Металлохимическая присадка для сварки

Обновлено: 16.05.2024

Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Повышение эффективности модифицирования металла шва при сварке низколегированной стали под флюсом с металлохимической присадкой". PDF-файл из архива "Повышение эффективности модифицирования металла шва при сварке низколегированной стали под флюсом с металлохимической присадкой", который расположен в категории " ". Всё это находится в предмете "технические науки" из раздела "", которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "диссертации и авторефераты" в общих файлах, а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата технических наук.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст 20 страницы из PDF

… канд. техн. наук : 05.16.04, 05.03.06. Новокузнецк, 2006. 22 с.57.РешетниковасоединенийдляС.Н.Применениенанопорошковхимическихповышения физико-механических характеристик изделиймашиностроения : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.02.08. Красноярск, 2008.22 с.58.Способ электродуговой сварки [Текст] : Авт. свид. СССР №584996 КлВ 23 К 9/00, 17.04.76 / А.М. Болдырев, Э.Б. Дорофеев, А.С. Петров, заявительВоронежский политехнический институт.

Заявл. 17.04.76 ; опубл. 25.12.77, Бюл.№47.59.Болдырев А.М., Петров А.С., Дорофеев Э.Б. Исследование путейповышения эффективности модификаторов в сварочной ванне // Тезисы докладовмежотраслевой республиканской научно-технической конференции (5–7 апреля1977). Часть I. Вильнюс, 1977.

Технология электрической сварки металлов и сплавовплавлением. М.: Машиностроение, 1974. 768 с.63.Способ дуговой сварки закаливающихся сталей [Текст] : Авт. свид.СССР №525511 : Кл. В 23 К 9/00, 30.09.1974 / Б.Ф. Якушин, О.П. Алешин, Р.И.Фирсова; Заявл. 30.09.74; опубл. 25.08.76. Бюл. № 31.64. Бобров Г.В. Модифицирование металла шва при сварке плавлением:дис.

… канд. техн. наук. М.: 1959. 280 с.65.Ивочкин И.И. Подавление роста столбчатых кристаллов методом"замораживания" сварочной ванны // Сварочное производство. 1965. №12. С. 1–3.66.Гребенчук В.Г. Однопроходная сварка при монтаже ортотропнойплиты проезжей части // Прогрессивные конструкщш и технологическиепроцессы в строительстве стальных мостов. М.; Транспорт. 1985. С. 41–47.67.Гребенчук В.Г., Кручинкин A.B., Подберезный Н.И.

Автоматическаясварка при заводском изготовлении и монтаже стальных конструкций мостов //Передовые технологии на пороге 21 века. : Сборник статей. М.: НИЦ «Инженер » ,1988. С. 162–164.68.СТО-ГК «Трансстрой » -012-2007 «Стальные конструкции мостов.Заводское изготовление » / под ред. к.т.н. В. Г. Гребенчука [и др.]. – ООО «Группакомпаний «Трансстрой » .

М.: 2007. 174 с.69.СТО-ГК «Трансстрой » -005-2007 «Стальные конструкции мостов.Технология монтажной сварки » / под ред. к.т.н. В.Г. Гребенчука [и др.]. – Группакомпаний «Трансстрой » . М.: 2007. 158 с.70.Выбор состава газовой смеси для увеличения проплавляющейспособности дуги / Б.Н. Бадьянов [и др.] // Сварочное производство. 1977.

№4. С.26-28.71.Бадьянов Б.Н., Давыдов В.А., Колупаев Ю.Ф. Изменение размеровзоны электропроводности дуги при введении газообразных галогенидов в аргон //Автоматическая сварка. 1977. № 4. С. 67–68.14272.Способ односторонней дуговой сварки [Текст] : Авт. свид. СССР№791482 : Кл. 23 К 9/02, 22.05.1978 / К.П. Большаков, Б.М. Передереев, В.Г.Гребенчук; заявитель Всесоюзный науч.-исслед.

ин-т трансп. стр-ва. Заявл.22.05.78 ; опубл. 30.12.80, Бюл. №48.73.Гребенчук В.Г., Передереев Б.М., Большаков К.П. Применениеавтоматической сварки с металлохимической присадкой – источник экономиизатрат при изготовлении и монтаже стальных конструкций мостов // Тезисыдокладов V Всесоюзной конференции «Пути снижения материалоёмкости итрудоёмкости сварочных работ в строительстве » , М.: Стройиздат, 1983.

С. 36–37.74.Гущин Д.А., Гребенчук И.В., Гребенчук В.Г. Анализ и поискперспективных направлений комплексного модифицирования металла сварныхшвов при автоматической сварке под слоем флюса мостовых металлоконструкций// Современные решения обеспечения безопасности мостов. Научные труды ОАОЦНИИС. Вып. 261. М.: ОАО ЦНИИС, 2011. С. 18–25.75.Оценка прочности сцепления химической добавки с проволочнойкрошкой в металлохимической сварочной присадке / Д.А.

Гущин [и др.] //ВестникцентральногорегиональногоотделенияРоссийскойАкадемииАрхитектуры и Строительных наук. Тамбов - Воронеж: Выпуск 11 (к 20-летиюРААСН). Материалы Академических научных чтений «Проблемы архитектуры,градостроительства и строительства в социально-экономическом развитиирегионов » , Тамбов.

192 с.сдополнительной14378.Ивочкин И.И., Малышев Б.Д. Сварка под флюсом с дополнительнойприсадкой. М.: Стройиздат, 1981. 175 с.79.Способ дуговой сварки [Текст] : Авт. свид. СССР № 283453 : Кл. В 23К 9/18, 20.10.1969. / А.Е. Аснис, В.А. Богдановский, И.А. Рогатюк [и др.] ;заявитель Институт электросварки им. Е.О. Патона. Заявл. 20.10.1969 ; опубл.06.10.1970, Бюл.

№31.80.заводскомИнструкция по технологии механизированной и ручной сварки приизготовлениистальныхконструкциймостов.ВСН169-80/Минтрансстрой. – М., 1981. 87 с.81.Власов К.П., Власов П. К., Киселева А. А. Методы исследования иорганизация экспериментов [Текст] : научное издание. Харьков. : Гуманитарныйцентр, 2002.

СПб 2013. С. 36–42.90.Хайнике Г. Трибохимия: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. 584 с.91.Болдырев А.М., Орлов А.С., Гущин Д.А. Новая технология получениягранулированного присадочного материала с наномодифицирующими добавкамидля дуговой сварки сталей // Нанотехнологии в строительстве.

Материалы IX Международной научной конференции,Санкт-Петербург, 2016. С. 12–17.97.Болдырев А.М. Повышение вязкости металла шва в сварных стальныхмостовых конструкциях // Сборник «Фундаментальные поисковые и прикладныеисследованияпонаучномуобеспечениюразвитияархитектуры,градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации. Научныетруды РААСН. М.: 2016. С. 445 – 449.98.Boldyrev A.M., Guschin D.A., Grebenchuk V.G. Interaction of titaniumdioxide with the weld pool in automatic submerged-arc welding of 10KHSND steelwith a metallochemical addition // Welding International.

2015. Т. 29. № 9. С. 718–722.99.Болдырев А.М., Гребенчук В.Г., Гущин Д.А Взаимодействие диоксидатитана со сварочной ванной при автоматической сварке под флюсом стали10ХСНД с металлохимической присадкой // Сварочное производство. М.: 2014. №9. C. 14–19.100. СТОэксплуатацияАВТОДОРавтомобильных2.19-2015дорог.Проектирование,Стальныестроительствоконструкцииимостовыхсооружений. Технология сварки пролетных строений из атмосферостойкой сталимарки 14ХГНДЦ. – М.: ГК «Российские автомобильные дороги » , 2015. 99 с.146101. Болдырев А.М., Гущин Д.А Анализ тепловой обстановки в сварочнойванне при сварке стали 10ХСНД под флюсом // Вестник Центральноготерриториального отделения Российской академии архитектуры и строительныхнаук.

Металлохимическая присадка для сварки

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

ИНСТРУКЦИЯ
ПО ТЕХНОЛОГИИ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ И РУЧНОЙ СВАРКИ
ПРИ ЗАВОДСКОМ ИЗГОТОВЛЕНИИ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ МОСТОВ

Дата введения 1981-01-01

РАЗРАБОТАНА Всесоюзным научно-исследовательским институтом транспортного строительства ЦНИИС Минтрансстроя (авторы - канд.техн.наук К.П.Большаков, инженеры Б.М.Передереев, В.Г.Гребенчук) и научно-исследовательским институтом мостов ЛИИЖТа (авторы - канд.техн.наук В.Ю.Шишкин, инженеры В.А.Макурин, С.В.Чижевский)

ВНЕСЕНА ЦНИИС Минтрансстроя и НИИ мостов ЛИИЖТа МПС

СОГЛАСОВАНА Научно-техническим советом МПС, Главмостостроем и Главтранспроектом Минтрансстроя и ВНИКТИстальконструкция Минмонтажспецстроя СССР

УТВЕРЖДЕНА Минтрансстроем 30 июля 1980 года N А-1088

ВЗАМЕН ВСН 169-70, дополнения N 1 к ВСН 169-70 и "Инструкции по выбору режимов сварки при изготовлении стальных конструкций мостов"

При составлении инструкции использованы материалы исследований по технологии сварки, выполненных в Институте электросварки им. Е.О.Патона, НИИ мостов ЛИИЖТа и ЦННИС, и опыт сварки пролетных строений, накопленный мостовыми заводами Минтрансстроя.

Инструкция разработана в развитие действующих нормативных документов по изготовлению стальных мостовых конструкций.

В инструкции учтены требования действующих государственных стандартов.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящая инструкция разработана в развитие пункта 9.20 главы СНиП по производству и приемке металлических конструкций и предназначена для применения при заводском изготовлении в крытых цехах сварных стальных конструкций железнодорожных, автодорожных, городских и пешеходных мостов.

1.2. Инструкция распространяется на технологию выполнения сварных соединений при изготовлении стальных конструкций мостов из углеродистых и низколегированных сталей, предусмотренных главой СНиП по проектированию мостов и труб, и устанавливает требования к технологии автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом, автоматической сварки под флюсом с применением металлохимической присадки, полуавтоматической сварки в углекислом газе, в том числе - порошковой проволокой, и ручной электродуговой сварки.

1.3. Настоящая инструкция устанавливает области применения вышеперечисленных видов сварки (табл.1).

Автоматическая под флюсом

Стыковые соединения, свариваемые в нижнем положении:

однопроходная двусторонняя сварка на флюсовой подушке металла толщиной от 10 до 16 мм включительно без разделки кромок;

многопроходная двусторонняя сварка на флюсовой подушке металла толщиной от 18 до 50 мм включительно с Х-образной подготовкой кромок;

однопроходная двусторонняя сварка с металлохимической присадкой металла толщиной от 20 до 32 мм включительно без разделки кромок.

Тавровые, угловые и нахлесточные соединения:

односторонняя сварка металла толщиной от 10 до 50 мм в нижнем положении - угловом и в лодочку;

двусторонняя двухдуговая сварка металла толщиной от 10 до 50 мм в нижнем угловом положении (кроме нахлесточных);

односторонняя сварка угловых швов, расположенных вдоль усилия, с применением металлохимической присадки в нижнем положении в лодочку при толщине металла от 10 до 50 мм.

Полуавтоматическая под флюсом

Стыковые соединения, свариваемые в нижнем положении:

двусторонняя сварка прикреплений фасонок связей к основным элементам при толщине металла от 10 до 20 мм с V- и Х-образной подготовкой кромок с дополнительным направляющим устройством.

Тавровые, угловые нахлесточные соединения:

двусторонняя сварка металла толщиной от 10 до 50 мм в нижнем угловом положении (кроме нахлесточных).

Полуавтоматическая в углекислом газе сплошной и порошковой проволокой

двусторонняя сварка металла толщиной до 8 мм включительно без разделки кромок;

двусторонняя сварка металла толщиной от 10 до 20 мм включительно с V- и Х-образной подготовкой кромок.

сварка сплошной проволокой диаметром 1,0-1,4 мм

металла толщиной от 10 до 50 мм во всех пространственных положениях;

сварка сплошной проволокой диаметром 1,4-2,0 мм и порошковой проволокой диаметром 2,0-3,0 мм металла толщиной от 10 до 50 мм в нижнем положении.

Короткие швы (длиной менее 300 мм) стыковых, тавровых, угловых и нахлесточных соединений металла толщиной от 10 до 50 мм во всех пространственных положениях.

1.4. Для получения сварных соединений требуемого качества по структуре металла, химическому составу, механическим свойствам, форме шва, плавности перехода от шва к основному металлу, допускам на технологические дефекты необходимо соблюдать следующие основные условия:

применять сталь и сварочные материалы, удовлетворяющие по качеству и своему состоянию в момент использования требованиям соответствующих стандартов и технических условий на их поставку, в сочетаниях, рекомендуемых настоящей инструкцией;

обеспечивать выполнение требований главы СНиП по производству и приемке металлических конструкций по подготовке проката кромок и поверхности металла, сварочных материалов, а также по сборке и сварке;

обеспечивать соответствие режимов сварки и параметров разделки кромок указаниям настоящей инструкции;

применять исправную технологическую оснастку, сварочное оборудование, инструмент, аппаратуру и приборы.

1.5. Для придания угловым швам вогнутого профиля и обеспечения плавного перехода от шва к основному металлу следует сваривать детали в нижнем положении в лодочку, а при сварке в нижнем угловом положении - ограничивать величину катета (не более 5-7 мм).

1.6. Вид сварки назначается в чертежах КМ и указывается в чертежах КМД и технологической документации.

1.7. При производстве работ следует руководствоваться требованиями главы СНиП по технике безопасности в строительстве, санитарно-гигиенических норм и правил Минздрава СССР и других правил по технике безопасности, утвержденных в установленном порядке органами государственного надзора или Минтрансстроем СССР.

2. ОСНОВНЫЕ И СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1. При сварке конструкций применяются следующие материалы:

а) стали: низколегированная марок 15ХСНД, 10ХСНД и углеродистая марки 16Д по ГОСТ 6713-75*, низколегированная марок 14Г2АФД и 15Г2АФДпс по ГОСТ 19282-73, а в элементах эксплуатационных обустройств, кроме того, - углеродистая сталь марок ВСт3сп5 и ВСт3пс5 по ГОСТ 380-71*;

* Материалы, не удовлетворяющие требованиям, регламентированным соответствующими стандартами и техническими условиями, в производство не допускаются.

б) сварочные материалы:

электроды типов Э42А, Э46А, Э50А по ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75;

углекислый газ 1 и 2 сорта по ГОСТ 8050-76;

гранулированная металлохимическая присадка по ВТУ ИЭС 105-75 с химической добавкой - фтористым натрием по ГОСТ 4463-76 (с индексом Ч или ЧДА).

2.2. Качество стали и сварочных материалов проверяется согласно указаниям приложения 1.

2.3. Сварочные материалы следует выбирать с учетом класса прочности и марки применяемой стали, вида сварного соединения, типа швов и вида сварки (табл.2). Применение других сварочных материалов допускается лишь после комплексной их проверки и испытаний контрольных соединений согласно указаниям раздела 7.

При наложении наружных соединительных швов элементов коробчатого сечения следует применять материалы, указанные для угловых соединений.

Выбор присадочного прутка и особенности аргонодуговой сварки (TIG) черной стали, нержавейки, алюминия, меди и ее сплавов, магния

Банальные вопросы, которые задает себе каждый начинающий сварщик-аргонщик, ведь при аргонодуговой сварке (читайте АрДС для чайников) необходимо в одной руке держать горелку, перемещая ее вдоль линии соединения, а второй — добавлять присадочный материал в сварочную ванну по мере ее расплавления. В некоторых случаях, например, при сварке тонкого металла встык, можно обойтись и без прутка, но если нужно получить усиление шва в виде выпуклого валика или сварить тавровое соединение с определенным катетом, без присадки никак не обойтись.
Здесь все так же, как и в ручной дуговой сварке. Присадочный материал должен иметь сходный химический состав с основным металлом изделия, тогда и механические свойства шва будут высокими. В процессе плавления прутка и переходе металла в сварочную ванну происходит некоторое выгорание легирующих элементов, поэтому в идеале их процентное содержание в прутке должно быть немного выше, чем у свариваемого металла.

Вот некоторые металлы, которые широко используются на сегодняшний день во всех отраслях народного хозяйства и в быту:

черные ;
нержавеющие;
алюминий;
медь и ее сплавы.

Остановимся на каждом из них подробнее.

Черные стали

К ним можно отнести не только углеродистые, но и низколегированные стали. Варятся они при помощи ММА, но действительно высокачественного прочного сварного соединения можно добиться только с TIG. Считается, что низкоуглеродистые стали свариваются проще всего. Тем не менее процессы, проходящие в околошовной области могут приводить к упрочнению излишне разогретых зон при обычной сварке,а при многослойной сварке могут появляться проблемы с охрупчиванием. У кипящей и полуспойкойной низкоуглеродистой стали наблюдается падение показателя ударной вязкости в околошовной зоне.
Как известно, черные стали с содержанием углерода:

до 0,25% относятся к хорошо свариваемым (ст.3, ст.10). Но в случае возникновения проблем, наподобие тех, что описаны выше, рекомендуется небольшой предварительны подогрев 150-200 градусов в электропечи СНОЛ.
от 0,25 — 0,45% считаются трудносвариваемыми или ограниченно свариваемыми. Их нужно греть перед сварочными манипуляциями вольфрамовым электродом и обязательно термообрабатывать после. Если есть возможность провести полную термообработку, такую как отжиг или закалка+старение — это самый лучший вариант. Но если изделие уже готово, и в нем не допускаются какие-либо деформации, придется ограничиться низкотемпературным отпуском (или, как еще называют этот процесс, отдыхом).
от 0,45% углерода и выше сталь не применяется для сварных конструкций, особенно, если она даже незначительно легирована. Но это для конструкций. Еслиизделие не будет нести каких-либо нагрузок, можно попытаться сварить и ст.55, только без резких температурных перепадов, с применением всех «металлургических» хитростей.

И наконец, мы добрались до сварочного прутка. Все вышеописанные случаи свариваются прутком Св.-08Г2С ГОСТ 2246-70 или его незначительными модификациями. Раскислители кремний и марганец в его составе положительно влияют на механические свойства шва, сдерживают развитие пористости шва, появление раковин, уменьшают разбрызгивание и т.д. Пруток используется для сварки изделий или конструкций ответственного назначения, таких как сосуды, трубопроводы высокого давления, нагруженные узлы и детали.
Импортный аналог Св.-08Г2С: омедненный сварочный пруток ER 70S-6. Микронное покрытие меди — это, конечно, большой плюс, так как медь защищает стальной стержень от питтинговой коррозии и окисления — эти процессы активно проходят в складских условиях хранения. Пруток ER 70S-6 не нужно зачищать перед сваркой наждаком, опасаясь, что грязь на его поверхности проявится в виде дефектов в сварном шве.

Механические показатели метала в шве при использовании ER 70S-6:

Предел текучести 525 МПа;
Предел прочности 595 Мпа;
Удлинение 26%;
КV – 30°С 70 Дж.

Нержавеющие стали

Коррозионностойкие стали варятся сложнее, чем черные из-за их более сложных физико-химических свойств.
Во-первых, у нержавейки больше электропроводность, поэтому понадобятся более высокие токи, чем обычно, приблизительно на 15%. Во-вторых, легирование хромом от 13% (что и делает сталь стойкой к коррозии) может вызвать проблемы. Например, при сварке нержавейки тонкостенной, которая встречается чаще, чем толстая,важно организовывать газовую защиту обратной стороны шва, обратного валика. Оксиды хрома приводят к возникновению трещин. Если вы сварили дорогую выхлопную систему автомобиля из стали AISI 304 и защита шва шла только с наружной стороны, со временем ваша система развалится. Чтобы защитить шов внутри трубопровода, в него напускают аргон, а открытые торцы закрывают заглушками.

Аустенитные стали типа 12Х18Н10Т (AISI 321); 08Х18Н10 (AISI 304) варят с прутком нержавеющим ER-308 (аналоги СВ-06Х19Н9Т, СВ -01Х19Н9, СВ-04Х19Н9). Стали типа 12Х18Н10т называют еще «пищевыми нержавейками», так как оптимальная пропорция хрома и никеля придает стойкость к агрессивным средам, таким как органические кислоты, образующиеся при переработке некоторых пищевых технических культур. Стали данного типа часто встречаются в быту.
Наплавленный металл ER-308, имеющий сходный химсостав, также не боится кислотных и прочих «недоброжелательных» сред. Низкое содержание углерода в проволоке ER-308 снижает риск развития межкристаллитной коррозии — процесса развития коррозии по границам зерен металла. Содержание кремния и марганца положительно сказывается на формировании и кристаллизации сварочной ванны.

Механические свойства ER-308:

Предел текучести, Rp0.2 390 MПa;
Предел прочности, Rm 600 MПa
Относительное удлинение A5 42 %
Ударная вязкость, J 120

Следующий класс сталей — хром-никель-молибденовые типа ст.10Х17Н13М3Т, ст.03Х17Н14М2; 15Х14Н14М2ВФБГ; 08Х16Н13М2В. Применяются чаще в промышленности, в быту гораздо реже. Благодаря легированию молибденом они становятся устойчивыми к еще более агрессивным кислотным средам ( серная, ортофосфорная кислоты и т.д.). Молибден препятствует местной коррозии, горячему образованию трещин, повышает температуру эксплуатации конструкций и механизмов и ударную вязкость при сверхнизких температурах. В качестве присадочного материала для этих сталей применяется пруток нержавейка ER-316 (отечественный аналог Св-04Х19Н11М3).

Механические свойства ER-316:

Предел текучести 480 МПа
Предел прочности 630 МПа
Удлинение 33% КCV
+20°С 175 Дж
— 110°С 150 Дж
-196° С 110 Дж

Часто задают вопрос про сварку нержавейки в бытовых условиях: нужно ли для этого приобретать дорогой источник питания инверторного типа? Совсем не обязательно, сварить нержавейку можно и на обычном ММА-сварочнике (смотрите наш Магазин отзывов). Некоторые из них, правда, имеют переключатель режимов ММА/TIG, но и те инвертора, в которых такая возможность отсутствует,можно приспособить к аргонодуговой сварке: приобретите вентильную горелку, баллон с аргоном и редуктор давления дополнительно. Сварка на таком самодельном аргонном аппарате имеет свои особенности, но если их учитывать, можно вполне сносно работать. Главное, не начинать сварку на изделии, приготовьте для этого графитовую подкладку. Если будете начинать на изделии, вольфрамового электрода вам хватит на пару поджигов, затем придется перетачивать. Заканчивать процесс также необходимо на графите.

Сварка алюминия

Про аргонодуговую сварку алюминия уже говорено-переговорено на всевозможных сайтах и форумах в интернете. Сварка алюминия – это сложней, чем чермета и нержавейки, но если делать все правильно, сам процесс и результат работы принесут вам удовольствие.

Какие алюминиевые сплавы чаще всего приходится варить?

Первое, это хорошо свариваемые деформируемые алюминиево-магниевые и алюминиево-марганцевые сплавы АМг и АМц не упрочняемые термической обработкой. Для сварки этих сплавов используется присадочный пруток TIG ER-5356 (отечественный аналог Св-АМг5 ГОСТ7871-75). Правило подбора прутка все то же: он должен иметь сходный химический состав с металлом изделия. В этом плане, пруток ER-5356 более всего соответствует таким маркам, как АМг3, АМг5, АМг6.

Механические свойства:

Предел текучести: 120 Мпа,
Предел прочности: 265 Мпа,
Удлинение: 26%

Второе, это литейные алюминиевые легированные кремнием (кремний+марганец) сплавы типа АК7ч (АЛ9), АЛ10, АД35 и т.д. и т.п. Они часто используются в различных конструкциях и узлах, которые требуют уменьшения веса при сохранении высокой прочности, так как все эти сплавы упрочняются термообработкой. Например, АК7ч можно состарить до твердости 70…80 НВ.

Для таких сплавов применяется присадка TIG ER-4043 (AlSi5), отечественный аналог Св-АК5 ГОСТ7871-75. Часто приходится исправлять дефекты литья или механические дефекты (алюминиевые автомобильные диски, корпуса авиационных асинхронных электродвигателей и т.д.).

Механические свойства шва, сваренного ER-4043 :
Предел текучести: 55 Мпа,
Предел прочности: 65 Мпа,
Удлинение: 18%

Как уже говорилось, алюминий – непростой металл. Поэтому есть смысл поговорить о трудностях, связанных с его сваркой. Вот некоторые особенности:

Поверхность алюминия покрыта тугоплавкой оксидной пленкой АL2O3, по некоторым данным, температура ее плавления составляет 2000 -2700 градусов Цельсия, что на порядок выше температуры плавления самого алюминия, всего 600-650 градусов. Очевидно, что расплавив алюминиевую пленку вы неминуемо прожгете металл. Нужно удалить пленку какими-то другими способами. И они были придуманы.

Первый способ, сварка на переменном токе. Известно, что переменный ток отличается от постоянного тем, что он многократно меняет направление своего движение в единицу времени. Дуга переменного тока разрушительно действует на оксид алюминия.

Второй способ, это использование лепесткового круга для зачистки металла до блеска или химического травления.

Также вам понадобится высокочистый аргон с самым низким содержанием примесей. Из обычного аргона незамедлительно «полезет» грязь.

Высокая тепло- электропроводность алюминия требует от источника питания большой мощности и предварительного нагрева в электропечах.
Большие объемы работ лучше выполнять на сварочных инверторах, специально предназначенных для сварки цветных сплавов: вы можете и регулировать «очистку алюминия» и работать в режиме 4Т в следующей последовательности: настраиваемый начальный ток – основной ток – кратер шва.

Сварка меди

В интернете вы найдете много информации по сварке меди, только вот 90% из этой информации – теория, переписанная еще с советской литературы или ей подобной. Практические советы приходится собирать по крупицам. А что самое главное в сварке? Правильно, практика и немного теории.

Что утверждается не без оснований: медь имеет высокую теплопроводность и электропроводность, требуются высокие токи. Может возникнуть проблема ее ломкости в горячем состоянии. Активно растворяет в себе кислород с образованием закиси меди и водород даже несмотря на защиту аргоном. Причем окисляется поверхностный слой зерен металла, образуется Cu+Cu2O. В связи с тем, что Cu2O имеет температуру плавления выше на 20 градусов, чем Cu, металл склонен к образованию горячих трещин.

При сварке меди используют также азотно-дуговую сварку. Азот, используемый в качестве инертной среды, обеспечивает лучшую защиту сварочной ванны, более глубокое проплавление при одном и том же токе. Но есть и недостатки: нестабильность дуги, низкая скорость сварки. Поэтому, по-прежнему, для сварки меди используют аргон, так как с ним работать проще, если сравнивать с азотом, и он стоит дешевле, чем гелий.

Теоретически, какая бы надежная газовая защита не была обеспечена, ее все-таки недостаточно: кислород и водород все-равно насыщают расплавленную медь. Для того, чтобы вывести эти вредные газы нужны раскислители. Вот почему не рекомендуется использовать для сварки меди чистую медь как присадочный материал, а с добавлением легирующих элементов. Например, присадочный медный пруток CuSi3 (CuSi3Mn1; БрКМц3-1; ESAB OK Tigrod 19.30) содержит 3,4% кремния и 1,1% марганца, которые связывают кислород и выводят его из расплава.

Химический состав CuSi3:

Механические свойства:
Rm 330-370 МПа

Но это не значит, что для сварки нельзя использовать проволоку из медного кабеля или провода, путем снятия диэлектрической изоляции. Сварка в этом случае получается удовлетворительная.

Поверхность медного изделия зачищают до идеального состояния (перед вами должен быть чистый не окисленный блестящий металл).

Подбирать ток лучше не по толщине изделия, а опытным путем. Может показаться, что высокая теплопроводность потребует высокого тока, но не забывайте, что и температура плавления меди ниже, чем у стали. Если дать ток, когда медь хорошо плавится, вполне вероятно, что через несколько десятков миллиметров шва вы прожжете металл. Если же ток будет небольшой, придется долгое время разогревать деталь, пока не начнется процесс оплавления – результатом будет пористость шва. Нужно подобрать оптимальное значение тока между перегревом и недогревом. Подбирать режимы лучше на подходящих отходах производства, а не на деталях, во избежание их порчи. Ориентировочно ток для меди немного меньше, чем для углеродистой стали, хотя опять же, это напрямую зависит от скорости сварки. Для сварки красной меди также понадобятся гораздо большие токи.

Как уже было сказано, медь не любит воздействия воздуха. Используйте газовые линзы или сопла с широким каналом для более основательной защиты.

Медные трубопроводы варят следующим способом: скорость небольшая, периодически добавляют присадку. Как только присадка попала в ванну, ее плавят круговыми или другими движениями. Формируют небольшие валики с перехлестом не менее 1/3. Если сварку вести сплошным швом, велика вероятность получить сквозной прожег.

Великолепно, если ваш инвертор поддерживает импульсный режим работы. Он сильно облегчает процесс. Ток импульса выставляется достаточный для полного расплавления прутка, а время между импульсами побольше, чтобы медь успевала остывать.

Не забывайте про правильную заварку кратера шва. Резкий обрыв дуги приведет к образованию раковины. Если в вашем инверторе есть одноименная функция, настройте оптимальную величину спада тока. Если же такая функция отсутствует, придется кратер заваривать вручную, постепенно увеличивая длину дуги с последующим ее отводом в сторону.

Сварка бронзы

При пайке бронзы в качестве припоя чаще всего используют латунь или медь с тетраборатом натрия, который в народе известен под названием «бура» и играет роль флюса. При аргонной сварке оловянистых или кремнистых бронз необходимо применять присадочный материал – пруток CuSi3 (CuSi3Mn1).

Безоловянную бронзу БрКМц варят, естественно, также прутком CuSi3Mn1 на постоянном токе (можно с добавлением флюса 34А или ПВ209), для сварки алюминиевой бронзы БрАЖМц10-3-1,5 понадобится «переменка» и присадка Бр АМц.

Бронза хорошо варится методом TIG (у нее низкая температура плавления, при сварке нужно быть предельно внимательным, потому что сплав склонен к перегреву).

Если после сварки шов треснул, необходимо выполнить предварительный подогрев детали на 250 -350 о С. Но в большинстве случаев он не играет такой ролик, как отжиг при температуре 450 – 500 о С после сварки. Эта операция в большинстве случаев является обязательной для снятия внутренних напряжений и «перезапуска» структуры сплава.

Будьте внимательны. При нагреве оловянистых бронз до 550 о С происходит выплавление легкоплавкого компонента – олова. В связи с этим образуются многочисленные дефекты (поры, раковины).

Если несмотря на термическую обработку шов трескается, значит неудачно подобран присадочный материал и его необходимо заменить. В таком случае нужно удалить наплавленный металл (выполнить разделку болгаркой до удаления присадки). Если трещина проходит через кратер шва, необходимо отвести горелку в сторону основного металла.

Читайте про сварку латуни в отдельной статье.

Сварка магния

Магний – металл серебристо -белого цвета. В чистом виде, без примесей, он редко применяется. Зато в сплавах – часто. Магний в четыре раза легче стали, при этом магниевые сплавы обладают высокой прочностью, благодаря чему они популярны в первую очередь в автомобильной и авиационной промышленности, где стоит первоочередная задача снизить вес изделия. Также они используются в бытовой технике, пневмо- и электроинструменте и т.д.

Рядовые сварщики со сваркой магния сталкиваются не часто, но время от времени могут принести подварить что-нибудь подобное. Поэтому коротко расскажем о том, как сварить этот металл.

Магний часто сравнивают с алюминием. У этих металлов действительно есть общее – это относительно низкая температура плавления, около 600 — 650 °С и очень тугоплавкий окисел: MgO плавится при 2800°С. Однако плотность расплава у магния ниже, чем у алюминия.

Присадку и детали подготавливают химическим травлением.

Сварку магния ведут переменным током на короткой дуге (так лучше удаляется окисел и эффективней газовая защита). Жидкотекучесть при расплавлении у него высокая, практически, как у воды. Поэтому для формирования обратного валика используют подкладки из стали с канавкой. Сварку деталей толщиной 5-6 мм производят без разделки кромок соединения с подкладкой. Свыше 6 см выполняют V-образную разделку. Прочность сварных швов составляет 60-80% от основного металла.

Присадочный материал

Магниевая присадка – вещь редкая, дефицитная и дорогая. Продается очень мало где, и найти ее трудно. Простым алюминиевым прутком магний не варится. Что же делать, если принесли ремонтировать изделие, а отсутствуют необходимые для этого материалы? Казалось бы, безвыходная ситуация и в ремонте придется отказать. Но не спешите с выводами. Все необходимое вы можете достать в ближайшем магазине сантехники. Приобрести там нужно магниевый анод для водонагревателя, который можно распилить на «лапшу», зачистить – вот и готова присадка!

Автореферат (Повышение эффективности модифицирования металла шва при сварке низколегированной стали под флюсом с металлохимической присадкой)

Файл "Автореферат" внутри архива находится в папке "Повышение эффективности модифицирования металла шва при сварке низколегированной стали под флюсом с металлохимической присадкой". PDF-файл из архива "Повышение эффективности модифицирования металла шва при сварке низколегированной стали под флюсом с металлохимической присадкой", который расположен в категории " ". Всё это находится в предмете "технические науки" из раздела "", которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "диссертации и авторефераты" в общих файлах, а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата технических наук.

Текст из PDF

На правах рукописиГущин Дмитрий АлександровичПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОДИФИЦИРОВАНИЯ МЕТАЛЛАШВА ПРИ СВАРКЕ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ПОД ФЛЮСОМ СМЕТАЛЛОХИМИЧЕСКОЙ ПРИСАДКОЙСпециальность 05.02.10 – Сварка, родственные процессы и технологииАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2017Работа выполнена на кафедре «Металлические конструкции и сварка встроительстве » в Федерального государственного бюджетного образовательногоучреждения высшего образования «Воронежский государственный техническийуниверситет » (ВГТУ)Научный руководитель:доктор технических наук, профессорБОЛДЫРЕВ Александр МихайловичОфициальные оппоненты:доктор технических наук (05.02.10)ДОРОНИН Юрий ВикторовичООО «АЦГХ » ,Начальник лаборатории сваркикандидат технических наук (05.02.10)КОБЕРНИК Николай ВладимировичМГТУ имени.

Н.Э. Баумана,кафедра технологий сварки и диагностики,доцентВедущая организация:Федеральное государственное бюджетноеобразовательное учреждение высшегообразования «Донской государственныйтехнический университет » (ДГТУ), кафедрамашин и автоматизации сварочногопроизводства (Ростов-на-Дону)Защита состоится «28 » сентября 2017 г. в 14:30 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.141.01 при Московском государственномтехническом университете им.

При этом, какотметил академик Б. Е. Патон, основным материалом сварных металлоконструкций попрежнему остается сталь. Вместе с тем, согласно статистике 70-80 % отказовметаллоконструкций связано со сварными соединениями, хотя массовая доля металлашва в них редко превышает 1 %. Вследствие теплового воздействия сварочной дуги вшве и околошовной зоне формируется крупнозернистая структура, снижающаяпрочностные свойства сварных соединений. Поэтому вопросам улучшения структуры иповышения механических свойств сварных соединений, непосредственно в процессесварки, минуя последующую термообработку, уделяется постоянное вниманиеисследователей.

При отказе крупных металлоконструкций в зоне сварки, как правило,наблюдались хрупкие разрушения, происходящие внезапно без заметных деформаций,нередко с человеческими жертвами и большим материальным ущербом. По мереувеличения нагрузок, интенсивности и скорости движения транспортного потока приналичии сильных концентраторов напряжений, а также накопления различныхповреждений в металле при длительной эксплуатации повышается вероятностьвозникновения хрупких разрушений, особенно при низких температурах.Переход металла из вязкого состояния в хрупкое при понижении температуры,согласно схеме А.Ф.

Иоффе зависит от соотношения между сопротивлением отрыву sв ипределом текучести ss. Анализ с позиции механики разрушения, приведенный в работахСтолоффа, Холла и Петча, показал, что единственным способом получения структурыметалла, стойкого против хрупких разрушений, при одновременном повышении егопрочности и пластичности, является измельчение зерна.Вопросам и способам получения мелкозернистой структуры металла швапосвящено большое количество работ отечественных и зарубежных исследователей(Алов А.А., Бобров Г.В., Болдырев А.М, Ивочкин И.И., Походня И.К., Прохоров Н.Н.,Черныш В.П., Чернышов Г.Г., Якушин. Б.Ф., Ito G., Nakanishi M., Svensson L.E., GretoftB., Evans G.

M., Cole W., Colvin P. и др.). Анализ этих работ показал, что одним изнаиболее эффективных способов измельчения структуры металла шва является введениев сварочную ванну модификаторов, увеличивающих число центров кристаллизации вхвостовой части сварочной ванны. Введение модификаторов в сварочную ваннупредставляет определенные трудности. Болдырев А.М. показал, что одним из путейпреодоления этих трудностей является создание модифицирующих комплексов –макрочастицы с наномодификатором.

Это направление успешно развивается в работахотечественных и зарубежных ученых (Головко В.В., Князьков К.В., Коротаева З.А.,Кривоносова Е.A., Крушенко Г.Г., Лысак В.И., Москвичев В.В., Полубояров В.А.,Решетникова С.Н., Соколов Г.Н., Черепанов А.Н. и др.).В 1977 году Ивочкиным И.И. с соавторами из ВНИИМонтажспецстроя при участииСтеклова О.И. и Якушина Б.Ф. (МВТУ им. Н.

Э. Баумана), а также Лебедева Б.Ф. иБогдановского В.А. (ИЭС им. Е. О. Патона) была разработана технологияавтоматической дуговой под флюсом и электрошлаковой сварке с порошковымприсадочным металлом (ППМ). В качестве присадочного материала использовалирубленную сварочную проволоку (гранулят), опудренную путём совместной обработки всмесителе с микрочастицами NaF, в последующем названную металлохимическойприсадкой (МХП). В настоящее время МХП успешно применяется для монтажнойсварки мостовых металлоконструкций из сталей 10ХСНД, 15ХСНД, в качествемодифицирующего вещества используется двуокись титана TiO2.

Металлохимическая1присадка засыпается в зазор свариваемого стыка. Для получения гарантированногопровара с плавным переходом к основному металлу сварку производят на специальнойподкладке. Однако наши предварительные исследования механических свойств металлашва сварных соединений, выполненных на производстве с применением МХП показализначительный их разброс, особенно по ударной вязкости.Из анализа литературных данных было установлено, что не достаточно обоснованыи исследованы:1) выбор модификатора в составе металлохимической присадки;2) механизм взаимодействия металлохимической присадки со сварочной ванной ифлюсом, что тормозит расширение применения этого способа при сварке и наплавкедругих сталей, а также выбора химической добавки в зависимости от основного металлаи назначения металлоконструкции;3) отсутствуют система контроля состава и стабильности МХП;4) отсутствуют данные о воспроизводимости и стабильности механическихсвойств металла швов при автоматической сварке стали под флюсом сметаллохимической присадкой.Повышение стабильности механических свойств сварных соединений в заданныхпроектировщиками пределах гарантирует повышение надежности, как самихсоединений, так и всей конструкции в целом.

Причём, эта стабильность должнапроявляться не только в высокой воспроизводимости этих свойств в каждом изделии, нои стабильности этих показателей в каждом шве по всей его длине. Как показали нашиисследовании при существующей технологии изготовления МХП и сварки стыковыхсоединений с МХП велик разброс механических свойств металла шва, особенно ударнойвязкости, определяющей его стойкость против хрупких разрушений, что несомненноснижает надежность работы всей конструкции.

Поэтому повышение стабильностиструктуры и ударной вязкости металла шва при сварке с МХП представляет научный ипрактический интерес и несомненно является актуальной задачей. Решению этойпроблемы на примере технологии автоматической сварки под флюсом с применениемМХП мостовых металлоконструкций посвящена настоящая работа.Актуальность работы подтверждается её выполнением в рамках плана научноисследовательских работ Российской академии архитектуры и строительных наук(РААСН) на 2012 – 2015 г.г. (тема «Модифицирование структуры металла сварных швовметалломодифицирующей присадкой с микро- и нанодисперсными модифицирующимичастицами при сварке строительных и мостовых конструкций » , направление 3: Развитиетеоретических основ строительных наук, раздел 3.2.

Физико-химические основыструктурообразования новых материалов) и гранта Министерства образования и науки«Стипендии Президента Российской Федерации для обучения и ведения научнойдеятельности за рубежом студентов и аспирантов в 2013/2014 учебном году » принаучном сотрудничестве с Национальным техническим университетом Украины«Киевский политехнический институт » и Институтом электросварки им. Е.О.

Патона.Целью настоящей работы является повышение хладностойкости и стабильностисвойств сварных соединений конструкций стальных мостов, выполненныхавтоматической сваркой с металлохимической присадкой.Для достижения поставленной цели в диссертационной работе поставлены ирешены следующие задачи:1.

Читайте также: