Varljivost jekla: klasifikacija. Varilne skupine zvarjev

Jeklo je glavni gradbeni material. Je zlitina železa in ogljika z različnimi nečistočami. Vse sestavine, ki sestavljajo svojo sestavo, vplivajo na lastnosti ingot. Ena od tehnoloških značilnosti kovin je sposobnost oblikovanja visokokakovostnih varjenih spojev.

Faktorji, ki določajo varljivost jekla

Vrednotenje varljivosti jekla temelji na vrednosti glavnega kazalca - karbonskega ekvivalenta C_ekviv. To je pogojni dejavnik, ki upošteva stopnjo vpliva vsebnosti ogljika in osnovnih legirnih elementov na značilnosti šiva.

Na varivost jekla vplivajo naslednji dejavniki:

1. Vsebnost ogljika.
2. Prisotnost škodljivih nečistoč.
3. Stopnja dopinga.
4. Vrsta mikrostrukture.
5. Okoljske razmere.
6. Debelina kovine.

Najbolj informativen parameter je kemična sestava.

Porazdelitev jekel z varilnimi skupinami

Glede na vse te dejavnike je varilnost jekla različna.

Razvrstitev jekla z varilnostjo.

• Dobro (za vrednost C_ekvivge-0,25%): za jeklene dele z nizko vsebnostjo ogljika ni odvisen od debeline izdelka, vremenskih razmer, razpoložljivosti pripravljalnega dela.
• Zadovoljivo (0,25% le-C_ekvivle-0,35%): obstajajo omejitve za okoljske razmere in premer varjene strukture (temperatura zraka na -5, v brezvarnem vremenu, debelina do 20 mm).
• Limited (0,35% le-C_ekvivle-0,45%): za oblikovanje kakovostnega zvara je potrebno predhodno ogrevanje. To prispeva k "gladko" avstenitno preoblikovanje, nastanek stabilne strukture (feritno-perlitne, bainitno).
• Slabo (C_ekvivge-0,45%): tvorba mehansko stabilnega varjenega spoja ni mogoča brez predhodne temperature priprave kovinskih robov, kot tudi naknadno toplotno obdelavo varjene strukture. Za izdelavo potrebne mikrostrukture je potrebno dodatno ogrevanje in gladko hlajenje.

Varjene skupine varjenja omogočajo enostavno krmarjenje s tehnološkimi značilnostmi varjenja določenih razredov zlitin železa in ogljika.

Toplotna obdelava

Značilnosti zvarjenega sklepa so odvisne od varljivosti jekel in pripadajočih tehnoloških lastnosti, ki jih je mogoče popraviti z zaporednimi temperaturnimi vplivi. Obstajajo 4 načina toplotne obdelave: utrjevanje, kaljenje, žarjenje in normalizacija.

Najpogostejši so gašenje in kaljenje za trdoto in hkratno trdnost zvarjenega sklepa, olajšanje stresa, preprečevanje razpokanja. Stopnja kaljenja je odvisna od materiala in želenih lastnosti.

Izvajamo toplotno obdelavo kovinskih konstrukcij med pripravljalnimi deli:

• žarjenje - za lajšanje stresa v kovine, zagotavljanje njegove mehkosti in skladnosti;
• predhodno ogrevanje, da bi zmanjšali temperaturno razliko.

Racionalno upravljanje temperaturnih učinkov omogoča:

• pripravite obdelovanca (odstranite vse notranje obremenitve z mletjem zrn);
• Zmanjšajte padce temperature na hladni kovini;
• izboljšati kakovost varjenega objekta s toplotno korekcijo mikrostrukture.

Popravljanje lastnosti s temperaturnimi razlikami je lahko lokalno ali splošno. Robovi segrevamo s plinsko ali električno obločno opremo. Za segrevanje celotnega dela in gladko hlajenje se uporabljajo posebne peči.

Vpliv mikrostrukture na lastnosti

Bistvo procesov toplotne obdelave temelji na strukturnih transformacijah znotraj ingota in njihovem vplivu na strjevano kovino. Tako je pri segreti na temperaturo 727 ˚C mešana zrnata avstenitna struktura. Način hlajenja določa možnosti preoblikovanja:

1. V notranjosti peči (hitrost 1S / min) - tvorjena perlitne strukture s trdoto okoli 200 HB (trdota po Brinellu).
2. V zraku (10 ° C / min) - sorbitol (ferit-pearlite grains), trdota 300 НВ.
3. Olje (100 ° C / min) - troostit (ferit-cementitna mikrostruktura), 400 HB.
4. Voda (1000 ° С / min) - martenzit: trdna (600 НВ), toda krhka struktura igle.

Varilna povezava morajo imeti dovolj trdote, moči, kvalitativnih indikatorjev plastičnosti, zato martenzitne značilnosti šiva niso sprejemljive. Nizkoogljične zlitine imajo feritno, feritno-perlitno, feritno-avstenitno strukturo. Srednje ogljikova in srednje zlitina jekla - perlit. Visokogljični in visoko legirani - martenzitni ali troostiti, kar je pomembno za vodenje feritno-avstenitnega videza.

Varjenje nizkoogljičnih jekel

Varljivost ogljikovih jekel določa količina ogljika in nečistoč. Lahko izgorevajo, postanejo v plinastih oblikah in dajejo porozno šibko kakovostno šivanje. Žveplo in fosfor se lahko koncentriramo vzdolž robov zrn, kar povečuje krhkost strukture. Varjenje je najbolj poenostavljeno, vendar zahteva individualen pristop.

Ogljikovo jeklo običajne kakovosti je razdeljeno na tri skupine: A, B in B. Varilna dela se izvajajo s kovinsko skupino B.

Varljivost jeklo VSt1 - VSt4, v skladu z GOST 380-94, je značilna odsotnost omejitev in dodatnih zahtev. Varjenje delov s premerom do 40 mm se zgodi brez ogrevanja. Možni kazalniki v blagovnih znamkah: D - povečana vsebnost mangana-kp, ps, cn - "vreli", "pol-tihi", "mirni".

Blaga kakovosti jekla je predstavljen s simbolom označuje del stotink ogljika, ki kaže stopnjo dezoksidacijsko in mangana (GOST 1050-88): jeklo 10 (tudi 10PP, 10ps, 10G), 15 (tudi 15kp, 15 ps, 15g), 20 (tudi 20kp, 20ps, 20G).

Da bi zagotovili kakovosten zvari, je treba opraviti proces nasičenja varilne kopeli z ogljikom C in Mangan Mn.

Načini varjenja:

1. Ročni lok s posebnimi, najprej kaljenimi elektrodami s premerom od 2 do 5 mm. Vrste: E38 (za srednje moči), E42, E46 (za dobre trdnosti do 420 MPa), E42A, E46A (za visoke trdnosti kompleksnih struktur in njihovega delovanja v posebnih okoliščinah). Varilne palice 5 in GSM UONI 13/45 poteka pod stalnim tokom. Delo z elektrodami CM-7, OMA, 2, CM-11 se izvajajo vsakih trenutnih značilnosti.
2. Plinsko varjenje. Najpogosteje je nezaželeno, vendar mogoče. Izvaja se s polnilno žico Sv-08, Sv-08A, Sv-08HA, Sv-08GS. Tanka nizkoogljična kovina (d 8mm) je varjena na levi strani, debela (d 8mm) - desno. Slabosti lastnosti šiva se lahko odstranijo z normalizacijo ali žarenjem.

Varjenje nizkoogljičnih jekel se izvaja brez dodatnega ogrevanja. Za podrobnosti o preprosti obliki ni omejitev. Volumetrične in rešetne strukture so pomembne za zaščito pred vetrom. Kompleksne predmete je treba variti v trgovini pri temperaturi, ki ni manjša od 5 ° C

Tako je za razrede ВСт1 - ВСт4 jeklena 10 - jekla 20 - varivost dobra, prakticno brez omejitev, ki zahtevajo standardno individualno izbiro varilne metode, vrste elektrode in tokovne karakteristike.

Srednje ogljikova in visokoogljična strukturna jekla

Zasičenost zlitine z ogljikom zmanjšuje njegovo sposobnost, da oblikuje dobre spojine. V procesu temperaturnih učinkov plamenskega ali plinskega plamena se žveplo kopiči vzdolž robov zrn, kar vodi do rdečine in fosforja do hladne kratkosti. Najpogosteje se materiali dopolnijo z manganom.

To vključuje normalne strukturno kakovosti jekla VSt4, VSt5 (GOST 380-94), kakovosti 25, 25g, 30., 30 g, 35, 35 g, 40, 45g (GOSTt 1050-88) drugačna metalurgije.

Bistvo dela je zmanjšati količino ogljika v zvarnem bazenu, nasititi kovino v njem s silicijom in manganom ter zagotoviti optimalno tehnologijo. Pomembno je, da se ne dovoli prekomerna izguba ogljika, kar lahko privede do destabilizacije mehanskih lastnosti.

Značilnosti varilnih operacij z jeklenimi in srednje visokimi vsebnostmi:

1. Primarno segrevanje robov do 100-200 ° C za širino do 150 mm. Vgradimo samo razrede VSt4 in jeklo 25 brez dodatnega ogrevanja. Za srednje ogljikove snovi, ki imajo zadovoljivo zvarljivost, se pred začetkom dela izvede popolna normalizacija. Za ogljik je potrebno pripravljalno žarjenje.
2. Arc varjenje se izvaja s prevlečenimi žganimi elektrodami, ki se gibljejo od 3 do 6 mm (OZS-2, UONI-13/55, ANO-7) pod stalnim tokom. Možno je delo v okolju fluksa ali zaščitnega plina (CO₂, argon).
3. Plinsko varjenje se izvede s plamenom plamena, z metodo leve roke, s predhodnim ogrevanjem na temperaturo 200 ° C, z enotno nizko napajanje acetilena.
4. Obvezna toplotna obdelava delov: strjevanje in kaljenje ali ločeno kaljenje, da se zmanjšajo notranje napetosti, preprečijo razpoke, ublažijo utrjene martenzitne in troostične strukture.
5. Kontaktno varjenje se izvaja brez omejitev.

Tako so srednja in visokoogljična strukturna jekla praktično varjena brez omejitev, z zunanjo temperaturo najmanj 5 ° C Pri nižjih temperaturah so potrebni začetni ogrevanje in kakovostna toplotna obdelava.

Varjenje nizko legiranih jekel

Legirana jekla so jekla, ki se med taljenjem nasičijo z različnimi kovinami, da bi dobili določene lastnosti. Skoraj vsi imajo pozitiven učinek na trdoto in moč. Krom in nikelj so del toplotno odpornih in nerjavnih zlitin. Vanadij in silicij dajejo elastičnost, se uporabljajo kot material za izdelavo vzmeti in izvirov. Molibden, mangan, titan povečajo odpornost proti obrabi, volfram - rdečkasto. Hkrati, ki pozitivno vplivajo na lastnosti delov, poslabšajo varivost jekla. Poleg tega se poveča stopnja utrjevanja in tvorbe martenzitnih struktur, notranjih napetosti in nevarnosti nastajanja razpok v šivih.

Varjenje legiranih jekel je odvisno tudi od njihove kemične sestave.

Nizka ogljika, nizko legirana 2GS, 14G2, 15G, 20G (GOST 4543-71), 15HSND, 16G2AF (DNV 19.281-89) so se dajo variti. V normalnih okoliščinah ne potrebujejo dodatnega ogrevanja in toplotne obdelave na koncu postopka. Vendar pa obstajajo nekatere omejitve:

• Ozek obseg dovoljenih termičnih pogojev.
• Delo je treba izvesti pri temperaturi najmanj -10 ° C (v razmerah nižjih atmosferskih temperatur, vendar ne pod -25 ° C, predgretje do 200 ° C).

Možni načini:

• Varjenje z električnim lokom z močjo 60 do 50 A, elektrode E55, E50A, E44A.
• Avtomatsko obločno varjenje pod tokom s pomočjo polnilne žice Sv-08HA, Sv-10GA.

Varivost 09G2S 10G2S1 tudi dobra, zahteve in možne načine počne isto, kot da je za zlitine 12GS, 14G2, 15G, 20G, 15HSND, 16G2AF. Pomembna značilnost 09G2S zlitine 10G2S1 ni potrebe za pripravo robov za predmete za 4 cm v premeru.

Varjenje srednjeelegiranih jekel

Srednje dopiran jeklo 20ХГСА, 25ХГСА, 35ХГСА (гости 4543-71) ustvarjajo znatno odpornost proti tvorjenju neprepustnih šivov. Spadajo v skupino z zadovoljivo zvarljivostjo. Zahtevajo predhodno segrevanje na temperaturi 150-200 ° C, večplastne spoje, kaljenje in temperiranje na koncu varilnih postopkov. Možnosti izvajanja:

• Sedanji trdnost in premer elektrode pri varjenju lok strogo izbrano glede na debelino kovine, upoštevajoč, da je tanjši rob močnejša podvržemo gašenja med delom. Tako, ko je treba zdravilo vrednosti premera 2-3 mm toka biti v območju 50-90 A. Če je debelina robov 7-10 mm DC moči nasprotno polariteto toka poveča na 200 A, z uporabo 4-6mm elektrod. Uporabljene palice s celuloznimi ali fluoridnimi kalcijskimi zaščitnimi premazi (Sv-18HGSA, Sv-18KhMA).
• Pri delovanju v okolju s ščitnim plinom, CO₂ je potrebno uporabiti žico Sv-08G2S, Sv-10G2, Sv-10GSMT, Sv-08X3G2SM s premerom do 2 mm.

Pogosto za te materiale uporabljamo postopek argona ali armaturno varjenje.

Toplotno obstojna in visoko trdna jekla

Varjenje z zlitine 12MH termostabilno železo-ogljik, 12H1M1F, 25H2M1F, 15H5VF treba opraviti z predgrevanje na temperature 300-450˚S s končno dušenja in kaljena.

• Obločno varjenje Postopek kaskadnem razdalja Večplastni šiv uporabljajo kalcinirane prevlečene elektrode UONII 13 / 45MH, CCR-3, 30-63-CL, CL-39.
• Plinsko varjenje z dobavo acetilena 100 dm³/ mm z uporabo aditivnih materialov Sv-08ХМФА, Sv-18ХМА. Cevni spoj se izvede s predhodnim ogrevanjem plina celotnega sklepa.

Pri varjenju visoko trdnostjo materialov srednelegirovannoj 14H2GM, 14H2GMRB pomembno, da se ravna po istih pravilih kot za toplotno obstojnih jekel, ob upoštevanju nekaterih odtenkov:

• Skrbno obrezovanje robov in uporaba nosilcev.
• High-temperature žarjenje elektrode (do 450 ° C).
• Predgretje do 150 ° C za dele, debeline več kot 2 cm.
• Počasno hlajenje šiva.

Visoko legirana jekla

Uporaba posebne tehnologije pri varjenju jekel visoke zlitine je potrebno. Ti vključujejo velik razpon iz nerjavečega jekla, toplotno odporni in odporni na vročino zlitine, nekaj od njih: 09H16N4B, 15H12VNMF, 10H13SYU, 08H17N5MZ, 08H18G8N2T, 03H16N15MZB, 15H17G14A9. Varivost jekla (GOST 5632-72) pripada 4. skupino.

Značilnosti varilstva visokoogljičnega jekla z visoko vsebnostjo ogljika:

1. Zaradi majhne toplotne prevodnosti je treba tok zmanjšati za povprečno 10-20%.
2. Varjenje je treba opraviti z režo, elektrode do velikosti 2 mm.
3. Zmanjšanje vsebnosti fosforja, svinca, žvepla, antimona, povečanja števila prisotnosti molibdena, vanadija, volframa z uporabo posebnih prevlečenih palic.
4. Potreba po oblikovanju mešane mikrostrukture šiva (austenit + ferit). To zagotavlja plastičnost kovin zvara in zmanjšanje notranjih obremenitev.
5. Obvezno segrevanje robov na predvečer varjenja. Temperatura je izbrana v območju od 100 do 300 ° C, odvisno od mikrostrukture struktur.
6. Izbor oplaščenih elektrod v obločno varjenje je določena z vrsto žita, lastnosti in pogojev delovanja delov: za avstenitnega jekla 12H18N9: UONII 13 / VAW, RLA-7 RLA-14 Prevlečen-06H19N9T St, St-02H19N9- za martenzitna jekla 20H17N2: UONII 10H17T AN-B-10 St-08H17T- Prevlečen avstenitno-feritna jekla 12H21N5T: CL-33 St-08H11V2MF premaz.
7. Pri plinskem varjenju mora vsebnost acetilena ustrezati vrednosti 70-75 dm³/ mm, uporabljena polnilna žica - Sv-02X19N9T, Sv-08H19N10B.
8. Možno delo pod pretokom z uporabo NZH-8.

Varilnost jekla je relativni parameter. Odvisno je od kemijske sestave kovine, njegove mikrostrukture in fizikalnih lastnosti. Obenem se sposobnost oblikovanja kvalitativnih povezav lahko popravi s premišljenim tehnološkim pristopom, posebno opremo in delovnimi pogoji.