Наличие углерода в составе сталей этого вида увеличивает возможности отпуска и закалки, отчего материал приобретает лучшую износостойкость и твердость. Такие свойства позволяют изготавливать осевые валы, звездочки, станины оборудования, зубчатые колеса и другие элементы, в которых важны такие параметры. Но часто сварка является единственным методом производства деталей и их ремонта.
Эта технология в отношении углеродистых сталей имеет некоторые проблемы, поскольку в материале есть углерод. Он обуславливает возможность появления трещин как в самом шве, так и в околошовной зоне, а также непластичных образований. Углерод отрицательно влияет на устойчивость шва, этому же способствует вредные примеси материала – сера и фосфор. Сегодня принято рассматривать эту процедуру отдельно для каждой группы материала: технология сварки среднеуглеродистых сталей, высокоуглеродистых и низкоуглеродистых.
Основные проблемы и методы их решения
Сформировано понятие «критическое содержание углерода в сварном шве». Количественные показатели зависят от следующих параметров:
- особенности узловой конструкции,
- конфигурация сварного шва,
- наличие в сварном шве химических элементов,
- предварительное прогревание зоны будущего сварного шва.
Методики купирования рисков образования трещин рассматривают следующие действия:
- лимитирование химических элементов, которые увеличивают риски образования трещин,
- уменьшение напряжений, которые способствуют образованию дефектов,
- в процессе сварки формируют максимально однородный шов оптимизированной формы с нормальным составом.
Непластичные структуры, которым также свойственно образование в процессе сварки углеродистых сталей, увеличивают риски образования трещин при нагрузках. Риски их появления решаются с помощью исключения факторов, которые способствуют их образованию.
Обязательно следует очищать перед проведением сварочных работ изделия из углеродистой стали от ржавчины, окалины, грязи, масляных включений и других посторонних веществ. Очистке подлежит зона работ и не менее 10 миллиметров околошовного участка. Эти элементы могут быть источниками водорода, что станет причиной образования трещин и пор в шве. Так формируется плавный переход и прочность конструкции к нагрузкам.
Особенности сварки сталей
Особенности сварки углеродистых сталей принято рассматривать по группам материала:
- Низкоуглеродистых. Эти железные сплавы хорошо свариваются без использования флюса ацителенокислородным пламенем. Но отмечается увеличение эффективности процесса, при снижении объемов углерода в материале. Чем выше его содержание, тем больше риски формирования хрупких структур в сварном шве и увеличение пористости. Улучшение структуры достижимо подковкой при температурах каления и последующим медленным охлаждением. Эта методика наиболее актуальна, если готовое изделие будет эксплуатироваться под нагрузками. Чтобы снизить значения пористости шва, следует использовать присадки с низким содержанием углерода. Материалы с небольшой толщиной – до 5 мм можно обрабатывать газовой сваркой, более толстые требуют использования сварку плавлением дуговую.
- Среднеуглеродистых. Для этих железных сплавов характерна закалка после нагревания и охлаждения. Наиболее применимы технологии сварки плавлением и ацителенокислородным пламенем. Чтобы сварной шов получился качественным без трещин, процедуру следует выполнять оперативно, а перед сваркой и после нее осуществлять термообработку. Если приходится использовать газовое сварочное оборудование, следует выбирать присадочные материалы с раскислителями. Это позволяет получить шов с нормальной пористостью и купировать риски выгорания углерода.
- Высокоуглеродистых. Сварка высокоуглеродистых сталей не может проводиться газовым оборудованием, поскольку так углерод сильно выгорает, и образовываются закалочные структуры. Материал сварного шва имеет газовые включения и раковины. Оптимальная технология в данном случае – это дуговая сварка, которая гарантировано дает лучшие результаты.
Подбор электродов
При выполнении сварки углеродистых сталей необходимо учитывать не только характеристики того или иного материала, но и его взаимодействие с электродами различных типов. Последние имеют самые различные свойства, и работа с ними регламентирована различными требованиями. Важно правильно подобрать электрод, адекватный марке стали. Поскольку углеродистых сталей существует более 2 тысяч марок, то и электродов для них производится большое количество. Есть электроды для сварки низкоуглеродистых сталей и высокоуглеродистых железных сплавов и так далее. Делая выбор, следует пользоваться такими критериями:
- выбирать электроды, предназначенные только для углеродистых сталей,
- выбирать изделия, способствующие снижению содержания водорода,
- лучше, если изделие характеризует хорошее повторное зажигание дуги,
- электрод должен обеспечивать минимальное разбрызгивание жидкого металла.
Соблюдая эти правила, вы формируете гарантировано оптимальный результат сварочных работ на углеродистых сталях.
(Пока оценок нет)
Загрузка...
