Сталь 17г1с чем варить

Обновлено: 01.05.2024

Подбор типов (марок) электродов, сварочной проволоки № флюсов производится в соответствии с проектом производства работ. Электроды и сварочная проволока должны быть той же марки, что и марка стали свариваемых труб. Хранить электроды следует в сухих отапливаемых помещениях при температуре не ниже 15 °С и предохранять от увлажнения.

Для ручной дуговой сварки стальных труб и изделий из них применяют покрытые электроды по ГОСТ 9467—75*. Для Ст2„ СтЗ, Ст4 групп А, Б, В по ГОСТ 380—88; 10, 15, 20 по ГОСТ 1050—88 используются электроды Э42, Э46, Э42А, Э46А, Э50А. Для сталей 16ГС, 17ГС, 09Г2С, 17Г1С по ГОСТ 19282—73* применяют электроды Э50А.

Тип электрода обозначается буквой Э и цифрой, указывающей гарантированный предел прочности при растяжении. Буква А означает, что металл шва, наплавленный этим электродом, обладает повышенными пластическими свойствами.

Каждый тип электродов имеет несколько марок

Для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом и для газовой сварки применяют стальную проволоку марки СВ-08А и СВ-08ГА.

Проволока сварочная изготавливается по ГОСТ 2246—70* следующих диаметров: 0,3; 0,5; 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6; 2; 2,4; 3; 4; 5; 6; 8 мм. Проволока диаметром 0,3. 1,6 мм предназначена в основном для полуавтоматической и автоматической сварки в инертных газах. При сварке под флюсом используют проволоку диаметром 2. 6 мм.

Из проволоки диаметром 1,6. 8 мм изготавливают стержни для электродов. Проволока маркируется индексом СВ (сварочная). Буквами обозначают химические элементы, содержащиеся в металле проволоки: А — азот, Г — марганец, С — кремний, Н — никель, Т — тальк и т. д.

Первые две за индексом СВ (сварочная) цифры указывают содержание в стали углерода (в сотых долях процента). Буква А в конце марки указывает на пониженное содержание вредных примесей (серы и фосфора).

Сварка низколегированных сталей. Как сваривать низколегированную сталь

Сварка низколегированных сталей нашла широкое применение при изготовлении конструкций в строительстве. Связано это с тем, что низколегированные конструкционные стали обладают повышенной прочностью и, благодаря этому, металлоконструкции получаются облегчёнными, а, следовательно, более экономичными.

Как правило, свариваемость низколегированных конструкционных сталей удовлетворительная. Но, необходимо учесть, что при содержании углерода в составе стали более, чем 0,25%, возникает риск образования и развития закалочных структур и горячих трещин в сварном шве. Кроме того, ставится вероятным появление других дефектов сварного шва, например, образование пор. И получается это вследствие выгорания углерода при сварке.

Распространённые марки низколегированных сталей, применяемых при сварке металлоконструкций

Низколегированные стали, из которых сваривают строительные конструкции, содержат в своём составе углерода не более 0,25% и легирующих элементов — не более 3%.

Для изготовления металлоконструкций промышленных и гражданских сооружений больше всего подходят такие марки сталей, как 15ХСНД, 14Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д, 16ГС, 14Г2АФ, 16Г2АФ и др.

Для изготовления сварных газопроводных труб хорошо подходят такие марки стали как 18Г2С, 25Г2С, 35ГС, 20ХГ2Ц и др. Эти же марки применяют и при изготовлении арматуры для железобетонных плит.

Особенности сварки низколегированных сталей

Сварка конструкционных сталей 15ХСНД, 15ГС, 14Г2, 14Г2АФ, 16Г2АФ

Для сварки низколегированных сталей марок 15ХСНД, 15ГС, 14Г2, 14Г2АФ, 16Г2АФ и т.п. хорошо подходит ручная дуговая сварка электродами Э50А или Э44А. Но наиболее качественные сварные соединения получаются при сварке электродами УОНИ-13/55 и ДСК-50. Но, лучшие результаты получаются при сварке постоянным током при обратной полярности. При этом, сварку необходимо проводить при пониженных токах, 40-50 А на миллиметр диаметра электрода.

Металлоконструкции из сталей 15ХСНД, 15ГС, 14Г2, 14Г2АФ, 16 Г2АФ можно сваривать при температуре окружающей среды не ниже -10°C. Если же температура окружающей среды находится в пределах от -10°C до -25°C, то при сварке необходим предварительный подогрев. Ширина подогрева зоны сварки составляет 100-120 мм по обе стороны шва. Температура предварительного подогрева 100-150°C. При температуре окружающей среды ниже, чем -25°C, сварка вышеуказанных сталей не допустима.

Сварка низколегированных сталей 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д

Оценку свариваемости сталей таких марок, как 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д и т.п. можно дать хорошую (см. таблицу свариваемости сталей), и связано это с тем, что они не подвержены закаливанию, не склонны к перегреву и устойчивы к образованию горячих и холодных трещин в сварном шве и зоне термического влияния. Сварку низколегированных конструкционных сталей данных марок можно выполнять как ручной дуговой сваркой, так и автоматической.

Сварка листов из сталей 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д, толщиной менее 40 мм выполняется без разделки кромок. И, при соблюдении технологии и режимов сварки, механические свойства сварочного шва почти не уступают механическим свойствам основного металла. Равнопрочность сварного шва обусловлена переходом легирующих элементов из электродной проволоки в металл сварного шва.

Сварка хромокремнемарганцовистых низколегированных сталей 25ХГСА, 30ХГСА, 35ХГСА

Сварка низколегированных сталей 25ХГСА, 30ХГСА, 35ХГСА и т.п. затруднена тем, что они склонны к образованию трещин при сварке и к появлению закалочных структур. И чем меньше толщина свариваемых кромок, тем выше риск образования закалочных зон и появления трещин в металле шва и, особенно, околошовной зоне.

Склонность данных сталей к сварным дефектам обусловлена повышенным содержанием углерода в их составе (0,25% и более). Сварку этих сталей можно выполнять сварочной проволокой Св-08 или Св08А, а также электродами данных марок.

При сварке низколегированных хромокремнемарганцовистых сталей, в зависимости от толщины свариваемого металла, рекомендуются следующие режимы сварки:

Как правильно выбрать электроды для сварки

Речь в статье пойдет о покрытых электродах, используемых для ручной электродуговой сварки. Параметры выбора электродов достаточно многочисленны, назовем основные:

выбор металлов, сплавов (стали, сплавы, разновидности чугуна и т. д.).
типы обслуживаемой конструкции или оборудования;
тип работ, который зависит от конструкции (массивные, толстостенные, тонкостенные, тавровые и т. д.);
род используемого для сварки тока;
наличие опыта у сварщика;
собственно, качество самого электрода.

Основываясь на этих параметрах, рассмотрим вопрос о том, как сделать оптимальный выбор.

Виды электродов для сварки и стали

Рассматривая типы и марки электродов для сварки, для начала остановимся на первых. Покрытые электроды (а именно они представлены в каталоге продукции МЭЗ) подразделяются на 4 основных типа — в зависимости от покрытия, которое на них наносится.

Основное покрытие («Б»)

Это один из наиболее распространенных типов обмазки, в составе которой — карбонаты кальция и магния. В маркировке обозначаются буквой «Б». Ключевое преимущество — малое содержание водорода в составе покрытия. Это и другие свойства позволяют получать механически очень прочный, высокопластичный шов с отличной ударной вязкостью. Электроды используются при сварке особо ответственных конструкций, а также конструкций, которые будут эксплуатироваться в знакопеременных по температуре условиях и суровых северных условиях. Наиболее широко известна марка УОНИ 13/55, УОНИИ 13/55, УОНИ 13/45. Среди минусов: образование при сварке сравнительно большого количества шлака, риски появления пор в сварном шве при сварке на длинной дуге, при влажной или окисленной поверхности.

Рутиловое покрытие («Р»)

Также является одним из самых широко используемых. Основа состава — рутил (диоксид титана), помимо него присутствуют кислород и кремний. Изделия обеспечивают легкий первичный, повторный поджиг, стабильное горение дуги, малое количество брызг, легкое отделение шлаковой корки, ровный шов товарного вида. Оптимально подходят для сварки низкоуглеродистых сталей. Наиболее популярные марки — МР-3 ЛЮКС, МР-3, ОЗС-12, АНО-21. В ряду минусов: необходимость в низкой влажности и в обязательной предварительной прокалке во избежание рисков окисления металла шва.

Кислое покрытие («А»)

Имеет в составе железо, кремний, марганец, другие элементы. Электродами с кислой обмазкой можно вести сварку по поверхностям с окалиной или ржавчиной, они обеспечивают высокую сопротивляемость возникновению в металле шва воздушных каналов. Из минусов — угроза появления в последнем горячих трещин.

Целлюлозное покрытие («Ц»)

Состоит из целлюлозы, органических смол, ферросплавов и других элементов. Электроды хорошо подходят для выполнения сварки в вертикальном положении благодаря малому количеству шлака и выделению защитных газов. В числе минусов — высокий уровень разбрызгивания металла и высокое содержание водорода, что может ухудшить качество металла сварного шва.

Выбор электродов для сварки металлоконструкций

Выбор перечисленных выше типов электродов зависит от того, какие работы выполняются (сварка или наплавка, заварка браков литья), а также от того, какие металлы и сплавы используются. Поэтому подбирать оптимальный вариант электродов для металлоконструкций следует с учетом их основного назначения:

Рекомендуемые марки электродов

Сварка углеродистых и низколегированных конструкционных сталей

Сварка легированных высокопрочных сталей

Сварка теплоустойчивых, жаропрочных сталей и сплавов

ОЗЛ-35, КТИ-7А, ИМЕТ-10, ТМЛ-3У, АНЖР-2, ЦЛ-39

Сварка «нержавейки», коррозионностойких сталей и сплавов

УОНИ-13НЖ, ЭА-400/10Т, ИЖ-15С, ЦТ-15, НИАТ-1

Сварка элементов из разных материалов и сталей разных классов

ОЗЛ-32, ЦТ-28, ЭА-391/15, АНЖР-2, ВИ-ИМ-1, ИМЕТ-10, НИИ-48Г, В-56У

Сварка изделий из никелевых сплавов

Сварка изделий из сплавов на основе алюминия

Сварка медных и бронзовых деталей

Комсомолец-100, АНЦ/ОЗН-3; ОЗБ-2М (для бронзы)

Наплавка деталей, работающих в условиях абразивного износа

Наплавка деталей, работающих в условиях интенсивных ударных нагрузок при абразивном износе

Наплавка деталей, работающих в условиях интенсивного износа с ударными нагрузками

Наплавка деталей, работающих в условиях интенсивных ударных нагрузок

Наплавка изношенных деталей из высокомарганцовистых сталей

Наплавка металлорежущего инструмента

Как подобрать диаметр электрода в зависимости от толщины металла

При выборе следует учитывать зависимость диаметра электрода от толщины свариваемого металла изделий и элементов. Чем толще последний — тем, соответственно, больше и толщина стержня электрода. Так,

при толщине свариваемых элементов в 1,5-2,5 мм толщина электрода будет составлять 2-2,5 мм;
при толщине в 3 мм — соответственно 2,5-3 мм;
при 4-5 мм — 3-4 мм;
при 6-10 мм — 4-5 мм.

Допустимые значения сварочного тока также варьируются в зависимости от диаметра расходника (об этом — ниже). При повышенных значениях тока (всегда указываются на упаковке) и превышении рекомендуемых показателей диаметра существуют риски образования в металле шва пор. Следует также сказать о том, что если толщина изделий не более 1,5 мм, ручная дуговая сварка обычно не используется.

Выбор силы сварочного тока под электроды

Электродные расходники могут работать на постоянном и/или на переменном токе. Так, электроды с рутиловым покрытием используются в сварке как на постоянном, так и на переменном токах, то время как изделия с обмазкой основного типа (как, например, УОНИ 13/55 →) — только на постоянном токе обратной полярности.

Выбор силы сварочного тока напрямую влияет на качество сварки и получаемого результата. Если он подобран неправильно, заготовка при сварке может просто прожечься или, напротив, металл не оплавится на нужную глубину. Для правильного подбора существуют госты и рекомендуемые настройки, проверенные годами практики. Одно из ключевых правил — зависимость силы тока от диаметра электрода, важную роль также играют:

толщина заготовки;
пространственное положение сварки;
длина дуги;
количество слоев шва.

Для начинающих сварщиков будет полезно знать одно из основных негласных правил: на 1 мм диаметра электрода приходится в среднем 20-30 Ампер тока. Усредненно значения выглядят следующим образом:

Марка стали 17Г1С: характеристики и применение

Физические характеристики стали 17Г1С допускают применение для эксплуатации при высоких давлениях в диапазоне температур от -40˚C до +475˚C. Марка относится к низколегированным конструкционным сплавам без ограничений по свариваемости. К выпускаемым из этого материала видам проката относятся трубы ГОСТ 8732-78, лист ГОСТ 19903-74 и 19282-73, полоса ГОСТ 82-70, уголок, швеллер, круг и некоторые другие.

Область применения

Сталь применяется для монтажа трубопроводов, транспортирующих среду с предельным давление до 75 кг/см2, нагреваемых элементов металлоконструкций, несущих и опорных узлов. Низколегированную сталь этой марки применяют для нанесения плакирующего слоя при изготовлении многослойных стальных листов устойчивых к коррозионному воздействию. Из нее изготавливают:

электросварные и бесшовные трубы;
водогрейные и паровые котлы;
нефте и газопроводы;
теплообменные аппараты;
отводы, переходы, фланцы и другие фасонные детали трубопроводов;
различные виды стального гнутого проката;
детали вагонов, автомобилей и специальной техники.

Изделия из 17Г1С широко применяют в строительстве, как устойчивые к механическим нагрузкам и легко свариваемые материалы. Толщина отдельных видов фасонного проката может достигать 60 мм.

Важной характеристикой, которой обладает эта марка стали, является хладостойкость, позволяющая применение стальных труб для монтажа охлаждающих систем и изготавливать металлоконструкции для эксплуатации в условиях низких температур.

Высокая пластичность материала и простые технологии сварки делают листовую сталь 17Г1С незаменимой для изготовления электросварных труб с продольным и спиралевидным швом. При этом могут применяться любые сварочные технологии, не требующие предварительной термической обработки металла.

Ударная вязкость, которой обладает сталь марки 17Г1С, зависит от эксплуатационной температуры, точного химического состава и вида термической обработки которой подвергался металл. Поэтому при использовании металлоконструкций из сплава следует всегда учитывать условия технической эксплуатации готовых изделий.

Химический состав и маркировка

Состав химических элементов в сплаве определяется по ГОСТ 19282-73. Расшифровка маркировки стали 17Г1С обозначает среднее содержание углерода - 0,17%, магранца 1,1-1,5% и кремния менее 1,0%.

Кроме этого в химическом составе присутствуют:

силициум,
никель,
медь,
сера,
фосфор
и незначительное количество других веществ.

Содержание железа может достигать 96%. В том случае, если маркировка стали заканчивается буквой «У» -17Г1С-У, то сталь отличается повышенной прочностью и расшифровывается, как усиленная.

Государственный стандарт допускает модифицирование сплава путем добавления 0,03% кальция и 0,05% редкоземельных элементов. Для увеличения прочности возможно внесение в состав сплава 0,03% титана и не более 0,05% алюминия.

Стоимость

Цена на сталь определяется видом металлопроката, который из нее изготовлен. Кроме этого учитывается удаленность региона и расходы на доставку материалов. Отгрузка проката производится на вес и средняя стоимость листовых изделий в центральных регионах составляет 52000-56000 руб/тн. При больших оптовых заказах можно оговорить вопрос предоставления скидок на покупаемую сталь.

Трубы, уголок, круг, швеллер и другие готовые изделия стоят дороже листового металла. Самые дорогие изделия из 17Г1С это готовые фланцы, отводы, переходы и другие фасонные элементы трубопроводов.

Аналоги стали 17Г1С

Среди марок, производимых за рубежом и аналогичным по характеристикам сплаву 17Г1С, следует назвать:

Германия, Франция, Англия S355 и P355;
Швеция 2132-2134;
Австрия St52F;
Япония SM490 и SM520;
Китай 16MN и HP345;
Южная Корея STKM16;
Польша 16G и 18G.

Маркировка по стандартам Евросоюза определяет подобные материалы, как Fe52, S235 и S355. При покупке стали зарубежных аналогов следует учитывать более высокую стоимость материалов, связанную с таможенными сборами и транспортировкой. Кроме того приведенные выше марки только аналогичны 17Г1С и не имеют абсолютно точного соответствия по химическому составу.

Применяемые технологии обработки

Благодаря своей пластичности сталь устойчива к возможному образованию трещин, хорошо сваривается и может эксплуатироваться в условиях перегрева. Низкое содержание углерода позволяет применение различных сварочных технологий с использованием предварительного подогрева деталей или без него, с возможностью последующей обработки при высоких температурах. Сталь большой толщины сваривается путем применения многослойной сварки.

Для механической обработки стали при изготовлении изделий используется следующее производственное оборудование:

токарные и фрезерные станки;
пескоструйная зачистка и обработка дробью;
сверловка и поперечное разрезание;
правка и гибка.

При производстве изделий и заготовок на станках прочность и пластичность сталей не меняется.

В результате термической нагрева и охлаждения стали 17Г1Спроизводят закалку, отпуск и отжиг. Нагрев металла не требует наличие сложного прокатного оборудования и не продолжительно по времени. Наиболее часто детали и узлы из этого сплава подвергаются термическому воздействию для использования их в ответственных несущих и опорных конструкциях.

Закалка повышает прочность металла и улучшает эксплуатационные характеристики стали. Термический отпуск позволяет снять внутренние напряжения и увеличить срок службы готовых изделий. Отжиг стали придает материалу более равномерную кристаллическую структуру и может использоваться для уменьшения пластичности. С помощью различных видов термической обработки можно изменять физико-технические свойства стального проката и расширить область возможного применения материалов.

Из чего состоит сталь 17Г1С и как ее обрабатывают?

Сталь 17Г1С берется для производства различных сварных конструкций, которые эксплуатируются в трудных условиях. Она сохраняет все свои качества при различных температурах, при большом давлении. Сегодня мы поговорим о составе, основных характеристиках такого металла.

Состав и расшифровка

Сталь марки 17Г1С включает в свой химический состав следующие элементы.

Никель. Он позволяет защищать поверхность стали от образования коррозии.

Фосфор. Увеличивает прочность материала.

Сера. Компонент улучшает свойства будущей обработки.

Железо. Оно является основной частью такой стали.

Углерод. Этот компонент позволяет повышать плотность металла.

Марганец. Элемент помогает выводить лишний кислород.

Кремний. Нужен для закалки металла.

При этом содержание железа часто составляет 96%. Иногда в металле имеются и иные компоненты, но в незначительном количестве. Возможны и модифицированные составы, в них также включают кальций, титан.

Маркировка указывает, что среднее содержание углерода равно 0,17%, марганца – 1,1-1,5%, кремния – около 1%.

Характеристики и свойства

Основные свойства, характеристики материала можно найти в ГОСТах. Данная сталь является конструкционной и низколегированной. Она отличается хорошей свариваемостью, высоким качеством швов. Предел прочности 490-510 МПа. Максимальный показатель текучести достигает 343-355 МПа.

Материал обладает повышенным пределом прочности, особой твердостью. Класс прочности К52, К60. Ударная вязкость этого металла равна 440 кДж/м2. Температурный режим плавления равен 1250 градусам.

Модуль упругости данной стали составляет 200000 МПа, ее плотность достигает 7850 кг/м3. Удлинение на разрыв равно 20-23% (при температуре не более 20 градусов). Коэффициент линейного расширения может значительно варьироваться в зависимости от температуры.

Сталь 17Г1С хорошо поддается различным обработкам. Она не склонна к отпускной хрупкости. Кроме того, металл флокенонечувствителен.

Аналоги

Существует большое количество различных аналогичных марок стали:

китайская сталь 16MN, HP345;

сталь японского производства SM490, SM520;

южнокорейский металл STKM16;

польский металл 16G, 18G;

австрийская сталь St52F;

В составе таких замен могут использоваться иные компоненты, может значительно отличаться и концентрация отдельных элементов.

Применение

Марка 17Г1С чаще всего используется при производстве трубопроводов, которые работают под большим давлением. А также ее берут при изготовлении различных элементов, которые эксплуатируются в условиях высоких температур, разных несущих конструкций.

Нередко металл подвергается плакированию – такая процедура позволяет сделать его многослойным, полученная оболочка будет надежно защищать материал от образования коррозии. Такая сталь предназначается для изготовления теплообменников, нефтепроводов, газопроводов, теплосетей, гнутого проката, отдельных деталей для легковых автомобилей, вагонов.

За счет пластических качеств и простоты формирования швов получаются качественные и надежные электросварные конструкции, соединение у них может быть как спиралевидным, так и продольным. Кроме того, сталь марки 17Г1С широко применяется в области строительства, потому что различные опоры из нее могут выдерживать максимальные механические нагрузки, при этом они будут обладать небольшой массой.

Хладостойкость данного металла позволяет делать из него различные системы охлаждения, детали, которые эксплуатируются при пониженных температурах. Материал можно применять при изготовлении прочных сосудов, рассчитанных на большое давление.

Из такого материала нередко делают профили и листы. Они чаще всего берутся для производства сварных металлоконструкций разного назначения.

Обработка

Относительно малое содержание углерода в данном металле дает возможность применять различные сварные технологии. Причем они могут использовать как с предварительным разогревом, так и без него.

Заготовки со значительной толщиной обрабатываются посредством многослойной сварки. Чтобы провести механическую обработку, чаще всего используется специальное оборудование, в том числе фрезерные установки, токарные аппараты, сверловка, пескоструйный агрегат.

В процессе таких обработок на специальном оборудовании прочность и пластичность металла не будут изменяться. При помощи нагрева и последующего резкого охлаждения проводится закаливание, отпуск, отжиг.

Предварительный нагрев такой стали не потребует слишком много времени. Закалка заготовок позволит значительно повысить прочность, твердость материала. Отпуск устранит напряжение внутри, увеличит эксплуатационный срок металлических изделий.

Термический отжиг придаст изделиям максимально равномерный кристаллический состав, иногда эта процедура проводится для уменьшения пластичности.

Разные типы термообработок позволяют менять основные технические, физические характеристики стали, расширять сферы ее применения.

Сталь данной марки отлично поддается сварке. Причем она может проходить без подогрева. Кроме того, после такой процедуры не нужно будет дополнительно нагревать металлические заготовки. Электродами для выполнения работ могут стать Э42А, Э50А.

Иногда заготовки перед сваркой все же нагревают до температуры в 120 градусов. Далее разделку кромок выполняют при толщине материала не более 5 миллиметров. Но даже без этого можно будет качественно варить изделия с толщиной до 40 миллиметров.

Иногда применяется полуавтоматическая сварка. Ее выполняют при токе в 200-230 ампер, давление при этом должно достигать 2-2,2 атмосферы. Сразу после этого проводится охлаждение при обычных условиях, что обеспечивает максимальную надежность соединения.

Чтобы избежать появления закалочной структуры, нужно выполнять отпуск при температурном режиме в 600-650 градусов. Затем заготовки отправляют в специальное печное оборудование, там они остывают. Медленное и равномерное остывание позволяет избежать коробления. Если сечение изделия составляет менее 36 мм, то тогда отпуск можно и не производить.

Термообработка заготовок может выполняться как в специальных печах, так и на механических станках. В процессе станочной обработки применяются резка, правка и прочие операции. Все это позволяет придавать металлу необходимую форму.

Особенности сварки разных видов низколегированной стали. Лучший способ сварки, его технология

Легированная сталь содержит специальные легированные элементы, служащие для обеспечения материалу заданных свойств, и до 0.5% углерода. В зависимости от процентного состава легированных компонентов легированные стали делятся на виды:

от 10% — высоколегированные;
2.5-10% — среднелегированные;
до 2.5% — низколегированные.

Маркируют стали буквами (название легирующего элемента) и цифрами (среднее процентное содержание). Цифра за буквой не ставится, если содержание компонента менее 1%.

Виды низколегированной стали

Конструкционные низколегированные стали классифицируются:

низкоуглеродистые (до 0.25% углерода);
среднеуглеродистые (0.2-0.45%);
теплоустойчивые.

Типы низкоуглеродистых сталей представлены в таблице.

Наименование	Примеры маркировки
Хромокремненикельмедистые	10ХСНД, 15ХСНД
Хромокремнемарганцовистые	14ХГС
Марганцовоазотнованадиевые	14Г2АФ
Кремнемарганцовистые	14ГС, 10Г2С1, 09Г2С
Марганцовистые	14Г2, 14Г

Среднеуглеродистые марки (35ХМ, 18Г2АФ, 17ГС) содержат более 0.25% углерода и применяются после проведения термообработки.

Теплоустойчивые металлы при работе в районе высоких температур имеют повышенную прочность. Находят применение в изготовлении металлических элементов энергетических устройств.

Ввиду более высокой прочности низколегированных сталей (по сравнению с углеродистыми конструкционными) их применение при производстве сварных конструкций снижает вес и экономит металл.

Благодаря этим свойствам, материалы применяют в вагоно- и судостроении, строительстве и других областях промышленности.

Особенности процесса

Низколегированная сталь – материал, относящийся к группе удовлетворительно свариваемых металлов, которые соединяются почти всеми видами сварки.

Сварка низколегированной стали выполняется труднее низкоуглеродистой конструкционной. Она более чувствительна к тепловым воздействиям. Следует учитывать, что содержание в материале более 0.25% углерода может привести к формированию закалочных структур и трещин в шве, а выгорание углерода — к образованию пор.

Во избежание формирования закалочных мартенситных структур деталь подогревают, применяют многослойную сварку с соблюдением между наложением слоев металла в шов минимального интервала времени. Материал покрытых электродов выбирается с низким содержанием фосфора, углерода и серы. Это способствует увеличению стойкости шва против кристаллизационных трещин.

Соединение хромокремнемарганцовистых сталей

При проведении газовой сварки хром и кремний частично выгорают, что приводит к формированию оксидов, шлаков и непроваров в соединении. Чтобы избежать окисления легирующих добавок, работа выполняется нормальным пламенем, мощность которого подбирается из соотношения 75-100 дм 3 /ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого материала. Марки присадочной проволоки:

низкоуглеродистая Св-08 или Св-08А – для неответственных конструкций;
легированная Св-19ХМА, Св-13ХМА, Св-10ХГС, Св-18ХГСА – для соединения ответственных объектов.

Рабочий процесс ведется в один слой без перерывов. Пламя горелки на одном месте не задерживается во избежание перегрева металла сварочной ванны. Чтобы свести к минимуму коробление, шов формируется от середины к краям и обратно. Во избежание трещин свариваемый элемент охлаждают медленно.

Ответственные детали закаляют при температуре 500-650°С, с выдержкой и последующим нагревом до 880°С. Охлаждают в масле. Затем отпускают с нагревом до 400-600° и охлаждением в горячей воде.

Сварка конструкционных низколегированных сталей

Механические свойства этих металлов выше, чем низкоуглеродистых. Содержание кремния в пределах 1-1.1% способствует улучшению прочности и упругости материала. При его повышении в сварном шве увеличивается количество неметаллических включений, что затрудняет сварочный процесс. Марганец от 1.6 до 1.8%, усиливает способность материала к закалке, но технологически усложняет процесс работы. Повышенное содержание молибдена, хрома, ванадия негативно влияет на свариваемость.

Стали, склонные к закалке, сваривают:

на мягком режиме без термообработки (или в печи);
на жестком режиме с термообработкой в точечной машине.

Сила тока при работе с низколегированными материалами рекомендуется на 10-15% ниже, чем при сварке малоуглеродистой стали. Давление на электроды – выше на 10-50%.

Сварка производится теми же методами, что и низкоуглеродистой стали – дуговым, газовым и контактным. Ручная сварка выполняется электродами типа Э-50А, которые обеспечат шов с механическими свойствами, аналогичными основному металлу.

Соединение сталей 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д

Отличительным качеством марок низколегированных низкоуглеродистых сталей 09Г2С и 10Г2С1 является отсутствие склонности к перегреву и образованию закалочных структур. Работа проводится при любом тепловом режиме с соблюдением технологии процесса для низкоуглеродистых сталей. Обеспечение равнопрочности сварного шва достигается электродами Э50А, Э46А. Прочность и твердость околошовной зоны такая же, как у основного металла.

Марка 10Г2С1Д является низколегированной конструкционной сталью для сварных изделий. При сварке без ограничений процесс выполняется без подогрева и термообработки. Ограниченная свариваемость стали требует подогрева до 100-120° и термообработки. Трудносвариваемый материал требует дополнительных действий: подогрева при сварке до 200-300° и отжига после сварки.

Лучший способ сварки низколегированной стали

Наиболее приемлемым способом сварки низколегированной стали является ручная дуговая сварка. Методика процесса подобна сварке низкоуглеродистых сталей. Эти материалы содержат не более 0.25% углерода, обладают хорошей свариваемостью при любой толщине соединяемых деталей и температуре воздуха.

универсальность;
простота;
возможность сварки в любом положении в пространстве и труднодоступном месте.

Технология

Ручная дуговая сварка – наиболее распространенный метод соединения материалов сварочных конструкций, при котором вручную:

Работа проводится покрытыми электродами. Способ заключается в горении сварочной дуги с электрода на свариваемый предмет. Кромки изделия оплавляются, металл электродного стержня и покрытие электрода расплавляются. Основной металл и материал электрода кристаллизуются, образуя сварной шов.

Схема ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Используемые электроды и оборудование

Марка и тип выбираются с учетом:

Типы электродов металлических покрытых для ручной дуговой сварки низколегированных сталей прописаны в ГОСТ 9467-75.

Информация об электродах для сварки низколегированных конструкционных сталей представлена в таблице.

Марки электродов	Дополнительные сведения о сталях
Э50, Э46, Э42, Э38	Временное сопротивление разрыву – до 50 кгс/мм
Э50А, Э46А, Э42А	Повышенные требования по ударной вязкости и пластичности
Э60, Э55	Временное сопротивление разрыву от 50-60 кгс/мм

Требования к электродам:

обеспечение их равнопрочности с основным материалом;
отсутствие дефектов в сварных соединениях;
обеспечение стойкости швов в разных условиях эксплуатации;
получение требуемого химического состава металла шва.

Процесс сварки

Зажигание сварочной дуги (создание короткого замыкания цепи способом прикосновения кончика электрода к изделию).
Образование ванны расплавленного металла, смешивание присадочного и основного материалов до формирования однородного сплава.
Поддержка нужной длины дуги.
Заварка кратера.
Формирование сварного шва с помощью угла наклона электрода и изделия.

Сталь 17Г1С

Класс: Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций.

Некоторые зарубежные аналоги: S355J0, 18G2AA, St52-3G, SM490A, SM520C, STKR490, S355J2G3, ERW5, S355J2G3, 1.0117, SM490C, FeE420, 1.0570, AE355D, HP345, S355J2G3, OL52.4.

Примечание. Если есть необходимость, то сталь 17г1с следует подвергнуть упрочняющей обработке с помощью регламентируемой или контролируемой прокатки, ускоренному охлаждению. Упрочнение не сказывается негативно на свойствах металла.

Химический состав:

углерод – до 0.15-0.2%;
кремний – 0.4-0.6%;
марганец – 1.15-1.6%;
никель – до 0.3%;
сера – до 0.04 %;
фосфор – 0.035 %;
хром – до 0.3 %;
азот – до 0.008 %;
медь – до 0.3%;
мышьяк – 0.08 %.
железо – 96%.

Назначение и использование стали 17Г1С

Сплав идеально подходит для изготовлений деталей, работающих под давлением. Используется металл и в качестве плакирующего слоя при изготовлении двухслойных устойчивых к коррозии листов. В частности, из стали 17Г1С изготовляют:

детали для вагонов;
трубы электросварные прямошовные;
паровые котлы;
сварные переходы, фланцы;
бесшовные трубы;
аппараты, работающие под давлением.

Сталь чрезвычайно популярна среди застройщиков коммерческой недвижимости, и тому есть причины. Во-первых, она отлично переносит механические нагрузки и повреждения, а во-вторых, малый вес металла позволяет сэкономить на строительстве немалые средства.

Свариваемость стали 17Г1С

Предлагаемая сталь прекрасно сваривается, ведь она устойчива к образованию трещин, перегреву. Сваривать металл можно по-разному: либо с предварительным подогревом, либо без него, а также последующей термической обработки. Это стало возможным благодаря низкому содержанию углерода.

Примечание. Толстые листы лучше сваривать с использованием многослойной сварки.

Механическая обработка стали 17Г1С

Механическую обработку стали обычно проводят с использованием станков. Наиболее распространенные действия: токарная, дробеструйная и фрезерная обработка, поперечная резка, сверловка, правка. Во время механической обработки материал практически не теряет своих свойств: пластичности, прочности.

Термическая обработка стали 17Г1С

Термическая обработка решает сразу несколько проблем. Так, с ее помощью можно избежать введения в состав стали дополнительных химических элементов (технологически сложный и дорогостоящий процесс). Она не занимает много времени и не требует использования особого оборудования. Очень часто сталь подвергают термической обработке перед ее использованием в несущих конструкциях.

Закалка. С ее помощью металлу можно придать нетипичные характеристики и свойства.

Отпуск. Помогает сплаву избавиться от существенного недостатка – внутреннего напряжения. После отпуска материал приобретает удивительную прочность и твердость, повышается его эксплуатационный срок.

Отжиг. С его помощью стали придают равномерную структуру. Отжиг используется и для снижения пластичности металла.

Читайте также: