Виды сварки для стали

Обновлено: 20.09.2024

Глубины мирового океана бороздят подводные лодки, в жёстких условиях космоса летают космические корабли и спутники, по земле передвигается множество различных транспортных средств. Все эти машины сделаны из стали на стальных станках. И даже сырьё, из которого выплавляют сталь, добывают машины, сделанные из этого же металла.

Не будем зацикливаться на машинах. Современное строительство невозможно вообразить себе без стальной арматуры. Множество гаджетов, делающих жизнь людей более интересной и комфортной, сделано из этого материала. И даже сам человек может носить в себе сталь в виде искусственных суставов, клапанов в сердце и тому подобное.

В связи с этим, давайте сделаем маленький обзор о том, как соединяются различные виды этого металла. Помня о том, что нельзя объять необъятное, остановимся на основных способах соединения деталей, наиболее распространённым из которых является дуговая сварка стали.

Способы соединения стальных конструкций

Чтобы в полной мере понимать особенности сварки различных материалов, необходимо чётко осознавать её место в решении задач по соединению конструкций. Различают два вида конструкций: разъёмные и неразъёмные. Очевидным является то, что сваривание относится к неразъёмным соединениям. Но парадокс состоит в том, что разъёмные соединения собираются из деталей, в изготовлении которых присутствует технология сварки. Так что, с определённой натяжкой можно считать, что без сварки не обходится ни один вид конструкций.

Ещё одно принципиальное различие состоит в способах соединения. Из основных можно рассматривать только два: механический (заклёпки, болты) и молекулярный. В молекулярном способе процесс сварки происходит на молекулярном уровне. Можно, конечно, соединить небольшие изделия специальным клеем или посадить на «саморезы», но эти методы промышленными назвать никак нельзя.

Сваривание различных видов металла

количество углерода в металле;
наличие вредных примесей;
вид и количество легирующих добавок;
особенности микроструктуры.

В составе стали всегда присутствуют различные добавки. Некоторые из них добавляют для придания металлу новых положительных свойств, некоторые попадают вместе с сырьём. Из добавок, которые попадают с сырьём, особенно часто встречаются сера (S) и фосфор (P). Эти добавки считаются вредными, их содержание стараются снизить до минимального уровня, так как они создают различные виды ломкости металла и сварных швов.

В качестве раскислителя часто добавляют кремний (Si), который в количестве более 1% образовывает тугоплавкие оксиды и снижает свариваемость сталей. В качестве добавок, придающих стали положительные качества, применяют хром (Cr), никель (Ni), ванадий (V), молибден (Mo), титан (Ti) и ниобий (Nb). Медь, в количестве до 1%, повышает устойчивость к коррозии и не ухудшает условия свариваемости.

Таким образом, получается, что большинство видов стали имеют в своём составе те или иные добавки, которые придают им особые, уникальные свойства, сделавшие этот металл самым распространённым конструктивным материалом. Необходимость соединения между собой различных видов металлов привела к созданию множества методов сваривания, с которыми мы хотим вас познакомить.

Сварка низкоуглеродистых сталей

ручная дуговая сварка;
газовая сварка;
электрошлаковая;
автоматическая и полуавтоматическая;
автоматическая под флюсом током обратной полярности.

Сварка среднеуглеродистых сталей

Сварка деталей из стали, содержащей углерод в количествах от 0,25% и до 0,6%, способствует появлению кристаллических трещин в швах. Кроме того, в процессе остывания создаются структуры малой кристалличности как в шве, так и в прилегающей зоне.

предварительное прогревание металлов от 100С до 300С, в зависимости от толщины металла и медленное охлаждение сваренных изделий. Таким образом, высокая температура сварки оказывает менее губительное действие на качество шва;
использование способов «каскад» и «горка» для сварки толстых листов;
легирование непосредственно шва кремнием и марганцем;
применение электродов с низким содержанием углерода: УОНИ 13/45, УОНИ 13/55, УОНИ 13/65, ОЗС-2.

Сварка высокоуглеродистых сталей

Высокоуглеродистые стали содержат от 0,6% до 2,07% углерода. Большое количество углерода повышает твёрдость этого металла, но снижает пластичность. Такой материал отлично работает при динамических нагрузках и не поддаётся коррозии, что позволяет изготавливать из него детали для различных промышленных устройств, работающих при больших напряжениях и высоких температурах. Эта сталь сохраняет свои свойства до температуры 450С.

Платой за такие уникальные свойства стала хрупкость, полученная после сваривания и, как следствие, склонность к горячим и холодным трещинам. Для нивелирования этого явления применяют способы сварки с предварительным прогревом материала до 400 градусов Цельсия перед свариванием с последующим отжигом и медленным охлаждением до 20С.

Аппараты для сваривания стали

Группа компаний «Кедр» разрабатывает и выпускает инновационные аппараты для сваривания всех видов металла. Сварочное оборудование марки «Кедр» надёжно работает на многих предприятиях России, ближнего и дальнего зарубежья. Кроме высокотехнологичного сварочного оборудования для предприятий, компания выпускает недорогие аппараты для домашнего пользования и мелких предпринимателей.

Обращайтесь на сайт группы компаний «Кедр». Здесь можно ознакомиться с каталогом аппаратов для сваривания, выбрать необходимый и сделать заказ в несколько кликов. Кроме того, можно посоветоваться с продавцом-консультантом и получить консультацию у высококвалифицированных менеджеров. Сварочное оборудование «Кедр» завоевало добрую славу у россиян, пусть оно станет и вашим помощником.

Свариваемость сталей: показатели и определение

Свариваемость сталей – это ключевой параметр для оценки пригодности детали к подобной обработке. Различные добавки в металл определяют его устойчивость к высоким температурам, а значит, без оценки свариваемости невозможно будет прогнозировать прочность и долговечность соединения.

С учетом сказанного выделяют несколько групп сталей по их свариваемости. В нашей статье мы расскажем об этой классификации, разберем нюансы работы с различными сталями и поговорим, как можно высчитать этот показатель.

Понятие свариваемости сталей

Под свариваемостью стали подразумевается ее свойство образовывать прочное соединение при проведении сварочных работ. Экспертиза качества полученного результата и готовности изделия к эксплуатации выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 2601.

Каждый материал имеет собственные характеристики свариваемости.

Оценив изменение свойств сварного соединения по отношению к основному металлу, можно выяснить степень свариваемости. Наличие множественных вариантов способа сварки и режимов, которые могут быть применены в ходе сварочных работ, говорит о высокой степени свариваемости. Одним из самых податливых с этой точки зрения материалов является малоуглеродистая сталь.

Реакцию металла на тот или иной способ сварки и его способность обеспечить качество сварного соединения, соответствующее необходимым эксплуатационным характеристикам, называется технологической свариваемостью.

Физическая свариваемость – это способность металла или сплава образовывать на границе основного и наплавленного материала прочное монолитное соединение. Данным качеством обладают все однородные металлы. Большая часть разнородных металлов неспособна обеспечить необходимые физико-механические процессы в зоне сплавления, а значит, таким качеством, как физическая свариваемость, не обладает.

К числу свойств металлов, на которые ориентируются при определении критериев свариваемости, относят:

характер реакции на тепловое воздействие, оказываемое на металл в процессе сварки;
его предрасположенность к росту зерна с сохранением прочности и пластичности;
изменение структуры металла в зоне воздействия высоких температур;
степень химической активности свариваемого материала и характер процесса окисляемости;
сопротивляемость к образованию пор и трещин в холодном состоянии и в момент разогрева.

В составе такого материала, как сталь, может содержаться различное количество кремния, марганца и других химических элементов. От того, в каких пропорциях они распределены, зависит так называемая раскисляемость материала. На основе данного показателя выделяют три вида сталей: кипящая – «кп», полуспокойная – «пс» и спокойная – «сп».

Классификация свариваемости сталей

Классификация сталей по свариваемости формируется с учетом такого показателя, как устойчивость к образованию трещин. В ней выделяют четыре основных варианта:

Хорошая свариваемость – показатель стали, в процессе обработки которой сохраняется ее прочность, а надежный шов способен выдержать серьезное механическое воздействие. Процесс сварки может идти без предварительного подогрева.
Удовлетворительная свариваемость также характеризуется отсутствием трещин, но в некоторых случаях для достижения нужного результата необходим предварительный подогрев и последующая термообработка.
Ограниченно свариваемые стали могут быть соединены без трещин только при условии тщательной предварительной подготовки и последующей термической обработки. Качественный шов удастся получить только в процессе использования специального оборудования.
Плохо свариваемые стали практически не могут быть соединены швами без трещин. Подогрев требуется не только в начале работы, но и на всем ее протяжении. Но даже максимум усилий не может обеспечить прочности швов и монолитности конструкций, поэтому для создания ответственных конструкций такие виды стали не используются.

Исходя из особенностей присущих каждой группе и характеристик свариваемости стали, любой материал находит свое место в классификации. Так, сталь 20 относится к первой группе, а сталь 45 – к четвертой.

Разница между ними обусловлена следующими обстоятельствами:

Первая группа представлена металлами с минимальной концентрацией углерода. Именно это обеспечивает возможность работы с материалом без предварительного подогрева и заключительной термической обработки и позволяет снять напряжение металла.
Вторая группа также характеризуется отсутствием трещин, но, для того чтобы гарантировать результат, подогрев и термическая обработка материала уже необходимы. В противном случае повышенное напряжение стали может привести к образованию дефектов.
Третья группа предрасположена к образованию трещин, и процесс качественной сварки может быть обеспечен только при условии соблюдения всех особенностей работы с такими материалами.
Четвертая группа – это группа в которую входят стали, предрасположенные к образованию трещин. Проблема не решается ни в ходе предварительного разогрева, ни в результате последующей обработки. Добиться более высоких показателей свариваемости стали из этой группы можно только путем многоступенчатого улучшения.

Также показатели свариваемости могут быть улучшены благодаря азотированию стали или ее закалке.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими верстаками собственного производства от компании VTM.

Определение свариваемости сталей

Важнейшим критерием при определении свариваемости материалов является содержание в металле соединений углерода. Для оценки свариваемости стали коэффициент углерода также является основным показателем.

Посчитать его можно по этой формуле:

Сэк = C + Mn / 6 + Cr + Mo / 5 + V + (Ni + Cu) / 15,

Сэк — коэффициент углерода;
С — содержание углерода в %;
Mn — содержание марганца в %;
Cr — содержание хрома в %;
Mo — содержание молибдена в %;
V — содержание ванадия в %;
Ni — содержание никеля в %;
Cu — содержание меди в %.

Данные о коэффициенте Cэк стали позволяют выяснить, к какой группе свариваемости стали можно отнести данный образец. Руководствоваться при этом нужно следующими параметрами:

Группа 1 — сварка без ограничений — Сэк до 0,25 %.
Группа 2 — сварка в ограниченном режиме — Сэк от 0,25 до 0,35 %.
Группа 3 — затруднения в процессе сварки — Сэк от 0,35 до 0,45 %.
Группа 4 — сварка невозможна — Сэк более 0,45 %.

Влияние добавок на свариваемость сталей

Рассмотрим особенности сваривания легированных сталей, содержащих разное количество примесей. Данные для анализа приведены в следующей таблице:

Примесь, от содержания которой зависят такие важные свойства стали, как эластичность и прочность. Показатели свариваемости не будут снижаться даже при наличии в металле 0,25 % углерода. Более высокие значения уже недопустимы, так как это приведет к появлению в металле закалочных структур, которые в результате термического воздействия будут способствовать образованию трещин.

Сера (S) и фосфор (Р)

Сера и фосфор должны содержаться в стали в минимальном количестве и не превышать уровня 0,4–0,5 %. В противном случае результатом их присутствия станет появление красных тещин. Сера придает металлу такое негативное свойство, как красноломкость, а фосфор — хладноломкость.

Уровень содержания этого раскислителя должен быть равен примерно 0,3 %. Это обеспечит сохранение свариваемости. Негативное влияние на это свойство будет оказано в том случае, если доля кремния составит 0,8–1 %. В результате свариваемость стали ухудшится по причине формирования тугоплавких оксидов.

Для сохранения свойств свариваемости содержание марганца необходимо держать на уровне, не превышающем 1 %. При показателях от 1,8 до 2,5 % в металле начнут образовываться закалочные структуры, наличие которых обеспечит появление трещин.

Содержание хрома зависит от вида материала. В низкоуглеродистых сталях оно фиксируется в пределах 0,3 %, в конструкционных – от 0,7 до 3,5 %, в легированных – от 12 до 18 %, а в хромоникелевых – от 9 до 35 %. Наличие данной примеси провоцирует развитие коррозийных процессов и негативно влияет на результат из-за образования тугоплавких карбидов.

Оптимальное содержание никеля в составе обычной стали соответствует 0,3 %. В легированных сталях показатель выше: для низколегированных это 5 %, а для высоколегированных — 35 %. Наличие примесей никеля не оказывает отрицательного влияния на характеристики стали. Благодаря ему уровень прочности и пластичности металла только повышается.

Примесь ванадия в составе легированных сталей колеблется от 0,2 до 0,8 %. Она также положительно сказывается на степени прокаливаемости и таких свойствах материала, как пластичность и вязкость.

Количество примеси должно быть менее 0,8 %. Соответствие показателя данной норме положительно сказывается на прочности, но при этом в процессе сварки происходит выгорание данного компонента, и в наплавленном металле появляются нежелательные трещины.

Титан и ниобий (Ti и Nb)

Ниобий также может стать причиной появления трещин, если сварные работы происходят с участием сталей типа 1–18. Но умеренное содержание титана и ниобия в составе антикоррозионных и жаропрочных сталей повышает их устойчивость к негативным факторам внешней среды. Показатель в этом случае не должен быть выше, чем 1 %.

Данный вид примеси не способствует улучшению характеристик свариваемости стали, хотя устойчивость к коррозии у таких материалов выше. Содержание примеси в стали соответствует 0,3 %. Если речь идет о низколегированных материалах, показатели колеблются от 0,15 до 0,5 %. У высоколегированных их значение составляет от 0,8 до 1 %.

Нюансы сварки различных видов стали

Углеродистые стали

Особенности свариваемости углеродистых сталей предполагают специфику выполнения сварочных работ. Так, при соединении деталей очень важно обеспечить особое расположение шва — «на весу». Для этого потребуются приспособления в виде скоб, струбцин и других фиксаторов, с помощью которых свариваемую конструкцию можно будет надежно закрепить на специальном столе.

Если детали имеют существенную толщину и многослойная сварка осуществляется в несколько подходов, с лицевой стороны шва разрешают делать прихватки.

Основная задача мастера – добиться, чтобы прочность металла шва и околошовной области максимально соответствовала прочности остального металла.

Низкоуглеродистые стали

Это вид стали, в составе которой есть не только углерод, но и легирующие добавки, положительно влияющие на показатели ее свариваемости.

Сварка таких материалов может производиться любым способом и доступна даже тем специалистам, квалификация которых пока еще недостаточно высока.

Среднеуглеродистые стали

Содержат большое количество углерода, что осложняет процесс ведения сварочных работ. Возникают трудности, связанные с тем, что металл детали и сварного стыка обладает разными показателями прочности. Также нередко в районе кромок шва появляются трещины и очаги с очевидно выраженной хрупкостью материала.

Упростить задачу можно с помощью применения электродов, изготовленных из материалов с низким содержанием углерода.

Исключить возможность проплавления основного металла в результате повышения тока можно с помощью разделки кромок соединяемых деталей.

Если количество углерода приближено к его содержанию в высокоуглеродистых сталях, рекомендуется использовать специальный флюс.

Высокоуглеродистые стали

При сварке изделий из такого материала возникают ощутимые трудности. Особенности свариваемости данных марок стали вынуждают искать альтернативные способы соединения деталей конструкции.

Это может быть газовая сварка ацетиленом при условии, что мощность пламени горелки будет обеспечивать расход газа в пределах 75–90 дм³/ч на 1 миллиметр толщины шва.

Аустенитные стали

В составе таких материалов содержится аустенит. Это гранецентрированная модификация металла, проявляющая себя при высоких температурах. Его присутствие в хромоникелевых сталях обеспечивает возможность их использования в агрессивных средах и при больших значениях температуры.

Сварка конструкций из аустенитных сталей с легирующими добавками хрома и никеля производится с использованием материалов с низким содержанием углерода. Это позволяет обеспечить отсутствие межкристаллической коррозии в околошовной зоне и избежать коррозионного растрескивания.

Нержавеющая сталь

Антикоррозийные свойства нержавеющие стали приобретают в результате введения в их состав хрома и никеля.

Свариваемость хромированных сталей имеет свои особенности. Так, при повышении температуры до 500 °C появляется вероятность окисления материала на стыках.

Предупредить эту проблему можно, используя аргонодуговую сварку или сварку TIG (ТИГ), технология которых предполагает отсутствие доступа кислорода в зону наложения шва. Это устраняет возможность окисления материала.

Инструментальные стали

Это материалы, обладающие твердостью и особой устойчивостью к механическим воздействиям. Они используются в процессе производства и ремонта слесарных и столярных инструментов и отдельных элементов промышленного оборудования.

К прочности и однородности сварных швов в данном случае применяются очень высокие требования. Они должны обеспечить отсутствие концентрации напряжений при работе.

Качественного результата можно добиться, используя в процессе сварки специальные электроды — УОНИ-13/НЖ/20Ж13.

Если речь идет о сварке углеродистых сталей узконаправленного применения, следует выбирать электроды, подходящие к параметрам свариваемости конкретных марок стали.

Хорошая свариваемость стали — залог успешного результата. Материалов, хорошо поддающихся сварке и демонстрирующих антикоррозийные свойства, довольно много. Выбирайте их в соответствии со стоящими перед вами задачами и создавайте с помощью сварки прочные и надежные конструкции.

Сварка стали

Сталь считается прочным материалом, который используется в разных сферах. Из него изготавливают важные конструкции - ограждения, элементы для обшивки зданий, различное оборудование, трубы и другие изделия. Прочность основы обеспечивает содержание в ее составе различных добавок.

Составляющие компоненты оказывают влияние не только на прочность металла, но и на способность к свариванию. Сварка стали может зависеть от разных показателей - от свойств, прочности, дополнительных компонентов. Именно поэтому некоторые виды металла свариваются быстро и легко, а другие наоборот требуют особого подхода.

Влияние легированных примесей на сваривание стали

Сталь для сварочных конструкций может применять различная, но стоит учитывать, что ее свариваемость зависит в первую очередь от наличия в ее составе легированных примесей. Именно химический состав оказывает основное влияние на данный процесс.

Ниже в таблице приведены основные легирующие примеси, которые влияют на степень свариваемости различных видов стали.

Факторы, определяющие свертываемость стали

Сварка углеродистых сталей зависит от содержания примесей, и от других свойств. Обычно оценивание сваривания проводится по показателям содержания основного вещества - углеродного эквивалента Сэкв. Это условный коэффициент, который позволят учитывать степень воздействия содержания карбона и главные легирующие компоненты на характеристики шва.

Степень сваривания стали для изготовления сварных конструкций может зависеть от следующих факторов:

показатель содержания углерода;
присутствие вредных примесей;
степень легирования;
вид микроструктуры;
условия внешней среды;
уровень толщины металлической основы.

Классификация сталей по свариваемости

Сварка стали 45, 40, 20 и других марок в зависимости от важных качеств металлической основы может иметь различные характеристики.

В зависимости от степени свариваемости сталь разделяют на несколько групп:

хорошая свариваемость, при этом показатель углеродного эквивалента Сэкв. должен быть не меньше 0,25 %, допускается больше. Она не зависит от погодных условий, от размера толщины изделий, наличия подготовительных работ;
удовлетворительный показатель свариваемости - показатель Сэкв должен быть больше 0,25 %, но не выше 0,35 %. При этом имеются ограничительные нормы к условиям окружающей среды и к размерам диаметра свариваемого изделия. Сварка стали 20 должна проводиться при температуре воздуха до -5 в безветренную погоду, а размер диаметра не должен превышать 20 мм;
ограниченная. Показатель Сэкв. должен составлять от 0,35 % до ,45 %, но главное не больше. Чтобы получить шов высокого качество требуется проводить предварительный нагрев. За счет этого получается добиться плавные аустенитные преобразования, а также формирование устойчивых структур;
плохая свариваемость, при которой показатель Сэкв. составляет больше 0,45 %. Для того чтобы получить качественное и механические устойчивое сварное соединение требуется предварительная температурная подготовка кромок металлической основы. Также после сваривания конструкцию следует термически обрабатывать. Для получения требуемой микроструктуры во время сварки стали 40 должны выполняться дополнительные подогревы и охлаждения.

Особенности сварки низкоуглеродистых сталей

Металлы низкоуглеродистого типа имеют в своем составе 0,25 % углерода. Этот показатель обеспечивает положительные особенности основы:

хорошая упругость;
высокие свойства пластичности;
значительная ударная вязкость;
основа идеально подходит для сваривания.

Применяют низкоуглеродистую сталь для сварных конструкций. Также используют при изготовлении изделий методом холодного штампования.

Как сваривается низкоуглеродистая сталь

Технология сварки низкоуглеродистых сталей проводится с помощью ручного дугового сваривания с использованием электродов с обмазыванием. Обязательно запомните несколько нюансов:

в первую очередь требуется выбрать марку электродов. За счет этого обеспечивается равномерная структура наплавленного металла;
сваривание должно выполняться в быстром и точном режиме;
перед тем как начинать рабочий процесс требуется заранее подготовить детали, которые нужно будет соединять.

Технология сварки углеродистых сталей может производиться газовым свариванием. К важным особенностям относят:

при этом процесс проводится без использования дополнительных флюсов;
для присадочной основы стоит использовать металлическую проволоку с низким уровнем углерода;
при правильном выполнении сваривании предотвращается образование пор;
изделия важного значения нужно сваривать аргоном.

Как сваривание будет выполнено, готовое изделие обязательно подвергают термической обработке при помощи метода нормализации. Во время данного процесса изделие нагревается до 4000С, затем охлаждается и выдерживается на открытом воздухе. Данная процедура делает структуру изделия равномерной.

Главные особенности

Сварка стали 30 с низкоуглеродистой основой обладает несколькими важными особенностями, на которые стоит обратить внимание:

качественное сваривание конструкций из данного материала обеспечивает равнопрочность сварного соединения с основным металлом. Также оно защищает от образования дефектов;
металлическая основа соединения имеет в составе низкое содержание углерода, но при этом показатели таких компонентов, как кремний и марганец повышены;
во время ручной дуговой сварке околошовная зона может подвергаться перегреванию. Это способствует небольшому упрочнению шва;
шов, который выполняется при помощи многослойной сварки, имеет повышенную хрупкость;
в связи с тем, что в швах имеется низкий уровень углерода, они обладают повышенной стойкостью к воздействию межкристаллическому коррозийному поражению.

Разновидности сварки для низкоуглеродистой стали

Сварка низкоуглеродистых сталей может производиться при помощи нескольких методов. При этом каждый из них имеет важные особенности, которые обязательно нужно учитывать во время сваривания.

Вид	Характеристика
Ручное дуговое сваривание электродами с покрытием	Чтобы точно выбрать расходный материал для сваривания этим методом, требуется учитывать несколько важных условий - готовый сварной шов должен быть без повреждений, равномерная прочность соединения, оптимальный химический состав металлической основы шва, стойкость соединения при ударах. Сварка стали 45 и других марок выполняется электродом. При этом могут использоваться различные марки электродов.
Газовая	Процесс производится в защитной аргоновой среде. Дополнительно в качестве присадочной основы используется проволока из металлической основы.
Электрошлаковая	Во время нее применяются флюсы. Электроды из проволочной и пластинчатой основы выбираются в зависимости от главного сплава.
Автоматическое и полуавтоматическое сваривание	Процесс сваривания производится в защитной среде. Во время него может применяться аргон или гелий в чистом виде, но в основном углекислый газ.
Автоматическая под флюсом	Сваривание выполняется с использованием электродной проволоки в диаметре от 3 до 5 мм. Сварка 45 стали (20, 30, 40 и других марок) полуавтоматом - 1,2-2 мм. Сваривание происходит за счет электрического тока с обратной полярностью.
Сваривание с применением порошковых проволок	Оно считается самым подходящим. Сила тока обычно находиться в пределах от 200 до 600 А.

Сварка среднеуглеродистой стали

Металлы со средним содержанием углерода обычно применяют при производстве изделий с высокими механическими качествами. Сплавы подходят для ковки. Также их часто используют для конструкций, которые производятся при помощи холодного пластического деформирования.

Стали, которые содержат в составе углерод от 0,4 до 0,6 %, часто применяются в машиностроительной сфере. Из них можно делать колеса и оси вагонов, рельсы железных дорог.

Как выполняется

Технология сварки среднеуглеродистых сталей протекает не так просто. Все дело в некоторых сложностях:

у главного и наплавляемого металла отсутствует равная прочность;
имеется повышенный риск появления больших трещин и непластичных структур рядом с соединением;
низкая устойчивость к образованию коррозии.

Но если выполнять важные рекомендации, то всех этих проблем можно избежать:

сварка 30хгса стали должна проводиться электродами и проволокой с низким уровнем углерода;
сварочные стержни должны иметь повышенный показатель коэффициента наплавления;
чтобы обеспечить небольшую степень проплавления главного металла рекомендуется делать разделение кромок, установку подходящего режима сваривания, а также применять проволоку присадочного типа;
сварка стали 35хгса обязательно должна быть с предварительным прогреванием заготовок. Также они должны прогреваться и в процессе сваривания для обеспечения равномерной прочности сварных швов.

Виды сварки среднеуглеродистой стали

Сварка стальных труб из металла со средним содержанием углерода и других изделий является сложной процедурой. Сваривание данного материала может производиться несколькими способами. При этом каждый из них отличается как процессом работы, так и готовым результатом.

Сталь под маркой 35 хгса имеет среднее содержание углерода, ее сварка обычно производиться ручным дуговым свариванием с электродами. Но при этом они должны иметь в своем составе небольшой уровень углерода, наиболее подходящими считаются расходники следующих марок - УОНИ-13/55, УОНИ-13/65, ОЗС-2, К-5а.

Технология газовой сварки среднеуглеродистых сталей имеющих тонколистный формат производится левым способом с применением проволоки. Также обязательно применяется нормальное сварочное пламя, которое позволяет снизить расход газа в среднем до 75-100 дм3 в 1 час. В среднем показатель расхода ацетилена составляет 120-150 л/ч на 1 мм толщины свариваемого сплава.

Изделия с толстыми стенками с размером толщины от 3 мм и больше нужно сваривать правым способом газовой сварки. Этот вариант имеет высокую производительность. При этом расчет ацетилена такой же, как и при левом способе сварки - 120-150 л/ч. Общий подогрев должен доходить до 250-300 градусов, а местный до 600-650 градусов.

Сварка стали 35, 20, 40, 45 и других марок под флюсом сопровождается использованием проволоки для сварочных работ и плавленых флюсов. При сваривании оказывается небольшое воздействие тока. Это повышает содержание в наплавляемой металлической основе кремния и марганца.

Сварка высокоуглеродистой стали

Из высокоуглеродистого металла не производятся сварные изделия. Дело в том, что данный материал обладает низким уровнем пластичности, именно это свойство ограничивает использование металла.

Высокоуглеродистую сталь применяют в следующих целях:

во время проведения ремонтов и строительства;
для изготовления пружин;
для производства инструментов и изделий, которые используются для резки, бурения, деревообработки;
из металла производится проволока с высокой прочностью;
конструкции, которые имеют высокую износостойкость и прочность.

Сварка высокоуглеродистых сталей выполняется обычно с использованием предварительного и сопутствующего прогрева наплавляемого металла до 150-4000С. Также после сваривания дополнительно для улучшения прочности проводится термообработка.

Это нужно потому, что сплавы из материала имеют высокую хрупкость, повышенную чувствительность к трещинам с горячей и холодной структурой, а также из-за химической неоднородности сварного соединения.

Технология сварки высокоуглеродистых сталей выполняется с учетом следующих рекомендаций:

после прогрева выполняется отжиг. Он выполняется, пока конструкция не остынет до 2000С;
сварка 40х, 20х, 30х не должна выполняться на сквозняках, а также при показателе температуры ниже -50С;
чтобы повысить свойства прочности шва нужно производить плавный переход от одного к другому свариваемому металлу;
чтобы получить качественное соединение стоит при сваривании использовать узкие валики. При этом должно выполняться охлаждение каждого наплавляемого слоя;
обязательно должны выполняться правила, которые относятся к соединениям из среднеуглеродистой основы.

Виды сварки

Процесс сварки высокоуглеродистых сталей может выполняться несколькими способами, которые могут отличаться некоторыми особенностями:

ручная дуговая сварка с использованием покрытых электродов. Рабочий процесс высокоуглеродистыми сталями имеет множество специфических характеристик. По этой причине сварка стали 40х, 30х, 45х и других марок должна проводиться с использованием специальных электродов, к примеру, НР-70. А сваривание швов производится током с обратной полярностью;
для соединения металла данного вида может применяться сварка под флюсом. В связи с тем, что в ручном режиме равномерно покрыть флюсом рабочую область очень тяжело, поэтому сварка проводится с использованием автоматической технологии. При расплавлении флюс переходит в состояние плотной оболочки, которая защищает сварочную ванну от воздействия вредных атмосферных факторов. Сварка стали 30хгса с использованием флюса производится при помощи трансформаторов.

Разновидности нержавеющей стали

Сварка разнородных сталей нержавеющей и обычной зависит не только от свойств материала, но и от его вида. По этой причине чтобы выбрать подходящий способ сваривания стоит сначала определить видовую принадлежность стали.

По главным свойствам нержавеющая сталь классифицируется на следующие виды:

аустенитная;
мартенситная;
ферритная.

В составе аустенитных имеется высокое содержание никеля и хрома. Применяются нержавеющие стали для изготовления сварных конструкций, для производства посуды, архитектурных компонентов, дымоходов, столовых принадлежностей. Сталь этого вида обладает высокой пластичностью, химической стойкостью и устойчивостью к механическим повреждениям.

В мартенситные стали входит низкий уровень углерода и хрома до 12 %. Металлы данной разновидности обладают высокой хрупкостью, но очень твердые. Из них производят режущие приспособления, бытовые изделия, турбины, крепежные элементы, которые используются в среде со слабым уровнем агрессивности.

В состав ферритных сталей входит средний уровень хрома. Они не закаляются и имеют повышенную устойчивость к агрессивным средам. Их в основном используют в машиностроительной сфере для производства втулок, валов, штуцеров.

Виды сварки нержавеющей стали

Сварка мартенситно, ферритных и аустенитных сталей выполняется практически всеми известными и распространенными способами сваривания. К наиболее популярным методам относят:

ручная дуговая MMA;
вольфрамовым электродом в атмосфере аргона TIG;
при помощи полуавтоматических технологий сваривания в инертной атмосфере - MIG/MAG, лазером.

Сварка аустенитных сталей и других разновидностей нержавеющего металла обычно выполняется осторожно, во время нее следует учитывать сложный химический состав и физические свойства металла. К главным качествам, которые затрудняют процесс сварки, относятся:

при сваривании нержавеющих сталей температура должна быть ниже, в отличие от сварки углеродистых металлов;
сварка разнородных сталей сопровождается высоким тепловым расширением;
низкий уровень теплопроводности.

Сварка жаропрочных сталей

Сварка жаропрочных сталей обычно выполняется при помощи дугового сваривания с использованием вольфрамового электрода. Весь процесс обычно проходит в среде защитных газов - аргона или гелия.

Сварка стали 15х5м и больших размеров может протекать при помощи аргонодугового сваривания с применением неплавящихся или плавящихся электродов или при помощи автоматической сварки под флюсом.

Аргоновая сварка стали 20х, 30х, 40х по сравнению со свариванием в гелиевой защитной среде сопровождается меньшим расходом газа, небольшим напряжением дуги и высоким сварочным током. По этой причине она является наиболее востребованной.

Сварка жаропрочной стали 40х, 20х, 30х, технология которой требует соединение металла в состоянии после закаливания, имеет несколько особенностей. Во время процесса сваривания металл прогревается до 1050-1100 градусов и после этого резко охлаждается.

Сварка стальных трубопроводов из любого вида металла (низкоуглеродистого, среднеуглеродистого, нержавеющего, жаропрочного) может выполняться разными способами. Самыми популярными являются ручное дуговое, автоматическое, газовое сваривание. Но в любом случае, прежде чем будет проведена сварка стали 30хгса и других марок, технология должна быть полностью изучена.

Интересное видео

Виды сварки

Сварка - высокопроизводительный, экономически выгодный технологический процесс стыковки металлов, применяемый практически во всех сферах жизнедеятельности. Сказать однозначно какая бывает сварка затруднительно поскольку на сегодняшний день насчитывается более 50 разных способов, каждому из которых характерны определенные особенности и отличия.

Классификация способов сваривания

С помощью сварки создают самые разные по сложности металлоконструкции посредством соединения однородных и разнородных металлических сплавов между собой, а также с некоторыми видами неметаллических материалов, например, графитом, керамикой, стеклом, пластмассой.

Сущность процесса сваривания состоит в том, что вследствие воздействия электрической дуги расплавляется электрод, образуя при этом сварочную ванну. Расплавленный металл электрода смешивается с основным материалом, при этом на поверхность всплывают шлаки, выступая в качестве защитной пленки. После затвердевания металла образуются сварные соединения.

Учитывая сколько видов сварки существует, очень важно правильно выбрать способ, поскольку от этого зависит не только аккуратность и качество сварного соединения, но также стоимость работы.

Все виды сварки разделяются на три больших класса: термический, термомеханический, механический. В каждый из классов входят разные типы сварки, проводимые с помощью разного оборудования и образующие надежные и прочные стыки.

Термический класс

Сварочные работы этого класса выполняются посредством плавления кромок свариваемых друг с другом элементов. Сперва в месте стыковки возникает сварочная ванна и после ее отвода выполняется шовное соединение.

Виды термической сварки разделяются на несколько подклассов: газовая, термитная, электронно-лучевая, лазерная, плазменная, электрическая дуговая стыковка материалов.

Последняя разновидность считается самой распространенной. Она не требует применения специальных приспособлений и инструментария.

Дуговая сварка

Принцип электродугового метода основан на воздействии тепловой энергии, образуемой электрической дугой. Прежде чем приступать к свариванию необходимо тщательно очистить стыкуемые кромки от пыли, следов масла, ржавчины и других загрязнений.

Дуговой технологический процесс считается наиболее простой и универсальной методикой. Она востребована при необходимости создать небольшие швы, а также при проведении монтажных работ, в том числе и в труднодоступных местах.

Существуют следующие виды сварки дуговым способом:

ручная;
электродная;
в среде защитного газа;
автоматическая под флюсом.

Для создания швов применяют плавящиеся и неплавящиеся электроды, переменный и постоянный ток. Для каждого металла технология подбирается индивидуально.

Газовая сварка

Это электродуговой способ, подразумевающий сваривание в защитной газовой активной или инертной среде. Различают две разновидности сварки: МИГ и МАГ, отличающиеся механическими характеристиками используемых материалов.

Свариванию материалов в газовой среде характерны следующие преимущества:

отменное качество сварных соединений;
возможность стыковки в разных пространственных положениях;
легкость процесса за счет автоматизации и возможность наблюдать за образованием стыка.

В числе минусов отмечают необходимость использовать защитные меры, противостоящие тепловой и световой радиации дуги, а также вероятность нарушения газовой защиты в случаях сдувания струи.

Лучевой способ

Сварочный процесс происходит в вакууме, благодаря чему можно достичь безупречного качества соединительного шва. К заготовке передается мощный поток энергии, электроды вступают в реакцию с компонентами материала ускоряя процесс разогрева до температуры плавления.

Используются лучевые виды сварок в работе с микроэлементами, потому что здесь без осложнений можно отрегулировать луч до размеров микрона в диаметре.

Термитный способ

Уже из названия можно понять, что процесс сваривания осуществляется с применением термита - специального порошкообразного материала, основными составляющими которого являются соединения алюминия или магния, железной окалины.

Методика образует прочные швы и пользуется популярностью для стыковки рельсов, труб и для наплавки массивных деталей.

Электрошлаковая техника

В осуществлении сварочных работ относительно новый метод. Свариваемые элементы обволакиваются шлаком, предварительно разогретым до температуры, превышающей плавление проволоки и самого материала.

С помощью технологии в один проход можно заполнять большие разрывы. Образующаяся защитная ванна обеспечивает безупречное качество шва путем выдвигания на поверхность самых нестандартных металлических соединений.

Электрошлаковая методика подходит для выполнения самых сложных швов и создания крупногабаритных высокоточных деталей благодаря отсутствию трещин и пустот в соединениях.

Термомеханический класс сварки

Это комбинированные виды сварки металла, выполняемые с применением повышенной температуры и механических усилий. Как правило применяется способ для соединения малогабаритных деталей, которые стыковать обычными классическими методами невозможно.

Рабочий процесс выполняется с помощью электродов-губок, в которых одновременно крепится две части изделия. Основные виды сварки термомеханического класса - кузнечная, контактная и диффузионная.

Кузнечная техника

Выполняется с помощью ручных инструментов. Металл вначале раскаляется, потом дна на другую нахлестываются детали и сверху молотком наносятся удары.

Чтобы достичь максимально качественных соединений предварительно необходимо тщательно очистить заготовки от налетов и образовавшихся на поверхности окислений.

Данный способ подходит не для всех металлов. Весомым недостатком считается низкая производительность. Поэтому кузнечное дело активно вытесняют другие более современные и технологичные типы сварок.

Контактная сварка

Процесс сваривания выполняется следующим образом. Нагрев поверхности достигается за счет прилегания к изделию поверхности иглы. Металл подготавливается методом механического осадочного воздействия или сдавливания. Потом через инструмент с необходимым диаметром подается электрический ток.

Благодаря химическому воздействию атомов металла даже самые мелкие элементы можно сваривать с максимальной надежностью и прочностью.

Виды сварок металла контактной техникой разделяют на стыковые, роликовые и точечные. Такие способы активно применяются в машиностроении и других промышленных направлениях.

Диффузионный способ

Применяется для материалов с плохими контактирующими свойствами. Основан метод на процессе диффузии атомов при повышенном уровне вакуума. Верхний слой свариваемой поверхности нагревается до аналогичной плавлению температуры. Посредством усиленного механического воздействия осуществляется контакт и стыковка, при этом 20 Мпа должна составлять минимальная мощность сжатия.

Процесс стыковки происходит в специальной камере. Помещаемые в нее детали длительное время выдерживаются под воздействием электрического тока.

Механический класс

Классификация способов сварки включает еще одну разновидность - механическую состыковку материалов, выполняемую путем физического воздействия на них. В данном случае нет необходимости применять температуру плавления. Нагревание происходит при переходе механической энергии в кинетическую и при достижении момента плавления изделия соединяются прочными швами.

Механические классы сварки подразумевают применение нескольких эффективных технологий.

Способ трения

В большинстве случаев сваривание трением используется для стержневых конструкций и труб с небольшим диаметром. Процесс автоматизированный и происходит в специальных установках в шпиндель которых фиксируются рабочие заготовки. Движущуюся деталь машина перемещает к неподвижной, в результате элементы нагреваются и происходит оплавление.

Техника позволяет варить состоящие из разных сплавов металлы, быстро выполняет нужные задачи и отличается экономичностью.

Холодная сварка

Механическая сварка холодным видом востребована при необходимости состыковать трубы, проволоки или шины. Соединяются заготовки вследствие деформирования пластических материалов при воздействии давления от 1 до 3 Гпа. При этом температура может быть даже минусовой.

Свариваемые поверхности нужно хорошо очистить от загрязнений и ржавчины. Поскольку происходит стыковка на межатомном уровне, то соответственно поверхности элементов должны быть безупречно обработанными и идеально ровными.

Сварка взрывом

Соединение деталей этим способом происходит посредством пластической синхронной их деформации. К надежно закрепленной мишени параллельно прикладывается подвижная часть изделия. Далее выполняется максимально контролируемый взрыв.

Методика подходит для соединения разнородных металлов. В качестве взрывных веществ используются смеси аммонита, гранулотола и гексогена.

Ультразвуковая методика

Перечисляя входящие в механическую группу виды сварок металла следует также уделить внимание УЗ-технологии. В данном случае задействованы источники энергии, которые на выходе образуют ультразвуковые колебания.

Актуален способ при создании точечных и шовных соединений под механическим воздействием. Вследствие сухого трения оксидные пленки разрушаются, далее осуществляется сваривание в процессе чистого трения.

Важным плюсом здесь является то, что отпадает необходимость предварительно очищать поверхности, а это обеспечивает экономию временных затрат. К недостаткам относят высокую стоимость оборудования, а также мизерный диапазон толщины соединяемых материалов.

Особенности выбора подходящего вида и техники сварки

Классификация видов сварки настолько широка, что довольно часто специалисты (особенно начинающие) задаются вопросом - какие виды сварки существуют, с помощью которых даже непрофессионал смог бы осуществлять сваривание и получать при этом стыки безупречного качества.

Если перечислить все виды сварок не составит особых затруднений, то однозначно ответить какой из них самый лучший невозможно. Дело в том, что каждый среди тех какие виды сварки есть отличается техникой исполнения и используемым оборудованием. Также рассматривать необходимо и то, какими достоинствами и недостатками обладают конкретные виды сварок и их применение имеет четкое ограничение.

Аргоновая сварка

Сущность методики состоит в применении неплавящихся электродов. Преимуществами являются:

идеальная фиксация тонких элементов;
возможность контролировать глубину прогрева металла;
намного меньше брызги от искр если сравнивать другие виды сварок, какие бывают и активно применяются;
ровный, равномерный, красивый внешне шов, что особенно важно в случаях, где большое значение отводится эстетическим показателям готового изделия.

при ручном сваривании весьма низкая производительность;
автоматическое соединение противопоказано для стыков с разной направленностью или слишком коротких;
дорогостоящее оборудование.

Применяется сваривание аргоном при изготовлении металлоконструкций из алюминия, меди, титана, нержавеющей и легированной стали, сплавов цветных металлов.

Достаточно распространенная классификация сварки, обладающая рядом положительных особенностей:

возможность соединять детали в любых пространственных положениях;
универсальность применения в местах с ограниченным доступом;
рабочий процесс доступен на переменном и постоянном токе;
невысокая стоимость.

Продолжением преимуществ выступают также и минусы:

швы не отличаются желаемым качеством, на них присутствуют непровары и бугорки;
весьма низкий КПД из-за высокого количества отходов;
не подходит для состыковки тонких заготовок;
низкие показатели производительности.

Применяют дуговую технику для изготовления лестниц, навесов, ограждений, стыковки труб, монтажа магистральных трубопроводов. Высокими эстетическими свойствами шов не отличается, но если выбирать какие виды сварки существуют для создания изделий из толстого металла, то одним из лучших способов считается дуговой.

Газопламенная техника

Сопоставляя современные виды сварки, которые подойдут для сваривания изготавливаемых из труб узлов и соединений, а также для монтажа трубопроводов среднего и малого диаметров, то здесь стоит отдать предпочтение газовому способу.

полная независимость от электропитания;
удобность транспортировки оборудования из одного места в другое;
отсутствие перегрева и прожогов металла;
возможность создавать внутренние швы в трубах маленького диаметра.

Но есть у методики и некоторые недостатки. Это повышенные требования к профессионализму сварщика, достаточно большая площадь нагрева, низкие коэффициенты производительности.

Сваривание полуавтоматом

Технология аналогична дуговой, но здесь подача электрода происходит автоматически. В числе плюсов следует отметить:

легкость и безопасность рабочего процесса;
экономичность;
отменная точность и хорошая производительность;
ровность швов;
возможность соединять детали от 2 до 30 мм толщиной.

Отрицательные моменты полуавтоматического способа:

невозможность скорректировать стык во время рабочего процесса, поскольку увидеть его нельзя;
если ток больше 200А, то расплавленный металл сильно разбрызгивается и необходимо удалять все окалины;
применять полуавтомат можно только внутри помещений.

Что касается применения, то данная техника подходит для создания и монтажа металлических ограждений, лестниц, ворот, гаражей и других конструкций.

Чтобы выбрать наиболее подходящий для конкретных целей способ состыковки элементов необходимо знать какие бывают виды сварки, проводить аналогию каждого из них и только после тщательного анализа отдавать предпочтение конкретной технологии.

Технология сварки стали

Технологии сварки различных видов стали предполагают применение разного оборудования, условий и расходных материалов. От правильного выбора этих составляющих зависит, насколько качественно будет произведена сварка.

К примеру, технология сварки стали с низким содержанием углерода предполагает использование инвертора и специальных электродов, в то время как для легированной стали используется газ. Но обо всем по порядку.

Технология сварки стали с низким содержанием углерода

В составе инструментальной стали присутствует до 1 % углерода, что определяет ее твердость и прочность. В то же время износостойкость металла достаточно низкая, поэтому из него изготавливают только инструменты. А невысокая закупочная цена обеспечивает прибыльность производства.

Технология сварки стали этого типа предполагает использование инвертора и специально предназначенного электрода. Для обработки подходят стержни УОНИ-13/НЖ/20Х13 и сварочный инвертор.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Технология сварки разных типов конструкционной стали

Более востребованной является конструкционная сталь, она используется для производства как мелких металлических деталей, так и габаритных станков. В эту категорию входят стали таких марок, как 40х, 30хгса, 35хгса и др.

В составе конструкционной стали присутствуют различные примеси, включая серу и фосфор. Большее количество этих компонентов уменьшает надежность материала.

Конструкционные типы стали делят на несколько групп:

обыкновенная;
качественная;
высококачественная;
особо высококачественная.

В последней группе присутствует минимальное количество примесей, поэтому сталь является наиболее прочной и качественной. Обычная конструкционная сталь, напротив, содержит высокий процент примесей, поэтому долговечностью не отличается. В названных группах существует деление на подгруппы в зависимости от присутствия в составе дополнительных химических элементов.

Поскольку конструкционная сталь зачастую отличается хрупкостью, ее используют для производства изделий, не подверженных в процессе работы существенному механическому воздействию.

Для придания металлу пластичности и снятия излишнего напряжения заготовки прокаливают в печи. Технология сварки стали этого типа предполагает использование инвертора и электродов с покрытием, например, марки УОНИ 13/55. Они подходят для работы не только с мелкими деталями, но и со стальными трубопроводами.

Технология сварки разных видов легированной стали

Самыми востребованными являются различные виды легированной стали. Спрос на них обусловлен составом, в который включены различные легирующие компоненты, придающие металлу нужные характеристики и свойства.

Добавки придают металлу повышенную прочность, долговечность, улучшают его характеристики. Физико-химические свойства материала меняются путем добавления в состав легирующих компонентов.

К достоинствам разных типов легированной стали также относятся:

высокая жаропрочность;
устойчивость к коррозии (сравнивать их с нержавеющей сталью, конечно, нельзя, однако они обладают повышенной стойкостью).

Технология сварки стали этого типа предполагает использование дугового метода обработки и электродов с фтором и кальцием. Оптимальным вариантом является применение газовой сварки, качество соединения деталей в этом случае получается более высоким.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Разница в технологии сварки стали газом и полуавтоматом или инвертором заключается в образовании тепла за счет пламени газовой горелки, а не электрической дуги. Пламя возникает при смешивании горючего газа с кислородом. Для использования технологии газовой сварки углеродистых сталей необходимы опыт и сноровка.

Технология сварки различных типов низколегированной стали

В составе разных типов низколегированной стали (чаще всего они же являются низкоуглеродистыми) присутствует небольшой процент легирующих компонентов (в основном, в пределах 2-3 %). В составе этих металлов есть железо, небольшой процент углерода и различные примеси.

Низколегированная сталь, устойчивая к высокотемпературному воздействию (до +200 °С), используется для производства хирургических, ювелирных, гравировальных инструментов, бритв и лезвий. Добавление небольшого количества хрома в состав позволяет получить металл, отличающийся высокой прочностью и долговечностью.

Низколегированная сталь входит в класс черных металлов, используется для производства габаритных сварных металлических конструкций. Хотя содержание легирующих компонентов в ее составе невелико, материал обладает высокой прочностью. Такие характеристики достигаются за счет присутствия в составе хрома, никеля и молибдена, улучшающих свойства низколегированной стали. Благодаря хрому и никелю повышается устойчивость металла к коррозионному воздействию.

Соблюдение технологии сварки стали этого типа позволяет достичь хороших результатов. Однако при работе с низколегированными металлами необходимо учитывать многочисленные особенности материала. Большую роль играет опыт сварщика.

Чаще всего мастера сталкиваются с перегревом сварной области. Такая проблема возникает при работе с различными марками низколегированных сталей. Из-за быстрого охлаждения сварного шва и заготовки в целом на месте соединения образуется мертенсит. Так называют твердую углеродистую структуру, возникающую на сварном шве из-за резкого охлаждения.

Технология сварки стали с низким содержанием углерода предполагает использование электродов с кальцием и фтором. Наиболее подходящими являются стержни, имеющие основное покрытие, такие как Э42А или Э50А. Лучшими считаются электроды марок УОНИ 13/45, МР-3, АНО-8, СМ-11. Впрочем, подойдут и другие, обладающие похожими характеристиками.

Технология сварки стали с низким содержанием углерода позволяет пользоваться полуавтоматической или автоматической сваркой под флюсом с полуавтоматом и присадочной проволокой. Флюс может быть заменен углекислым газом или смесью углекислого газа и аргона. Это позволяет повысить качество шва по сравнению с работой с электродами.

Технология сварки стали различных структурных классов

Перлитную и аустенитную стали сваривать сложнее, поскольку на сварном шве образуются мартенситный налет или карбидная гряда, причем их объем снижает степень легирования материала, приближая его к характеристикам перлитной стали. Прослойка образуется в связи с худшим перемешиванием жидкого металла в пристеночных слоях. Если запас аустенитности металла в районе шва невелик, то прослойка может достигнуть критического уровня, приводя к разрушению соединения.

Соответственно, выбирая технологию сварки стали, необходимо отдавать предпочтение той, которая позволят добиться минимальной толщины кристаллизационного слоя. Для этого:

используют высококонцентрированные источники тепла, например, электронный луч, лазер, плазму;
разделывают или наплавляют кромки, снижая содержание участвующих в процессе сталей;
выбирают режимы обработки, при которых толщина плавления минимальна;
используют дуговую сварку в защитной газовой среде, способной обеспечить интенсивное смешивание металла сварной ванны.

Для сварки комбинированной стали наиболее подходящей является обработка в защитной газовой среде, поскольку при использовании этой технологии повышается температура расплавленного металла, снижается поверхностное напряжение, а значит, повышается интенсивность его смешивания. Это обусловлено увеличением приэлектродного падения напряжения сварочной дуги и кинетической энергии переноса капель металла электрода и плазменного потока в сварочной дуге.

Усилению эффекта способствует добавление в аргон кислорода, азота, углекислого газа. При добавке кислорода увеличивается температура в сварной ванне, а также возникают экзотермические окислительно-восстановительные реакции. За счет этого уменьшается степень структурной и механической неоднородности в области соединения перлитного металла с аустенитным швом.

Ручная дуговая технология сварки стали позволяет добиться лучших результатов в случае уменьшения температуры плавления электродов и, как следствие, температуры сварной ванны. Чтобы уменьшить температуру плавления электродов, используют стержни, в составе которых присутствуют никель и марганец. При применении этих электродов в процессе сварки под флюсом уменьшаются также кристаллизационные и диффузионные прослойки.

Если планируется использовать сварные соединения в условиях высокой температуры, следует пользоваться электродами типа ХН60М15 с высоким содержанием никеля. Применение таких электродов приводит к хорошему функционированию швов, поскольку коэффициент линейного расширения равен значениям перлитной стали. Электродами пользуются для исправления дефектов, возникающих при литье сталей групп IV и V. Дальнейшая термообработка не требуется.

Технологии сварки разнородных типов стали одного структурного класса

Сварка разных типов перлитной стали, разница в которых заключается в степени легирования, выполняется с помощью электродов, используемых для металлов с меньшей степенью легирования, при отсутствии дополнительных требований к прочности соединений, жаропрочности, коррозионной устойчивости, которые свойственны более легированным сталям. При этом технология предполагает выбор режимов и температуры сварки, применяемых при работе с более легированными металлами.

Если подогрев невозможен, то выполняется наплавка кромок с использованием более легированного материала, подогреваемого электродами типа Э42А. При этом наплавленный слой должен иметь такую толщину, которая не позволит более легированному металлу нагреться до температур Ac1, т. е. не допустить создания условий для закалки.

Работая с различными сочетаниями высокохромистых мартенситных (12 % Cr), ферритных (28 % Cr) и ферритно-аустенитных металлов типа Х21Н5, необходимо выбирать такую технологию сварки сталей, при которой не будут образовываться холодные трещины и хрупкие участков в сварном шве. Режим подогрева выбирают для самого закаливающегося металла с недопущением полного охлаждения заготовок. Это возможно при использовании сварочных материалов ферритно-аустенитного класса, сварки с минимальной погонной энергией, поскольку металлы с высоким содержанием хрома подвержены росту зерна, являющегося причиной образования хрупкости места шва.

После того как термообработка завершена, заготовку необходимо быстро охладить, чтобы избежать хрупкости, возникающей при +475 °С. Можно также использовать для работы аустенитные электроды. Но в таком случае при термообработке нельзя полностью исключить сварочные напряжения, вызванные разницей в коэффициентах линейного расширения шва и основного металла.

Технология сварки двухслойных (плакированных) видов стали

За счет двухслойной стали снижается использование высоколегированных материалов, при этом работоспособность конструкций не снижается. Из таких металлов изготавливают оборудование, эксплуатируемое в коррозионной среде.

Облицовочный слой толщиной до 12 мм, устойчивый к коррозии и контактирующий с агрессивной средой, выполняется из следующих металлов:

высоколегированных хромоникелевых аустенитных (12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 08Х18Н12Б и др.);
хромистых ферритных;
мартенситно-ферритных (08X13, 12X13 и др.).

Основной слой, толщина которого достигает 150 мм, более устойчив к силовым нагрузкам. Для его изготовления используются углеродистые низколегированные металлы (Ст3, 20К, 15ХМ и др.). Сварные соединения при этом должны иметь:

Однородность облицовочного слоя с высокой коррозионной стойкостью сварного шва.
Отсутствие комплексных сплавов с низкими механическими характеристиками в месте соединения облицовочного и основного слоев. Для этого необходимо использовать подходящие материалы и технологию сварки сталей, разделывать кромки и последовательно проводить работы.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Читайте также: