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.

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+6D_эл)D_эл

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.

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

СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ ОБЫКНОВЕННОГО КАЧЕСТВА (ГОСТ 380-71*)

Подразделяется на 3 группы

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

СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ КАЧЕСТВЕННАЯ КОНСТРУКЦИОННАЯ (ГОСТ 1050-74)

Обозначается цифрой, соответствующей % содержания углерода в сотых долях

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%

СТАЛИ И СПЛАВЫ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ (ГОСТ 5632-72)

АРМАТУРНЫЕ СТАЛИ (свариваемые)

weldering.com