Электроды для сварки стали с245

Обновлено: 20.09.2024

К углеродистым сталям относят класс сплавов, в которых углерод (С) как химический элемент является основным легирующим компонентом, задающим важнейшие свойства металла. Его доля в составе может быть различна, в зависимости от нее различают и группы данных сталей:

низкоуглеродистые — доля С в них менее 0,25%;
среднеуглеродистые — с долей углерода от 0,25 до 0,6%;
высокоуглеродистые — с долей углерода от 0,6% до 2,07%.

Также в состав таких сталей в весьма малых количествах входят марганец и кремний — в качестве полезных легирующих элементов, а в качестве вредных примесей — водород и сера.

Особенности сварки углеродистых сталей

Ключевое требование при сварке деталей из углеродистых сталей — прочностные характеристики металла шва и околошовной области: они должны соответствовать характеристикам основного металла. Чем выше доля углерода, тем сложнее получить соединение, которое бы строго соответствовало этому требованию. Поэтому в отношении каждой из групп углеродистых сталей существуют свои особенности сварки.

Сварка низкоуглеродистых сталей

Это группа хорошо свариваемых, наиболее пластичных углеродистых сталей благодаря низкому содержанию углерода и легирующим добавкам. Выполнять сварку можно любыми известными технологиями, включая сварку ручную электродуговую.

Однако такой химический состав металла обуславливает и свои особенности: при неправильном выборе электрода есть риски того, что металл шва будет более прочным, чем металл детали, что может негативно сказаться на общей прочности конструкции. А при выполнении многослойной сварки возможна повышенная хрупкость шовного металла.

Чтобы избежать этих проблем, для сварки обычно используют электроды с рутиловым и фтористо-кальциевым покрытием, а в обмазку добавляется доля железного порошка. В ряду широко используемых для профессиональной сварки низкоуглеродистых сталей — марки МР-3ЛЮКС, МР-3, ОЗС-4, АНО-4, АНО-21, ОЗС-12, МК-46.00, УОНИ-13/55, УОНИ 13/45, УОНИ 13/85.

Ток - переменный или постоянный прямой полярности (на электроде минус), допускается сварка на обратной полярности

Электроды по среднеуглеродистым сталям

Количество углерода в таких сплавах больше, соответственно, процесс сварки осложняется. Минус в том, что металл сварного стыка и металл детали могут получиться разной прочности. Кроме того, металл близ кромок шва может получиться очень хрупким и с характерными трещинами. Чтобы этого не было, используют электроды с достаточно низкой долей углерода.

Особое внимание — к кромкам соединяемых деталей. Они обязательно должны быть разделаны, чтобы избежать проплавления металла, которое могут вызвать высокие токи — они необходимы для разогрева соединяемых деталей.

Также следует учитывать:

для повышения качества шва детали, как сказано выше, предварительно разогреваются и прогреваются в процессе сварки;
движения электродом лучше осуществлять не поперек, а вдоль стыка;
сварку лучше всего выполнять на короткой дуге;
после сварки для большей прочности шов также проковывается и подвергается термообработке.

В ряду известных электродов, которые применяют для сваривания среднеуглеродистых сталей — марки УОНИ-13/55, УОНИИ 13/55, УОНИИ 13/45А, УОНИ-13/65.

Сварка высокоуглеродистых сталей

В таких сталях — высокое содержание углерода, что практически делает их непригодными для сварки различных конструкций. Сварочные работы, как правило, выполняются лишь при необходимости ремонта.

В этом случае используются те же технологии, что и при сварке среднеуглеродистых сталей. Осуществляется предварительный прогрев металла в области шва до 250-300 °C, по завершении сварки производится проковка и термообработка шва. Необходимо соблюдать еще два условия — сварка возможно при температуре не ниже -5 градусов Цельсия в помещении, где полностью отсутствуют сквозняки.

Электроды для углеродистых и низколегированных сталей

Широчайший ряд электродов используется для сварки как углеродистых, так и низколегированных сталей. К этой группе относят углеродистые стали с содержанием С до 0,25%, а также низколегированные с временным сопротивлением разрыву до 590 МПа. И те, и другие имеют повышенное содержание углерода. Благодаря этому уменьшается окисление металла и легче получают свободные от окислов соединения. Их пластичность повышают путем предварительной термической обработки или последующего подогрева.

И углеродистые, и низколегированные стали отличаются относительно невысокой теплостойкостью и прокаливаемостью.

Доля легирующих элементов (кобальт, никель, молибден, алюминий, вольфрам, медь и другие) может доходить в низколегированных сталях до 5%. В сравнении с углеродистыми они характеризуются пониженной склонностью к механическому старению, более высокой износостойкостью, коррозионной и хладостойкостью, пределом текучести.

В зависимости от доли легирующих элементов определяются параметры, по которым выбирают электроды для сварки углеродистых сталей. В число таких параметров входят:

механические характеристики металла шва;
требуемые свойства сварного соединения;
временное сопротивление разрыву;
ударная вязкость;
относительное удлинение.

Электроды для углеродистых конструкционных сталей

Марка и тип	Назначение и описание
АНО-4 (Э46)	Электроды с рутиловым покрытием для сварки конструкций из углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву не более 451 МПа. Токи — переменный, постоянный прямой полярности. При повышенных токах не образуют пор. Допускают сварку по ржавчине и по незачищенным кромкам, обеспечивают легкое отделение шлаковой корки. Коэффициент наплавки — 8,5 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,7 кг.
АНО-6 (Э46)	Электроды с рутиловым покрытием для сварки переменным и постоянным током обратной полярности конструкций из углеродистых сталей. Доля углерода в составе металла — до 0,25%. Обеспечивают легкое отделение шлаковой корки. Могут работать на повышенных режимах, обеспечивают шов без кристаллизационных трещин. Коэффициент наплавки — 10 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,6 кг. Марка АНО-6 рекомендуется для сварки в монтажных условиях.
АНО-21 (Э46)	Электроды с рутиловым покрытием для сварки переменным и постоянным током прямой и обратной полярности ответственных и рядовых конструкций из углеродистых сталей по ГОСТ 380-71 Ст0, Ст1, Ст2, Ст3 (групп А, Б, В, спокойных, полуспокойных, кипящих); по ГОСТ 1030-74 (10, 15кп, 20кп, 20пс, 20). Способны работать по окисленным, гальваническим поверхностям, по неподготовленным кромкам. Легкий поджиг и стабильность дуги, отличное качество сварного шва. Коэффициент наплавки — 9 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,7 кг.
МР-3 (Э46)	Электроды с рутилово-основным покрытием марки МР-3 предназначены для сварки сталей с временным сопротивлением разрыву не более 500 МПа., доля углерода в них не превышает 0,25%. Сварка выполняется переменным и постоянным током обратной полярности. Обеспечивают стабильность дуги, легкий повторный поджиг. Сварка — только по очищенной от окалины поверхности. Коэффициент наплавки — 8,5 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва -1,7 кг.
МР-3С (Э46)	Электроды с рутилово-основным покрытием используются для сварки переменным и постоянным током обратной полярности конструкций из углеродистых сталей, когда к качеству получаемого шва предъявляются повышенные требования. Сварка возможна во всех без исключения пространственных положениях. Временное сопротивление разрыву — не более 500 МПа. Коэффициент наплавки — 8,5 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,7 кг.
ОЗС-4 (Э46)	Электроды с рутиловой обмазкой применяются для сварки переменным и постоянным током обратной полярности ответственных конструкций из углеродистых сталей (временное сопротивление разрыву до 490 МПа). В равной степени качественно сваривают детали больших и малых толщин. Возможна сварка по ржавой и влажной поверхности. Коэффициент наплавки — 8,5 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,7 кг.
ОЗС-6 (Э46)	Для сварки переменным и постоянным током обратной полярности конструкций из углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву не более 451 МПа. Имеют рутиловое (с железным порошком) покрытие. Демонстрируют высокую производительность. Возможна сварка удлиненной дугой и по ржавчине. Коэффициент наплавки — 10 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,5 кг.
ОЗС-12 (Э46)	Электроды с рутиловым покрытием для сварки переменным и постоянным током обратной полярности углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву не более 500 МПа. Оптимально подходят для сварки соединений таврового профиля с получением вогнутых мелкочешуйчатых швов. Возможна сварка удлиненной дугой и по окисленной поверхности без образования пор. Также допускается сварка на предельно низком напряжении. Коэффициент наплавки — 8,5 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,7 кг.
МК-46.00 (Э50А)	Универсальные рутиловые электроды для сварки переменным и постоянным током любой полярности углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением до 450 МПа. Широко применяются для сварки листовых и трубных конструкций. Создают пониженное тепловложение. Хорошо подходят для прихваток, сварки коротких и корневых швов. Не чувствительны к ржавчине и загрязнениям поверхности. Сварка возможна во всех пространственных положениях. Коэффициент наплавки — 8,5 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,7 кг.
ОК-48.00 (Э50А)	Универсальные сварочные электроды с основным покрытием для сварки судовых сталей, ответственных конструкций с условиями работы при отрицательных температурах и высоких знакопеременных нагрузках. Обеспечивают минимальное содержание водорода в наплавленном металле. Сварка возможна на постоянном и переменном токе обратной полярности. Отлично подходят для сварки износостойких сталей типа Hardox.
УОНИ-13/45 (Э42А)	Электроды с основным типом обмазки для сварки постоянным током обратной полярности особо ответственных конструкций с повышенными требованиями к металлу по пластичности и ударной вязкости. Временное сопротивление сталей на разрыв — до 490 МПа. Рекомендуется для сварки конструкций, эксплуатируемых в низкотемпературных условиях, а также для сварки стыков труб в местах месторождений с высоким содержанием сероводорода. Коэффициент наплавки — 9 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,6 кг.
УОНИ-13/55 (Э50А)	Электроды с основным покрытием для сварки постоянным током обратной полярности особо ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей. Позволяют получить металл шва, стойкий к образованию кристаллизационных трещин. Благодаря этому используются для сварки конструкций, работающих при отрицательных температурах и знакопеременных нагрузках. Коэффициент наплавки — 9,5 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,65 кг.
УОНИ-13/55У (Э55)	Электроды с основным покрытием для ручной дуговой сварки переменным и постоянным током обратной полярности ответственных конструкций, а также сварки ванным способом рельсов и арматуры ЖБ конструкций из сталей марок: СТ5, 18Г2С, 15ГС и других. Коэффициент наплавки — 10 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,6 кг.
УОНИ-13/55Р (Э50А)	Электроды с основным покрытием для сварки постоянным током обратной полярности судовых сталей с пределом текучести до 390H/мм2 (категории А, B, D, A32, A36, D32, D36, D40, E40 по ГОСТ Р 52927-2008 и Правилам Российского морского регистра судоходства). Используются для сварки тавровых и стыковых соединений. Изготавливаются под надзором Российского морского регистра судоходства. Коэффициент наплавки — 9 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,7 кг.
УОНИ-13/65 (Э60)	Электроды с основным покрытием для сварки постоянным током обратной полярности машиностроительных конструкций, рассчитанных на тяжелые нагрузки. Временное сопротивление сталей на разрыв до 588 МПа. Коэффициент наплавки — 9 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,6 кг.
ТМУ-21У (Э50А)	Электроды с основным покрытием для сварки постоянным током обратной полярности ответственных конструкций и трубопроводов, используемых в атомной, электро- и тепловой энергетике. Коэффициент наплавки — 9 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,6 кг.
ЦУ-5 (Э50А)	Электроды с основным покрытием для сварки постоянным током элементов емкостей, трубного оборудования, котлоагрегатов. Позволяют сваривать корневые швы толстостенных трубопроводов, используемых на объектах энергетики. Максимальная температура эксплуатации сварных соединений до 400°С. Коэффициент наплавки — 9,5 г/А ч, расход на 1 кг наплавленного шва — 1,7 кг.

Продукция производства Магнитогорского электродного завода

Магнитогорский электродный завод выпускает электроды для сварки высокоуглеродистых, средне- и низкоуглеродистых сталей. Электроды позволяют варить любые конструкции из этих материалов – от неответственных при ремонте или для бытового использования до особо ответственных из сталей повышенной прочности, рассчитанных на высокие нагрузки.

Купить электроды по углеродистым сталям вы можете на нашем сайте. Мы предлагаем собственную продукцию, поэтому цены на нее – одни из самых низких в регионе. Весь товар сертифицирован в системе ГОСТ Р, что подтверждается сопроводительными документами.

на наличие сертификата (на электроды, проволоку и флюс) с проверкой полноты приведенных в нем данных и их соответствия требованиям стандарта, технических условий или паспорта на конкретные сварочные материалы;

на наличие на каждом упаковочном месте (пачке, коробке, ящике, мотке, бухте и пр.) соответствующих этикеток (ярлыков) или бирок с проверкой указанных в них данных;

3.1.2. При отсутствии сертификатов на электроды и порошковую проволоку необходимо определять механические свойства стыковых сварных соединений, выполненных с применением этих материалов.

Сварные стыковые образцы следует испытывать на статическое растяжение, статический и ударный изгиб при температуре 20°С по ГОСТ 6996 в количестве, указанном в табл. 3.1.

Виды испытаний сварных соединений при отсутствии сертификатов на электроды и порошковую проволоку

Показатели механических свойств определяются как среднее арифметическое от числа испытанных образцов.

В случае расхождения сертификатных данных или результатов испытаний (при отсутствии сертификата) с требованиями соответствующего НТД данная партия электродов и порошковой проволоки к использованию не допускается.

3.1.3. При отсутствии сертификата на сварочную проволоку сплошного сечения или неполноте указанных в нем данных проводится химический анализ проволоки, результаты которого должны удовлетворять требованиям, приведенным в приложении 6. При неудовлетворительных результатах химического анализа проводят повторный анализ на удвоенном числе проб, который является окончательным.

3.1.4. При обнаружении повреждения или порчи упаковки или самих материалов вопрос о возможности их использования решается руководителем сварочных работ совместно с ОТК (СТК) предприятия (организации).

3.2. Электроды для ручной дуговой сварки

3.2.1. Для ручной дуговой сварки металлоконструкций из углеродистых и низколегированных сталей должны применяться электроды, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 9466 и ГОСТ 9467.

3.2.2. Тип электрода по ГОСТ 9467 для сварки металлоконструкций должен быть указан в чертежах. В случае отсутствия таких указаний выбор типа электрода должен производиться в зависимости от группы конструкций, климатического района эксплуатации конструкций и характеристики свариваемой стали по пределу текучести согласно ГОСТ 27772 (см. табл. 3.2).

В приложениях 4 и 5 приведены химический состав и механические свойства наплавленного металла соответственно отечественных и зарубежных электродов. Применение электродов, не указанных в табл. 3.3, должно быть согласовано с отраслевой специализированной организацией.

3.2.3. Электроды должны храниться в условиях, исключающих возможность увлажнения или повреждения покрытия (на складе, отвечающем требованиям п. 1.3.16 настоящего РД).

3.2.4. Электроды перед сваркой производственных сварных соединений должны быть прокалены по режиму, приведенному в сертификате или паспорте завода-изготовителя на данную марку электродов. В случае отсутствия таких данных режим прокалки выбирается по табл. 3.4.

Примечание. Импортные электроды прокаливают по тому же режиму, что и отечественные с аналогичным типом покрытия.

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:

Назначение

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 литого чугуна

МНЧ-2, ОЗЧ-3, ОЗЖН-1, ОЗЖН-2

Сварка ковкого чугуна

НИИ-48Г, АНВ-20, ОЗЛ-44, ЭА-112/15

Сварка изделий из сплавов на основе алюминия

ОЗА-1, ОЗА-2, ОЗАНА-1, ОЗАНА-2

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

12АН/ЛИВТ, ТК3-Н, ВСН-6

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:

Характеристики электродов для сварки разнородных сталей

В современным машиностроении, нефтегазохимической и других отраслях широко используется оборудование из разнородных сталей и сплавов. Это означает, что конструкция была сварена из материалов, которые серьезно различаются по своим физико-механическим характеристикам, химическому составу, процессу легирования и способности к свариванию. Иными словами, материалы имеют разную атомарно-кристаллическую структуру. Для соединения таких деталей применяются специальные электроды для разнородных сталей.

Где и зачем используются разнородные стали и сплавы

В современной промышленности конструкции из таких материалов имеют широкое применение. Они необходимы там, где их отдельные детали работают в разных условиях – при разных знакопеременных нагрузках, уровнях температур и агрессивности сред, абразивного износа, давления и т. д. В ряду таких сфер:

ракетостроение;
судостроение;
энергетика (атомная, тепловая);
радиоэлектроника;
машиностроение;
криогенные установки и т. д.

Конструкции такого типа называют комбинированными. Они обеспечивают необходимые технические и технологические характеристики оборудования, в широком ряде случаев позволяют сделать его производство более экономичным.

В чем сложность сварки разнородных сталей

Вся совокупность таких материалов условно подразделяется на четыре основные группы:

углеродистые и низколегированные стали;
высоколегированные;
легированные повышенной и высокой прочности;
теплоустойчивые.

Сваривать детали разнородного состава обычными электродами нельзя, поскольку риски получения некачественного шва максимальны.

В металле шва могут образоваться горячие трещины.
В области оплавления возможно появление участков, неоднородных по своей структуре.
Из-за значительной разницы в коэффициентах линейного расширения металлов могут существенно возрасти остаточные напряжения в зоне шва.

В результате сварки в металле шва могут появиться интерметаллидные структуры – соединения из металлов, рассчитанных на совершенно разный температурный режим сварки. Поскольку эти структуры очень хрупкие, существуют высокие риски быстрого разрушения металла шва и конструкции в целом.

Особенности электродов

Ключевая задача электродов для ММА сварки разнородных сталей – получение равнопрочного сварного соединения. Большая часть таких изделий применяется для сварки высоколегированных и легированных высокопрочных сталей. Особенности таких присадочных материалов:

минимальное содержание водорода, благодаря чему снижаются риски быстрого образования пор и межкристаллитных трещин в металле шва;
высокое содержание никеля: коэффициент его расширения близок к показателям низко- и среднелегированных сталей, благодаря чему обеспечивается стабильная зона сплавления.

Еще одна особенность: наличие в составе, помимо никеля, кремния, цинка и других легирующих добавок – в широком ряде случаев они позволяют подавить рост и даже полностью предотвратить образование указанных выше хрупких интерметаллических прослоек.

Особенности сварки

В большинстве случаев соединения разнородных сплавов ММА сварка выполняется на пониженных токах, при этом – с увеличенной скоростью. Это необходимо для того, чтобы ширина переходного интерметаллического шва была минимальной. Таким образом предотвращается появление трещин, которые могут образоваться у линии сплавления в металле шва.

При сварке перлитных (углеродистых) и аустенитных (высоколегированных) сталей используются стержни из более тугоплавких аустенитных сталей. Это необходимо для того, чтобы обеспечить наплавленному металлу необходимую аустенитную структуру, что важно для конструкций из теплостойких, жаростойких и жаропрочных сталей. Одна из технологий такой сварки:

наплавление тонкого слоя аустенитной стали на деталь из углеродистой стали;
подогрев кромок;
сварка деталей в режиме, используемом для аустенитных сталей.

При соединении углеродистых и хромистых сталей, напротив, используются электроды из сталей перлитного класса. В этом случае в зоне переходных участков со стороны хромистой стали обеспечивается необходимая высокая пластичность и ударная вязкость.

Как правило, сварка выполняется постоянным током обратной полярности. Инверторный аппарат позволяет максимально точно задать все сварочные параметры для получения металла шва необходимых характеристик.

Марки электродов для сварки разнородных сталей

Назовем некоторые наиболее распространенные марки электродной продукции, применяемые для решения профильных задач.

– позволяют сваривать высоколегированные стали аустенитного класса с легированными и низколегированными. – обеспечивают прочный качественный шов, если необходимо соединить элементы из аустенитной хромоникелевой стали с деталями из высокомарганцовистых, специальных или низколегированных сталей. – применяются при изготовлении конструкций, в которых сварным способом соединяются детали из аустенитных сталей, с одной стороны, и низколегированных или углеродистых – с другой.

Среди профильной продукции также широко известны отечественные марки ЦТ-28, Э-42А-Э100, ОЗЛ-6, ОЗЛ-27, ОЗЛ-28, НИАТ-5, ОЗЛ-25Б. Их специализация – соединение деталей из сталей самой обширной группы – углеродистых и низколегированных с элементами из теплостойких, жаростойких, неконструкционных, трудносвариваемых и других сталей.

Электроды для сварки разнородных сталей широко представлены в каталоге изделий Магнитогорского электродного завода.

Технические характеристики углеродистой стали С245

Сталь марки С245 относится к семейству низкоуглеродистых полуспокойных сплавов, и предназначена для изготовления широкого ассортимента конструкций. Особенно востребована сталь в строительной отрасли, и полностью соответствует установленным в ней стандартам.

Состав сплава

В соответствии с ГОСТом 27772-88, расшифровка марки стали С245 производится следующим образом:

знак «С» указывает на предназначение стали – «строительная»;
число «245» обозначает значение предела текучести – важной прочностной характеристики.

ГОСТ 27772-88 регулирует химический состав сплава и содержание каждого элемента в процентном отношении:

углерод придает металлу твердость, одновременно повышая его хрупкость, поэтому его концентрация ограничена – 0,22%;
марганец повышает прочностные характеристики – до 0,65%;
кремний улучшает структуру сплава и увеличивает ее пластичность – 0,15%;
хром, никель и медь повышают устойчивость к коррозии, концентрация каждого из них не превышает 0,3%;
содержание мышьяка не выше допустимых значений для строительных сталей – 0,08%;
фосфора – не более 0,04%;
серы – до 0,05%.

Фосфор и сера относятся к неизбежным примесям, которые содержатся в железных рудах, и в процессе производства переходят в сталь. Однако их количества минимальны, и не оказывают сколь-нибудь заметного влияния на качество сплава. Путем изменения процентного соотношения компонентов стали можно добиться улучшения некоторых характеристик, например:

увеличение концентрации никеля и хрома приводит к повышению твердости и стойкости к коррозии;
добавление меди увеличивает показатели теплопроводности и вязкости;
марганец позволяет уменьшить окисляемость железа и снизить хрупкость стали.

Заменители стали

Существует несколько аналогов стали марки С245, близких по составу и свойствам:

Ст3пс5;
Ст3сп5;
С235;
С275;
Е235-С;
Е235-В;
Fe 360-B;
Fe 360-C.

К зарубежным аналогам относятся:

А284 и А570 – Соединенные Штаты;
1.0038 – Германия;
1.0114 –Евросоюз;
SS330 – Япония;
Q235 – Китай.

Номенклатура выпускаемой продукции включает:

фасонный горячекатаный прокат;
листовую сталь;
гнутые профили;
балки и швеллеры;
рифленый лист;
уголки различного типа.

Механические свойства

Химический состав стали определяет ее физические и механические свойства:

плотность – 7850 кг/м 3 ;
предельную величина кратковременной прочности – 370 МПа;
значение относительного удлинения на разрыв – 20-25%, в зависимости от толщины листа;
предел текучести – по стандарту 245 МПа;
показатель ударной вязкости – от 29 до 39 Дж/см 2 в зависимости от температуры окружающей среды;
твердость по Бринеллю – 131 МПа.

Технологические свойства

Степень свариваемости стали измеряется содержанием эквивалентного углерода и рассчитывается по специальной формуле. Для С245 эта величина составляет менее 0,25%, что является хорошим показателем. Сварку можно выполнять любым способом, без предварительных мероприятий. Немаловажным преимуществом является возможность соединять детали сразу на строительной площадке.

Пластичность – важное технологическое свойство металла, позволяющее изготавливать разнообразные детали способом холодной штамповки или сгибания. Расшифровка марки стали С245 показывает величину предельной нагрузки, которая приводит к пластической деформации конструкции. При ее превышении начинается процесс разрушения кристаллической решетки сплава. Для тонколистовой стали показатель равен 25%. Однако при необходимости деформации листов большой толщины нужно применять нагрев в месте сгиба.

Сплав демонстрирует среднюю степень коррозионной устойчивости. Присутствие легирующих присадок делает этот показатель достаточным для хранения или использования стальных конструкций без защитного покрытия внутри сухих помещений. Однако эксплуатация в иных условиях требует нанесения на изделия лакокрасочного покрытия.

Термическая обработка

Улучшение механических и технологических свойств сплава 245 или его аналогов достигается разными способами термообработки. Все они состоят из операций:

по нагреванию металла до определенной температуры;
выдержке в данном температурном режиме в течение некоторого времени;
охлаждении деталей в специальной среде и с заданной скоростью.

После сварки стальных конструкций толщиной более 36 мм рекомендуется выполнять нормализацию. Она устранит внутренние напряжения, возникшие вблизи области сварочных швов при действии высокой температуры. Нормализация сплава проводится при температуре 850-880 градусов, с последующим охлаждением на воздухе.

Улучшения свойств листового проката или поковок сечением от 100 до 300 мм также добиваются нормализацией в температурном режиме 900-950 градусов при воздушном охлаждении.

Преимущества и недостатки

Главные достоинства стали марки С245 заключаются:

в высокой пластичности, обеспечивающей легкость обработки;
отличной свариваемости с получением ровного шва без образования трещин;
степени коррозионной устойчивости, достаточной для эксплуатации изделий в сухих условиях;
высоких технологических свойствах, облегчающих операции резки, клепки, сверления;
отсутствии расслоения при производстве листового проката;
доступной стоимости металла;
высоких показателях твердости;
отсутствии флокеночувствительности и склонности к отпускной хрупкости;
высокой несущей способности, то есть возможности выдерживать большие нагрузки при небольшой плотности;
высокой надежности конструкций, которая обеспечивается техническими свойствами стали и точностью расчета.

Сталь обладает, наряду с плюсами, и минусами. К основным недостаткам можно отнести:

низкие антикоррозийные свойства, которые требуют использования специальных лакокрасочных покрытий;
недостаточную огнестойкость и необходимость применения жаропрочной защиты;
хладноломкость, то есть уменьшение ударной вязкости при низких температурах.

Область применения

Характеристики стали 245 удовлетворяют требованиям, которые предъявляются к строительным металлоконструкциям. Они оптимальны для применения в производстве:

конструкций, которые подвергаются перманентным вибрационным нагрузкам;
прокатных изделий, необходимых для возведения различных сооружений;
уголков и швеллеров;
вспомогательных элементов.

Металлические конструкции из сплава используются при сооружении:

широкопролетных покрытий;
эстакадных арок;
составных элементов для мачт и башен;
промышленных и жилых объектов;
каркасных частей высотных зданий;
энергетических объектов – тепловых и атомных станций;
стационарных платформ для процессов нефтедобычи;
радиотелескопов и телевышек.

Благодаря высоким механическим свойствам сталь получила широкое распространение и в производстве научных приборов и инструментов различного назначения.

Читайте также: