6. Особенности сварки плавлением перлитных сталей

7. Особенности технологии сварки жаропрочных перлитных сталей.

Так как у этих сталей многофазная структура, то опасность возникновения горячих трещин мала. (Горячие трещины обычно у однофазных сталей с большим зерном).

Основными причинами образования холодных трещин является образование троостита или мартенсита на участках зоны термического влияния, нагретых в процессе сварки выше A_c3, и содержание водорода. Водород – основная причина охрупчивания. Наличие сварочных деформаций требует применения низководородных сварочных материалов: покрытия основного типа (соответствующие флюсы), прокалка, очистка от ржавчины. Кроме того, используют подогрев для уменьшения напряжений в околошовной зоне. Подогрев увеличивает диффузионную подвижность водорода и способствует его удалению, но необходимо ограничивать верхний предел температуры подогрева, т.к. высокая температура подогрева способствует получению грубой ферритно-перлитной структуры с низкой длительной прочностью и ударной вязкостью. Поэтому необходимо выдерживать сварное соединение после окончания сварки при температуре 150-200С в течении нескольких часов для завершения распада аустенита и удаления диффузионного водорода.

Разупрочнение в зоне термического влияния связано с термической обработкой в состоянии поставки, т.к. участки, нагретые выше температуры отпуска разупрочняются. Увеличение погонной энергии приводит к росту разупрочнённой зоны. Устранить разупрочнение можно только термической обработкой всего изделия, т.к. местная термическая обработка приведёт к разупрочнению соседних, близлежащих к зоне нагрева участков основного металла.

Сварочные материалы должны обеспечивать химический состав металла шва близким к составу основного металла.

В некоторых случаях допустимо применение сварочных материалов на никелевой основе, т.к. диффузия углерода в них меньше.

Основными способами сварки являются дуговые методы, при этом сварку производят при температурах окружающей среды выше 0С, с предварительным, сопутствующим, местным или общим подогревом. Температура подогрева зависит от состава стали и толщины основного металла и изменяется в пределах 150-450С. После сварки большинство сварных соединений подвергаются термической обработке для снятия остаточных напряжений при температуре до 600С и выдержке 6-7 часов.

8. Основные технологические приемы при сварке низкоуглеродистых бейнитно-мартенситных сталей

9. Техника и технология сварки среднеуглеродистых сталей.

Повышенное содержание углерода предопределяет значительные трудности сварки этих сталей. К ним относятся низкая стойкость металла шва против кристаллизационных трещин, возможность образования малопластичных закалочных структур и трещин в околошовной зоне и трудность обеспечения равнопрочности металла шва с основным металлом. . Для преодоления этих трудностей и в первую очередь для повышения стойкости металла шва против кристаллизационных трещин при всех видах сварки плавлением стремятся снизить содержание углерода в металле шва. Это обычно достигается за счет применения электродных стержней и электродной проволоки с пониженным содержанием углерода и уменьшения доли основного металла в металле шва. Стремятся также обеспечить получение швов с большим значением коэффициента формы и применяют предварительный и сопутствующий подогрев, двухдуговую сварку в раздельные ванны и модифицирование металла шва. Для сварки среднеуглеродистых сталей чаще всего применяют предварительный подогрев до температуры 250—300° С. За счет предварительного подогрева удается повысить на 0,01—0,02% допускаемое содержание углерода в металле шва, при котором еще не образуются трещины, и предупредить образование закалочных структур в околошовной зоне. Однако сварка с подогревом обладает серьезными эксплуатационными недостатками. Кроме того, чрезмерный подогрев может вызвать образование трещин вследствие увеличения провара основного металла и связанного с этим повышения содержания углерода в металле шва. Для снижения доли основного металла в металле шва дуговую сварку среднеуглеродистых сталей, как правило, ведут с разделкой кромок на режимах, обеспечивающих минимальное проплавление основного металла и максимальное значение коэффициента формы шва. Для повышения доли электродного металла в металле шва принимают также меры по увеличению коэффициента наплавки. . При механизированных способах сварки это достигается применением сварочной проволоки малого диаметра (2—3 мм) и минимального сварочного тока. Лучшие результаты получаются при постоянном токе прямой полярности. Сварку под флюсом среднеуглеродистых сталей ведут на режимах, не характерных для этого высокопроизводительного способа, в связи с чем он не получил широкого применения при изготовлении конструкций из среднеуглеродистых сталей. . Эффективным и надежным средством достижения равнопрочное tm металла шва при низком содержании в нем углерода служит дополнительное легирование элементами, упрочняющими феррит. При сварке среднеуглеродистых сталей для достижения равнопрочное достаточно дополнительно легировать шов марганцем и кремнием. Для сварки под флюсом применяют флюсы АН-348-А и ОСЦ-45 и сварочную проволоку Св-08А, Св-08ГА и Св-10Г2. При этом необходимое повышенное содержание в шве кремния и марганца достигается частично путем восстановления их из флюса. Этому способствует применение тонкой проволоки и малых токов, при которых восстановление кремния и марганца про¬текает более интенсивно. . Для ручной сварки среднеуглеродистых сталей применяют электроды с фтористокальциевым покрытием УОНИ-13/55 и УОНИ-13/45, обеспечивающие достаточную прочность и высокую стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин. Чтобы избежать образования малопластичных и хрупких закалочных структур в околошовной зоне, при сварке среднеуглеродистых сталей следует замедлить остывание изделий путем снижения скорости сварки, предварительного подогрева металла, сварки двумя и более раздвинутыми дугами. Чем больше содержание углерода в стали, тем выше должна быть температура подогрева металла при сварке. Даже при использовании всех указанных приемов сварные соединения на среднеуглеродистой стали чаще всего получаются недостаточно пластичными, так как закалка основного металла в околошовной зоне полностью не предотвращается. Если к сварному соединению предъявляются требования высокой пластичности, то для выравнивания свойств приходится применять последующую термообработку, чаще всего закалку с отпуском. Технология сварки среднеуглеродистых сталей в углекислом газе, как и сварка их покрытыми электродами и под флюсом основана на снижении доли основного металла в металле шва и обеспечении благоприятной формы провара. В производстве сварка в углекислом газе для изготовления конструкций из среднеуглеродистых сталей применяется мало. Благодаря возможности в широких пределах изменять коэффициент формы металлической ванны и медленному остыванию металла околошовной зоны при электрошлаковой сварке создаются благоприятные условия для обеспечения высокого качества сварного соединения среднеуглеродистой стали. Однако при сварке металла, содержащего более 0,3% С, рекомендуется проводить предварительный и сопутствующий подогрев конструкции (особенно при кольцевых швах) до температуры 180—200° С. Высокая стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин обеспечивается при подаче электродной проволоки со скоростью, не превышающей критических значений. При электрошлаковой сварке увеличение коэффициента формы металлической ванны, при прочих равных условиях, приводит к увеличению содержания в ней углерода. При этом, однако, стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин не снижается, так как одновременно с ростом коэффициента формы металлической ванны растет критическое содержание углерода. . Серьезной задачей при электрошлаковой сварке сталей с содержанием более 0,33% С является обеспечение равнопрочности металла шва с основным металлом. Эта задача частично решается путем применения сварочных проволок Св-10Г2 или Св-12ГС и перехода углерода из основного металла. Содержание углерода в шве доходит до 0,22—0,24%. Однако даже при этом прочностные свойства металла шва находятся на нижнем уровне свойств основного металла. Для повышения прочности металла шва рекомендуется применять сварочную проволоку, обеспечивающую многокомпонентное легирование. Высокой ударной вязкости металла шва и участка крупного зерна околошовной зоны для сталей этой группы так же, как и для низкоуглеродистых сталей, можно достигнуть пока только нормализацией. Скорость подачи сварочной проволоки выбирают исходя из данных. Например, если необходимо сварить металл толщиной 120 мм с 0,35% С, суммарная скорость подачи электродной проволоки составит 324 м/ч (2,7×120). При сварке двумя проволоками скорость подачи каждой из них будет вдвое меньше и составит 162 м/ч. В случае трех проволок скорость подачи каждой из них равна 108 м/ч. При этом достигается высокая стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин при сварке прямолинейных швов и погонной части кольцевых швов. Замыкание кольцевого шва желательно производить с еще несколько меньшей скоростью подачи проволоки и большей температурой сопутствующего подогрева. При сварке среднеуглеродистой стали плавящимся мундштуком и электродной пластиной режим выбирают в зависимости от состава основного металла. После сварки станину подвергают термообработке (нормализации и высокому отпуску). При этом обеспечивается равнопрочность сварного соединения с основным металлом. В состоянии после сварки сварное соединение также имеет вполне удовлетворительные механические свойства.