Электроды для высокоуглеродистых сталей: Электроды для высокоуглеродистой стали

alexxlab | 12.06.2020 | 0 | Разное

Содержание

Электроды для высокоуглеродистой стали

Конструкционная сталь, используемая при сваривании металлических изделий разного назначения, выплавляется в мартеновских и открытых электропечах. В результате увеличения процентного содержания углерода в стали, возможно снижение прочности металла, а также у металла появляется большая чувствительность к перегреву, что делает сварочный процесс более сложным. Также воздействие кислорода на сталь оставляет свои следы на его прочности. Образуя оксидные включения, кислород делает сталь более хрупкой.

Высокоуглеродистые стали имеют свойство, из-за которого после воздействия температуры сваривания металл становится более хрупким. Данный процесс в высокоуглеродистых сталях выражен больше, чем в среднеуглеродистых сталях. Также повышается возможность появления трещин. Поэтому перед свариванием обязательно нужно предварительно подогревать свариваемое изделие до температуры 350 – 400 градусов по Цельсию

Последующий отжиг имеет наибольшую важность до остывания нагретого металлического изделия до температуры 20 градусов по Цельсию.

Ввиду многих особенностей высокоуглеродистых сталей было налажено производство электродов, специально предназначенных для проведения сварочных работ с вышеприведенными видами сталей. Это электроды НР-70. Классифицируются они как плавящиеся электроды. Типом покрытия является основное. Для сварки электродами НР-70 используется постоянный ток обратной полярности. Предпочитаемым положением сварочного шва является нижнее.

Основным предназначением электродов НР-70 является ручная дуговая наплавка изношенных концов рельсов обычного производства. Также они используются для работы с рельсами производства из мартеновской стали и поверхностей, имеющих объемную закалку. НР-70 используются для работы с высокоуглеродистыми сталями, входящих в состав рельсов, кроме рельсов, изготовленных с использованием бессемеровской стали.

Сварочные электроды изготавливаются диаметром 4 и 5 миллиметров. Для сварки электродами 4 миллиметра нужно использовать сварочный ток, равный 170 – 190 Ампер, а для диаметра 5 миллиметров – 220 – 240 Ампер. В состав наплавленного металла электродами НР-70 входят молибден, кремний, силиций, титан, хром, фосфор, железо, медь, никель, углерод и сера.

Коэффициент наплавки электродов НР-70 составляет 9 г/Ач. Для наплавки 1 килограмма металла используется примерно 1,6 килограмма электродов НР-70. Как видите, разбрызгивание металла у электродов НР-70 достаточно низкое. При сваривании листовых конструкций из высокоуглеродистой стали толщиной 3 – 4 миллиметра подогрев детали полностью или в месте сварки не обязателен.

Проводя сварочные работы без подогрева, металл такой толщины не будет подвергаться образованию трещин и кристаллизации. При переходе к свариванию более толстого листового металла свариваемое изделие желательно подогревать. Проигнорировав данное требование, сварочный шов может получиться некачественным.

Сварочные электроды | Электроды от Электродгруп | Производство электродов МР, УОНИ, ОЗС, АНО,

При осуществлении сварочных работ важно учитывать специфику и свойства материала. Каждая разновидность имеет свои индивидуальные требования, в особенности это касается выбора марки электрода, оптимально подходящего для того или иного вида стали. Как описывалось в статье Электроды для сварки стали наиболее широкое распространение приходится на электроды для углеродистой стали, так как именно углеродистые стали используется повсеместно. Существуют определенные правила и рекомендации по подбору электродов для работы с углеродистыми сталями. Прежде всего они касаются выбора определенных марок электродов, с которыми Вы можете ознакомиться ниже.

Электроды для сварки углеродистой стали

Как можно понять из названия, углеродистая сталь представляет собой сплав железа с углеродом. Как известно концентрация различных примесей в стали создает сложность при свариваемости металлических изделий. Содержание углерода в свариваемых поверхностях оказывает значительное влияние на процесс работы. Несоблюдение требуемых условий для сварки углеродистой стали может привести к появлению кристаллизационных трещин, низкой прочности соединения металла шва с основным металлом, возникновению трещин в зоне около шва и разбрызгиванию металла во время работы. Основной ошибкой в работе с углеродными сталями, приводящей к появлению вышеуказанных проблем, являются неправильно выбранные сварочные электроды. Существует определенный набор марок, используемых в работе с данной разновидностью материалов.

К примеру, самые распространенные по количеству производства и потребления обеспечивающие продуктивную работу и надежный результат, марки УОНИ, МР, ОЗС и АНО. Электроды этих марок обеспечивают отличную свариваемость углеродистой стали, не допускают образования горячих трещин, перегрев в зоне сварки, вскипание ванны, разбрызгивания. Каждая их этих марок определена своими особенностями:

1. Благодаря своим техническим характеристикам электроды для сварки УОНИ 13/45 и УОНИ 13/55, способствуют значительному снижению содержания водорода в металле шва и предупреждают возникновение распространенных для работы с углеродистыми сталями проблем. Электроды марок УОНИ характеризуются низким уровнем разбрызгивания металла и хорошую отделимость шлаковой корки, что является немаловажным параметром при работе с углеродистыми сталями;

2. Электроды марок МР-3 и МР-3С также являются оптимальным выбором для работы с данной разновидностью металлов. Они обладают высоким уровнем сварочно-технологических свойств, просты в работе, легко производится повторное зажигание дуги, хорошее отделение шлаковой корки, минимальное разбрызгивание металла, сварка на предельно низких токах с источником питания, включаемых в бытовую электросеть, минимальные требования к квалификации сварщика и к сварочному оборудованию, достаточно экономичны;

3. Для сварки по окисленной поверхности оптимальным вариантом являются электроды ОЗС-4,

ОЗС-6 и ОЗС-12, позволяющие без дополнительных усилий и процедур создавать швы с высоким товарным видом и самоотделяемой шлаковой коркой;

4. АНО-21 – высококачественная марка электродов с рутиловым покрытием, которая значительно облегчает сварку углеродистых сталей. Наряду с остальными преимуществами, характерными для электродов этой категории, данная марка отлично подходит для сварки малогабаритных трансформаторов.

Марки электродов для углеродистой стали УОНИ 13/45, УОНИ 13/55, МР-3, МР-3С, ОЗС-4, ОЗС-6, ОЗС-12, АНО-21

Цена на электроды для углеродистой стали УОНИ 13/45, УОНИ 13/55, МР-3, МР-3С, ОЗС-4, ОЗС-6, ОЗС-12, АНО-21

Электроды для сварки разнородных сталей и сплавов

Марка электрода	Тип электрода по ГОСТ 10052-75 или тип наплавленного металла	Назначение (применительно к сварке разнородных сталей и сплавов)	Дополнительная область применения
АНЖР-1	08Х24Н60М10Г2	Сварка теплоустойчивых сталей с высоколегированными жаропрочными сталями	Сварка закаливаемых сталей без предварительного подогрева и последующей термообработки. Рабочая температура до 550-660⁰С
АНЖР-2	08Х24Н60М10Г2	Сварка теплоустойчивых сталей с высоколегированными жаропрочными сталями	Сварка закаливаемых сталей без предварительного подогрева и последующей термообработки. Рабочая температура до 450-550⁰С
ОЗЛ-27	20Х26Н10М3Г2	Сварка углеродистых сталей с легированными, в том числе неконструкционными трудносвариваемыми сталями	Сварка чугуна
ОЗЛ-28	20Х27Н8Г2М	Сварка углеродистых сталей с легированными, в том числе неконструкционными трудносвариваемыми сталями	Сварка чугуна
ОЗЛ-6	Э-10Х25Н13Г2	Сварка углеродистых и низколегированных сталей с высоколегированными аустенитными сталями	См. группу электродов для сварки жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов
ОЗЛ-6С	Э-10Х25Н13Г2	Сварка углеродистых и низколегированных сталей с высоколегированными аустенитными сталями
НИАТ-5	Э-11Х15Н25М6АГ2	Сварка низколегированных и легированных сталей с высоколегированными аустенитными сталями	См. группу электродов для сварки легированных сталей повышенной и высокой прочности
ЭА-395/9	08Х16Н26М6АГ2	Сварка углеродистых и низколегированных сталей с высоколегированными аустенитными сталями	См. группу электродов для сварки легированных сталей повышенной и высокой прочности
ЭА-981/15	10Х15Н25М6Г2АФ	Сварка низколегированных и легированных сталей с высоколегированными аустенитными сталями	См. группу электродов для сварки легированных сталей повышенной и высокой прочности
ЭА-112/15	10Х15Н25М6Г2АФ	Сварка низколегированных и легированных сталей с высоколегированными аустенитными сталями	См. группу электродов для сварки легированных сталей повышенной и высокой прочности
НИИ-48Г	Э-10Х20Н9Г6С	Сварка низколегированных, специальных и высокомарганцовистых сталей типа 110Г13Л с высоколегированными аустенитными сталями	См. группу электродов для сварки специализированных сталей
ОЗЛ-19	10Х23Н12Г	Сварка высокомар-ганцовистой стали марки 110Г13Л с легированными сталями типа 30ХГСА и углеродистыми сталями типа сталь 35	См. группу электродов для сварки специализированных сталей
ОЗЛ-25Б	Э-10Х20Н70Г2М2Б2В	Сварка разнородных сталей	См. группу электродов для сварки жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов
ВИ-ИМ-1	06Х20Н60М14В	Сварка разнородных сталей и сплавов	См. группу электродов для сварки жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов
ИМЕТ-10	Э-04Х10Н60М24	Сварка разнородных жаропрочных сталей и сплавов	См. группу электродов для сварки жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов
ОЗЛ-44	10Х20Н75М2Г2БТЮФ	Сварка разнородных сталей и сплавов	См. группу электродов для сварки специализированных сталей
ЦТ-28	Э-08Х14Н65М15В4Г2	Сварка перлитных и хромистых сталей со сплавами на никелевой основе	См. группу электродов для сварки жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов
ОЗЛ-32	10Н95Г2	Сварка углеродистых и высоколегированных коррозионно-стойких сталей с никелем	См. группу электродов для сварки цветных металлов
В-56У	05Н70Д30	Сварка углеродистых сталей с монель-металлом	См. группу электродов для сварки цветных металлов

что легче сваривать и что труднее

Для улучшения свойств и характеристик сталей, в их состав вводят различные добавки. Изменяя кристаллическую решетку материала, добавки влияют не только на прочность или коррозионную стойкость материала, но и на способность к свариванию. Для некоторых сплавов сварка проходит очень легко, но есть материалы, требующие особого подхода.

Углеродистые

Одной из самых распространенных добавок при производстве стали, безусловно, является углерод. Согласно ГОСТ 380-2005, в зависимости от его количества в составе сталей, последние могут быть:

низкоуглеродистыми, с содержанием углерода не более 0,25% от объема;
среднеуглеродистыми, содержащие углерод в количестве 0,25%-0,6%;
высокоуглеродистые, в которых содержится от 0,6% до 2,07% углерода от объема материала.

Сварка углеродистых сталей характеризуется рядом особенностей, позволяющих получить качественный однородный шов.

При соединении деталей из углеродистых сталей, их располагают так, чтобы шов оказался «на весу». Для этого детали на столе для сварки надежно фиксируют при помощи приспособлений для сборки – струбцин, скоб, тисков.

В начале и конце шва устанавливают специальные планки из того же материала, что и свариваемые детали. Начало и окончание процесса сварки происходит на этих планках. Таким образом, шов по всей длине получается однородным, обладающим стабильными свойствами и имеющим точные заданные характеристики.

Закрепив детали и разгонные планки в нужном положении, проводят прихватки металла по длине шва. Предпочтительно делать прихватки с обратной стороны шва.

Если толщина свариваемых деталей велика и планируется производить многослойную сварку в несколько проходов, прихватки допускается производить с лицевой стороны шва.

При многослойной сварке, каждый предыдущий слой осматривают на наличие трещин и непроваров. При их обнаружении металл шва срезают, разделывают кромки, и процесс повторяют.

Главное требование при сваривании заключается в том, что прочность металла шва и околошовной области не должна уступать прочности металла деталей.

Низкоуглеродистые

Малоуглеродистая сталь, имеющая в своем составе, помимо углерода еще и легирующие добавки сваривается, как правило, с применением любой из сварочных технологий.

Работа не требует высокой квалификации сварщика. Такие материалы относятся к числу хорошо свариваемых сталей. Поэтому здесь может с успехом применяться обычная дуговая сварка.

Особенностями сварки низкоуглеродистых сталей является пониженное содержание углерода в металле шва и увеличенное количество легирующих добавок, поэтому возможно некоторое упрочнение металла шва по отношению к металлу деталей.

Еще одной проблемой, которую следует учитывать, является повышенная хрупкость шва при выполнении многослойной сварки.

Для выполнения соединений низкоуглеродистых сталей применяются электроды с рутиловым и кальциево-фтористорутиловым покрытием. Профессиональные сварщики используют электроды, в обмазку которых добавляют немного порошка железа. Из электродов, выпускаемых промышленностью, для сварки подходят следующие марки: УОНИ-13/85, ЦЛ-14, ЦЛ-18-63.

Стали с малым количеством углерода легко сваривать, применяя ацетилен. При этом даже можно обойтись без использования флюса, а газ расходуется в небольшом объеме.

Для получения качественного стыка, обладающего прочностью, не меньшей, чем основной металл, применяют кремнемарганцевую сварочную проволоку. По окончании работы со швом пламя не гасят и не снимают его со стыка деталей, а плавно отклоняют, давая шву остыть.

Если убрать пламя сразу, то без флюса материал шва, будучи разогретым, окислится. Чтобы придать шву лучшие прочностные свойства, металл шва, как правило, проковывают и подвергают термической обработке.

Среднеуглеродистые

Из-за большого количества углерода соединение таких деталей осложняется. В результатах работы это выражается в том, что металл детали и сварного стыка может быть различной прочности. Помимо этого вблизи кромок шва могут образовываться трещины и очаги с ярко выраженной хрупкостью материала.

Чтобы избежать указанных недостатков, применяют электроды, в составе материала которых содержится низкое количество углерода.

При повышении тока, необходимом для разогрева соединяемых деталей, возможно проплавление основного металла. Чтобы исключить подобные случаи, производится разделка кромок соединяемых деталей.

Еще одним мероприятием по повышению качества соединения является предварительный разогрев и постоянный подогрев деталей в процессе. При сваривании сталей полуавтоматом для повышения качества шва лучше осуществлять движения электродом не поперек, а вдоль стыка деталей и использовать короткую дугу. Для работы применяют электроды марок УОНИ-13/55, УОНИ-13/65, ОЗС-2, К-5а.

При использовании ацетилена для сварки среднеуглеродистых сталей добиваются такого пламени горелки, при котором расход газа составит 75-100 дм³/ч. Для изделий, имеющих толщину 3 миллиметра и более, применяется общий подогрев до 250-300 °C или местный до 600-650 °C.

После сварки шов проковывают и подвергают термической обработке. Для сварки изделий из металла с количеством углерода, близким по содержанию к высокоуглеродистым сталям, используют специальный флюс.

Высокоуглеродистые

Стали с высоким содержанием углерода очень плохо поддаются сварке. Для соединения деталей из таких материалов применяются другие альтернативные способы.

Сварка высокоуглеродистых сталей, стойких к коррозии, осуществляется только при проведении ремонтных работ.

В этом случае применяется предварительный прогрев области шва до 250-300 °C и последующая термообработка шва. Совершенно не допускается производить сварочные работы с высокоуглеродистыми сталями при температуре воздуха ниже 5 °C или при наличии на месте сварочных работ сквозняков.

При соблюдении всех условий, сварка высокоуглеродистых сталей производится теми же приемами, что и среднеуглеродистых.

Допускается газовая сварка ацетиленом. Мощность пламени горелки должна обеспечивать расход газа в пределах 75-90 дм³/ч на 1 миллиметр толщины шва.

Для предотвращения окисления, используются флюсы, составы которых аналогичны флюсам, используемым при сварке среднеуглеродистых сталей. После газовой сварки осуществляется проковка шва с последующим отпуском.

Аустенитные

Аустенитными сталями называют материалы, в составе которых присутствует высокотемпературная фаза железа – аустенит. Они входят, например, в группу хромоникелевых сталей, которые могут работать в различных агрессивных средах и при очень больших значениях температур.

Главной особенностью при сварке коррозионностойкой стали, является необходимость обеспечения стойкости к межкристаллической коррозии в околошовной зоне.

Проблема заключается в том, что даже при предварительном подогреве стали, по границам нагрева из кристаллической решетки выпадают карбиды хрома. В результате уменьшения количества этого элемента в составе материала, при повторном нагреве на границах появляются коррозионные растрескивания.

На практике может понадобиться создание конструкций с использованием аустенитных сталей с хромоникелевыми легирующими добавками, которые будут работать в условиях высоких температур. Для сварки таких конструкций нужно выбирать материалы, в которых содержание углерода возможно низкое.

Если необходимо, чтобы процентное содержание углерода было выше, и при этом конструкции из стали выполняли свое назначение в условиях агрессивных сред и высоких температур, нужно выбирать легирующую добавку, близкую по свойствам к углероду.

В качестве такой добавки может использоваться титан, цирконий, тантал, ванадий, вольфрам. Эти элементы связывают углерод, который выделяется из стали в процессе последующего нагрева, и препятствуют обеднению околошовных участков в процессе сварки.

Нержавейка

Чаще всего нержавеющие стали, используемые в промышленности, получают свои антикоррозийные свойства посредством введения легирующих добавок – хрома и никеля.

При сварке хромированных деталей необходимо учитывать, что при высокой температуре (более 500 °C), возможно окисление стыка деталей.

Чтобы избежать этого применяют аргонодуговую сварку, или TIG-сварку (ТИГ). Такая технология предусматривает осуществление сварочных операций без доступа воздуха непосредственно к зоне сварки. Соответственно отсутствие кислорода, наличие которого в воздухе обязательно, устраняет предпосылки к окислению материала.

Ограничение доступа воздуха осуществляется путем введения в зону сварки аргона, инертного газа, который будучи тяжелее воздуха, вытесняет его. Иногда такой способ называют сваркой стали аргоном. На самом деле сталь либо просто сваривается между собой дугой, либо с помощью присадочного материала.

Для аргонодуговой сварки требуется специальное оборудование. Работы ведутся неплавящимися вольфрамовыми электродами, требования к которым определяются ГОСТ 10052-75.

Вторая проблема заключается в следующем. Нержавеющие стали имеют высокий коэффициент температурного расширения, и при сварке листовой стали, когда стык имеет большую длину в сравнении с линейными размерами детали, в процессе остывания возможно искривление сварочного шва.

Проблема решается путем выставления зазоров между листами и применением прихваток, фиксирующих детали в нужном положении.

Инструментальные

Инструментальная сталь относится к числу твердых, стойких к механическим воздействиям материалов. Из нее изготавливают слесарные, столярные инструменты, части оборудования для различных отраслей промышленности.

Рабочие органы инструментов – сверла, резцы, назначение которых воздействовать на материалы с целью их обработки, очевидно должны быть прочнее и тверже обрабатываемых материалов. Достигаются такие свойства путем включения в состав большого количества углерода и легирующих добавок – никеля, хрома, молибдена.

Сварка инструментальной стали применяется при ремонте оборудования, инструментов. В этом случае к сварочным швам предъявляются высокие требования: стыки должны быть однородными с остальной частью материала, а их прочность не должна отличаться во избежание возникновения концентрации напряжений при работе.

Чтобы обеспечить соблюдение таких требований необходимо применять специальные электроды. В большинстве случаев это могут быть УОНИ-13/НЖ/20Ж13.

При сварке специальных углеродистых сталей, применение которых узконаправлено, используются электроды, разработанные для определенных марок.

При правильном определении характеристик материала, типа сварки и режимов, при использовании электродов соответствующих марок, сварочные швы будут обладать высокой прочностью и коррозионной стойкостью.

Сварка высоколегированных сталей – технология и режимы

1 / 1

Виды сталей с количеством легирующих элементов от 10 до 55% называются высоколегированными. Кроме того, существуют высоколегированные сплавы на железоникелевой и никелевой основах. Состав этих материалов описан ГОСТом 5632 – 72. Всего описано 94 марки стали и 22 марки сплавов. Существуют различные системы их классификации. Наибольшее распространение получила классификация по типу легирующих добавок. По этому принципу различают следующие виды высоколегированных сталей:

хромистые;
хромомарганцевые;
хромоникелевые;
хромоникелемарганцевые;
хромомарганцеазотистые.

Не лишним будет упомянуть самые распространенные высоколегированные сплавы: никелевые, никелехромистые, никелехромовольфрамовые и никелехромокобальтовые. Эти материалы обладают уникальными полезными свойствами, широко применяются в изготовлении ответственных изделий и требуют особых методов сварки.

Режим сварки высоколегированных сталей

Различные требования предъявляются к сварным швам таких сталей в зависимости от того, в каком качестве их используют: хладостойких, жаропрочных или коррозиестойких. Для получения шва нужных свойств применяют различные режимы сварки, которые, в совокупности с последующей термообработкой, дадут необходимый результат.

Присущий в этих сталях низкий коэффициент теплопроводности способствует перегреву, как в самом шве, так и в околошовной зоне. Это увеличивает глубину проплавления и способствует короблению металла. Другой особенностью высоколегированных сталей является высокое сопротивление прохождению электрического тока, результатом чего может стать перегрев сварочной проволоки или электрода. Для нивелирования этих особенностей применяют режимы со следующими характеристиками:

максимальная концентрация тепловой энергии;
уменьшенная длина электрода или сварочной проволоки;
увеличенная скорость подачи электрода;
уменьшенная плотность сварочного тока.

Например, при толщине свариваемого материала равной 2 мм. выбирают электрод диаметром 2 мм., длиной 150 – 200 мм. Сваривание проводят током 30 – 50 ампер.

Выбор электродов

Электроды с основным покрытием не используются для сварки аустенитных сталей, так как они провоцируют науглероживание шва, результатом которого будет пониженная стойкость к межкристаллической коррозии. Это явление провоцируется разложением мрамора, который присутствует в этом покрытии в большом количестве. Электроды с рутило-основными и рутило-флюоритноосновными покрытиями – группа, предназначенная для сваривания высоколегированных сталей.

Аустенитная сталь является разновидностью нержавеющих сталей, которые делятся на четыре типа:

Главная особенность аустенитной группы состоит в способности не увеличивать твердость при тепловых воздействиях. В эту группу входит сплав 20, который работает в горячей серной кислоте. Серия 300 (из этой группы) используется для изготовления посуды. Стали 309 и 310 используются для работы при температурах 800 С⁰.

ГОСТ 2246 – 70 содержит 41 марку сварочной проволоки, которая предназначена для сваривания высоколегированных сталей. В качестве примера можно привести следующие марки: Св-04Х19Н9, Св-05Х19Н9Ф3С2, Св-06Х19Н9Т, Св-07Х19Н10Б, Св-08Х20Н9С2БТЮ, Св-10Х16Н25М6А.

ГОСТ 10052 – 75 содержит 49 типов электродов. Вот наиболее популярные: Э-02Х19Н9Б, Э-04Х20Н9, Э-07Х20Н9, Э-06Х22Н9, Э-06Х13Н, Э-08Х20Н9Г2Б, Э-08Х14Н65М15В4Г2, Э-10Х20Н70Г2М2В.

Может возникнуть естественный вопрос о том, для чего такое количество типов сварочной проволоки и электродов. Многообразие типов проволоки и электродов вытекает из разнообразия требований к сварным швам. Как мы уже упоминали ранее: от швов требуют различных качеств в зависимости от того, в каких условиях будет работать то или иное сварное изделие. В зависимости от назначения сварного изделия, по микроструктуре и марке свариваемой детали подбирается марка электрода или сварочной проволоки, вид покрытия (обмазка) и режим сварки.

Как вы могли уже заметить, сварка высоколегированных сталей не является простым процессом. Для ведения работ необходимо обладать достаточными знаниями и немалым опытом. Нужно иметь справочную литературу и уметь ею пользоваться. Это необходимые условия для получения качественного результата сваркия таких материалов.

В домашних условиях, где требования к надежности и долговечности соединения не столь критичны, можно практиковать сварку таких материалов, если знать их марку и иметь таблицу для подбора электродов. К тому же необходимо уметь читать обозначения на электродах. Условные обозначения оговариваются в ГОСТе 9466 – 75. Вторая строка обозначения содержит группу индексов, по которым можно определить характеристики металла шва и наплавленного металла. Аустенитно-ферритная группа имеет четыре цифровых индекса, остальные три. Цифрами закодировано:

первый индекс – стойкость против межкристаллической коррозии;
второй индекс – максимальная температура, при которой рекомендовано применение изделия;
третий индекс – допустимая рабочая температура для изделий, сваренных этими электродами;
четвертый индекс – содержание ферритной фазы (необходимо для обеспечения аустенитно-ферритной структуры наплавленного металла).

Все эти сведения можно найти и в паспортах на конкретные электроды.

Выбор флюсов

Соединение высоколегированных сталей можно проводить под слоем флюса, что способствует получению сварочных соединений высокого качества и надежности. Однако особенности технологии позволяют применять такой вид сварки только к швам в нижнем положении. Разработано большое количество марок флюса для разных марок свариваемых материалов. Подбирать их необходимо со знанием дела. В качестве примера можно привести состав одного из характерных видов флюса:

мрамор 28%;
фарфор 30%;
ферромарганец 10%;
ферросилиция 6%;
ферротитана 6%;
двуокиси титана 20%

Это состав флюса марки НЖ-8.

Выбор защитного газа

Сам процесс сварки был уже неоднократно описан нами, остается только заметить, что и в случае сварки высоколегированных сталей используются те же защитные газы: аргон, гелий, смеси на основа аргона. Отмечается улучшение комфортности при ведении работ в связи со значительным повышением стабильности дуги. Выбором состава газа или их смесей, а также подмешиванием других видов газов, можно существенно влиять на свойства шва и околошовной зоны.

#TITLE# || KOBELCO – KOBE STEEL, LTD. –

Сварка среднеуглеродистой / высокоуглеродистой стали и специальных сталей

Предыдущая страница

5. Рекомендации для предотвращения растрескивания

(1) Причины образования трещин в сварных швах

В целом, трещины в среднеуглеродистых и высокоуглеродистых сталях могут образовываться спустя некоторое время после завершения сварки. Такое растрескивание называется холодным растрескиванием или замедленным растрескиванием. Хотя растрескивание при затвердевании сразу после завершения сварки тоже случается нередко, ниже речь пойдет о замедленном растрескивании, которое представляет собой более частое явление.

Считается, что основные причины замедленного растрескивания связаны с тремя следующими факторами:
– Затвердение околошовной зоны;
– Присутствие большого количества диффузного водорода в сварочном металле;
– Высокое напряжение.

(2) Предотвращение замедленного растрескивания

・Предотвращение затвердения околошовной зоны

Хотя важно выбирать сталь с возможно низким углеродным эквивалентом, в этом существуют определенные ограничения. В процессе сварки самым эффективным способом предотвратить замедленное растрескивание является предварительный прогрев. Это очевидно из Илл. 3 на странице 34. Предварительный прогрев основного металла позволяет сократить скорость остывания после сварки, что сдерживает затвердение околошовной зоны. Оптимальная температура предварительного прогрева зависит от углеродного эквивалента стали (Ceq.) и толщины плиты. В качестве общих рекомендаций, температуры предварительного прогрева приводятся в таблице рекомендуемых сварочных материалов в разделе 6.

・Снижение содержание диффузного водорода в сварочном металле

Диффузный водород проникает в сварочный металл во время сварки из влаги, содержащейся в сварочных материалах, на поверхности кромок и в атмосфере. Водород, проникший в сварочный металл, может со временем диффундировать, и часть его достигает околошовной зоны, вызывая образование трещин своим давлением.

Есть несколько способов снизить содержание диффузного водорода в сварочном металле, в частности:

①: Использование низководородных электродов при дуговой сварке в среде защитного газа.
②: Использование сплошной проволоки при дуговой сварке в среде защитного газа, что позволяет снизить уровень содержания водорода.
③: Немедленная тепловая обработка соединения после сварки при температуре 300～350℃ для удаления водорода.

При использовании электродов низководородного типа очень важно контролировать повторную просушку. Если низководородные электроды находятся в атмосферных условиях, они абсорбируют влагу, как показано на Илл. 5, поэтому необходима повторная просушка, когда содержание влаги достигает 0,3 – 0,5% (различается в зависимости от типа покрытого электрода).

Илл. 5 Кривые абсорбции влаги для электродов низкоуглеродного типа

・Сведение напряжения к минимуму

огда деформирующая сила (стресс), созданная в процессе сварки, не высвобождается из сварного соединения, можно сказать, что такое соединение находится под большим напряжением. Обычно стресс может быть высвобожден из сварного соединения в том случае, если соединение способно к деформации. Однако при большой толщине пластины и в структурах сложной конфигурации стресс не может быть высвобожден путем деформации соединения, поэтому стресс часто высвобождается за счет образования трещин.

Это причина частого растрескивания в тех случаях, когда напряжение сварного соединения велико. Чтобы снизить напряжение, необходимо проектировать строения из более тонких пластин стали и более простой конфигурации. Однако в таком подходе есть свои ограничения. Поэтому более практичным способом является избегание сварки на участках концентрированного напряжения, а также сварка в правильной последовательности, что позволяет свести к минимуму концентрацию напряжения.

Если после принятия мер против затвердения околошовной зоны, диффузного водорода и напряжения остается риск образования трещин, отжиг после сварки для высвобождения напряжения может оказаться эффективным. По возможности, следует производить отжиг при температуре 600～650℃ в течение часа на 25 mm толщины пластины немедленно после завершения сварки, после чего соединение должно быть охлаждено в печи.

6. Температура предварительного подогрева и рекомендуемые сварочные материалы для машинных конструкционных сталей и для стальных отливок и ковок.

Подробнее о каждом товаре

7. Советы для получения сварочных соединений лучшего качества

①: Обязательно просушите покрытые электроды для дуговой сварки в среде защитного газа.
②: Сварка MAG дает глубокое проплавление, поэтому сварочный металл склонен к горячему растрескиванию, что в большой мере зависит от химического состава основного металла. Поэтому рекомендуется применять более слабый сварочный ток, чтобы получить менее глубокое проплавление. Например, 220A или ниже для проволоки диаметром 1,2 mm.
③: Хотя температура предварительного прогрева варьируется в зависимости от углеродного эквивалента, толщины пластины и величины напряжения, целесообразнее применять более высокую температуру предварительного прогрева, чтобы предотвратить холодное растрескивание.
④: Немедленная тепловая обработка после сварки проводится для удаления водорода. Она должна выполняться непосредственно после завершения сварки при температуре 300～350℃ в течение 30～60 минуть, после чего должно проводиться медленное охлаждение.
⑤: Путем послесварочного снижения напряжения (SR) посредством отжига при температуре 600～650℃ в течение часа на 25 mm толщины пластины, с целью повышения сопротивляемости растрескиванию и снижения твердости околошовной зоны, можно получить более прочные сварочные соединения.

3.Факторы, которые должны быть учтены в отношении соединений разнородных металлов4.Сварные соединения

Верх страницы

оборудование, основные способы и технология их выполнения

Сталью называют сплав железа с углеродом, когда концентрация последнего составляет от 0,02% до 2,14%.

С повышением содержания углерода растут показатели прочности и твердости материала, однако, снижаются его пластичность и вязкость. Поэтому процентное соотношение C к Fe является основным критерием классификации стали, разделившим ее на три группы:

Низкоуглеродистая (0,02-0,3%) – мягкие, ковкие сплавы общего применения, которые часто используются в быту (например, в виде прокатного профиля), а также в ненагруженных узлах строительных конструкций, промышленных деталей и механизмов.
Среднеуглеродистые (0,3-0,6%) – сбалансированные сплавы, зачастую обладающие хорошими показателями упругости, стойкости к деформациям и усталостным нагрузкам. Применяются в машиностроении и электротехнике, в том числе для изготовления пружин, рессор, контактных пластин. Ограниченно применяются для изготовления приборов и инструментов.
Высокоуглеродистые (0,6-2,14%) – прочные, но относительно хрупкие сплавы, применяющиеся для изготовления ответственных изделий, в том числе инструментов и их режущих кромок, подшипников, дроби для абразивной обработки, стальных канатов и тросов, измерительных приборов.

Кроме того, в углеродистых сталях содержатся примеси других элементов в количестве, недостаточном для того, чтобы материал считался легированным. Допустимо наличие в структуре сплава:

кремния – не более 1%;
марганца – не более 1%;
фосфора – не более 0,06%
серы – не более 0,05%;
азота, водорода и кислорода в незначительных количествах.

Фосфор, сера и газы являются нежелательными примесями, долю которых в углеродистой стали стараются свести к минимуму. В качестве микролегирования могут использоваться такие присадки, как титан, цирконий, бор, лантаноиды и некоторые другие элементы.

Значительное влияние на качество стали и ее эксплуатационные характеристики оказывает технология производства, режимы последующей термообработки и другие металлургические параметры. В общем виде классификацию сталей по методу их изготовления, назначению, содержанию тех или иных веществ можно представить в виде таблицы.

Углеродистая сталь
Конструкционная					Инструментальная
Обычного качества			Качественная		Качественная (У7-У13)	Высококачественная (У7А-У13А)
Группа «А» – с гарантированными механическими свойствами	Группа «Б» – с гарантированным химическим составом	Группа «В» – с гарантированными механическими свойствами и химическим составом	С нормальным содержанием марганца	С повышенным содержанием марганца
По степени раскисленности: КП (кипящая), ПС (полуспокойная), СП (спокойная)			По содержанию углерода: низко-, средне- и высокоуглеродистая

В качестве вида стали может указываться способ ее производства. Углеродистые стали могут изготавливаться как в мартеновских и кислородно-конвертерных печах, так и электросталеплавильным методом. Последний обеспечивает большую стабильность свойств и характеристик готового продукта.

Выбор оборудования

Тип и эксплуатационные особенности сварочного оборудования для работы с углеродистыми сталями варьируются в достаточно широких пределах и зависят от таких факторов, как:

выбранный метод сварки;
характеристики заготовок;
требуемое качество шва;
расчетный режим сварки;
особенности внешней среды;
требуемая производительность;
финансово-экономические критерии.

Чаще всего углеродистые стали соединяют одним из методов электродуговой сварки. Если предполагается ручная сварка и объем работ относительно мал, можно воспользоваться обычным сварочным инвертором, главные достоинства которого – компактность и дешевизна. Хорошим выбором станут модели Fubag IR 200, Wester MMA-VRD 200, Elitech АИС 200, Ресанта САИ-220 и другие.

Примерная стоимость аппаратов Ресанта САИ-220 на Яндекс.маркет

В противном случае, лучше отдать предпочтение промышленным трансформаторам с большей производительностью, например, Кавик ТДМ-252У2 (250 А, 12 кВт) или Brima ТДМ1-315-1 (315 А, 24 кВт). В зонах, где подключение к электрической сети невозможно или затруднено, используются сварочные генераторы, оснащенные двигателями внутреннего сгорания.

Для полуавтоматической сварки в среде защитных газов или под слоем флюса применяются специализированные сварочные аппараты комбинированной конструкции, которые обеспечивают генерирование сварочного тока, а также подачу в зону сварки защитного газа и плавящегося электрода (кроме того, может подаваться присадочная проволока). В нише бюджетных моделей лидирует Aurora Overman 180, в топовом сегменте – Blueweld Starmig 210 Dual Synergic.

Примерная стоимость аппаратов Aurora overman на Яндекс.маркет

Для газовой сварки потребуется наличие кислородного и ацетиленового баллонов с манометрами, гибких шлангов и горелки, позволяющей регулировать пропорциональное соотношение газов. Оборудование альтернативных видов сварки специфично, оно относится к промышленным аппаратам и крайне редко используется в быту.

Способы сварки низкоуглеродистых сталей

Низкоуглеродистые стали относятся к хорошо свариваемым материалам и практически не требуют предварительной подготовки заготовок. Если их толщина не превышает 4 мм, кромкование не проводится, а все предварительные операции ограничиваются очисткой и обезжириванием стыка. В ряде случаев, например, при сварке крупногабаритных изделий, проводится предварительный прогрев в печи до 150-200℃. Другие особенности диктуются конкретным видом сварки.

Ручная дуговая сварка

Ручная дуговая сварка проводится покрытым плавящимся электродом с углом наклона в 40-50° в направлении движения инструмента.

Для предотвращения образования закалочных структур рекомендуется выполнять швы каскадом или горкой, что способствует равномерному теплообмену с окружающим металлом и медленному остыванию стыка. Если заготовки уже подвергались закалке, шов наносят послойно, после каждого подхода ожидая полного его остывания.

Особые рекомендации даются в случае устранения трещин, сколов и других дефектов в деталях из низкоуглеродистой стали. В таком случае выбранный тип шва должен обеспечить достаточное заглубление сварочной ванны, что достигается повышением тока или сокращением длины дуги до 1-1,5 мм. Вне зависимости от размера дефекта, длина шва не должна быть меньше 100 мм. При работе с ответственными деталями зону стыка обрабатывают растворами, предотвращающими коррозию.

Дуговая сварка в защитных газах

Роль защитной среды при электродуговой сварке чаще всего играет углекислый газ (MAG-технология). Более эффективную защиту обеспечивает смесь активных газов (не более 30% кислорода) или сочетание углекислого газа с аргоном. Для ответственных соединений зачастую выбирается MIG-сварка, которая предполагает подачу к стыку аргона или гелия.

Самым распространенным присадочным материалом при дуговой сварке низкоуглеродистой стали в защитной среде является проволока Св-08Г2С. Ее подают одновременно с началом сварки, то есть через 5-15 секунд после поступления газа к стыку. Для верхнего положения используется проволока диаметром до 1,2 мм, для нижнего – до 3 мм. Угол ведения материала составляет 30-40°, электрод ведется строго перпендикулярно поверхности.

Сварка под флюсом

Автоматическая и полуавтоматическая сварка низкоуглеродистых сталей проводится под слоем флюса плавящимся прутком СВ-08 (-А, -ГА) диаметром от 1,2 до 3 мм. Роль защитных составов обычно играет смесь АН-348-А или ОСЦ-45.

Обратите внимание, что при сварке без разделывания кромок в зоне шва может повыситься содержание углерода, что повысит прочность соединения, но снизит его пластичные свойства.

Полуавтоматическая сварка малопригодна для создания угловых и сложносоставных соединений низкоуглеродистой стали, так как способствует образованию закалочных структур в околошовной зоне. Частично решить эту проблему позволяет предварительный прогрев заготовок.

Способы сварки среднеуглеродистых сталей

При сварке среднеуглеродистых сталей велик риск образования кристаллизационных трещин и закалочных структур в околошовной зоне, что, в свою очередь, снижает долговечность соединения и негативно влияет на его показатели упругости. Поэтому главными требованиями к сварке такого материала становятся особые щадящие режимы проведения работ, защита шва от образования пор и пузырьков воздуха, снижение содержания углерода в зоне стыка.

Сварка в защитной среде

При соединении заготовок из среднеуглеродистых сталей используется MIG-технология, схожая с технологией сварки низкоуглеродистых сталей. Обязательным условием является предварительный прогрев заготовок до температуры около 200℃. Применяются электроды с низким содержанием карбона и наличием дополнительных микролегирующих элементов: фтора, кальция, марганца и кремния. К ним относятся изделия марок УОНИ-13/45 (-55, -65), УП-1/45, УП-2/45, ОЗС-2, К-5А и другие.

Примерная стоимость электродов УОНИ 13/55 на Яндекс.маркет

Диаметр электрода обычно лежит в пределах 2-6 мм и определяется толщиной свариваемых заготовок. От него, в свою очередь, зависит режим сварки. Так, сила тока при сварке 3-миллиметровыми электродами в нижнем положении составляет 80-100 А, диаметру в 4 мм соответствуют значения 130-200 А, 5-миллиметровыми изделиями работают при токе 170-280 А, а 6-миллиметровыми – 210-380 А. Температура прокаливания электродов варьируется в пределах 250-400℃.

Сварка полуавтоматом

Полуавтоматическая сварка среднеуглеродистых сталей требует раздельной структуры шва, то есть его наложения в несколько ванн. При этом рекомендуется работать короткой дугой и полностью исключить любые движения электродом, кроме продольных. Как и в случае с MIG-сваркой, заготовки прогревают до температуры не более 200℃.

Особое внимание уделяется разделыванию кромок на толстых заготовках. Скосы выполняют под углом 35-45°, тщательно зачищают и обезжиривают. Важно обеспечить высокие показатели коррозионной стойкости шва. Для сохранения его упругости принимают меры для медленного и равномерного остывания стыка.

Газовая сварка

Надежным способом соединения среднеуглеродистых сталей является газовая сварка, которая может проводиться даже при низких температурах. Используется «левая» технология со стандартным или слабо науглероживающим пламенем интенсивностью 75-100 куб. м в час. При чрезмерной мощности сваривания велик риск прожогов или нежелательной закалки стыка.

После выполнения газовой сварки заготовок из среднеуглеродистой стали рекомендуется выполнить их отпуск или отжиг. При этом локальный нагрев шва не должен превышать 650℃, а общий нагрев заготовок – 350℃. Альтернативным способом является проковка стыка.

Сварка высокоуглеродистых сталей

Высокоуглеродистые стали относятся к сложно свариваемым и ограниченно свариваемым материалам ввиду их особой склонности к закалке, образованию трещин и других термических дефектов. Ввиду высокой сложности выполнения работ ручные методы электродуговой сварки практически не используются.

Газовая сварка

Основным методом соединения заготовок из высокоуглеродистой стали является газовая сварка с предварительным прогревом до 200-300℃. В ряде случаев используется и сопутствующий подогрев. Работы проводятся восстановительным пламенем или пламенем с небольшим избытком ацетилена, интенсивность – не более 90 куб. дм в час. Используется «левый» способ, позволяющий снизить время термического воздействия на металл.

В качестве присадки используется проволока Св-15 или Св-15Г, иногда – проволоки, легированные хромом, никелем, марганцем. В отличие от среднеуглеродистых сталей высокоуглеродистые не рекомендуется обрабатывать ковкой. В случае необходимости выполняется их отпуск или отжиг с полным прогревом заготовок до 350-400℃.

Другие способы сварки

Альтернативным способом соединения высокоуглеродистых сталей является лучевая сварка, которая подразделяется на электролучевую (направленный поток заряженных частиц) и лазерную (направленный поток фотонов). К недостаткам этих технологий можно отнести высокую сложность и дороговизну оборудования, к преимуществам – высокую скорость и точность проведения работ, короткое время и малую площадь температурного воздействия на стык.

Ограниченно применяются технологии контактной, плазменной, электрошлаковой сварки, которые требуют значительных ресурсозатрат, однако, не решают всех проблем, связанных с сообщением необходимых механических свойств шву. Одним из перспективных направлений является соединение заготовок высокоуглеродистых сталей между собой и с другими материалами сваркой трением.

# НАЗВАНИЕ № || КОБЕЛКО – КОБЕ СТАЛЬ, ООО. –

Сварка средне / высокоуглеродистых сталей и специальных сталей

5. Соображения о трещинах

(1) Причины трещин сварных швов

Обычно трещины в средне / высокоуглеродистой стали могут возникать по прошествии некоторого времени после окончания сварки. Эти трещины называются холодными трещинами или замедленными трещинами.

Хотя трещины затвердевания, которые могут возникнуть сразу после окончания сварки, также не редкость, более частые замедленные трещины описаны ниже.

Считается, что основные причины отложенных трещин связаны со следующими тремя пунктами.
・ Закалка ЗТВ
・ Наличие большого количества диффундирующего водорода в металле шва
・ Большое ограничение

(2) Предотвращение образования замедленных трещин

・ Предотвращение затвердевания ЗТВ

Хотя важно выбирать сталь с низким Ceq. насколько это возможно, этому есть предел.

При сварке наиболее эффективным средством предотвращения образования отложенных трещин является предварительный нагрев.Это также очевидно на рис. 3 на стр. 34. За счет предварительного нагрева основного металла скорость охлаждения во время сварки уменьшается, и рост твердости HAZ подавляется.

Соответствующая температура предварительного нагрева зависит от марки стали (Ceq.) И толщины листа. В качестве приблизительной информации, температуры предварительного нагрева указаны в таблице рекомендуемых сварочных материалов в Разделе 6.

・ Уменьшение диффузионного водорода в металле шва

Диффузионный водород попадает в металл шва во время сварки из-за влаги в сварочных материалах, на поверхности канавки и в атмосфере.Водород, попавший в металл шва, может со временем диффундировать, и часть его достигает ЗТВ, вызывая возникновение трещин под действием своего давления.

Существует несколько следующих мер по уменьшению содержания диффундирующего водорода в металле сварного шва.

①: Используйте электроды с низким содержанием водорода при дуговой сварке защищенным металлом.
②: Используйте сплошную проволоку при газовой дуговой сварке металлическим электродом для снижения содержания водорода до более низкого уровня.
③: Немедленно выполните последующий нагрев сварного шва при 300 ～ 350 ℃ для удаления водорода.

При использовании электродов с низким содержанием водорода важен контроль повторной сушки. Если электроды с низким содержанием водорода остаются в атмосфере, они поглощают влагу, как показано на рис. 5, и, таким образом, требуется повторная сушка, если содержание влаги достигает 0,3 ～ 0,5% (в зависимости от типа покрытого электрода).

Рис.5 Кривые влагопоглощения для электродов с низким содержанием водорода

・ Минимальное ограничение

Когда деформирующее усилие (напряжение), создаваемое сваркой, не может быть снято с сварного соединения, обычно можно сказать, что соединение находится под сильным ограничением.Обычно создаваемое напряжение может быть снято с сварного шва, если соединение может деформироваться. Однако при большой толщине листа или сложной конструкции напряжение не может быть снято деформацией сварного шва, и, таким образом, напряжение имеет тенденцию сниматься за счет растрескивания.

Это причина того, что трещины обычно образуются при сильном ограничении сварного соединения.

Для уменьшения ограничений необходимо проектировать конструкцию с более тонкими пластинами и более простыми конфигурациями.Но у этого подхода есть свой предел.

Следовательно, более практично избегать сварки участков с сосредоточенными напряжениями и выполнять сварку в соответствующей последовательности сварки, чтобы минимизировать концентрацию напряжений.

Когда все еще существует опасность возникновения трещин после принятия мер против упрочнения ЗТВ, диффузионного водорода и ограничений, эффективен отжиг для снятия напряжений после сварки.

По возможности, отжиг при 600 ～ 650 ℃ в течение часа на каждые 25 мм толщины листа должен проводиться сразу после окончания сварки, а затем сварное соединение следует охладить в печи.

6. Температура предварительного нагрева и рекомендуемые сварочные материалы для конструкционных сталей, отливок и поковок из углеродистой стали

Щелкните здесь, чтобы получить подробную информацию о каждом продукте

7. Советы по улучшению сварочного производства

①: Не забудьте повторно высушить покрытые электроды для дуговой сварки в экранированном металле перед использованием.
②: MAG производит глубокое проплавление, поэтому металл шва имеет тенденцию к образованию горячих трещин, на которые заметно влияет химический состав основного металла.Поэтому рекомендуется использовать более низкие сварочные токи, чтобы получить неглубокий провар. Пример: 220 А или ниже для проволоки диаметром 1,2 мм.
③: Хотя температура предварительного нагрева должна варьироваться в зависимости от Ceq., Толщины листа и степени ограничения, безопаснее использовать более высокую температуру предварительного нагрева, чтобы предотвратить холодное растрескивание.
④: Немедленный последующий нагрев выполняется с целью удаления водорода.Это следует делать сразу после завершения сварки при 300 ～ 350 ℃ в течение 30 60 минут с последующим медленным охлаждением.
⑤: Выполняя отжиг для снятия напряжений (SR) после сварки при 600 ～ 650 ℃ в течение часа на каждые 25 мм толщины листа для улучшения трещиностойкости и снижения твердости HAZ, можно получить более прочное сварное соединение.

3. Соображения о соединениях разнородных металлов 4. Сварные детали

Начало страницы

Электроды для сварки углеродистой стали и другие сварочные материалы от ALCAM

CARBON СТАЛЬ

Алкам # 30 (Сталь с чистым швом)
AC, DC-S или DC-R

Низкоуглеродистая сталь, толстый или тонкий. Быстрая дуга без поднутрения позволяет легко машинная неспособность. Этот стержень – друг начинающего сварщика, делающий сварка проще. # 30 отлично подходит для влажных и жирных условий, давая отличный внешний вид, сохраняя при этом высокую прочность. В №30 способен остановить утечку воды без отключения трубопровод.

• Растяжение Прочность – 81000 фунтов на квадратный дюйм
• Предел текучести – 67 000 фунтов на кв. Дюйм
• Относительное удлинение – 24%
• Гибкий

ПРИЛОЖЕНИЯ & ПРОЦЕДУРЫ:
№30 – лучший универсальный продукт для мягкой и среднеуглеродистой стали. стали, когда требуется внешний вид и механическая стойкость.Использование для изготовления из тонкой, средней, тяжелой и низкоуглеродистой стали разной толщины. Отлично универсальный продукт для деталей машин, труб, пластин, листов и угол утюг. Используйте этот электрод для заполнения отверстий и наращивания изношенных и чрезмерно обработанные поверхности. Благодаря отличным характеристикам перезапуска, # 30 идеально подходит для приложений, требующих коротких, прерывистых или точечной сваркой.

Рекомендуется чтобы область сварного шва была очищена как можно более практично, но масло и смазка не окажет отрицательного влияния на плотность отложений.

При использовании для ремонт, следует использовать Alcam # 1 для удаления старых и потрескавшихся сварных швов. депозиты.

ТОВАРОВ В НАЛИЧИИ:
ЭЛЕКТРОД: 1/16 дюйма, 5/64 дюйма, 3/32 дюйма, 1/8 дюйма, 5/32 дюйма, & 3/16 дюйма

Алкам # 31 (Грязная сварная сталь)
AC, DC-S или DC-R

БЫСТРАЯ ЗАМОРАЖИВАНИЕ

Грязный Мягкая сталь. Ржавчина, краска, жир и окалина – без проблем с этой сильной проникающей дугой. # 31 оставит незначительные брызги, но не подвержен продувке основного металла. Если вы не можете Чтобы подготовить поверхность, № 31 – идеальный продукт для работы.

• Прочность на растяжение – 85 000 фунтов на кв. Дюйм
• Предел текучести – 69 000 фунтов на кв. Дюйм
• Относительное удлинение – 25%
• Pass over Pass

ПРИЛОЖЕНИЯ & ПРОЦЕДУРЫ:
Отлично подходит для техобслуживания, когда возникает плохая установка.Хорошая стабильность дуги при низкой силе тока также делает его идеальным для применения. с использованием легкой стали. Сварные швы легко выполняются на стальных балках и балки с большим количеством слоев краски без образования пористости или дефектные сварные швы. Alcam # 31 отлично подходит для ремонта машин. и оборудование, которое покрыто жиром и песком и не может быть очищается перед сваркой.Предназначен для сварки машин, трубопроводов, изготовление резервуаров и ремонт общестроительной техники.

ТОВАРОВ В НАЛИЧИИ:
ЭЛЕКТРОД: 3/32 дюйма, 1/8 дюйма, 5/32 дюйма и 3/16 дюйма

Alcam # 32 (сталь Lo-Hy T-1)
AC или DC-R Tig

Низкий и Среднеуглеродистая сталь . Покрытие выдержит высокую температуру учитывая высокую силу тока на тяжелом металле. Этот стержень с низким содержанием водорода работает хорошо подходит для свинцовых и грязных сталей, где 7018 выйдет из строя.

• Растяжение Прочность – 112000 фунтов на квадратный дюйм
• Предел текучести – 104 000 фунтов на кв. Дюйм
• Относительное удлинение – 23%

ПРИЛОЖЕНИЯ & ПРОЦЕДУРЫ:
# 32 – отличный универсальный продукт. Продукт разработан для низколегированных, высокопрочных сталей, таких как Т-1, Хи-90, Хи-100, Jalley и стали SSS 100. №32 лучше всего использовать для изготовления резервуаров, контейнеров, высокопрочные трубы и низколегированные стали, содержащие марганец, никель, молибден и хром, т.е.е. Уголок, двутавры и надстройки.

При использовании Alcam # 32 предварительный нагрев не требуется, но предварительный нагрев на 400–600 ° возможен. рекомендуется при ремонте сталей с более высоким содержанием углерода. Для тяжелой стали, снятие напряжения полезно, желательно поддерживая 1000ºF прогреть в течение короткого промежутка времени.

ТОВАРОВ В НАЛИЧИИ:
ЭЛЕКТРОД: 3/32 дюйма, 1/8 дюйма, 5/32 дюйма и 3/16 дюйма

Алкам # 33 (высокопрочная пластина / пластина AR)
AC или DC-R Tig & Mig

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ!

Сложный высокоуглеродистая сталь .Благодаря своему большому удлинению этот продукт будет обрабатывает низкоуглеродистые и высокоуглеродистые стали и может соединяться с большинством чугуны. Alcam # 33 – лучший выбор для защиты от сильной вибрации. и применения с постоянным тепловым циклом. # 33 – продукт выбора для сварки стального литья.

• Растяжение Прочность – 100000 фунтов на квадратный дюйм
• Предел текучести – 85 000 фунтов на кв. Дюйм
• Относительное удлинение – 30%
• Качество рентгеновского снимка

ПРИЛОЖЕНИЯ & ПРОЦЕДУРЫ:
Пруток № 33 идеально подходит для сварки между собой сталей HSLA и AR-листов, или в разнородных комбинациях, где даже требуется хорошая пластичность при низких температурах.# 33 – лучший продукт для высоких вибраций. Углеродистая сталь или сталь HSLA, где высокая прочность на разрыв и пластичность – необходимость.

ТОВАРОВ В НАЛИЧИИ:
ЭЛЕКТРОД: 3/32 дюйма, 1/8 дюйма, 5/32 дюйма и 3/16 дюйма
TIG и MIG: доступны все стандартные размеры

Алкам # 34 (высокопрочная низкоуглеродистая сталь)
AC, DC-S или DC-R

Низкоуглеродистая сталь, толстый или тонкий. Alcam # 34 обладает всеми характеристиками Alcam # 30 с повышенной прочностью за счет добавления хрома.

• Растяжение Прочность – 97000 фунтов на квадратный дюйм
• Предел текучести – 78 500 фунтов на квадратный дюйм
• Относительное удлинение – 17%
• Не прилипающий

ПРИЛОЖЕНИЯ & ПРОЦЕДУРЫ:
Стальной электрод со сверхвысокой прочностью на разрыв, специально разработанный для особо прочных суставов в тяжелых условиях.Alcam # 34 для всех типы изготовления из низкоуглеродистой стали и идеально подходят для работы с малыми толщинами, например, листовой металл. № 34 лучше всего подходит для сельского хозяйства, промышленности и строительства. приложения, где общее производство, легкое изготовление и ремонт работа выполняется регулярно. № 34 режется пламенем и лучший электрод для вертикальной и потолочной сварки. Отлично производительность на небольших машинах переменного тока.

ПРОДУКТ В НАЛИЧИИ:
ЭЛЕКТРОД: 3/32 дюйма, 5/64 дюйма, 1/8 дюйма и 5/32 дюйма

Алкам 7018 (Сертифицировано AWS)
DC-R

Общего назначения, все позиции, low-hy . Alcam 7018 – это удобный 7018. Гибкость, влагостойкость, легкая дуга и способность проходить через вода, масло и ржавчина.

• Растяжение Прочность – 70,000 PSI
• Предел текучести – 62 000 фунтов на кв. Дюйм
• Относительное удлинение – 26%

ПРИЛОЖЕНИЯ & ПРОЦЕДУРЫ:
Alcam 7018 – превосходный универсальный электрод с низким содержанием водорода. который создает плотные сварные швы рентгеновского качества. Гладкая, стабильная дуга и легко управляемая сварочная ванна делают этот электрод идеальным для работа вне должности.Характеристики этого электрода с низким содержанием водорода снижает опасность растрескивания под валиком на среднеуглеродистых и низколегированных материалах стали, а также толстые профили. Шлак легко удаляется.

ТОВАРОВ В НАЛИЧИИ:
ЭЛЕКТРОД: 3/32 дюйма, 1/8 дюйма, 5/32 дюйма и 3/16 дюйма

Нужно быстро ценообразование / доставка сварочного оборудования и расходных материалов?
Alcam, Inc.предоставляет широкий спектр продуктов и услуг. Получать предложение по конкретным продуктам и / или услугам, НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы НАПИСАТЬ НАМ ЭЛЕКТРОННУЮ ПОЧТУ или позвоните нам по телефону 800-522-3177

Welding Tech: стержневые электроды для углеродистой стали

Электрод, выбранный для использования при любой дуговой сварке защитным металлом (SMAW, или сварка стержнем) углеродистой и низколегированной стали, обычно указывается в спецификации процедуры сварки (WPS).Процесс, связанный с правильным выбором, включает множество соображений, которые мы рассмотрим здесь. Понимание каждого шага может помочь убедиться, что используется правильный электрод. Если сварной шов вышел из строя, рассмотрение этих соображений может помочь определить причину.

Прочность на растяжение

Когда дело доходит до выбора присадочного металла для SMAW на углеродистой стали, обычно первым делом для инженера-сварщика (или того, кто пишет WPS), является попытка сопоставить прочность электрода с основной или основной металл.

Практическое правило – выбирать металл сварного шва с пределом прочности на растяжение немного выше, чем у основного металла. Для этого необходимо знать марку основного металла. Как только марка известна, ее можно сопоставить со спецификациями, прилагаемыми к присадочному металлу.

Например, указанный минимальный предел прочности на разрыв для стали CSA G40.21 350W составляет 450 МПа. Минимальная прочность на разрыв металла шва, выполненного с использованием электрода из углеродистой стали E49XX или электрода из низколегированной стали E49XX-X, составляет 490 МПа.Таким образом, оба электрода подходят для этого типа стали.

Углеродный эквивалент

В зависимости от марки свариваемой стали может существовать риск водородного растрескивания металла шва или зоны термического влияния сварного шва. Присутствие водорода в стали делает сталь хрупкой и склонной к растрескиванию после завершения сварки. Чем выше прочность стали, тем больше она подвержена растрескиванию.

Чтобы предотвратить растрескивание, инженер-сварщик обычно рассматривает так называемый углеродный эквивалент (CE) стали, которая будет свариваться.Различные нормы и стандарты предоставляют формулы для расчета CE основного металла на основе его химического состава. Химический состав можно найти в стандарте, по которому была изготовлена сталь. В стандарте будет таблица, в которой указаны количества различных легирующих элементов, таких как углерод, марганец, кремнезем, никель, хром и ванадий, содержащихся в стали. Вводя процентное соотношение каждого элемента в уравнение, вы получаете число.

Исследования показали, что если число, полученное вами в результате вычислений, больше 0.40, то сталь содержит достаточно углерода и других легирующих элементов, поэтому она может быть подвержена водородному растрескиванию.

Обычно, чтобы избежать этого дефекта, используется электрод с основным покрытием. Последние две цифры в обозначении электрода будут 16 или 18. Покрытие на этих электродах предназначено для ограничения количества водорода, который жидкий сварочный металл поглощает во время сварки.

Также может потребоваться предварительный нагрев основного металла перед началом сварки, чтобы снизить скорость охлаждения зоны сварки и позволить водороду, который попадает в сварочную ванну, диффундировать из стали в воздух.В некоторых случаях применения высокопрочных сталей может также потребоваться поддерживать температуру предварительного нагрева в течение определенного времени после завершения сварки, прежде чем сборке позволят медленно остыть до комнатной температуры.

Позиция сварки

Следующее, что необходимо учитывать, – это положение сварки, в котором будут выполняться соединения. Если заготовка небольшая и с ней легко манипулировать на верстаке, то можно использовать электрод, предназначенный для выполнения сварных швов в плоском или горизонтальном положении.Это может быть выгодно для скорости наплавки металла шва, поскольку сварщик может работать быстрее.

Если заготовка большая или это узел, который нельзя перемещать и который требует вертикальных или потолочных сварных швов, то электрод должен быть предназначен для использования во всех положениях. Это означает, что предпоследняя цифра в его обозначении – 1. Например, электрод E4918 наплавит металл шва с минимальным пределом прочности на растяжение 490 МПа и предназначен для использования во всех положениях сварки (1).Цифра 8 означает, что он имеет основное покрытие или покрытие с низким содержанием водорода.

Погодостойкая сталь

Некоторые марки стали известны как погодостойкие стали. Они содержат небольшое количество меди и предназначены для использования без какого-либо защитного покрытия. Они поступают в эксплуатацию неокрашенными и предназначены для использования таким образом, потому что медь заставляет оксидный слой, образующийся на их поверхности, прилипать к поверхности и предотвращать дальнейшее окисление.

Электроды для сварки атмосферостойкой стали могут потребоваться для выполнения сварных швов, аналогичных коррозионной стойкости и эксплуатационному цвету основного металла.Стандарты, такие как CSA W59, определяют требуемый электрод. Стандарт также допускает использование различных электродов, если соответствие цвета не имеет значения, и необходимо подбирать только коррозионную стойкость.

Обозначения из высокопрочной стали

Для сварки высокопрочных сталей в обозначении электрода должно быть больше четырех или пяти цифр, чем у обычного электрода из углеродистой стали. Обычный электрод из углеродистой стали отформатирован, как в предыдущем примере 4918.Электроды из высокопрочной стали имеют суффиксы, такие как -A1, -B2H, -NI3, -D1 и -D2. Эти суффиксы указывают на конкретный химический состав и применимость электродов. При сварке высокопрочной стали с пределом прочности на разрыв более 550 МПа важно обращать внимание на суффикс, потому что он говорит вам, можно ли использовать электрод для конкретного применения, например, если сварная сборка будет подвергаться термообработке после сварки.

Например, много лет назад я преподавал в компании, которая занималась ремонтом крупных деталей оборудования.Я упомянул, что конкретный электрод E5518-B9 содержит ванадий и не должен использоваться, когда сборка будет подвергаться термообработке после сварки, поскольку ванадий в металле сварного шва, который подвергается термообработке после сварки, приведет к тому, что металл сварного шва станет хрупким и легко ломаются.

Когда я это сказал, два человека в дальнем конце комнаты быстро покинули класс. Вскоре они вернулись с коробкой электродов. Они отметили, что время от времени, когда они отправляли отремонтированное оборудование обратно в эксплуатацию, сварные швы сразу выходили из строя.Электроды, которые они принесли, действительно были ванадиевыми.

Суть дела заключалась в том, что отделу закупок сказали купить электроды класса E5518, но это все, что им сказали. Целью закупки было купить самые дешевые электроды с учетом предоставленных спецификаций. Поэтому, когда электроды, содержащие ванадий, время от времени продавались в то время, когда у них была заявка на заполнение электродов, они покупали электроды E5518-B9. Большинство других типов электродов E5518, например -B1, -B2, -B3, -B3L, -B6, -C1, -C2 и -D3, не содержат ванадий, и их покупка не составит проблем.Вот почему сбои сварных швов случались не всегда, а лишь изредка. Проблема заключалась в том, что при покупке не было предоставлено достаточно информации, чтобы купить правильные электроды.

Это хорошее напоминание о том, что прежде, чем кто-то сварит неправильный электрод, и произойдет сбой, всегда происходит серия ошибок. Это цепочка событий, которая приводит к отказу, и если одно звено разорвано, отказа можно избежать. Несколько более высокопрочных электродов могут отвечать одинаковым требованиям к прочности, свариваемости и водороду, и каждый из них будет иметь определенный химический состав, который придает ему различные свойства, разработанные для конкретных применений.

Тот, кто определяет электроды для работы, должен учитывать процедуру сварки, которая будет использоваться, и конечное использование конечного сварного продукта. Все это необходимо хорошо понять, прежде чем выбирать правильный электрод, чтобы избежать проблем при запуске производства и вводе деталей в эксплуатацию.

Кен Торн, инженер по сварке, Канадское бюро сварки, [email protected].

CWB Group, 800-844-6790, www.cwbgroup.org

Покрытые электроды для SMAW из углеродистой стали

Ручная сварка	Электроды с покрытием для SMAW углеродистой стали в соответствии с AWS A5.1 Процессы дуговой сварки – SMAW
Классификация	Покрытие	Сварной шов Положение	Текущий	Характеристики, применение
E6010	Высокоцеллюлоза натрий	F, V, O, H	dcep	Электрод общего назначения для соединения углеродистой стали. Проникающая мощная дуга.Тонкий шлак. Мы во всех позициях, одно- и многопроходные, листовые и трубные, оцинкованные и легированные стали. Суда, мосты, здания, трубопроводы, резервуары, арматура для сосудов высокого давления.
E6011	Высокоцеллюлоза Калий	F, V, O, H	ac, dcep	Аналогичен E6010, но для использования с переменным током. Dcep снижает проникновение.
E6012	с высоким содержанием диоксида титана натрия	F, V, O, H	ac, dcen	Плотный шлак, покрывающий валик, малопроницаемая дуга.Используется для перекрытия стыков с плохой подгонкой. Филе имеют гладкую выпуклую грань. Хорошо работает при токе выше, чем E6010 / E6011.
E6013	Диоксид титана Калий	F, V, O, H	ac, dcen, dcep	Аналогичен E6012; более тихая дуга, более гладкий валик, более чистый металл шва, меньше включений. Характеристики зависят от поставщика. Работайте с меньшим током, чем у E6012.
E6022	Высокий оксид железа	F	ac, dcep, dcen	Используется для однопроходной сильноточной высокоскоростной сварки канавок в горизонтальном положении внахлест и угловых швов листового металла.
E6027	Высокий оксид железа, Железный порошок	H-образное скругление, F	ac, dcep	Для угловых сварных швов, плоское положение, тяжелый шлак, хорошее сплавление боковых стенок. Используйте при высоких токах на толстой пластине.
E7014	Железный порошок, диоксид титана	F, V, O, H	ac, dcep	Железный порошок увеличивает скорость и эффективность наплавки. Используется при высоких значениях тока для углеродистых и низколегированных сталей.Дуга с низкой проникающей способностью, используется для устранения плохой посадки. Бусина гладкая, мелкая, рифленая, галтели выпуклые.
E7018, 7018-1 7018R 7018-1R 7018h26, H8, h5	с низким содержанием водорода калий, железный порошок	F, V, O, H	ac, dcep	Добавление железного порошка увеличивает скорость наплавки. Используется для обработки углеродистой, высокоуглеродистой и низколегированной стали. Гладкая дуга, малое разбрызгивание. Плоские и горизонтальные швы имеют мелкую волнистость. Выпуклый.Другие типы: Э7018-1х26Р, Э7018-1Х8Р, Э7018-1х5Р.
E7018M	С низким содержанием водорода Железный порошок	F, V, O, H	dcep	Предел текучести, 53000-72000 фунтов / дюйм. Высокая пластичность, дополнительная ударная вязкость, а также пределы и ограничения по влаге и водороду по составу. Аналогичен E7018-1h5R, MIL-7018-M. Характеристики аналогичны E7018.
E7024 E7024-1	Железный порошок, диоксид титана	H-образное скругление, F	ac, dcep, dcen	Железный порошок для высокой производительности наплавки, высокой скорости перемещения, плоские, гладкие галтели, мелкая волнистость.Ровная, тихая дуга, низкое проплавление. E7024-1 позволяет наплавить более пластичный металл шва с улучшенными значениями Шарпи.

Справочник

– Проволочные электроды Справочник

– Проволочные электроды

3 Прочее – никель, хром и молибден часто добавляют для улучшения механических свойств и / или коррозии. свойства сопротивления.В небольших количествах, их можно использовать в проволоке из углеродистой стали для повышения прочности и вязкость осадка. Они используются в больших количествах в проволоке из нержавеющей стали. Обычно при сварке выполняется в аргоне с содержанием кислорода от 1% до 3%. или со смесями аргона с низким содержанием CO ₂ содержание, химический состав металла шва состав не будет сильно отличаться от анализа проволочного электрода. Тем не мение, при использовании CO ₂ для защиты можно ожидать снижения содержания Si, Mn и других раскисляющих элементов.Ni, Cr, Mo и углерод содержимое останется неизменным. Провода с очень низким содержанием углерода (0,04–0,06 процентов) будет производить, с СО ₂, сварка металл с повышенным содержанием углерода. УГЛЕРОД ЭЛЕКТРОДЫ СТАЛЬНЫЕ Стол 5-1 * перечисляет химические требования и обозначения для всех мягких стальные провода покрытые американским Спецификация сварочного общества A5.18. Минимальные механические свойства после сварки сварных швов, соответствующих к каждой классификации фигурирует в таблице 5-2 * .Хотя механические свойства и сервис требования действительно влияют на провод выбор в некоторых случаях будет найдено более общее рассмотрение наиболее полезен для большинства приложений и конструкции сварных швов. В качестве сварочного тока сварка размер луж, количество ржавчины, прокатная окалина и масла находится на поверхности опорной плиты, или O 2 и CO ₂ содержание защитный газ увеличивается, содержание Mn и Si в проволочном электроде также должно увеличить, чтобы обеспечить наивысший качественный сварной шов.Ниже приводится описание характеристик и предназначения. использование наиболее распространенных проволочные электроды каждой классификации, приведенной в Таблице 5-2. ER70S-2 (Spoolarc 65) – Эта проволока сильно раскислена и предназначена для выполнения качественных сварных швов всех марок из углеродистой стали: убитые, полуубитые и окантованные. Из-за добавленных раскислителей (Al, Zr и Ti) дополнительно до Mn и Si подходит для сварки углеродистых сталей с ржавой поверхностью. Ar-O ₂, Ar-CO ₂ и CO ₂ могут использоваться защитные газы.В общем, образуется чрезвычайно вязкая сварочная лужа, что делает ее хорошо подходит для сварки короткой дугой вне должность. Для улучшения смачивания 0 ₂ или CO ₂ содержимое следует хранить относительно высокая. Продолжение на следующей странице …

Высокоуглеродистая сталь – обзор

14.3 СКОРОСТЬ – ТЕМПЕРАТУРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Пример зависимости скорости волочения от коэффициента трения в высокоуглеродистой стали приведен в таблице 14.1. В таблице 14.3 приведены некоторые данные о медной проволоке, протянутой с водорастворимой смазкой на жировой основе, разработанной для промышленного производства магнитной проволоки. Данные обеих таблиц согласуются с обычно ожидаемым уменьшением коэффициента трения с увеличением скорости при переходе от граничных условий к квазигидродинамическим.

Таблица 14.3. Зависимость коэффициента трения от скорости волочения при холодном волочении медной проволоки от 1,151 мм до 1,024 мм (от 17 до 18 AWG) с водорастворимой смазкой на жировой основе, из Baker and Wright (1993)

Чертеж Скорость	Средний коэффициент трения
1.27 м / с	0,066
2,54	0,062
3,81	0,061
5,08	0,059
6,36
8,92	0,053
10,2	0,053
11,5	0,053
12,7	0,046

температура должна пониматься как общая температура скорость увеличивается.Это увеличение связано с тем, что тепло, создаваемое работой трения, сокращает время проникновения внутрь проволоки. Кроме того, штампы в условиях стационарного волочения слишком горячие, чтобы действовать как важный теплоотвод. Классический анализ этого эффекта состоит в том, что Зибель и Кобич (1943), а уточнения были внесены Корстом (1948), Райтом (1973), Снидлом (1977) и Луккой и Райт (1996). При высоких скоростях в высокопрочной проволоке можно прогнозировать повышение температуры более чем на 1000 ° C, а для углеродистой стали даже предполагается аустенизация.

При повышенной скорости и жидкой смазке обычно ожидается увеличение толщины пленки вместе с уменьшением коэффициента трения. Поскольку пониженный коэффициент трения снижает нагрев от трения, повышение температуры поверхности, ожидаемое только с увеличением скорости волочения, несомненно, смягчается. Однако кажется вероятным, что очень высокие скорости действительно приводят к увеличению нагрева поверхности. Это приведет к снижению вязкости, уменьшению толщины пленки и увеличению коэффициента трения.Это приведет к повышенному нагреву от трения и, предположительно, к катастрофическому отказу смазочного материала, если только такое поведение не будет предотвращено действием присадок к смазочному материалу.

Однако работа Лукки и Райта (1996) представляет дальнейшие соображения в этом сценарии. Эти авторы смоделировали гидродинамические условия с двумерным представлением зоны, включающей проволоку, матрицу и смазку. Анализ включал нагрев проволоки при деформации, нагрев смазки при деформации трением и выражал вязкость смазки как функцию температуры и давления.Распределения температуры в зоне анализа рассчитывались методом конечных разностей.

Типичные данные для случая волочения алюминия показаны на рисунке 14.3. Температура смазки увеличивалась по мере увеличения скорости волочения, тогда как температура проволоки снижалась до . Такое поведение объясняется тем, что на более высоких скоростях происходит меньше времени для передачи вязкого нагрева смазки на проволоку. Таким образом, по сравнению с классическими концепциями показано, что смазка увеличивает температуру больше, чем ожидалось до сих пор, в то время как повышение температуры проволоки меньше, чем можно было бы ожидать.Развитие гидродинамического отклика смазки при высоких скоростях волочения, по-видимому, защищает чувствительную к температуре структуру поверхности проволоки.

Высокоуглеродистая сталь: Maine Welding Company

Высокоуглеродистые стали включают те, у которых содержание углерода превышает 0,55 процента. Необработанная поверхность высокоуглеродистой стали темно-серого цвета и похожа на поверхность других сталей. Высокоуглеродистые стали обычно дают очень мелкозернистый излом, более белый, чем низкоуглеродистые стали.Инструментальная сталь тверже и хрупче, чем листовая сталь или другой низкоуглеродистый материал. Высокоуглеродистую сталь можно закалить путем нагревания до хорошего красного цвета и закалки в воде. Низкоуглеродистая сталь, кованое железо и стальные отливки не подлежат закалке. Расплавленная высокоуглеродистая сталь ярче низкоуглеродистой стали, а поверхность плавления имеет ячеистый вид. У нее более легкая искра, чем у низкоуглеродистой (мягкой) стали, и искры более белые. Эти стали используются для производства инструментов, которые после изготовления подвергаются термообработке для создания твердой структуры, необходимой для выдерживания высокого напряжения сдвига и износа.Они производятся в виде прутков, листов и проволоки, а также в отожженном или нормализованном и отожженном состоянии, чтобы быть пригодными для механической обработки перед термообработкой. Высокоуглеродистые стали трудно сваривать из-за закаливающего воздействия тепла на сварное соединение. Из-за высокого содержания углерода и термической обработки, обычно применяемой для этих сталей, их основные свойства ухудшаются при дуговой сварке.

Тепло сварки изменяет свойства высокоуглеродистой стали в непосредственной близости от сварного шва.Для восстановления первоначальных свойств необходима термическая обработка.

Высокоуглеродистые стали перед сваркой следует предварительно нагреть от 500 до 800 ° F (от 260 до 427 ° C). Температуру предварительного нагрева можно проверить с помощью сосновой палки, которая при этих температурах обугливается.

Поскольку высокоуглеродистые стали плавятся при более низких температурах, чем низко- и среднеуглеродистые стали, следует соблюдать осторожность, чтобы не перегреть сварной шов или основной металл. О перегреве свидетельствует чрезмерное искрение расплавленного металла. Сварка должна быть завершена как можно скорее, а количество искры должно использоваться для проверки сварочного тепла.Пламя должно быть настроено на науглероживание. Этот тип пламени способствует образованию прочных сварных швов.

Для сварки следует использовать сварочный пруток со средним или высоким содержанием углерода. После сварки необходимо снять напряжение со всей детали путем нагрева до температуры от 1200 до 1450 ° F (от 649 до 788 ° C) в течение одного часа на дюйм (25,4 мм) толщины, а затем медленного охлаждения. Если детали можно легко размягчить перед сваркой, для соединения следует использовать сварочный стержень с высоким содержанием углерода. Затем всю деталь следует подвергнуть термообработке для восстановления исходных свойств основного металла.

В некоторых случаях мелкий ремонт этих сталей может быть выполнен пайкой. Для этого процесса не требуются такие высокие температуры, как при сварке, поэтому на свойства основного металла это серьезно не влияет. Пайку следует использовать только в особых случаях, потому что прочность соединения не такая высокая, как у исходного основного металла.

Электроды из мягкой или нержавеющей стали могут использоваться с высокоуглеродистой сталью.

Электродуговая сварка высокоуглеродистых сталей требует критического контроля температуры сварного шва.Следует помнить о следующих методах:

(1) Теплота сварки должна быть отрегулирована для обеспечения хорошего плавления боковых стенок и основания стыка без чрезмерного провара. Контроль нагрева сварочного шва может быть достигнут путем наплавки металла шва небольшими валиками. Следует избегать чрезмерного образования луж на металле, поскольку это может привести к отрыву углерода от основного металла, что, в свою очередь, сделает металл сварного шва твердым и хрупким. Сплав присадочного металла и боковых стенок должен быть ограничен узкой зоной.Используйте процедуру поверхностного сплавления, предписанную для среднеуглеродистых сталей. (2) Та же процедура подготовки кромок, очистки сварных швов и последовательности сварочных швов, которая предписана для низко- и среднеуглеродистых сталей, также применяется к высокоуглеродистым сталям.