Сварка стали 25л технология
Из всей группы сталей типа «хромансиль» (25ХГС, 30ХГС, 30ХГСН) в настоящее время сваривают в углекислом газе только первые две. По технологии сварки, разработанной для тонколистовой стали 30ХГС, может свариваться также и тонколистовая (толщиной до 6 мм) сталь 25ХГС.
В зависимости от условий работы сварные конструкции из стали 30ХГС подвергают специальной термической обработке (с целью получения высокой прочности) или только отпуску. В обоих случаях технология сварки должна обеспечивать получение сварных швов, не уступающих по механическим свойствам после соответствующей термической обработки основному металлу.
При термической обработке в основном выполняется закалка в масле с температурой 880°С и последующий отпуск при 520°С.
Иногда сварные соединения подвергают более сложной термической обработке: отпуску при температуре 660°С (выдержка до 1ч,охлаждение на воздухе), нормализации при 910°С (выдержка 20 мин), закалке в масле с 910°С (выдержка 20 мин) и последующему отпуску при 500—560°С (выдержка 45 мин, охлаждение на воздухе). В некоторых случаях ограничиваются только отпуском при 600—660°С с выдержкой при этой температуре в течение 1 часа и последующим охлаждением на воздухе.
После отпуска сварные соединения из стали 30ХГС должны иметь следующие механические свойства: предел текучести не менее 32 кГ/мм 2 , предел прочности не менее 62кГ/мм 2 , ударную вязкость металла шва не менее 5кГ-м/см 2 .
После полной термической обработки сварные соединения из этой стали должны обладать пределом текучести не менее 85кГ/мм 2 , пределом прочности не менее 110кГ/мм 2 , ударной вязкостью металла шва не менее 4,5 кГ-м/см 2 .
Тонкий металл обычно сваривают однослойными швами, а иногда и с дополнительной подваркой корня шва, металл большой толщины сваривают многослойными швами. Состав электродной проволоки, применяемый для сварки стали 30ХГС в углекислом газе, зависит от требуемой прочности сварного соединения, а также от толщины свариваемой стали и количества слоев шва.
При однопроходной сварке сталей 30ХГС и 25ХГС толщиной до 6 мм с полным проваром металл шва в значительной степени легируется углеродом, хромом и марганцем, содержащимися в основном металле. Поэтому в данном случае могут быть использованы стандартные электродные проволоки Св-18ХГСА ( с содержанием углерода не более 0,18%), Св-18ХМА, Св-10ХГ2С и Св-08Г2С. Полученные сварные соединения после отпуска при температуре 560—660°С обладают равнопрочностью и удовлетворительной пластичностью.
Для сварки в углекислом газе толстолистовой стали 30ХГС в несколько слоев рекомендуется использовать проволоку Св-08ХЗГ2СМ. Сварные швы после полной термической обработки (нормализации при 910°С, закалки в масло с 910°С, отпуска при 500°С) имеют предел текучести 91—105кГ/мм 2 , предел прочности 114—123кГ/мм 2 , относительное удлинение 12—14%, относительное сужение 41—51%, ударную вязкость 4,8—6,0 кГ-м/см 2 . Угол загиба стандартных плоских образцов из металла толщиной 10 мм составляет 40—70°.
Сталь 30ХГС толщиной до 10 мм можно сваривать без предварительного подогрева, но с обязательным последующим немедленным отпуском. При большей толщине металла и жесткости соединений, препятствующих усадке шва, необходим предварительный подогрев изделия при температуре 200—300°С в зависимости от толщины свариваемого металла и жесткости соединений.
Особенности стали 25Л
В настоящее время в самых разных областях задействуются различные марки сталей. Каждая марка подразумевает свои эксплуатационные характеристики, физические и химические свойства. В этой статье пойдет речь об особенностях качественного сплава марки 25Л.
Состав и расшифровка
Буквенное обозначение «Л», находящееся за цифровой отметкой марки, говорит о том, что сплав относится к литейной категории. Это означает, что он идет на производство различных отливок. Это нелегированный вид металла, который может служить заменой материалам с другими маркировками, а именно 20Л и 30Л.
Цифровое значение, которое присутствует в наименовании рассматриваемого сплава, указывает на то, что среднее содержание углерода в нем составляет 0,25%.
Химический состав марки 25Л является довольно богатым и соответствует установленным ГОСТам. Сталь с указанной маркировкой состоит из нижеперечисленных химических элементов:
Fe (железо) – на долю этого компонента приходится примерно 97% от общего содержания;
C (углерод) – от 0,22 до 0,3%;
Mn (марганец) – от 0,35 до 0,9%;
Si (кремний) – 0,2-0,52%;
Ni (никель) – не более 0,3%;
Cr (хром) – не больше 0,3%;
Cu (медь) – не более 0,3%;
S (сера) – не больше 0,45%;
P (фосфор) – до 0,04%.
Марганец, на долю которого может приходиться почти 1% от общего состава, применяется для уменьшения показателей хрупкости сплава.
Подобные проблемы часто провоцирует большая концентрация иного нежелательного элемента, такого как сера.
Характеристики и свойства
Качественная и широко используемая сталь с маркировкой 25Л имеет ряд индивидуальных свойств и характеристик. Ознакомимся с наиболее важными из них, влияющими на свойства сплава.
Уровень твердости рассматриваемого сплава по Бринеллю достигает таких отметок – HB 10-1=124-207 МПа.
Металл рассматриваемой марки отличает степень плотности, которая представлена следующим значением – 7830 кг/см3 на фоне температурного показателя в 20 градусов Цельсия.
Материал может подвергаться термической обработке в условиях температур 880-900 градусов Цельсия. При этом процедура отпуска стали может быть осуществлена при значениях от 620 до 630 градусов.
Рассматриваемый вид металла относится к категории ограниченно свариваемых экземпляров. К отпускной хрупкости металл с маркировкой 25Л не склонен.
Обрабатывать сталь посредством резания представляется возможным только в термообработанном виде при достижении показателей HBK 160KK υ тв. спл=1,25 и Кυ б. ст=1.
Начало затвердевания сплава происходит на фоне температурного значения, установленного в пределах 1490-1504 градусов Цельсия.
Жидкотекучесть рассматриваемого вида стали – 1,0 Кжт.
Возможная усадка линейного типа может составить от 2,2 до 2,3%.
Что касается подверженности металла к формированию пористости усадочного типа, то здесь актуальным окажется показатель 1.0 Ку. п.
Нелегированная конструкционная сталь 25Л, в которой содержится большой процент марганца, нередко подвергается процедуре цементации или цианирования.
Необходимость в таких операциях возникает, чтобы детали из этого материала получились более износостойкими и практичными.
Аналоги
Стальной сплав, принадлежащий марке 25Л, имеет множество качественных аналогов, с которыми имеет очень много общих характеристик. Подобные типы металлов производятся на территории разных стран, поэтому обозначаются различными маркировками.
Разберем список наиболее практичных и качественных аналогов стали 25Л, которые производятся за рубежом.
Аналогичными параметрами обладают американские сплавы с такими наименованиями: 2A, A10, N1, GrWCB.
Очень хорошим качеством характеризуются аналоги, произведенные в Японии – SC410, SC46.
Существуют аналогичные английские сплавы – 161-430, 161-430A.
В Швеции производится аналог стали 25Л, которому принадлежит марка 1305.
Венгерский аналог – Ao450FK.
Аналогичный вид румынского металла – OT450-3.
Австрийский аналог – GS45.
Существует еще очень много зарубежных аналогов сплава 25Л. Хорошие металлы с похожими характеристиками производятся в Чехии, Польше, Италии и так далее. Что касается материалов, которые могут служить заменителями 25Л, то к ним относятся сплавы упомянутых выше марок 20Л и 30Л.
Применение
Высококачественная сталь с маркировкой 25Л широко используется в самых разных областях. Очень часто именно этот материал берется для производства запчастей и деталей, от которых требуется повышенная вязкость. При этом подобные изделия по ходу эксплуатации не подвергаются слишком высокому напряжению. Из стали 25Л получаются хорошие позиции, от которых не требуется слишком высокая поверхностная прочность и износостойкость при условии небольшой прочности сердцевинной части.
Рассмотрим список изделий, которые чаще всего изготавливают из рассматриваемого качественного сплава:
муфты для соединения конструкций;
крепкие рычажные элементы управления;
шайбы и вилковые изделия;
болты и фланцевые детали;
крепкие стальные тройники;
разнообразные элементы надежного и практичного крепежа;
прочие функциональные детали, которые не относятся к ответственной категории.
Во многих случаях качественный литейный металл задействуется для изготовления многофункциональной и профессиональной аппаратуры, предназначенной специально для заводов нефтепереработки. Разумеется, речь идет о таких изделиях, которые относятся к не огневому типу:
элементы для камер рекреации;
корпусные части тепловых обменников и прочих резервуаров;
фланцы приварного вида.
Что касается современного нефтяного машиностроения, то здесь из рассматриваемого вида стали, как правило, производятся такие важные и функциональные позиции:
поршневые сердечники для грязевых помп;
сухари кованых ключей бурения;
приводные шестеренки для масляного компрессорного насоса;
разнообразные виды качественных болтов;
винтики и гайки;
рычажные компоненты и вилки;
Качественная сталь для отливок также может применяться для производства:
надежной станины прокатных станов;
а вместе с тем и траверсов;
букс, крышек цилиндров;
корпусных подшипниковых элементов и многих других запасных частей.
Речь идет о таких изделиях, эксплуатация которых осуществляется в условиях температур от 40 до 450 градусов Цельсия под действием давления.
Сварка
Как указывалось выше, сталь с маркировкой 25Л является свариваемой, но с определенными ограничениями. При этом допустимыми являются следующие методы варки:
АДС под защитой газового типа;
Рекомендуется предварительный подогрев стали, а также последующая термическая обработка в соответствии со всеми нормами и правилами.
Сталь марки 25Л
Расшифровка марки стали 25Л: цифра 25 в названии говорит о том, что в марке содержиться около 0,25% углерода, а буква Л - что сталь является литейной.
Свойства сварных соединений на отливках из стали 25Л: заварка дефектов в отливках из стали 25Л производилась проволокой Св-10ГС. Химический анализ наплавленного металла, а также электродной проволоки и основного металла приведен в табл. ниже.
Результаты испытаний механических свойств сварного соединения (табл. ниже, рисунок справа) показали, что свойства наплавленного металла и сварного соединения в исходном состоянии и после нормализации удовлетворяют требованиям технических условий на отливки из стали 25Л.
Механические свойства металла, наплавленного проволокой Св-10ГС, удовлетворяют также требованиям технических условий (см. табл. ниже).
Необходимо, однако, отметить, что в приведенных выше опытах использовалась проволока со средним содержанием легирующих элементов. Опыты показали, что при сварке этой стали проволокой Св-10ГС с содержанием кремния и марганца по нижнему пределу заметно снижаются механические свойства швов. Поэтому при сварке в углекислом газе сталей 25Л и 30Л рекомендуется использовать проволоку Св-10ГС с содержанием углерода не более 0,11%, кремния 0,7-0,9% и марганца 0,9-1,1%.
Химический состав металла, наплавленного проволокой Св-10ГС на сталь 25Л:
Механические свойства сварного соединения, выполненного на стали 25Л проволокой Св.-10ГС:
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| s в | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| s T | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м 3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Сварка отливок из литейной стали
Как известно, в стальных отливках в целом ряде случаев появляются различные дефекты: раковины, трещины, недоливы и т. д. Большинство этих дефектов может быть исправлено сваркой. До последнего времени наибольшее распространение при исправлении дефектов в стальном литье имела ручная электродуговая сварка, которая характеризуется относительно низкой производительностью и экономичностью.
Попытки некоторых научно-исследовательских организаций и заводов автоматизировать заварку дефектов, с целью повышения производительности труда, снижения стоимости сварочных работ и улучшения условий труда, не дали желаемых результатов. Например, использование полуавтоматической сварки под флюсом, как правило, не обеспечивает требуемого качества при заварке глубоких дефектов и дефектов сложной конфигурации, вследствие залегания шлака в зоне сплавления с основным металлом и между слоями наплавленного металла.
Проведенное в ЦНИИТМАШе опробование некоторых способов сварки (ванного способа сварки под флюсом, сварки под магнитным флюсом, сварки в углекислом газе и др.) показало, что наиболее приемлемым для автоматизации заварки дефектов в стальном литье является метод сварки в углекислом газе, сочетающий высокую производительность с маневренностью ручной сварки.
Согласно техническим условиям стальное литье по химическому составу и механическим свойствам должно удовлетворять требованиям, приведенным в табл. ниже.
Из всего комплекса марок стального углеродистого литья по ГОСТ (15Л-55Л) детальное изучение свойств сварных соединений, выполненных в углекислом газе, было проведено на отливках из наиболее распространенных марок сталей (25Л, 30Л, 35Л и 45Л).
Механические свойства сварных соединений определялись на образцах, вырезанных из отливок с заваренными дефектами объемом 750-1200 см 3 (рисунок выше справа) как в исходном состоянии после сварки, так и после термообработки. Схема вырезки образцов для испытания механических свойств приведена на рис. слева, а схема отбора проб металла шва на химический анализ - на рисунке ниже справа.
Сварка образцов производилась на полуавтомате током 400-420 а обратной полярности при напряжении на дуге 30-32 в и расходе газа 1000-1200 л/час.
Свойства сварных соединений на отливках из стали 35Л
Применение проволоки Св-10ГС при сварке стали 35Л не обеспечивает после термической обработки необходимых по ТУ прочностных свойств наплавленного металла. В связи с этим заварка дефектов в отливках из этой стали производилась проволокой Св-08ГС, отличающейся от проволоки Св-10ГС более высоким содержанием марганца. Химический состав металла, наплавленного проволокой Св-08ГС, приведен в табл. ниже.
Химический состав металла, наплавленного проволокой Св-08ГС на сталь 35Л:
Результаты испытаний механических свойств сварного соединения (табл. 56) показывают, что наплавленный металл и сварное соединение удовлетворяют требованиям технических условий на отливки из стали 35Л.
Измерения показали неравномерное распределение твердости по сечению наплавки, не прошедшей термообработки (рисунок ниже).
Максимального значения твердость достигает в нижнем слое наплавки, что объясняется высокой скоростью охлаждения металла этого слоя (сварка производилась без предварительного подогрева), а также более высоким содержанием углерода по сравнению с другими слоями.
Верхний слой имеет столбчатую структуру (рисунок ниже) и также обладает повышенной твердостью.
После нормализации с отпуском твердость основного и наплавленного металла практически выравнивается (рис. выше).
На рисунке ниже (а и б) и под ним (а и б) представлены, соответственно, микроструктуры наплавки в исходном состоянии и после нормализации с отпуском (верхний слой и зона сплавления).
Испытания образцов, вырезанных из зоны сплавления и не прошедших термообработки, показали в ряде случаев низкие пластические свойства. После термообработки эти свойства повышались и достигали значений, необходимых по техническим условиям. Поэтому при исправлении дефектов в отливках из стали 35Л сварные соединения необходимо, как правило, подвергать последующей термообработке.
Проволока Св-08ГС может быть также использована при заварке дефектов в отливках из сталей 25Л и 30Л.
Механические свойства сварного соединения, выполненного на стали 35Л проволокой Св-08ГС:
Режимы и техника заварки дефектов стального литья
Подготовка дефектов под сварку. Подготовка дефектов под сварку в углекислом газе принципиально не отличается от подготовки их для ручной сварки. Разделка дефектов может производиться с помощью пневматического зубила, строганием, фрезерованием, сверлением, а также посредством газовой кислородной резки с последующим удалением с поверхности реза слоя окислов, окалины и наплывов. Остатки наплывов шлака и окалины после резки могут вызвать образование трещин и пор в наплавке (фиг. 75).
Поверхность разделанного дефекта должна быть чистой и иметь плавные очертания. Стенки подготовленных дефектов должны быть пологими (угол наклона не более 70°) с плавным переходом к основанию, чтобы обеспечить провар по всей поверхности дефекта. При заварке дефектов с вертикальными стенками могут быть непровары, а в местах, где отсутствуют плавный переход от стенки дефекта к основанию, трещины. При заварке сквозных дефектов необходимо применять подкладки из малоуглеродистой стали толщиной 5-7 мм, которые после заварки дефектов удаляются.
Режимы и техника заварки наиболее характерных дефектов
Наплавка на горизонтальные плоскости (исправление недоливов и больших раковин) в отливках из сталей, содержащих до 0,30% углерода, не вызывает серьезных затруднений, связанных с возможностью получения швов без горячих трещин. В этом случае наплавку можно производить на токе 400-420 а узкими валиками с быстрым перемещением горелки (40-50 м/час), причем каждый последующий шов должен во избежание несплавления между валиками перекрывать предыдущий не менее чем на 1/3 ширины (рис. ниже слева). В отливках из сталей с концентрацией углерода 0,30-0,40% вследствие быстрой кристаллизации наплавленного металла при скорости сварки 40-50 м/час в нижних слоях могут появиться трещины.
При медленном перемещении горелки (10-15 м/час), когда под основанием сварочной дуги находится значительный слой жидкого металла, уменьшается глубина проплавления, улучшается форма шва и предупреждается появление трещин.
Заварка дефектов в отливках из стали 45Л сильно осложняется возникновением, как правило, горячих трещин в первом или втором слое. Снижение скорости сварки до 10-15 м/час уже не обеспечивает получения швов без трещин. Даже при сварке на токе 250-280 а в нижних слоях часто появляются горячие трещины. В связи с этим сварку нижних слоев на стали 45Л в углекислом газе нельзя производить без предварительного подогрева. При этом необходимо сварочный ток снизить до 200-250 а, а линейную скорость сварки до 12 м/час. Целесообразно сварку нижних слоев (1-3 слоев) производить вручную качественными электродами, а последующие слои наплавлять уже в углекислом газе на токе 400-420 а с быстрым перемещением горелки.
При сварке на наклонных плоскостях (угол наклона до 30°) во избежание стекания металла из сварочной ванны необходимо быстро перемещать дугу, наплавляя без перерыва валики длиной не менее 100-120 мм. Общее направление сварки - снизу вверх (рис. выше справа).
При сварке на плоскостях с большими углами наклона (30-60°) сварочный ток необходимо снизить до 250-280°. Сварка на плоскостях с наклоном более 60° и на вертикальных плоскостях возможна на токе менее 160-180 а (проволока диаметром 1,6 мм).
Заварку небольших раковин чашеобразной формы (объемом 50-500 см 3 ) целесообразно производить следующим образом (рис. справа): дуга зажигается на дне раковины и перемещается медленно по спирали на 3-5 оборотов; после этого, не прерывая процесса сварки, производится обратное перемещение дуги по спирали к середине раковины. В дальнейшем сварка производится по той же схеме с постепенным увеличением количества накладываемых по спирали швов до полного заполнения раковины наплавленным металлом. В этом случае, так же как и при наплавке на поверхность, во избежание залегания шлака между слоями необходимо их перекрывать на 1/3 ширины шва. Указанный способ заварки раковин позволяет, не прерывая процесса, полностью заварить дефект и обеспечивает получение наплавки без пор, трещин и шлаковых включений. При заварке чашеобразных раковин большего объема (свыше 500 см 3 ) необходимо периодически после наложения 3-4 слоев по высоте прерывать процесс для охлаждения наплавленного металла, а также для удаления с поверхности наплавки шлака.
Заварку дефектов большой протяженности и глубины так же, как и при ручной сварке необходимо осуществлять методом «горки» (рис. ниже). При этом методе дефект по всей длине размечается на участки протяженностью по 150-200 мм. Сварка производится в следующем порядке: сначала наплавляется первый слой на первом участке; затем первый слой на втором участке и второй слой на первом участке. После этого наплавляется первый слой на третьем участке, второй слой на втором участке и третий слой на первом участке и т. д.
При заварке глубоких трещин в отливках из стали 35Л нижние слои необходимо наплавлять на малых токах (до 300 а) с небольшой скоростью сварки (до 12 м/час) и манипулированием электрода поперек шва. В дальнейшем скорость сварки можно повысить до 30-40 м/час, а ток до 400-420 а. В отливках из стали 45 заварку таких трещин необходимо производить с предварительным местным или общим подогревом до температуры 250-280° С, причем 2-3 нижних слоя наплавлять вручную качественными электродами. Дальнейшую заварку трещины можно производить на токе 400-420 а со скоростью до 15-20 м/час. После наплавки в углекислом газе 2-3 слоев скорость сварки можно повысить до 40- 50 м/час.
Если глубина дефекта, расположенного на краю детали, превышает 20 мм, то необходимо произвести наплавку до уровня первой планки, после чего поставить вторую планку и продолжать сварку.
После заварки дефекта эти планки вырубаются или сострагиваются при последующей механической обработке. Макрошлиф дефекта, расположенного на краю детали и заваренного в углекислом газе в помощью планок, приведен на рис. слева.
Заварка сквозных дефектов также должна производиться с помощью планок из малоуглеродистой стали.
При этом следует руководствоваться технологическими приемами, которые рекомендуются для исправления недоливов, больших раковин и глубоких трещин при ручной сварке качественными электродами.
Автор: Администрация
Технология сварки литой стали
Из углеродистых литых сталей марок 25А и 35А (ГОСТ 977) с помощью электрошлаковой сварки изготовляют такие изделия, как станины прокатных станов (рис. 143), архитравы мощных гидропрессов (рис. 144), бандажи цементных печей (рис. 145), ползуны механических ковочно-штамповочных прессов, плиты рольгантов и другие детали прокатного оборудования.
Рис. 143. Станина прокатного стана, сваренная электрошлаковым способом.
В станинах прокатных станов свариваемое сечение имеет небольшую высоту при довольно значительной ширине. Поэтому электрошлаковую сварку станин в большинстве случаев выполняют пластинчатыми электродами. В качестве электродного металла применяют марганцевую сталь 09Г2 (ГОСТ 5058) или другую низколегированную сталь с малым содержанием углерода, например, 10Г2СД, 10ХСНД и 10ХГСНД.
Эти стали легируют металл шва марганцем, кремнием и хромом и тем самым придают ему требуемые механические свойства при значительно меньшем содержании углерода, чем в свариваемом металле. Последнее обстоятельство имеет весьма важное значение, так как уменьшает вероятность появления трещин в металле шва.
Электрошлаковая сварка сварнолитых станин в основном выполняется на следующем режиме:
Сварочный ток на каждом электроде, А
Напряжение сварки, В
Глубина шлаковой ванны, мм
Количество электродов, шт
Расстояние между электродами, мм
Рис. 144. Архитрав мощного гидропресса, изготовленный с применением электрошлаковой сварки.
Рис. 145. Бандаж цементной печи, свариваемой электрошлаковым способом.
Соединение с шириной сечения от 450 до 750 мм, сваренное на таком режиме, получается без непроваров, трещин и других макродефектов. После сварки станины подвергают нормализации с последующим отпуском.
В некоторых сварнолитых изделиях свариваемыми сечениями являются прямоугольники с довольно большой высотой и сравнительно небольшим основанием. В этом случае электрошлаковая сварка выполняется тремя электродными проволоками, перемещаемыми по толщине свариваемого металла.
Если толщина свариваемого металла более 400 мм, то электрошлаковая сварка выполняется четырьмя или шестью проволоками с двух сторон, т. е. двумя аппаратами, один из которых устанавливается на лицевой стороне соединения, а другой — на тыльной. Аппараты настраиваются на синхронную работу в течение всего процесса сварки.
Несколькими проволоками могут быть сварены, например, ползуны механических ковочно-штамповочных прессов, бандажи цементных печей и архитравы мощных гидравлических прессов.
Технология электрошлаковой сварки ползунов ковочно-штамповочных прессов аналогична технологии сварки кованой стали 35, предусматривает предварительный подогрев места сварки до 150—200°С и применение электродной проволоки Св-10Г2. Режим сварки указан в табл. 97. Сваренный ползун подвергается нормализации с последующим отпуском.
Сложнее сваривать бандажи цементных печей, представляющие собой толстостенное кольцо. Размеры этого кольца настолько велики, что оно изготовляется в виде двух полуколец, свариваемых при монтаже печи.
Бандаж сваривается после механической обработки, поэтому необходимо принимать меры, ограничивающие его деформацию в пределах допустимых величин. Основными способами ограничения деформаций являются одновременная сварка обоих стыков и правильный выбор ширины зазора между свариваемыми кромками.
В остальном технология электрошлаковой сварки бандажей цементных печей ничем не отличается от технологии сварки ползунов ковочно-штамповочных прессов.
Бандажи цементных печей начали сваривать плавящимся мундштуком, который состоит из стальных пластин (МСтЗ или МСт4 по ГОСТ 380) толщиной 5 мм и спиралей из проволоки Св-10Г2.
Толщина бандажей современных цементных печей 290 и 350 мм, поэтому сваривают их мундштуком, по которому подается четыре электродные проволоки. При этом применяется следующий режим сварки:
Сварочный ток, А 1800—2200
Напряжение сварки, В 46—48
Глубина шлаковой ванны, мм 30—35
Архитрав современных мощных гидропрессов является крупнейшей сварнолитой деталью, изготовляемой с применением электрошлаковой сварки.
Масса отливки этой детали около 300 т. Сварнолитой архитрав состоит из двух частей, соединенных между собой пятью швами. Толщина свариваемого металла составляет 260, 365 и 400 мм, в связи с чем сварку архитрава рекомендуется выполнять на следующем режиме:
Количество электродов, шт 3
Сварочный ток на одном электроде, А 400—500
Напряжение сварки, В 50—52
Скорость поперечного перемещения электродов, м/ч 39
Глубина шлаковой ванны, мм 40—60
Сварка выполняется проволокой Св-10Г2.
Архитрав отливается из стали 35Л. Высокое содержание в стали углерода, а также весьма большая жесткость конструкции заставляют применять при сварке предварительный подогрев, а после сварки — немедленную нормализацию с последующим отпуском.
Читайте также: