Характеристика свариваемости: Понятие и показатели свариваемости – Сварка металлов

alexxlab | 16.05.2023 | 0 | Разное

Понятие и показатели свариваемости – Сварка металлов

Понятие и показатели свариваемости Категория: Сварка металлов Понятие и показатели свариваемости Свариваемость — свойство металла или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия. Различают физическую и технологическую свариваемость. Физическая свариваемость — свойство материалов давать монолитное соединение с химической связью, такой свариваемостью обладают практически все технические сплавы и чистые металлы, а также ряд сочетаний металлов с неметаллами. Технологическая свариваемости — технологическая характеристика металла, определяющая его реакцию на воздействие сварки и способность при этом образовывать сварное соединение с заданными эксплуатационными св. ойствами. Свариваемость металла зависит от его химических и физических свойств, кристаллической решетки, степени легирования, наличия примесей и других факторов. Основные показатели (критерии) свариваемости металлов и их сплавов: – окисляемость металла при сварочном нагреве, зависящая от его химической активности; – сопротивляемость образованию горячих трещин; сопротивляемость образованию холодных трещин при сварке; чувствительность металла к тепловому воздействию сварки, которая характеризуется склонностью металла к росту зерна, структурными и фазовыми изменениями в шве и зоне термического влияния, изменением прочностных и пластических свойств; чувствительность к образованию пор; – соответствие свойств сварного соединения заданным эксплуатационным требованиям, к таким свойствам относят: прочность, пластичность, выносливость, ползучесть, вязкость, жаростойкость и жаропрочность, коррозионную стойкость и др. Кроме перечисленных основных показателей свариваемости имеются еще показатели, от которых зависит качество сварных соединений. К ним относят качество формирования сварного шва, величину собственных напряжений, величину деформаций й коробления свариваемых материалов и изделий. Технология сварки (вид сварки, сварочные материалы, техника сварки) выбирается в зависимости от основного показателя свариваемости (или сочетаний нескольких показателей) для каждого конкретного материала. Реклама: Читать далее: Окисляемость металла при сварке Статьи по теме: Устройства для отсоса вредных газов Размещение сварочного оборудования Требования по технике безопасности, предъявляемые к сварочному оборудованию Установки для специальной газопламенной обработки Резаки для газовой разделительной резки Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

3.

Характеристика свариваемости металлов и сплавов

Приведем наиболее характерные особенности свариваемости для целых групп однотипных с этой точки зрения сплавов.Стали. Конструкционные стали по химическому составу подраз­деляют на углеродистые (обыкновенного качества и качественные) и легированные (низко-, средне- и высоколегированные).Углеродистые стали. Кроме углерода в сталях содержатся примеси: марганец, кремний, сера, фосфор, кислород, азот, водо­род. Если два первых относятся к полезным, то все остальные ухуд­шают свариваемость, и их количество в сталях стремятся умень­шить. Именно меньшим содержанием примесей и более узким до­пуском по содержанию углерода в пределах конкретной марки стали качественная углеродистая сталь отличается от обыкновенной.Низкоуглеродистые стали (СтЗ, стали 10, 15, 20 и др.) обладают хорошей свариваемостью. Исключением является сварка деталей больших толщин при пониженных температурах.Увеличение содержания углерода в

среднеуглеродистых сталях способствует не только появлению закалочных структур, но и уси­лению ликвации серы в шве и обогащению ею межкристаллических прослоек, что может привести к образованию горячих трещин. По­этому среднеуглеродистые стали относятся к сталям с ограничен­ной свариваемостью.Высокоуглеродистые стали также имеют ограниченную сварива­емость. Они обладают еще большей чувствительностью к нагреву при сварке, чем среднеуглеродистые, и склонны как к закалке, и к перегреву металла. При сварке углеродистых сталей уменьшения склонность к образованию горячих трещин.

Низколегированные стали (конструкционные и теплоустойчивые). К ним относятся стали, в которых содер­жание одного легирующего элемента не превышает 2%, а суммар­ное содержание всех легирующих элементов менее 2*5—5%,

Так как повышение содержания углерода в сталях ухудшает их свариваемость, а в низколегированных сталях, применяемых в свар­ных конструкциях, количество углерода ограничивают до 0,23%. Этим достигается хорошая или удовлетворительная свариваемость сталей. Влияние легирующих элементов учитывается различным образом, в том числе определением эквивалентного содержания углерода С_э на основании эмпирических зависимостей.

При С, > 0,45 сварка сталей может сопровождаться образовани­ем трещин и поэтому необходимо применять меры, предупреждаю­щие их возникновение, в том числе снижение содержания углерода в шве (не более 0,15%).

Низколегированные стали по сравнению с углеродистыми более чувствительны к сварочному нагреву. Они склонны к образованию закалочных структур, перегреву, разупрочнению. При сварке этих сталей, особенно больших толщин, рекомендуется предварительный подогрев и последующая термическая обработка, в том числе высо­котемпературный отпуск.

Низколегированные стали обладают меньшей склонностью к об­разованию пор из-за выделения в металле при сварке оксида углерода, так как в металле содержится достаточное количество раскисл доклей.

Для сварки низколегированных, особенно теплоустойчивых сталей, рекомендуется сварка в защитных газах (сварка в углекислом пазе, аргоне, аргоне с добавкой углекислого газа). Для повышения производительности сварки и улучшения свойств сварного соеди­нения применяют порошковые проволоки. При единичном произ­водстве, сварке коротких швов и т. п. широко применяется ручная сварка покрытыми электродами.

Сварка под флюсом низколегированных теплоустойчивых ста­лей осуществляется проволокой с повышенным содержанием леги­рующих элементов. Для сварки низколегированных сталей больших толщин применяется электрошлаковая сварка.

Технология контактной сварки низколегированных сталей при­мерно такая же, как и углеродистых. При образовании закалочных структур рекомендуется производить двух- или трехимпулье ную то­чечную сварку. Принципиальных ограничений для сварки низколе­гированных сталей другими методами нет.

Среднелегированные стали. Содержание одного леги­рующего элемента в этих сталях не превышает 2—5% , а суммарное содержание всех элементов — 5—10%. Указанные стали относятся к перлитному (25ХГСА, 30ХГСА, 35ХГСА и др.) или мартенситному классам (30ХГ2Н2СВМА, 30Х2НМФА и др.). В целом свариваемость среднелегированных сталей оценивается как ограниченная. При свар­ке приходится учитывать их повышенную чувствительность к сва­рочному нагреву, склонность к образованию горячих и холодных трещин.

Вероятность образования трещин возрастает по мере повы­шения требований к прочности шва, особенно в том случае, если ставится задача достижения равнопрочности его с основным метал­лом.

Основными методами сварки среднелегированных сталей явля­ется сварка в углекислом газе, аргоне (в том числе при сварке плавя­щимся электродом с добавлением 5—10% кислорода или углекисло­го газа), сварка под флюсом, ручная сварка покрытыми электрода- ми, электрошлаковая, электронно-лучевая, плазменная, ъ Аргоно-дуговая сварка неплавящимся электродом частЯШН водится с поперечным колебанием дуги или в импульсномm что улучшает структуру шва и околошовной зоны.

Стали с повышенным содержанием хрома при сварке могут окис- I литься и образовывать тугоплавкий оксид хрома, который в раде I случаев препятствует хорошему формированию обратной стороны I шва. Этого можно избежать, защищая шов от окисления сваркой на подкладках, плотно прилегающих к шву, с подачей снизу аргона или нанесением специальных флюсов на свариваемые кромки с об­ратной стороны шва.

Детали малой толщины из сталей ферритного или классов свариваются удовлетворительно, однако при свар­ке деталей больших толщин наблюдается значительное увеличение зерен и снижение механических свойств. В таких случаях для вос­становления механических свойств металла следует применять предварительный подогрев и термическую обработку после сварки.

Стремление ограничить увеличение зерен при сварочном нагре­ве приводит к выбору таких методов сварки, которые обеспечивают минимальное теплоаложение: дуговая, контактная, электронно-лучевая и термическая обработка, в основном, направлена на повышение стойкости сварных соединений к межкристаллической коррозии.

Хромоникелевые стали — это коррозионно-стойкие жаропроч­ные стали с высоким содержанием хрома, и никеля (стали 08XI8h20, I2XJ8HI0T, 08X18HJ2, 20XI3HI8 и др.). При их сварке могут обра­зовываться горячие трещины, поэтому для улучшения свариваемос­ти сталей типа XI8H9 в шов вводят легирующие добавки для из­мельчения зерен или создания в шве двухфазной аустенитно-ферритной структуры.

Другой особенностью сварки сталей аустенитного класса является ухудшение их антикоррозионных свойств под влия­нием нагрева. Это происходит в интервале температур 723—1123 К, когда резко возрастает скорость диффузии углерода в межкристаллитные прослойки и начинается обеднение границ зерен свобод­ным хромом в результате образования карбидов хрома.

Быстрее всего металл теряет стойкость против межкристаллитной коррозии при нагреве в интервале температур 1003—1023 К. При работе с такими сталями в агрессивной среде в околошовной зоне наблюдаются случаи межкристаллитной коррозии и растрес­кивание металла под напряжением. Для предупреждения межкрис­таллитной коррозии целесообразно добавлять в сталь в небольших количествах титан или ниобий. Эти элементы химически более ак­тивны по отношению к углероду и образуют с ним карбиды, высво­бождая тем самым хром (стали 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Б). Рекомен­дуется также снижать количество углерода в стали и сварочной про­волоке. Так, высокой стойкостью против межкристаллитной коррозии обладает сталь 00Х18Н10, однако эта и подобные ей стали имеют высокую стоимость.

Повысить стойкость против межкристаллитной коррозии можно выдержкой после сварки изделия при 1123—1173 К в течение 2—3 ч с последующим ускоренным охлаждением, что приводит к восста­новлению содержания хрома в межкристаллитных прослойках, а также подбором соответствующих режимов сварки.

Особенностью сплавов алюминия и магния является наличие на их поверхности плотной пленки оксидов, которые имеют более высо­кую температуру плавления и большую удельную плотность, чем ос­новной металл. Так, температура плавления А1₂О_э, равна 2323 К, а MgO — 3073 К. Это приводит к тому, что при сварке пленки оксидов препятствуют сплавлению кромок. Для осуществления нормального процесса сварки необходимо удалять оксиды с поверхности кромок до (механическая зачистка, специальное травление) и в процессе сварки.

Наиболее широко применяется сварка сплавов алюминия и маг­ния в инертных газах (аргон, гелий) вольфрамовым или плавящим­ся электродами. Оксидная пленка в этом случае разрушается под воздействием дуги.

В жидком состоянии алюминий и магний активно растворяют водород. При охлаждении и затвердевании растворимость водорода резко снижается, вследствие чего могут возникнуть поры. Основ­ным источником водорода является взаимодействие влаги, содер­жащейся в оксидной пленке, с металлом. Для алюминия, например, оно происходит следующим образом:

2А1 + ЗН₂0 = А1₂0₃ + 6Н

Наиболее распространенным способом борьбы с водородом в алюминиевых и магниевых сплавах является удаление слоя оксид­ной пленки на поверхности металла и сварочной проволоки и запа­сов в ней влаги, снижение концентрации растворенного в металле водорода.

Билет 6.

1.Методы получения стали и сплавов особо высокого качества

Вакуумно-дуговой переплав (вакуум порядка 13,33 Па) в сущности, это переплав той стали, которая получена в открытых электрических или других печах, для удаления из нее неметалли­ческих включений и газов. В кристал­лизатор 3 (изложницу, рис. 5.10), ох­лаждаемый водой, вводится переплав­ляемый электрод 4, закрепленный на водоохлаждаемом штоке. Расходуе­мый электрод в виде штанги получают механической обработкой слитка, ра­нее выплавленного в открытых дуговых или других печах. Процесс начинается с возникновения дуги между расходуемым электродом и расположенной в форме затравкой изготов­ленной из той же стали. После расплавления конца электрода капли жидкого металла стекают в нижнюю часть кристаллизатора (излож­ницы) и, затвердевая, образуют слиток 1. Дуга же продолжает гореть между расходуемым электродом и жидким металлом 2, находящимся в верхней части слитка, до полного завершения плавки. При пере­плаве металл хорошо очищается от газов и неметаллических вклю­чений, а в результате направленной кристаллизации слитка в водоохлаждаемом кристаллизаторе у него не образуется усадочной ра­ковины и других дефектов.

Плавка в вакуумных индукционных печах (разрежение порядка 1,33—0,133 Па). Метод позволяет легировать стали и сплавы любы­ми элементами (даже имеющими большое сродство к кислороду, такими, как алюминий, титан, цирконий и др. ) и выплавлять с не­значительным содержанием газов и неметаллических включений, к Разливку металла также проводят в вакууме, иногда в атмосфере ж защитного газа. По режиму работы различают два вида вакуумных шЖ индукционных печей: полунепрерывного и периодического действия. ™ щ В печах первого типа все подготовительные операции (загрузка шихты ‘ Л в тигель, установка изложниц, очистка тигля и подготовка печи к новой плавке) производятся без нарушения вакуума в плавильной щг камере. По завершении подготовительных работ камера загрузки, отделенная от плавильной камеры вакуумным затвором, также вакуумируется. В печах периодического действия все вышеуказанные операции осуществляются после разгерметизации плавильной ка­меры и напуска туда воздуха. Вакуумная индукционная плавка ши­роко применяется для выплавки высоколегированных жаропрочных и жаростойких сталей и сплавов.

Электрошлаковый переплав (ЭШП). При ЭШП из слитка обыч­ной рафинируемой стали изготавливают расходуемый электрод. До начала плавки металла наводят шлаковую ванну, используя твердый или расплавленный флюс. Для возбуждения дуги применяют специальный флюс, отличающийся высокой электрической проводимое* проводимостью в твердом состоянии (смесь алюминиймагниевого порошка с ка­лиевой селитрой — KN0₃). Рабочий флюс состоит из смеси CaF, AL0₃, СаО, МnО и др. После расплавления последнего образуется шлак с требуемым электрическим сопротивлением. Таким источником теплоты является расплавленный шлак, который нагре­вается до 2000°С при прохождении через него тока. При этом осу­ществляется направленная (снизу-вверх) его кристаллизация. Это приводит к повышению плотности и однородности металла, устранению по­ристости и других дефектов. Форми­рующийся на поверхности слитка тонкий слой затвердевшего шлака (гар- нисаж), изолирует металл слитка от кристаллизатора. Образующаяся при этом достаточно ровная и гладкая по­верхность слитка не требует дополни­тельной механической обработки. Сли­ток после затвердевания удаляют из кристаллизатора вместе с поддоном 5. Этот метод, используемый для полу­чения качественных отливок, называ­ют электрошлаковым литьем (ЭШЛ). Электронно-лучевой переплав (ЭЛП). ЭЛП (рис. 5.12) применя­ется для получения сталей повышенной чистоты, а также сплавов на основе тугоплавких металлов (вольфрама, тантала, ниобия, мо­либдена и др.). Поток электронов, формируемый высоковольтной (20—30 кВ) катодной пушкой, направляет­ся на проплавляемый металл (расходуемый электрод) с помощью электромагнитов. За счет перехода кинетической энергии элек­тронов в тепловую при их столкновении с расходуемым электродом последний пла­вится. Плавка протекает в глубоком ваку­уме. Капли металла, стекая в охлаждаемый водой кристаллизатор 4, затвердевают. При этом образующийся слиток 5 особо чисто­го по газовым и неметаллическим включе­ниям металла вытягивается из кристалли­затора.

Получение монокристаллов из расплава. Методом Чохральского монокристаллы вытягивают (при температуре, близкой к темпера­туре кристаллизации металла) с помощью затравки из находящегося в тигле расплавленного металла (рис. 5.16). В этом процессе могут быть использованы элементы рафинирования, характерные для зон­ной очистки. Поскольку затравка имеет специальную кристаллогра­фическую ориентацию, монокристаллы приобретают особые (элек­трические, магнитные, упругие и др.) физико-химические свойства. При этом скорость перемещения затравки не должна превышать скорость кристаллизации расплава. Сущность метода Бриджмена заключается в том, что располо­женный в вертикальной трубчатой печи тигель с коническим дном, заполненный расплавленным металлом (температура расплава пре­вышает на 50— Ю0^вС температуру его плавления) опускается вниз печи и медленно удаляется из нее (рис. 5.17). Кристаллизация на­чинается в вершине конуса, при этом рост монокристалла начина­ется из того зародыша, направление преимущественного роста ко­торого то же, что и направление перемещения тигля. Непрерыв­ный рост монокристалла происходит в том случае, если скорость перемещения тигля из печи не превышает скорость кристаллиза­ции расплава. < 30*С) характерно последовательное затвер­девание отливки от поверхности к ее центру, наличие узкой двухфазной зоны (расплав с выделившимися кри­сталлами), а также сохранение под­вижности расплава в форме вплоть до затвердевания 60—80% объема отлив­ки. В то же время последовательное затвердевание может реализоваться лишь при большом градиенте температур по сечению отливки. При этом отливки приобретают столбчатую структуру и отличаются по­вышенной плотностью и герметичностью. Эвтектические сплавы яв­ляются узкоинтервальными. К сплавам с узким температурным ин­тервалом кристаллизации относятся, в частности, латуни. В сплавах на основе твердых растворов и гетерофазных структур при наличии широкого температурного интервала кристаллизации (ЛТ_р > 100*С) затвердевание осуществляется посредством образования широкой области твердожидкого состояния, когда в расплаве по всему объе­му отливки почти одновременно выделяются разветвленные крис­таллы (дендриты). Такую разновидность процесса кристаллизации называют объемным затвердеванием. Течение расплава в силу по­вышения его вязкости прекращается уже при содержании твердой фазы более 20—35% от объема. Температура, при которой прекра­щается течение расплава, называется температурой нулевой жидко- текучести t_o (рис. 18.1, д, линии AF и BG). В процессе объемного затвердевания кристаллизация оставшейся жидкой фазы приводит к тому, что во всем объеме отливки происходит выделение раство­ренных в расплаве газов, при этом возникает много пор, заполнен газом, и мелких усадочных раковин.

На жидкотекучесть существенно влияют физические свойства сплава: увеличение теплоемкости и удельной теплоты кристаллизации металла способствует повышению жидкотекучести, поскольку при этом возрастает количество выделяющейся теплоты в процессе затвердевания и охлаждения отливки. Вязкость расплавов, увеличи­ваясь с понижением температуры, снижает жидкотекучесть. Высо­кое поверхностное натяжение у, с одной стороны, значительно об­легчает разливку металла, но, с другой стороны, способствует зак­руглению острых углов и кромок в отливках.

Жидкотекучесть зависит от теплофизических свойств материала формы. Мерой скорости, с которой материал формы может погло­щать теплоту расплавленного металла, является коэффициент акку­муляции теплоты. Усадка сплавов

Усадка — свойство сплавов уменьшать объем и линейные разме­ры при затвердевании и охлаждении.

Различают линейную и объемную е_г усадки (а %).

Фиксирование линейной усадки сплава начинается с момента образования прочного кристаллического скелета в объеме отливки (в случае присутствия жидкой фазы) и твердого каркаса на ее по­верхности. Полная объемная усадка сплава складывается из усадки сплава в жидком состоянии, при затвердевании твердом состоянии. Возникновение наружной усадки, усадочных раковин и пористости (скопление мелких пустот, заполненных газами) в отливке является результатом и проявлением обычной усадки металла. В литейном производстве есть понятия свобод ной и затрудненной усадки. Первая обусловлена лишь свойствами сплавов. Затрудненная же усадка возникает в сложных по конфигурации отливках в результата совместного механического и терт I чес кого торможения процесса изменения их размеров и объема при литье. Затрудненная усадка численно отличается от свободной (например, у серого чугуна свободная линейная усадка составляет 1,1—1,3%, а затрудненная — 0,6—1,2%). На характер и величину усадки влияют, с одной стороны, химический и фазовый состав сплава, величина температурного интервала его кристаллизации, взаимная растворимость компонентов (ширина области гомогенно­сти твердых растворов) и физические свойства сплава (например, коэффициент термического расширения), а с другой технологические условия литья.

Ликвация — это неоднородность химического состава сплава в различных частях отливки. Развитие химической неоднородности может происходить как в микрообъемах сплава (внутри отдельных дендритов слитка) — внутри кристаллическая (дендритная) ликва­ция, так и по отдельным его зонам (макрообъемам) — зональная ликвация. Одной из разновидностей зональной ликвации является ликвация по плотности (гравитационная ликвация). Дендритную ликвацию устраняют гомогенизацией — высокотемпературным диф­фузионным отжигом, приводящим | выравниванию химического состава в пределах микрозерна. Гравитационную ликвацию подав­ляют перемешиванием расплава, его быстрым охлаждением, а также применением легирующих добавок, образующих с основой разветв­ленные кристаллы (дендриты), мешающие перемещению в расплаве твердой фазы.

Растворенные в расплаве газы (водород, азот и др.) при затвер­девании и охлаждении отливки могут выделяться в виде химических соединений, а также образовывать газовые раковины и поры. Суще­ственное уменьшение газонасыщенности сплавов достигается при их плавке в вакууме.

Билет 7.

Свариваемость – основное понятие, определение и характеристики

Свариваемость

Свариваемость или Свариваемость рассматривается как способность материала к сварке в специально разработанных условиях конструкции, предъявляемых в конкретных условиях удовлетворительно по конструкции и назначению.

Определение

Свариваемость – это способность материала, подвергаемого сварке с помощью процесса, при данных условиях удовлетворительно работать в желаемом режиме.

Свариваемость материалов

– Свариваемость можно определить как свойство материала, которое указывает на легкость соединения металлов вместе данным процессом сварки. Это означает, что металлы с хорошей свариваемостью можно легко сваривать, чтобы получить удовлетворительные характеристики готовой конструкции.

Металлы и их сплавы с достаточной свариваемостью должны отвечать следующим требованиям:

• Совместимость прочности, ударной вязкости и неизменной коррозионной стойкости после сварки.
• Хорошее качество сварки даже при сильном растворении.
• Не должно охрупчиваться при снятии напряжений

Характеристики

Ниже приведены некоторые важные факторы, влияющие на свариваемость:

6 Металлургическая совместимость 3

Металлургическая совместимость – способность соединяться металлов и их сплавов в пределах степени разбавления, встречающейся в конкретном процессе. Без производства вредных компонентов или шагов.

Г-н МАБАССИР И. ГОНИЯ, инженер-механик.

Механическая прочность

Механическая прочность также является влияющим фактором и требуется для соблюдения требований жесткости и общих технических стандартов.

Работоспособность

Показатели работоспособности получаемых сварных соединений, таких как:

Может касаться способности сварной конструкции по конкретному процессу работать при низких и высоких температурах, ударных нагрузках и т.п.

Фактор, влияющий на свариваемость

На свариваемость металлов могут влиять несколько факторов. Например, процедура сварки (процесс сварки, свойства основного металла, конструкция соединения, расходные материалы, состояние поверхности ), Металлургия материалов и т. д.

Влияние легирующих элементов

-зона влияния. Элементы, оказывающие наибольшее влияние на прокаливаемость стали, это Si, C, V, Ni, Mn, Mo, Cr и др.,

Влияние этих легирующих элементов на сдерживание тенденции к образованию мартенсита в зоне термического влияния и, следовательно, холодного растрескивания, может быть выражено в углеродном эквиваленте (CE)

=%C+%Mn/4 +%Ni/20 +% Cr/10+%Cu/40-%Mo/50-%V/10

• Может увеличивать или уменьшать прокаливаемость металла.

• Осадок от старости.

• Алюминий, ванадий, титан, цирконий и азот способствуют измельчению зерна в углеродистых и легированных сталях.
• Уменьшение сегрегации, контроль температуры перехода при растяжении в хрупкость. Производство сплавов замещения и упрочнение металла закалкой на твердый раствор.
• Повышение механических свойств за счет искажения решетки, например, углерода и бора, из сплавов внедрения со сталями
• Образование карбидов.
• Обеспечивают раскисление расплавленного металла без потери первичных легирующих элементов (например, титан, цирконий, алюминий, кремний и др. , имеют сродство к кислороду, чем железо, и поэтому действуют как раскислители в углеродистых и низколегированных сталях).

Проверка свариваемости

Целью проверки свариваемости является сбор такой информации о поведении материала во время сварки, которая позволяет установить правильные условия сварки. Эти испытания предоставляют полезную информацию , например, , термообработка материалов, подвод энергии, подготовка конструкции соединения и т. д.

Эти испытания можно классифицировать как теоретические испытания, имитационные испытания или фактические испытания сварки.

Теоретический тест

Пример теоретического испытания на свариваемость может быть следующим:

Элемент образцов с надрезом может быть подвергнут аустенизации при температуре 1150 градусов по Цельсию и с расчетными скоростями для дублирования ожидаемой твердости ЗТВ. Если образцы можно согнуть на 10-20 ℃, они считаются достаточно пластичными для большинства применений.

Имитация испытания

Имитация испытания может включать нагрев и охлаждение металлического образца в течение термического цикла, точно такого же, как и в конкретном сварном шве.

Фактические испытания сварки 

Фактические испытания сварки могут быть двух типов:

Испытания на свариваемость при изготовлении, которые определяют склонность сварного соединения (дефектов сварки) к растрескиванию. испытания на взлом.

Эксплуатационные испытания на свариваемость

Эксплуатационные испытания на свариваемость измеряют механические свойства, которые считаются важными для удовлетворительной работы сварного соединения во время эксплуатации. Эти тесты:

Испытания на растяжение, твердость и изгиб. Испытания на удар. Усталостные испытания. Коррозионные испытания. Испытания на ползучесть и др.

Ссылки по теме>> ПЛЕТЕНИЕ ПРИ СВАРКЕ

Свариваемость стали | OnlineMetals.com®

Свариваемость стали | OnlineMetals.com®

Самый большой каталог алюминия 6061!  С выбором для аэрокосмической отрасли, DFAR, прецизионных заготовок и многого другого!  

• Дом
• Свариваемость стали

Сталь — один из самых распространенных материалов в мире. Он широко используется благодаря своей высокой прочности на растяжение и беспрецедентной универсальности. Используемая во всем, от структурного строительства до детального эстетического дизайна, сталь выпускается в широком диапазоне марок. Каждый класс имеет свои сильные стороны и оптимизирован для определенного типа проекта.

Свариваемость сталей в основном зависит от их твердости. В свою очередь, это зависит от химического состава материала, особенно от содержания в нем углерода. Другие легирующие элементы, оказывающие меньшее влияние на твердость стали, включают марганец, молибден, хром, ванадий, никель и кремний. Поэтому для успешной сварки этого универсального материала важно сначала ознакомиться с различными типами сталей и их свойствами.

---

1. Углеродистая сталь
2. Легированная сталь
3. Нержавеющая сталь
4. Инструментальная сталь
5. Распространенные дефекты

---

Типы стали

По данным Американского института чугуна и стали (AISI), сталь подразделяется на четыре основные группы в зависимости от химического состава. Каждая группа отличается содержанием углерода и, следовательно, обладает разной свариваемостью. Четыре группы: углеродистая сталь, легированная сталь, нержавеющая сталь и инструментальная сталь.

Углеродистая сталь

Легкость сварки углеродистой стали во многом зависит от количества присутствующего углерода. С увеличением содержания углерода свариваемость имеет тенденцию к снижению. Это связано с тем, что увеличение твердости делает сталь более склонной к растрескиванию. Однако большинство углеродистых сталей по-прежнему поддаются сварке.

Низкоуглеродистая сталь (мягкая сталь)

Эти стали обычно содержат менее 0,3% углерода и до 0,4% марганца. Низкоуглеродистые стали с содержанием углерода 0,15-0,3% и до 0,9% марганца обладают хорошей свариваемостью. Идеальны те, которые содержат менее 0,2% углерода.

Если содержание примесей поддерживается на низком уровне, эти металлы редко вызывают проблемы в процессе сварки. Стали с содержанием углерода более 0,25% склонны к растрескиванию в определенных условиях. И наоборот, стали с содержанием углерода менее 0,12% могут быть подвержены пористости. Любую низкоуглеродистую сталь можно сваривать любым из распространенных способов сварки. Но стали с большим содержанием углерода лучше всего сваривать с использованием процесса с низким содержанием водорода или с наполнителями с низким содержанием водорода.

Среднеуглеродистая сталь

Среднеуглеродистая сталь содержит 0,30–0,60 % углерода и 0,60–1,65 % марганца. Они прочнее низкоуглеродистой стали, но их труднее сваривать. Это потому, что они более склонны к растрескиванию. Стали со средним содержанием углерода всегда следует сваривать с использованием процесса сварки с низким содержанием водорода или контролируемых водородных наполнителей.

Высокоуглеродистая сталь (углеродистая инструментальная сталь)

Высокоуглеродистые стали содержат 0,60–1,0% углерода и 0,30–0,90% марганца. Они чрезвычайно твердые и прочные, но плохо поддаются сварке и их трудно сваривать без образования трещин.

После термической обработки они становятся чрезвычайно твердыми и хрупкими. При сварке высокоуглеродистых сталей требуется предварительный нагрев, тщательный контроль температуры между проходами и снятие напряжения после сварки. При сварке этих сталей необходимы процессы с низким содержанием водорода для присадок с низким содержанием водорода.

Углеродисто-марганцевые стали

Углеродисто-марганцевые стали содержат 0,15-0,5% углерода и 1,0-1,7% марганца. Как правило, эти стали поддаются сварке, хотя для некоторых сталей требуется контроль предварительного нагрева и подводимого тепла. При сварке углеродисто-марганцевых сталей с повышенным содержанием углерода рекомендуется использовать процессы сварки с низким содержанием водорода или контролируемые водородные наполнители.

Как и другие углеродистые стали, многие низколегированные стали поддаются сварке. Но их свариваемость опять же зависит от содержания углерода. В частности, свариваемость легированных сталей зависит от углеродного эквивалента их легирующих добавок: марганца, хрома, молибдена, ванадия и никеля.

Купить Углеродистая сталь сегодня

---

Наверх

Легированная сталь

Эта категория охватывает широкий спектр металлов. Это углеродистые стали, которые затем сильно легируют другими элементами, обычно хромом, кобальтом, марганцем, молибденом, никелем, вольфрамом, ванадием и хром-ванадием.

Легированные стали часто имеют превосходную твердость, более высокую коррозионную стойкость, но плохую свариваемость. Они склонны к растрескиванию при сварке, если не обратить внимание на предварительный подогрев, межпроходную температуру, скорость охлаждения и обработку после сварки. Как и для других закаливаемых сталей, для снижения риска растрескивания рекомендуются процессы с низким содержанием водорода или наполнитель с контролируемым содержанием водорода.

Купите легированную сталь сегодня

Никелированная сталь

Никелевая сталь — это особый тип легированной стали, который настолько необычен, что получил отдельную позицию. Сплавы, содержащие 1-3% никеля, можно тщательно сваривать с помощью процессов сварки с низким содержанием водорода. С увеличением содержания никеля твердость стали увеличивается. Как и в случае с углеродом, это означает, что свариваемость этих сталей ухудшается. Стали, содержащие 5-9% никеля имеют плохую свариваемость. Они слишком тверды, чтобы их можно было сваривать без риска растрескивания. При сварке никелевой стали важно использовать процесс с низким содержанием водорода или присадки с контролируемым содержанием водорода.

---

Вернуться к началу

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь представляет собой группу высоколегированных сталей, содержащих не менее 10,5% хрома. Они широко предпочтительны из-за их производительности даже в самых агрессивных средах. Нержавеющие стали обычно легируют несколькими другими элементами для улучшения жаропрочных свойств, улучшения механических свойств и/или характеристик изготовления, а также для улучшения коррозионной стойкости. Эти легирующие элементы также влияют на их свариваемость. Узнайте больше о том, как сваривать этот универсальный материал, в нашем посте «Свариваемость нержавеющей стали».

Купить Нержавеющая сталь сегодня

---

Наверх

Инструментальная сталь

Как и в случае с углеродистыми сталями, свариваемость сталей с содержанием углерода более 0,2% считается плохой. Это связано с их твердостью и риском растрескивания при сварке. Поэтому инструментальные стали, содержащие 0,3–2,5% углерода, трудно свариваются, и многие поставщики стали не рекомендуют это делать. Однако с развитием сварочного оборудования, методов, процедур, инструментальной стали и наполнителей это возможно, хотя лучше оставить это людям с хорошими навыками сварки.

Купить инструментальную сталь сегодня

---

Наверх

Распространенные дефекты сварки

Пористость

Недостаточное количество защитного газа приводит к атмосферному загрязнению сварного шва.