45 сталь сварка – Сварка стали 45 полуавтоматом и покрытым электродом: технология, проверка соединений

alexxlab | 02.08.2020 | 0 | Разное

Содержание

Сварка стали 45 полуавтоматом и покрытым электродом: технология, проверка соединений

К сварке деталей из различных сплавов нужно подходить индивидуально. Сталь 45 относится к группе ограниченно свариваемых (ГОСТ 29273-92), это значит, что в процессе работы с ней требуется соблюдать особые правила. Нарушение технологии может привести к образованию трещин в зоне сварки и последующему разрушению конструкции.


Описание стали 45

Конструкционная сталь 45 применяется в промышленности: станкостроении, на производстве автомобилей и прочей техники, инструментов. Отличается хорошими характеристиками: высокой ударной прочностью, пластичностью, устойчивостью к различным нагрузкам – статическим и динамическим. Стандарт проката: ГОСТ 1050-88. Группа свариваемости: третья. Применяемые сплавы-заменители: 40Х, 50, 50Г2. Отличается также следующими характеристиками:

  • плотность – 4850 кг/куб. м;
  • ударная вязкость – 66 кДж/ кв. м;
  • твердость до термической обработки – 20-22 ед. по Роквеллу.

Число 45 указывает на повышенное содержание углерода в сплаве – 0,45%. Это осложняет процесс сварки деталей: может приводить к появлению горячих (во время нагрева) и холодных (после остывания) трещин.

Допустимое содержание элементов:

  • C (углерод): 0,42-0,500%;
  • Si (кремний): 0,17-0,37%;
  • Mn (марганец): 0,50-0,80%.

Импортные аналоги:

  • США – 1045;
  • Япония – S45C, SWRCh55K;
  • Европа – 1.1191, 2C45, C45, C45E, C45EC, C46.

Чаще всего поставляется в виде листов или полос разной толщины. Рекомендуется разрезать при помощи плазменной резки, что позволит избежать перегрева кромок, или механическими способами.

Технология сварки

До проведения работ необходимо прогреть детали до 150-200 градусов по Цельсию. После этого выполняются сварочные работы. Затем готовое изделие должно медленно остывать. Такой способ уменьшает вероятность образования трещин.

Сварочные работы производятся с применением покрытых электродов Есаб ОК 68.81, УОНИ 13/55, Lb-52U, при помощи полуавтоматической сварки в углекислом газе проволокой ESAB OK Autrod 312 и ESAB OK Autrod 16.95 или в среде аргона.

По окончании работы рекомендуется поместить деталь в печь и прогревать при температуре 400-450 градусов по Цельсию (процесс нормализации) около 1 часа.

После полного остывания изделия необходимо выполнить испытания в зависимости от назначения конструкции: на разрыв, кручение, ударные нагрузки или изгиб. Если создаются ответственные металлоконструкции, то для проверки рекомендуется обращаться в специализированные организации, которые проводят тесты готовых соединений.

Ручная дуговая сварка осуществляется в соответствии с ГОСТ 5264-80, где указаны типы применяемых соединений и конструктивные элементы с информацией об их размерах.

Сварка стали 45. Практика

Если работы проводятся вне оборудованных цехов, то обеспечить неукоснительное соблюдение технологии сложно. В этом случае можно использовать следующий метод:

  1. Подготовка деталей к сварке: зачистка, формирование кромок под сварочные швы.
  2. Прогрев деталей при помощи газового (пропанового, ацетиленового) резака или горелки. Для определения температуры следует использовать инфракрасный пирометр, также применяют термокарандаши, которые начинают плавиться при достижении определенных значений.
  3. Сварка производится максимально быстро, если необходимо, то в процессе можно дополнительно подогревать детали.
  4. По окончании работ изделие требуется поместить в емкость с песком, чтобы процесс остывания происходил как можно медленнее.
  5. Если деталь слишком крупная и ее невозможно убрать в песок, то можно подогревать зону сварки резаком или горелкой, постепенно уменьшая температуру.

В ряде случаев допускается использовать «холодный» метод сварки. Для этого рекомендуется использовать полуавтомат или аргон, так как зона нагрева в этом случае будет меньше, чем при применении покрытых электродов.

Сварка производится так:

  • элементы изделия собираются на небольшие прихватки – 5-7 мм с шагом около 150 мм;
  • обваривать конструкцию следует небольшими швами, важно не давать металлу сильно нагреваться;
  • по возможности следует класть швы вразнобой с разных сторон изделия.

Важно: такой метод нельзя использовать при сварке ответственных конструкций.

При использовании холодного способа требуется провести тщательный визуальный осмотр швов и проверку прочности соединений, поскольку вероятность появления трещин высока.

Проверка сварных соединений

На производстве используют эффективные методы контроля: просвечивание швов рентгеном или ультразвуком. Это позволяет обнаружить большинство дефектов: непровары, трещины, свищи.

Если есть возможность, то варят тестовые образцы из стали 45, разрезают швы болгаркой и осматривают их визуально. Внутри не должно быть:


  • пор – мелких пузырьков, которые значительно ухудшают свойства шва. Допускается наличие незначительного количества пор;
  • трещин
    – в процессе эксплуатации конструкции они могут увеличится и вызвать разрушение соединения;
  • свищей – также влияют на прочность шва.

В случае когда изделие предназначено для работы под нагрузками, рекомендуется проверять соединения механическими способами. Для этого деталь подвергают нагрузкам. Например, если шов должен выдерживать нагрузку 10 тонн, следует проводить проверку с весом на 30% больше – 13 тонн.

Исправление дефектов

После сварки требуется удалить шлаковую корку (если использовались покрытые электроды), обработать деталь металлической щеткой, чтобы соединение было хорошо видно. Ряд проблем можно выявить при осмотре сварных швов, появление внутренних «холодных» трещин часто определяется на слух: громкие щелчки говорят о том, что внутри появились дефекты.

При выявлении трещин и других изъянов требуется полностью вырезать проблемные участки и положить новые швы. Заваривать их без разделки не допускается. Рекомендуется предварительно прогревать зону сварки, после работы деталь должна медленно остыть.

Справка: наплывы металла в зоне сварки также считаются дефектами, удаляются при помощи болгарки с зачистным кругом.

Как получить надежное соединение. Сварка с другими металлами

Поскольку сталь 45 при сварке подвержена появлению трещин, рекомендуется либо проводить тщательную проверку швов, либо дублировать соединения при помощи болтов, шпилек или заклепок.

Если изделие предполагается сваривать с иными сплавами, то рекомендуется создать образец. После анализа результата можно разработать оптимальную технологию.


elsvarkin.ru

Сварка 40Х и 45стали - Технологии сварки

Вот каждый раз встречаясь с несусветным идиотизмом думаю:"Ну всё,вмемориз!"

Ан нет,буквально на следующий же день кто нибудь где нибудь чем нибудь да удивит...

 

мы используем электроды по нержавейке

 

Клиника...

 

Вообще есть у меня подозрение что народная любовь к сварке углеродистых сталей материалами для легированных растёт из технологии сварки чугуна...хотя чугун сваривают никелем совсем по другой причине...хотя опять таки не удивлюсь если кто-то шпарит сталь 45 хромистыми безникелиевыми электродами(вот это будет цирк так цирк...уехавший без клоунов)...

 

Сегодня разговаривал с технологами по металлообработки из двух абсолютно разных производств, оба утверждали почему то что 40Х варится лучше.

 

Производства я так понимаю булочно-кондитерские,бо технолог-сварщик такого даже в горячечном бреду не ляпнет

 

40х лучше варится, при сварке 45й на границе шва образуются микротрещины если без нагрева

 

Есть такая полезная для сварщика(да и не только) книжка,называется марочник сталей

Заглянув в него можно узнать весьма интересные вещи,например что и сталь 45 и 40Х являются трудносвариваемыми,или что одна является заменителем другой,или что число "40" в обозначении стали марки 40Х это вовсе не содержание хрома (как многие считают) а углерода,так же как число "45" в обозначении стали марки 45,и разница в содержании углерода у обеих марок всего в районе 0,05%,так что свариваются они совершенно одинаково...

(Вообще содержание в стали хрома ухудшает её свариваемость,так что будь его в стали 40Х на порядок больше она сваривалась бы гораздо хуже чем сталь 45,но поскольку хрома в её составе всего около 1% на свариваемость он по сути никакого влияния не оказывает)

 

 

По существу:

Ст3 в сочетании со сталью 45 сваривается с предварительным подогревом до 250-350°С и последующим отпуском при 600-650°С электродами для сварки низколегированных низкоуглеродистых сталей.

Ст3 в сочетании со сталью 40Х сваривается с предварительным подогревом до 250-350°С и последующим отпуском при 600-650°С электродами для сварки низколегированных низкоуглеродистых сталей.

При невозможности предварительного подогрева всей детали производится местный подогрев до 600-650°С (в обоих случаях)

Соблюдение данной технологии позволяет получить прочность сварного соединения в пределах 80% от прочности основного металла.

 

PS.А такое настроение хорошее было пока в эту тему не заглянул...

Изменено пользователем MrRicco

www.chipmaker.ru

Сварка сталей — углеродистых, высоколегированных

Сварка углеродистой стали 45 обладает некоторыми особенностями, сопровождается с определенными трудностями, обусловленными тем, что главным легирующим компонентом в ней является углерод.

Основные особенности сварки деталей из углеродистой стали

Стали, в составе которых углерод составляет 0,1-2,07 процента, относятся к углеродистым. Сплавы с содержанием этого химического элемента в пределах 0,6-2,07 процента считаются высокоуглеродистыми, с вместимостью углерода от 0,25 до 0,6 процентов – среднеуглеродистыми, если же в сплаве углерода меньше, чем 0,25 процентов – низкоуглеродистые.

Сварка углеродистых сталей для каждой из выше перечисленных категорий отличается по технологии ее выполнения. Но присутствуют и общие требования, которые необходимо соблюдать в процессе проведения сварочных работ:

  • При использовании полуавтоматической сварки с порошковой проволокой, газосварки, сварки в защитной среде и сваривании заготовок вручную покрытыми электродами сварные швы чаще всего выполняются на весу.
  • При использовании автоматической сварки нужно выбирать методики сваривания, обеспечивающие необходимый провар корня шва, а также исключающие прожог материала.
  • Свариваемые конструкции для надежной фиксации входящих в них элементов, рекомендуется собирать при помощи специализированных прихваток, разных приспособлений для сборки. Прихватки обычно используются для полуавтоматической сварки в углекислой защитной среде, а для углеродистых легированных сталей с применением покрытых электродов.

Для различных технологий сварки присутствуют индивидуальные стандарты, обозначающие требования к размерам сварных швов, процедуре подготовки кромок свариваемых изделий.

Рекомендации по применению прихваток при выполнении сварочных работ

  • Длина прихваток определяется в зависимости от толщины свариваемого металла.
  • Площадь сечения прихваток – 2,5-3 см (приблизительно 1/3 часть площади сечения сварного шва).
  • Рекомендуется накладывать прихватки с обратной стороны заготовки относительно однопроходного главного шва. Если предполагаются многопроходные сварные швы, тогда накладка осуществляется с противоположной стороны относительно первого слоя.
  • Прихватки перед началом проведения сварочных работ обязательно подвергаются тщательной зачистке, визуальному осмотру. При обнаружении трещин, они удаляются в обязательном порядке.

Важный момент! При выполнении сваривания нужно добиваться полной переплавки прихваток, так как существует вероятность формирования трещин из-за достаточно быстрого отвода тепла. Трещины в свою очередь могут повлиять на качество выполнения сварных работ.

Особенности сваривания изделий из высоколегированных сталей

Сварка высоколегированных сталей отличается от сварки низкоуглеродистых сталей более высоким коэффициентом линейного расширения (превышает в 1,5 раза), и более низким коэффициентом теплопроводности (при высоких температурах меньше практически в 2 раза).

  • Повышенный коэффициент расширения в процессе выполнения сварочных работ приводит к значительным деформациям свариваемых образцов, при большой жесткости изделий к образованию трещин (крупные заготовки, большая толщина металла, жесткое закрепление свариваемых элементов, отсутствие между ними зазоров).
  • Низкий коэффициент теплопроводности в процессе сварочных работ приводит к концентрации тепла, соответственно увеличивается глубина проплавления металла. Чтобы этого избежать, необходимо уменьшать значение сварочного тока приблизительно на 15 процентов (+/-5%).

Образование трещин

Стали, легированные алюминием в отличие от низкоуглеродистых больше склонны к трещинообразованию. Чаще всего горячие трещины образуются в аустенитных сталях, холодные трещины – в закаленных мартенситных, мартенситно-ферритных сталях. Присутствие по границам зерен сетки эвтек­тики делает сварные швы хрупкими.

Материалы устойчивые к коррозии, легированные ванадием, не имеющие в составе ниобий, титан, в случае их нагревания более 500° теряют свои антикоррозионные качества. Это происходит в результате выпадения железа, карбидов хрома.

Содержание углерода до 0,02 — 0,03 процентов полностью исключает в металле, шовном соединении выпадение карбидов хрома, соответственно межкристаллитную коррозию.

Термообработка

При помощи термической обработки (обычно осуществляется закаливание) антикоррозионные характеристики металла можно возобновить. При нагревании изделия до температуры 850 градусов, выпавшие карбиды хрома снова растворяются в аустените, при мгновенном охлаждении они уже не выделяются. Подобная термообработка называется стабилизацией, но она приводит к снижению значения вязкости, пластичности стали.

Для обеспечения высокой вязкости, коррозионной стойкости, пластичности материала, нужно его разогреть до 1000-1150 градусов, мгновенно закалить (охладить в воде).

Особенности технологии сварки трением с применением перемешивания

Технологический процесс сварки трением с перемешиванием подразумевает нагревание соединяемых деталей трением (один из свариваемых элементов находится в движении).

Принцип действия

Сваривание деталей из арматурной стали трением предполагает сварочные работы, в процессе которых механическая энергия одного из свариваемых элементов, который постоянно перемещается (вращается), преобразуется в тепловую. Обычно вращается или одна из свариваемых деталей, или вставка между ними. Соединяемые таким образом металлические заготовки одновременно между собой прижимаются под установленным или постепенно повышающимся давлением. Нагревание в данном случае осуществляется непосредственно на участке сваривания.

Основные стадии процесса сварки трением

  • Разрушение при помощи трения окисных пленок, их удаление.
  • Нагрев кромок свариваемых деталей до пластичного состояния, разрушение временного контакта.
  • Выдавливание самых пластичных объемов стали из стыка.
  • Остановка движения (вращения) свариваемого элемента, формирование монолитного соединения.

По завершению процедуры сваривания заготовок из арматурной стали происходит осадка, мгновенное прекращение движения (вращения) соединяемого изделия. Контактные поверхности деталей в сварочной зоне в процессе увеличения частоты вращения, под сжимающим давлением между собой притираются.

Контактные, жировые пленки на соединяемых изделиях разрушаются. После этого граничное трение преобразуется в сухое. Начинают контактировать между собой отдельные микровыступы, соответственно происходит из деформация. Образуются ювенильные зоны, в которых поверхностные атомы не имеют насыщенной связи – между ними мгновенно формируются металлические связи, которые мгновенно разрушаются благодаря относительному движению поверхностей.

Вывод

Учитывая сложность технологического процесса сваривания конструкций из высоколегированных сталей, сварочные работы должны производить только профессиональные сварщики.

electrod.biz

Технология сварки стали 40Х электродами,полуавтоматом со сталью 20

Сталь 40х является конструкционным легированным металлом, который широко используется в промышленности. Технические характеристики и состав материала определяется по ГОСТ 453-71. Содержание углерода в ней должно быть, примерно, 0,4%, а хрома – 1%. Сварка стали 40Х является достаточно сложным процессом, так как материал относится к трудно свариваемым металлам. Для решения данной проблемы используют специальные технологии и методы.

Сталь 40Х

Основная проблема заключается в том, что при сваривании получается большая вероятность появления трещин, раковин и прочих дефектов. Но характеристики самого металла являются весьма полезными при создании металлоконструкций, так что приходится подыскивать подходящие способы как варить сталь 40х.

Способы сварки стали 40Х

Самым качественным и распространенным способом сваривания этого сорта металла, является сварка стали 40х аргоном. Электродуговой аппарат обеспечивает достаточно высокое напряжение для плавления, а газ защищает от воздействия посторонних вещей, которые приводят к браку. В данном случае подбирается присадочный материал той же марки, что и заготовка. Также возможно варить газом с помощью ацетилена. Это более простой, но менее надежный метод. Он может не подойти для слишком толстых слоев листов, так что может потребоваться дополнительная подготовка металла под сварку. Наиболее простым способом, уступающим в надежности предыдущим, является обыкновенная ручная сварка специальными электродами.

Выбор способа

Для домашнего применения, когда на изделие не будет возлагаться большая ответственность, применяют самый простой способ – дуговую сварку. Ведь это самый дешевый метод, который не требует особой подготовки. Для сварки стали 40х электроды требуются специально предназначенные для этого дела. В промышленности для ответственных объектов применяют электродуговую сварку с аргоном. Несмотря на высокую себестоимость, это один из самых надежных методов, который обеспечивает длительный срок службы конструкции. Чтобы сделать процесс более дешевым, можно использовать газовую сварку с помощью ацетилена. Результат будет очень схожим, а в плане создания потолочных и вертикальных швов еще и более удобным. Другие виды и способы сварки металла применяются достаточно редко.

Сварка стали 40Х аргоном

«Обратите внимание!

Вне зависимости от выбранного способа следует тщательно подготовить поверхность перед свариванием.»

Свариваемость стали 40Х и ее свойства

Металл плохо сваривается. Если сам процесс плавления и образования сварочной ванны происходит еще относительно нормально, так как здесь проявляется лишь повышенная вязкость, но весь ряд проблем, которые возникают на шве после окончания, зачастую приводят к его негодности для эксплуатации. Сварка стали 40хн отлично проявляет ее свойства к отпускной хрупкости. Во время самой сварки, а также после нее могут появляться трещины и прочие дефекты, в том числе и деформации. Это возникает из-за резких перепадов температуры, которые вызваны электрической дугой, что особенно заметно, когда происходит сварка тонкого металла электродом. Также это получается при образовании напряжений, которые получаются из-за недостаточного обеспечения защиты. Таким образом, дополнительные действия нужны как перед сваркой, так и после нее.

Сварка стали 40Х

Выбор инструмента

Критерий при выборе материала сварочной проволоки или электрода — ровно один. Их металл должен максимально соответствовать составу того, который идет в заготовках. Следует только обращать внимание на толщину, чтобы она соответствовала толщине деталей, так как глубина приваривания должен быть максимальной из-за сложностей в податливости данной марки стали. Более важным параметром является защита. Сварка стали 40х полуавтоматом должна поддерживаться средой защитного газа, а при ручной – на электродах должно быть покрытие, рассчитанное на работу с этой маркой стали. Тут подойдут электроды марки Э85, у которых имеется пониженное содержание водорода в покрытии, а также которые стойки к образованию трещин при работе со сложными металлами.

Режимы

Чтобы повысить качество соединения, следует использовать уже проверенные параметры, которые рассчитаны для каждой толщины заготовки и соответствующего положения шва. Это существенно облегчит процесс работы.

Диаметр электрода, мм

Пространственное положение сварочного шва

нижнее

вертикальное

потолочное

3

90…120

80…100

80…100

4

140…170

130…150

130…150

5

180…220

150…180

Технология сварки стали 40х

Первым делом происходит подготовка металла, которая включает в себя зачистку и обезжиривание. Затем следует зафиксировать все детали и можно приступать к подогреву. Это помогает избежать температурной деформации. Подогрев стоит осуществлять до тех пор, пока поверхность не изменит цвет. После этого можно приступать к свариванию. Металл будет тягучим, так что движения может понадобиться совершать с усилием, чтобы обеспечить тщательное перемешивание деталей. Здесь требуется опыт работы с этим материалом. Шов можно наносить беспрерывно. По окончании процесса стоит прогревать это место с помощью газовой горелки в течение нескольких минут, чтобы не образовалось напряжений и весь водород испарился. Температура подогрева должна составлять от 300 до 500 градусов Цельсия.

Прокат стали 40Х

«Обратите внимание!

Для подогрева желательно использовать тот же газ, что и для сварки.»

Контроль качества шва

Контроль качества сварного соединения регулируется по ГОСТ 3242-69. Контроль наружных дефектов проводится при помощи внешнего осмотра металла. Для определения внутренних дефектов могут применять рентгеноскопию, которая покажет наличие раковин и трещин, если они есть.  Также применяется магнитографический метод и ультразвуковой анализ.

«Обратите внимание!

Вследствие напряжений трещины могут появляться не сразу, а через некоторое время, так что такие методы контроля должны проводиться на следующие сутки.»

svarkaipayka.ru

Необходимо произвести сварку конструкции в вертикальном положении, толщина металла – 6мм, сталь 45. Выберите марку электрода, диаметр, силу тока и обоснуйте свой ответ.

Для сварки стали 45 выбираем электрод марки УОНИ 13/55

При сварке метала более 5 мм делаем скос кромок. Выбираем электроды диаметрами 2 мм и 4 мм. Для лучшего провара корня шва варим сначало электродом в 2 мм, затем 4 мм. Силу тока вычисляем по формуле I=(20+6Dэл)Dэл

Сила тока для электр.2 мм- (20+6*2)2=64 А

4 мм- (20+6*4)4= 176 А, т.к. сварка производится в вертикальном положении силу тока уменьшаем на 10%, т.е. для электрода диаметром 2 мм сила тока = 57 А, для электрода диаметром 4 мм=158 А

 

Билет №14

Электросварка труб

Сборка деталей под сварку

3.

Ответы

1. В строительной отрасли очень широко применяется сварка труб электросваркой. Выбор электродов. Что представляют собой электроды для сварки труб? Это металлический стержень из сварочной проволоки толщиной 2-5 мм. Поверх металлического стержня нанесена обмазка, она может быть нанесена тонким или толстым слоем. Чтобы выполнить сварку необходимо иметь в распоряжении аппарат для сварки труб, это может быть:Сварочный трансформатор. Сварочный инвертор, Сварочный выпрямитель. Перед тем как будет осуществлена ручная сварка труб, материал следует правильно подготовить. В комплекс подготовительных работ, как правило, входит: Очищение кромок от грязи, масла и следов окисления (ржавчины). Замеры перпендикулярности торца, величины притупления и угла раскрытия кромки.Согласно принятым нормам, величина притупления должна быть равна 2 – 2,5 мм, а угол скоса кромки – 60-70 градусам. При выявлении несоответствия требованиям, производят механическую обработку кромок.Установка прихваток. Прихватки – это составляющая часть шва, для их выполнения применяют тот же тип электродов, который будет использован при выполнении основного шва. При сваривании труб, имеющих диаметр до 300 мм, нужно выполнить 4 прихватки, распределяя их по окружности равномерно. Если нужно сварить трубу большого размера, то прихватки нужно располагать на равном расстоянии с шагом 200-250 мм. Выполнения сварки поворотным методом. При монтаже трубопроводов всегда стремятся к тому, чтобы максимальное количество швов было выполнено в нижнем положении, поэтому рекомендуется использовать поворотный метод сварки.При сварке труб, имеющих толщину стенки до 12 мм, выполняют тройной шов. Первый слой сваривают с применением электродом с толщиной стержня 2-4 мм, последующие слои сваривают электродами большего диаметра. Работа выполняется так:Стык мысленно разделяют на четыре равные части. Выполняют сварку в первом и втором секторе, расположенные в верхней части трубы.Производят поворот трубы и сваривают стык по третьему и четвертому сектору. Снова поворачивают трубу и проваривают второй слой в секторах 1 и 2., а затем, повторив поворот, второй слой выполняют в секторах 3 и 4. Последний третий слой накладывают в одном направлении, поворачивая трубу во время работы. Сварка неповоротных стыков: Вертикальные неповоротные стыки варятся в два приема. Периметр стыка условно делится вертикальной осевой линией на два участка. Каждый из них имеет три положения: потолочное, горизонтальное и нижнее. Потолочным называется участок, занимающий примерно 20 градусов от самой нижней точки детали. Нижним положением – участок, занимающий тоже примерно 20 градусов от верхней точки детали. Между этими положениями располагается горизонтальное положение. Сварка начинается с потолочного положения и заканчивается нижним (т. е. ведется с крайней нижней точки детали к крайней верхней). Каждый участок варится короткой дугой, равной половине диаметра электрода. Перекрытие швов (замок) зависит от диаметра детали и может составлять от 20 до 40 мм. Начинать сварку надо «углом назад», а заканчивать «углом вперед». Горизонтальные неповоротные стыки варятся «углом назад». Наклон электрода относительно вертикальной оси должен составлять 80-90 градусов. Варить надо средней дугой.



 

2. Трудоемкость сборки деталей под сварку составляет около 30% от общей трудоемкости изготовления изделия. Для уменьшения времени сборки, а также для повышения ее точности применяют различные приспособления.

Сборка под сварку может выполняться следующими способами: полная сборка изделия из всех входящих в него деталей с последующей сваркой всех швов; поочередное присоединение деталей к уже сваренной части изделия - при невозможности применения первого способа; предварительная сборка узлов, из которых состоит изделие, с последующей сборкой и сваркой изделия из собранных узлов; этот способ наиболее рационален, он применяется при изготовлении крупных и сложных конструкций (суда, вагоны, мосты и пр.) Для сборки и сварки колонн, балок, стоек сложного сечения, а также листовых конструкций из стали толщиной более 8 мм применяют приспособления, допускающие некоторое перемещение элементов конструкции при усадке металла швов. Приспособления могут быть предназначены только для сборки деталей под сварку или только для сварки уже собранных деталей. Применяют также и комбинированные сборочно-сварочные приспособления. Для сборки листовых конструкций удобны электромагнитные стенды, которые фиксируют положение кромок свариваемых листов (рис. 44). На электромагнитных стендах может производиться сборка и сварка листов толщиной до 15 мм. Недостаток подобного рода приспособлений - отрицательное влияние магнитного поля на сварочную дугу в процессе сварки. Собранные узлы или детали соединяют прихватками. Сварочные прихватки представляют собой короткие швы с поперечным сечением до 1/3поперечного сечения полного шва. Длина прихватки от 20 до 100 мм в зависимости от толщины свариваемых листов и длины шва; расстояние между прихватками в зависимости от длины швов - 500 1000 мм. Прихватки выполняют теми же электродами, что и сварку изделия. Прихватки препятствуют перемещению деталей, что может привести к трещинам в прихватках при охлаждении. Чем больше толщина свариваемых листов, тем больше растягивающая усадочная сила в прихватках и больше возможность образования трещин. Поэтому сборку на сварочных прихватках применяют для конструкции из листов небольшой толщины (до 6 - 8 мм). При значительной толщине листов необходимо обеспечить податливость деталей, например, осуществлять сборку на гребенках (эластичные прихватки) и сборку изделия с гибкими деталями (решетчатые фермы, узлы судов с перегородками и др.).



 

cyberpedia.su

Сталь 45: характеристики, свойства, применение

На производственные линии поставляется просто огромное количество различных сталей, которые характеризуются своими определенными свойствами. Примером можно назвать материал сталь 45, который получил широкое распространение. Эта сталь характеризуется определенными эксплуатационными качествами, которые стоит рассматривать. ГОСТ на сталь 45 определяет концентрацию всех химических веществ. Марка характеризуется относительно невысокой стоимостью, а расшифровка марки стали определяет широкое ее распространение. Рассмотрим особенности данного предложения подробнее.

Сталь 45

Химический состав стали 45

Во много эксплуатационные и другие качества определяются химическим составом. Это связано с тем, что некоторые элементы способны существенно повысить прочность, другие увеличивают хрупкость. Химический состав стали 45 характеризуется присутствуем следующих элементов:

  1. Основные химические элементы Ст 45 представлены железом и углеродом. От концентрации второго элемента во многом зависит то, насколько прочным и твердым получается изделие. Установленные стандарты определяю то, что концентрация углерода должна составлять от 0,42 до 0,5%. При этом в составе металла около 97%.
  2. В состав включается относительно небольшое количество легирующих элементов. Основными можно назвать магний и кремний. Их показатель концентрации составляет более 0,1%.
  3. Концентрация других элементов выдерживается в определенном диапазоне. К примеру, ГОСТ определяет небольшое количество серы и фосфора, так как эти элементы приводят к ухудшению эксплуатационных качеств.

Трубы Ст45

Содержание углерода, как и многих других элементов, выдерживается в определенном диапазоне. Этот элемент во многом определяет основные характеристики получаемых изделий, слишком высокая концентрация может привести к твердости поверхности и хрупкости структуры.

Свойства материала

Механические свойства стали 45 определяют широкое распространение этого металла. Концентрация углерода составляет 0,45%, другие примеси крайне незначительны. Это во многом определяет следующие характеристики:

  1. Плотность стали 45 или удельный вес составляет 7826 кг/м3. За счет этого обеспечивается невысокий показатель веса получаемых изделий, однако легкими их не назовешь. Плотность может несущественно отличаться в зависимости от химического состава.
  2. К отпускной хрупкости структура не склонна. Сталь 45, характеристики которой можно назвать универсальным предложением, очень часто подвергается закалке, за счет которой существенно повышается твердость поверхности.
  3. Очень часто проводится поставка заготовок после термической обработки. Она существенно повышает твердость поверхности. Этот момент также определяет то, что твердость стали 45 в состоянии поставки может варьировать в достаточно большом диапазоне. Как правило, твердость выдерживается на уровне 10-1 HB, который соответствует 170 МПа.
  4. Сталь марки 45 относится к трудносвариваемым металлам, что определяет сложности при проведении сварочных работ. Именно поэтому структура изначально подогревается и лишь только после этого проводится соединение элементов. Прокаливаемость стали 45 также находится на достаточно низком уровне, за счет чего усложняется процесс обработки резанием. Сварка может применяться при применении различного сварочного оборудования. Применение соответствующих электродов позволяет существенно упростить процесс сваривания. Резание сварочным аппаратом также существенно осложняется.
  5. Довольно часто проводится ковка. Она проводится при температуре 1250 градусов Цельсия, в конце показатель составляет 700 градусов Цельсия.
  6. Предел прочности и модуль упругости могут варьировать в достаточно большом диапазоне. Все зависит от того, какова температура нагрева поверхности. Предел текучести стали определяет то, насколько она проста при литье различных заготовок.

Свойства сплава Ст 45

В целом можно сказать, что металл подходит для применения при изготовлении различных изделий. В большинстве случаев проводится термическая обработка, которая позволяет существенно увеличить эксплуатационные характеристики. Стоит учитывать, что только при выдерживании температурного режима можно обеспечить условия для правильного перестроения кристаллической решетки.

Скачать ГОСТ 1050-2013

Температура критических точек стали 45

Как ранее было отмечено, для улучшения эксплуатационных качеств металла проводится термическая обработка. Она предусматривает оказание определенного воздействия на структуру, после чего происходит перестроение кристаллической решетки и изменение качеств. Во много при проведении термической обработки учитываются критические точки. Обработка стали Ст 45 проводится с учетом следующих факторов:

  1. Температурного режима. Важно выбирать правильную температуру, так как слишком низкая становится причиной неполного нагрева структуры и полное перестроение структуры не произойдет. Слишком высокий показатель становится причиной перегрева металла, а также появления окалины. Для обеспечения воздействия требуемой температуры могут применяться самые различные установки. Примером назовем доменные печи или электрические установки. Слишком высокие температуры плавления определяют то, что выполнить закалку рассматриваемой стали в домашних условиях довольно сложно.
  2. Скорости повышения температуры. Скорость нагрева также может определять то, какие именно качества будут передаваться обрабатываемому изделию. Современное оборудование позволяет с высокой точностью контролировать скорость нагрева. К примеру, ТВЧ имеют электронный блок управления, электрическая энергия преобразуется в магнитную, которая и становится причиной нагрева структуры.
  3. Продолжительности временного промежутка между воздействием различных температур. При термической обработке всех металлов учитывается присутствие трех критических точек, которые учитываются. Длительно выдержки может зависеть не только от химического состав материала, но и размеров, формы заготовки.
  4. Особенности прохождения процесса охлаждения. Во много качества получаемого изделия зависят от того, при каких условиях проходил процесс охлаждения. К примеру, есть возможность использовать масло или воду, а также различные порошки в качестве охлаждающей среды.

Довольно часто для изменения качеств металла применяется ТВЧ. Она характеризуется высокой эффективностью в применении, а также простотой в использовании. Сегодня встречаются модели, которые при желании можно установить в домашней мастерской.

Критическими точками принято считать температуры, при которых происходит перестроение структуры. Выделяют три основных температурных точек, которые отображаются на построенной диаграмме.

Уделяется внимание и выбору более подходящей среды охлаждения. К примеру, есть возможность провести охлаждение в воде. Однако подобная среда приводит к неравномерному охлаждению, что приводит к появлению окалины и других проблем. Для более высокого качества применяется масло. Крупногабаритные заготовки можно охлаждать на открытом воздухе, так как для снижения температуры требуется много времени.

Применение

Как уже было отмечено, область применения материала довольно широка. При использовании качественной стали 45 могут изготавливаться различные заготовки. Металл поставляется на производственные линии в виде сортового и фасонного проката.

Применение стали 45 следующие:

  1. Изготовление изделий, представленных телами вращениями. При создании различных конструкций довольно часто применяются валы, которые могут иметь несколько ступеней и канавки. При этом диаметральный размер может варьировать в большом диапазоне.
  2. Шпиндели и кулачки, а также шестерни. Довольно сложным в изготовлении изделием можно назвать шестерни. Они получаются при процессе фрезерования круглых заготовок. На структуру может оказываться серьезное механическое воздействие. Именно поэтому часто проводится различная термическая обработка, к примеру, закалка или отпуск. Кулачки и другие подобные изделия также характеризуются тем, что на них оказывается серьезное механическое воздействие.
  3. Крепежные изделия получили весьма широкое распространение. Они применяются для соединения различных изделий или их фиксации. К крепежным изделиям предъявляются высокие требования. К примеру, поверхность должна выдерживать существенное механическое воздействие или нагрузка, которая оказывается в поперечном направлении.
  4. Пластинки и листовой материал. Довольно широкое распространение получил листовой металл. Он применяется при изготовлении различных изделий, а также обшивки несущих конструкций. Стоит учитывать, что сегодня листовой материал часто применяется при штамповке и другой обработке давлением.

Применение стали 45

Термическая обработка позволяет существенно расширить область применения металла. К примеру, проводится закалка и нормализация поверхности. Для существенного изменения эксплуатационных качеств проводится легирование состава различными химическими элементами, к примеру, хромом. Повышение концентрации хрома приводит к тому, что металл становится коррозионностойким.

Низкая отпускная хрупкость определяет то, металл применяется при создании изделий сложных форм и конфигураций. Примером можно назвать шестерни и звездочки, которые представлены зубьями со сложной конфигурацией.

Рассматривая аналоги отметим, что есть достаточно большое количество сплавов, которые характеризуются сходными качествами. К примеру, в США и Германии применяются собственные стандарты маркировки при создании сплавов, которые схожи со Сталь 45. К примеру, 1044 и 1045, 1.0503 и 1.1191. Выпуск аналогов проводится и во многих других странах. Что касается металлов со схожими эксплуатационными качествами, то к ним относятся сталь 50 и сталь 50Г, а также сталь 40Х, которая легируется при применении хрома.

Аналог Ст 45 — сталь 1.0503

В заключение отметим, что изделия из стали 45 обладают весьма привлекательными эксплуатационными качествами и при этом обходится недорого. Именно поэтому она применяется в машиностроительной отрасли в качестве основного металла. Структура характеризуется высокой обрабатываемостью резанием. Поэтому заготовки подвергают точению и фрезерованию.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

Стали для сварки конструкций | Сварка и сварщик

КЛАССИФИКАЦИЯ

Содержание углерода, %

Содержание легирующих элементов, %

УГЛЕРОДИСТЫЕ

Низкоуглеродистые

До 0,25

0

Среднеуглеродистые

0,25 - 0,6

0

Высокоуглеродистые

0,6-2,0

0

ЛЕГИРОВАННЫЕ

Низколегированные

РАЗЛИЧНО

До 2,5

Среднелегированные

2,5-10,0

Высоколегированные

Более 10,0

СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ ОБЫКНОВЕННОГО КАЧЕСТВА (ГОСТ 380-71*)

Подразделяется на 3 группы

ГРУППА

МАРКА СТАЛИ

А

Ст0, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Ст6

Б

БСт0, БСт1, БСт2, БСтЗ, БСт4, БСт5

В

ВСт1, ВСт2, ВСтЗ, ВСт4, ВСт5

Согласно СНиП II-23-81 для сварки конструкций используются только стали группы В с номером марки 3

МАРКА

% углерода

Предел прочности, МПа

ВСт3кп

0,14-0,22

360 - 460

ВСт3пс

370 - 480

ВСт3сп

380 - 500

ВСт3Гпс

370 - 490

ВСт3Гсп

390 - 570

кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная, Г - с содержанием марганца до 1 %

СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ КАЧЕСТВЕННАЯ КОНСТРУКЦИОННАЯ (ГОСТ 1050-74)

Обозначается цифрой, соответствующей % содержания углерода в сотых долях

МАРКА

% УГЛЕРОДА

Предел прочности, МПа

05кп

Не более 0,06

320

08кп,08

0,05-0,12

330

10кп, 10

0,07-0,14

340

15кп, 15

0,12-0,19

380

20кп, 20

0,17-0,24

420

25

0,22 - 0,30

460

30

0,27-0,35

470

35

0,32 - 0,40

530

40

0,37 - 0,45

570

45

0,42 - 0,50

600

15Г

0,12-0,19

410

20Г

0,17-0,24

430

25Г

0,22 - 0,30

460

30Г

0,27 - 0,35

540

35Г

0,32 - 0,40

600 - 720

40Г

0,37 - 0,45

790 - 820

45Г

0,42 - 0,50

780-1310

БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

химических элементов, используемых как легирующие добавки

СТАЛЬ НИЗКОЛЕГИРОВАННАЯ КОНСТРУКЦИОННАЯ (ГОСТ 19282-73)

ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ ИМЕЮТ БУКВЕННО- ЦИФРОВОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ

Первые две цифры означают содержание углерода в сотых долях процента. Цифры после букв - содержание легирующего элемента в %. Отсутствие цифры после буквы указывает, что данного элемента содержится около 1%

МАРКА

%Si

%Mn

%Cr

%Ni

%Cu

Предел прочности, МПа

09Г2

0,12

0,37

1,8

0,3

0,3

0,3

440

09Г2С

0,12

0,7

1,7

0,3

0,3

0,3

496

14Г2

0,12-0,18

0,37

1,6

0,3

0,3

0,3

460

10Г2С

0,12

1,1

1,65

0,3

0,3

0,3

490

15ХСНД

0,12-0,18

0,7

0,7

0,9

0,6

0,4

490-687

10ХСНД

0,12

1,1

0,8

0,9

0,8

0,6

530-687

17ГС

0,14-0,20

0,6

1,4

0,3

0,3

0,3

510

17Г1С

0,15-0,20

0,6

1,6

0,3

0,3

0,3

510

17Г1С-У

0,15-0,20

0,6

1,55

0,3

0,3

0,3

510-628

СТАЛИ И СПЛАВЫ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ (ГОСТ 5632-72)

КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ
обладают стойкостью против различных видов коррозии

МАРКА

Предел прочности,МПа

12Х18Н9

530

12X18Н9Т

530

17Х18Н9

588

08X22H6T

588

20X2Gh24C2

630

ЖАРОСТОЙКИЕ
стойкие против химического разрушения поверхности в газовых средах при t>550°С. Работают в ненагруженном или слабонагруженном состоянии

12МХ

420

12X1M.D

480

25X1МФ

900

25Х2М1Ф

800

25ХЗМВФ

900

ЖАРОПРОЧНЫЕ
работают в ненагруженном или слабонагруженном состоянии при высоких t° в течение определенного времени. Достаточно жаростойки

08X15М24В4ТР

880

ХН70Ю

880

ХН35ВТЮ

930

ХН70ВМЮТ

980

ХН77ТЮР

1080

АРМАТУРНЫЕ СТАЛИ (свариваемые)

КЛАСС СТАЛИ

МАРКА СТАЛИ

Предел прочности, МПа

Диаметр стержня, мм

A-I

Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс

373

5,5-40

A-II

Ст5сп, Ст5пс, 18Г2С

420

10-80

Ас-II

10ГТ

441

10-32

A-III

35ГС,25Г2С,32Г2Рпс

560

6-40

Ат-Шс

Ст5сп, Ст5пс

590

6-40

A-IV

80С, 20ХГ2Ц

883

10-32

Aт-IV

20ГС

780

10-40

Aт-IVc

25Г2С, 35ГС, 28С, 27ГС

780

10-40

Aт-IVк

10ГС2, 08Г2С, 25С2Р

780

10-32

А-V

23Х2Г2Т

1030

10-32

Ат-V

20ГС, 20ГС2, 10ГС2, 08Г2С, 25Г2С, 28С и др.

980

18-32

Aт-Vк

35ГС,25С2Р

980

18-32

A-VI

22Х2Г2АВ , 22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР

1230

10-22

A-VII

30ХС2

1370-1420

10-32

weldering.com

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *