2.2.3.Особенности газовой сварки сталей

Газовая сварка используется для сварки углеродистых и легированных сталей небольшой толщины. Чаще всего пользуются нормальным ацетилено-кислородным пламенем.

Низкоуглеродистые стали марок ст. 3, 10, 20 свариваются без особых затруднений нормальным пламенем и без флюса. В качестве горючего газа используют ацетилен для любых конструкций и пропан-бутановую смесь, керосин, городской газ для конструкций, не подведомственных Госгортехнадзору. При сварке неответственных конструкций используют сварочную проволоку Св-08 и Св-08А. Металл шва приобретает крупнозернистую структуру из-за выгорания части углерода, кремния и марганца. Механические свойства такого соединения ниже, чем у основного металла.

Для получения равнопрочного с основным материалом металла сварного шва при изготовлении конструкций подведомственных Госгортехнадзору, таких как трубопроводы, сосуды и т.д., необходимо применять сварочные проволоки Св-08Г, Св-08ГА, Св-10ГА или Св-12ГС. Для уплотнения и повышения пластичности металла шва применяют проковку и последующую термообработку шва. Проковку рекомендуется начинать при температуре порядка 500 С и заканчивать при температуре около 300 С, во избежание образования микротрещин. Термообработку применяют в основном при сварке ответственных и толстостенных изделий.

Среднеуглеродистые стали свариваются хуже. Их свариваемость ухудшается с увеличением содержания углерода. При сварке этих сталей в сварном шве и зоне термического влияния могут образовываться как горячие, так и холодные трещины. Сварку этих сталей ведут нормальным или слегка науглероживающим пламенем. В качестве присадочного металла используется проволока Св-08ГА, Св-10ГА и Св-12ГС. При толщине металла свыше 3 мм рекомендуется проводить общий подогрев изделия до температуры 250-350 С или местный подогрев места сварки до температуры 600-650 С. Рекомендуется применение флюсов на основе буры, борной кислоты, углекислого натрия, углекислого калия. Для повышения механических свойств шва применяют проковку при температуре 850-900 С с последующим высокотемпературным отпуском при 600-650 С.

Сварку высокоуглеродистых сталей из-за их плохой свариваемости ведут по той же технологии, что и среднеуглеродистых, используя те же сварочные материалы и режимы сварки. После сварки необходимо проковывать шов с последующей нормализацией или отпуском. Некоторые параметры газовой сварки углеродистых сталей приведены в табл. 31.

Таблица 31

Некоторые параметры газовой сварки углеродистых сталей

Марка стали	Проволока	Флюс	Расход ацетилена, л/ч
Ст. 3, 10, 20	Св-08, Св-08А, Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС	-	(80-90) (левый способ), (100-200) (правый способ)
Ст. 45, 40Х	Св-08, Св-08А, Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС	Na2B4O7, K2CO3, Na2CO3	(75-90) (левый способ)

Иногда при сварке неответственных конструкций из низкоуглеродистых сталей используют вместо ацетилена пропан-бутановую смесь и керосин.

Соотношение кислорода и сжиженного газа в пламени  = 3,5-4 м³/кг. Расход газа в зависимости от толщины свариваемого металла принимается при левом способе сварки (60-70), при правом способе (75-90). Присадочный материал – проволока марок Св-08ГС, Св-12ГС и Св-08Г2С, хорошо раскисляющая сварочную ванну. Применение проволоки Св-08 и Св-08А не допускается. Расстояние от ядра пламени до поверхности сварочной ванны должно поддерживаться в пределах 3‑6 мм, а до плавящегося конца присадочной проволоки – в пределах 2-4 мм. Примерные режимы пропан-бутано-кислородной сварки стыковых соединений низкоуглеродистых сталей приведены в табл. 32.

Таблица 32

Примерные режимы пропан-бутано-кислородной сварки

стыковых соединений низкоуглеродистых сталей

, мм	b, мм	, 	d п.п., мм	Расход газов, л/ч		V св., м/ч
				пропан-бутана	кислорода
0,5 - 1	1 - 1,5	-	1 – 1,5	30 - 90	105 - 315	7 - 10
1 - 2	1,5 - 2	-	1,5 - 2	60 - 180	210 – 680	5 - 7
2 – 3	2 – 3	-	2 – 2, 5	120 – 170	420 – 945	4 – 5
3 - 6	3 – 4	60 - 90	2,5 – 4	180 - 540	630 - 1890	1,6 – 4

Примечание:  – толщина свариваемого металла, b – величина зазора,  – угол скоса кромок

При использовании керосина  = 1,8-2 м³/кг. Удельный расход керосина берется 180-200 г/ч на 1 мм свариваемой стали. Используются присадочные проволоки марок Св-08ГС или Св-12ГС. Расстояние от ядра пламени до поверхности кромок не должно превышать 3-4 мм. При подготовке кромок под сварку притупление не оставляется. Зазор между свариваемыми кромками увеличивается. Примерные режимы керосино-кислородной сварки стыковых соединений низкоуглеродистых сталей приведены в табл. 33.

Таблица 33

Примерные режимы керосино-кислородной сварки

стыковых соединений низкоуглеродистых сталей

, мм	b, мм	, 	d п.п., мм	Расход
				керосина, г/ч	кислорода л/ч
0,5 - 1	1 – 1,5	-	2	90 – 180	180 – 340
1 - 2		-	2	200 – 360	400 – 700
2 - 4	2,5 - 3	-	3 - 4	400 - 720	800 – 1500
4 – 8	3 – 4	90	4 – 5	800 – 1540	1600 – 3000
8- 12	4 – 5	90	5 – 6	1600 - 2200	3200 - 5000
12 - 18	4 - 5	80	5	2400 - 3600	4800 - 7000

Легированные конструкционные стали в настоящее время ограниченно свариваются газовой сваркой. При этом используется нормальное ацетилено-кислородное пламя.

Низколегированные стали марок 10ХСНД, 15ХСНД имеют удовлетворительную свариваемость. После сварки необходима проковка шва с последующей нормализацией. Сварку ведут без применения флюса с присадочной проволокой марок Св-08, Св-08А, Св-08АА, Св-10Г2.

Теплоустойчивые стали марок 15МХ, 20МХ, 12ХМ, 15ХМ, 12Х1МФ сваривают проволокой Св-08ХНМ, Св-18ХМА, Св-08ХМ, Св-08МХ без применения флюса. При сварке толщин более 10 мм необходим предварительный подогрев до 250-350 С и последующая нормализация или отжиг.

Хромокремнемарганцевые стали марок 20ХГС, 25ХГС, 30ХГС, 35ХГС, 30ХГСА варят без применения флюса с использованием проволок Св-18ХГС и Св-18ХМА. После сварки производят закалку с отпуском.

Хромистые 1Х13, 2Х13, Х14, Х17 свариваются с применением флюсов. Состав флюса: борная кислота 55 %, окись кремния – 10 %, ферромарганец – 10 %, феррохром – 10 %, ферротитан – 5 %, рутил – 5 %, плавиковый шпат – 5 %. Применяются присадочные проволоки или прутки Св-01Х19Н9 и Св-06Х19Н9Т. Необходим предварительный подогрев до 200-250 С и последующий отжиг.

Хромоникелевые аустенитные стали типа Х18Н9Т, 12Х18Н10Т сваривают также с применением флюсов. Состав флюсов: плавиковый шпат – 80 %, двуокись кремния – 20 % или бура – 50 % и борная кислота – 50 %. Используют проволоки марок Св-01Х19Н9, Св-04Х19Н9, Св-06Х19Н9Т, Св-07Х19. Сварку ведут без подогрева. Для сохранения аустенитной структуры после сварки необходимо быстрое охлаждение сжатым воздухом или распыленной водой. Некоторые параметры газовой сварки легированных конструкционных сталей приведены в табл. 34.

Таблица 34

Некоторые параметры газовой сварки легированных сталей

Марка стали	Проволока	Расход ацетилена, л/ч
10ХСНД, 15ХСНД	Св-08, Св-08А, Св-08АА, Св-10Г2	(80 – 90)  
15МХ. 20МХ, 12ХМ, 15ХМ, 12Х1МФ	Св-08ХНМ, Св-18ХМА, Св-08ХМ, Св-08МХ	100  
20ХГС, 25ХГС, 30ХГС. 35ХГС. 30ХГСА	Св-18ХГС, Св-18ХМА	(75-100)  
1Х13, 2Х13, Х14, Х17	Св-01Х19Н9, Св-06Х19Н9Т	70  
Х18Н9Т, 12Х18Н10Т	Св-01Х19Н9, Св-04Х19Н9, Св-06Х19Н9Т, Св-07Х19	75  