкомарганцовистые флюсы, такие, как АН-15, АН-23.

При использовании высоколегированных аустенитных проволок сварку выполняют только под слабо окислительными или безокислительными флюсами, например АН-20

Этим способом можно сваривать стали толщиной до 25 мм без разделки кромок с двух сторон: сварочный ток – 850900 А, напряжение дуги – 38-42 В, скорость сварки – 18 м/ч.

Сварку под флюсом элементов больших толщин осуществляют с увеличенным числом проходов; для повышения сопротивления сварного соединения образованию холодных трещин многослойную сварку деталей толщиной свыше 40 мм можно выполнять с «мягкой прослойкой», для чего первые слои выполняют сварочной проволокой марки Св-08ГА.

Сварные соединения, особенно больших толщин или жёстких конструкций, непосредственно после сварки рекомендуется подогревать в течение 1 часа, не давая шву и околошовной

зоне остывать ниже температуры 200°С.

Сварка в защитных газах находит широкое применение при изготовлении конструкций из среднелегированных сталей. К технологическим особенностям сварки среднелегированных сталей в защитных газах следует отнести тщательную осушку газа с целью предельного снижения содержания водорода в металле шва, а также использование режимов сварки, обеспечивающих пониженные скорости остывания сварных соединений. Эти меры необходимы для повышения стойкости сварных соединений против образования трещин.

Среднелегированные высокопрочные стали в большинстве случаев сваривают в инертных газах или их смесях с активными газами (фагоне).

307

Марка присадочной или электродной проволоки выбирается в зависимости от состава и свойств свариваемых сталей. Так, при сварке молибденовых, хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей следует использовать проволоки, содержащие эти элементы, например, Св-08ХМ, Св-08ХМФА и др. При сварке в углекислом газе в составе проволоки обязательно, кроме других легирующих элементов, должны присутствовать раскислители – кремний, марганец, а иногда и титан – Св-08ГСМТ, Св-08ХГСМА, СВ-ХГСМФА и др.

При сварке среднелегированных высокопрочных сталей используют низкоуглеродистые легированные и аустенитные высоколегированные проволоки, например Св-10ХГСН2МТ, Св-03ХГН3МД, Св-08Х20Н9Г7Т, Св-Х21Н10Г6 и др. Однако при этом равнопрочности металла шва и свариваемой стали получить не удаётся.

Получить агрегатную равнопрочность сварного соединения и основного металла можно за счёт эффекта контактного упрочнения мягкого металла шва. В наиболее полной степени эффект контактного упрочнения может быть реализован при применении так называемой щелевой разделки, представляющей собой стыковые бесскосные соединения с относительно узким зазором.

Техника полуавтоматической сварки в среде защитных газов позволяет вести процесс сварки короткими и средней длины участками (каскадом, горкой), сокращать до минимума перерыв между наложением слоёв многослойного шва, регулируя термический цикл сварки и тем самым добиваясь наиболее благоприятных структур в околошовной зоне.

При автоматической сварке этого эффекта добиваются применением двухили многодуговой сварки дугами, горящими в разных плавильных пространствах таким образом, чтобы тепловое воздействие от выполнения последующего слоя на ОШЗ предыдущего происходило при необходимой температуре.

308

Ориентировочные режимы ручной сварки вольфрамовым электродом среднелегированных сталей приведены в табл.3.30.

Таблица 3.30 Режимы ручной сварки вольфрамовым электродом сред-

нелегированных сталей

Процесс полуавтоматической сварки неплавящимся электродом в аргоне перспективен для изделий с криволинейными и короткими швами. Ориентировочные режимы сварки приведены в табл. 3.31.

Таблица 3.31 Режимы полуавтоматической сварки среднелегирован-

ных сталей неплавящимся электродом в аргоне.

Ориентировочные режимы автоматической сварки среднелегированных сталей в среде аргона приведены в табл.3.32. Сварка ведётся на прямой полярности, напряжение на дуге 11-

13 В.

Таблица 3.32 Режимы автоматической сварки среднелегированных

сталей в среде аргона

Электрошлаковой сваркой целесообразно выполнять сварные соединения конструкций большой толщины. Наряду с высокой производительностью и экономичностью сварочных работ, при этом обеспечивается и высокое качество сварных соединений, главным образом благодаря высокой стойкости металла околошовной зоны и шва против образования трещин.

Однако при неблагоприятных условиях при электрошлаковой сварке могут возникать кристаллизационные трещины в металле шва, а также горячие и холодные трещины в околошовной зоне. Трещины-отколы возникают через несколько часов по окончании сварки преимущественно в начале шва, особенно после возобновления прерванного процесса сварки, а также при большой жесткости соединяемых элементов. Их образование можно предотвратить, если соединения сразу же после сварки подвергнуть высокому отпуску. Способствует предупреждению образования трещин и некоторое замедление процесса сварки, достигаемое путем уменьшения силы сварочного тока и увеличения ширины шва. Для упрочнения и удешевления изготовления сварных конструкций используют местную термообработку.

310