-> 106. szám ->

A szénacél hegesztés jellemzői

A szénacélok jó öntési tulajdonságokkal rendelkeznek. Javítják keményedési tulajdonságait, nagy szilárdsággal és kopásállósággal rendelkeznek. Főleg a gépészetben és a hajógyártásban használják házak és különféle alkatrészek gyártására: tengelyek, fogaskerekek, tengelyek. Az ilyen acélok hegesztése számos tulajdonsággal rendelkezik. A széntartalom miatt a hegesztett szerkezeteknél megnő a repedési hajlam. Ennek elkerülése érdekében speciális hegesztőelemeket használnak - UONI elektródákat és SV08G2S hegesztőhuzalt, amelyek lehetővé teszik a hegesztési szilárdság növelését és a varratok minőségének javítását.

A szénacél fajtái

A széntartalom szerint az acélokat a következőkre osztják:

1. Alacsony szén-dioxid (széntartalom legfeljebb 0,25%). Jó hegeszthetőségűek, jó minőségű varratokat adnak a kívánt kémiai összetételűnek és erős kötéseket biztosítanak.
2. Közepes szén (széntartalom 0,25-0,6%). A szén mennyiségének növekedésével az acél tulajdonságai romlanak, repedések és pórusok kialakulására való hajlam jelentkezik. Ennek elkerülésére hegesztéskor csökkentett széntartalmú elektródákat (UONI elektródákat) és a lerakódott fém szilíciummal vagy mangánnal történő további ötvözését alkalmazzák. SV08G2S hegesztőhuzalt is használnak.

A szénacél hegesztésének technológiai jellemzői

Magas széntartalmú acél hegesztésekor a következő szempontokat kell figyelembe venni:

• minimális mennyiségű szénnek kell bejutnia a varratba az alapfémből;
• optimális hegesztési forma és kémiai heterogenitásának csökkentése;
• kémiai elemek további bevezetése a hegesztési zónába, amelyek növelik annak szilárdságát (kalcium, mangán);
• alacsony széntartalmú elektródák használata.

Elektródák szénacél hegesztéséhez

Az elektródák vagy hegesztőhuzalok minden márkájának meg kell felelnie bizonyos követelményeknek, és meghatározott tulajdonságokkal kell rendelkeznie. A hegesztőelektródák fő jellemzői a varrat mechanikai tulajdonságai, a szakítószilárdság, a hajlítási szög, az ütési szilárdság és a hegesztőív nyúlása. Egy adott márka kiválasztásakor figyelembe kell vennie az elektróda bevonatát:

1. Az alap (karbonát és fluorid bevonat), amely alacsony gáz- és szennyeződéstartalma miatt kiváló, repedésre nem hajlamos varratot ad.
2. Savas (szilícium-, magnézium- és vas-oxidokat tartalmaz) - fokozódik a repedésre való hajlam, a varrat nem elég erős.
3. Rutil (titán-dioxid alapú) - stabil ívégést biztosít, a fém nem fröcsköl sokat, a salakkéreg könnyen leválasztható.
4. Cellulóz - magas hidrogéntartalmú, de további kényelmet biztosít a hegesztési folyamatban.

A helyszíni anyagok alapján

A 45 szénacél hegesztése bizonyos nehézségekkel jár, mivel a fő ötvöző komponens a szén.

Azok az acélok, amelyekben a széntartalom 0,1-2,07 százalék, szénacélok. Azok az ötvözetek, amelyekben ez a kémiai elem 0,6-2,07 százalék között van, nagy széntartalmúnak, 0,25 és 0,6 százalék közötti szénkapacitású ötvözetek közepes széntartalmúnak, ha pedig 0,25 százaléknál kevesebb széntartalmú ötvözetnek minősülnek, akkor alacsony. -szén.

A szénacélok hegesztése a fenti kategóriák mindegyikéhez eltér a megvalósítás technológiájától. De vannak olyanok is Általános követelmények amit a hegesztés során be kell tartani:

• Folyasztószeres huzalos félautomata hegesztés, gázhegesztés, védőkörnyezetben végzett hegesztés és a munkadarabok bevonatos elektródákkal történő kézi hegesztése esetén a hegesztéseket leggyakrabban tömeg szerint végzik.
• Az automatikus hegesztés során olyan hegesztési módszereket kell választani, amelyek biztosítják a hegesztési gyökér szükséges behatolását, valamint kizárják az anyag átégését.
• A hegesztett szerkezeteket az alkotóelemeik megbízható rögzítése érdekében ajánlott speciális ragasztókkal, különféle összeszerelő eszközökkel összeszerelni. A ragasztókat általában félautomata hegesztésre használják szén-dioxid védőatmoszférában, valamint szénötvözött acélokhoz bevonatos elektródákkal.

A különböző hegesztési technológiákhoz egyedi szabványok vannak, amelyek meghatározzák a hegesztési varratok méretére vonatkozó követelményeket, a hegesztett termékek éleinek előkészítésének eljárását.

Javaslatok hegesztési munkák végzésekor ragasztók használatára

• A ragasztók hosszát a hegesztendő fém vastagságától függően határozzuk meg.
• A csapok keresztmetszete 2,5-3 cm (körülbelül a hegesztési varrat keresztmetszeti területének 1/3-a).
• Javasoljuk, hogy a munkadarab hátoldalán ragasszon ragasztót az egymenetes fővarrathoz képest. Ha többmenetes hegesztést feltételezünk, akkor az átfedést az első réteg ellenkező oldalán kell elvégezni.
• A hegesztés megkezdése előtt a ragasztókat alaposan meg kell tisztítani és szemrevételezéssel ellenőrizni kell. Ha repedéseket találunk, azokat hiba nélkül eltávolítjuk.

Fontos pont! A hegesztés során el kell érni a ragasztások teljes újraolvadását, mivel a meglehetősen gyors hőelvonás miatt repedés lehetséges. A repedések viszont befolyásolhatják a hegesztési munka minőségét.

Erősen ötvözött acélból készült hegesztési termékek jellemzői

A magasan ötvözött acélok hegesztése magasabb lineáris tágulási együtthatóban (1,5-szer nagyobb) és alacsonyabb hővezetési együtthatóban (magas hőmérsékleten majdnem 2-szer kisebb) különbözik az alacsony széntartalmú acélok hegesztésétől.

• A megnövekedett tágulási együttható a hegesztési műveletek végrehajtása során a hegesztett minták jelentős deformációjához vezet, a termékek nagy merevsége és repedések kialakulásához (nagy munkadarabok, nagy fémvastagság, a hegesztett elemek merev rögzítése, rések hiánya) közöttük).

• A hegesztési folyamat alacsony hővezetési együtthatója hőkoncentrációhoz vezet, illetve a fém behatolási mélysége nő. Ennek elkerülése érdekében a hegesztőáram értékét körülbelül 15 százalékkal (+/-5%) kell csökkenteni.

Repedésképződés

Az alumíniummal ötvözött acélok az alacsony szén-dioxid-kibocsátású acélokkal ellentétben hajlamosabbak a repedésre. Leggyakrabban forró repedések keletkeznek ausztenites acélokban, hideg repedések - edzett martenzites, martenzites-ferrites acélokban. Az eutektikus háló jelenléte a szemcsehatárok mentén törékennyé teszi a varratokat.

A korróziónak ellenálló, vanádiummal ötvözött, nióbiumot, titánt nem tartalmazó anyagok 500° fölé hevítve elvesztik korróziógátló tulajdonságaikat. Ez a vas, króm-karbidok kiválása következtében következik be.

hőkezelés

Hőkezelés segítségével (általában edzést végeznek) a fém korróziógátló tulajdonságai megújíthatók. A terméket 850 fokos hőmérsékletre hevítve a kicsapódott króm-karbidok ismét feloldódnak az ausztenitben, azonnali lehűtéssel már nem állnak ki. Az ilyen hőkezelést stabilizálásnak nevezik, de ez az acél szívósságának, hajlékonyságának értékének csökkenéséhez vezet.

Az anyag magas viszkozitása, korrózióállósága, plaszticitása érdekében 1000-1150 fokra kell melegíteni, azonnal meg kell keményíteni (vízben lehűteni).

A súrlódó keverésű hegesztési technológia jellemzői

A súrlódó keverőhegesztés technológiai folyamata az összeillesztendő alkatrészek súrlódással történő felmelegítését jelenti (az egyik hegesztett elem mozgásban van).

Működési elve

A betonacél alkatrészek súrlódó hegesztése hegesztéssel jár, melynek során az egyik hegesztett elem állandóan mozgó (forgó) mechanikai energiája hőenergiává alakul. Általában vagy az egyik hegesztendő alkatrész, vagy a közöttük lévő betét forog. Az így összekötött fém nyersdarabok egyidejűleg egymáshoz nyomódnak beállított vagy fokozatosan növekvő nyomás alatt. A fűtés ebben az esetben közvetlenül a hegesztési helyen történik.

A dörzshegesztési folyamat alapvető lépései

• Oxidfilmek súrlódásos megsemmisítése, eltávolítása.
• A hegesztendő részek éleinek képlékeny állapotra melegítése, az ideiglenes érintkezés tönkretétele.
• A leginkább képlékeny mennyiségű acél extrudálása a csatlakozásból.
• A hegesztett elem mozgásának (forgásának) leállítása, monolitikus kötés kialakulása.

A betonacélból készült nyersdarabok hegesztési eljárásának befejezése után ülepedés következik be, a csatlakoztatott termék mozgása (forgása) azonnal leáll. Az alkatrészek érintkezési felületei a hegesztési zónában a forgási sebesség növelése során, nyomónyomás alatt egymáshoz dörzsölődnek.

Érintkezés, a csatlakoztatott termékeken lévő zsírrétegek megsemmisülnek. Ezt követően a határsúrlódás száraz súrlódássá alakul. Különálló mikronyúlványok kezdenek érintkezni egymással, illetve deformáció lép fel. Juvenilis zónák képződnek, amelyekben a felületi atomok nem rendelkeznek telített kötéssel - köztük azonnal fémkötések jönnek létre, amelyek a felületek egymáshoz viszonyított mozgása miatt azonnal megsemmisülnek.

Kimenet

Figyelembe véve az erősen ötvözött acélból készült hegesztőszerkezetek technológiai folyamatának összetettségét, csak professzionális hegesztők végezhetnek hegesztési munkát.

Az acél vas és szén ötvözete, amelyet többet használnak, mint az összes többi fémet és ötvözeteiket együttvéve. Acélszerkezetek és alkatrészek használata nélkül elképzelhetetlen egy modern technogén civilizáció léte.

A modern iparban különleges helyet foglal el az alacsony szén-dioxid-kibocsátású acélok hegesztése, mint a legszélesebb körben alkalmazott illesztési módszer. Az acél kiváló hegeszthetőségű - ez számos hegesztett kötési módszer és módszer megjelenéséhez vezetett.

A modern technológiák lehetővé teszik a kiváló minőségű hegesztési varratok elérését. Így a hegesztett kötések szinte felváltották a korábban használtakat - a szegecselteket. Nagy teherbírású hegesztési módszereket fejlesztettek ki, mint például a víz alatti hegesztés.

A fogalom meghatározása - szénacél

Ha az ötvözet szénkapacitása nem haladja meg a 2,07% -ot, akkor egy ilyen anyag biztonságosan nevezhető acél- . Minden 2.14 felett öntöttvas. A szén százalékos arányának növekedése az ötvözetben az ötvözet keménységének és törékenységének növekedéséhez vezet.

• Alacsony széntartalmú acélok legfeljebb 0,25% szenet tartalmaznak.
• Közepes széntartalmú acélok 0,25-0,6% szenet tartalmaznak.
• Magas széntartalmú acélok 0,6-2,07% szenet tartalmaznak.

A megnövelt szilárdságú szerszámötvözetek gyártásához alacsony szén-dioxid-tartalmú ötvözött acélokat használnak. A króm, nikkel, molibdén, vanádium, volfrám, nióbium, titán ötvöző adalékként szolgál. Kisebb kén- és foszforszennyeződések, akár 0,035%, szintén növelik az ötvözetek jellemzőit, az acél nagy tisztaságát az "A" betű jelzi a jelölésben.

A szén az acél összetételében is fontos szerepet játszik. Neki köszönhetően a keményedés és a temperálás lehetséges, az élettartam megnövekszik és a keménység nő. Az ilyen jellemzők fontosak a fogaskerekek, lánckerekek, házak, középső tengelyek, fogaskerekek fokozott kopásállóságú alkatrészeinek gyártásához.

Az ötvözetek különféle szennyeződéseinek jelenléte meghatározza a különféle módszerek és folyasztószer-adalékok alkalmazását erősen ötvözött acélok hegesztésénél. De a hegeszthetőséget elsősorban a szén mennyisége befolyásolja. Minél nagyobb a százalékos aránya, annál kevésbé lesz tartós a hegesztés.

A szénacélok hegesztésének típusai és technológiái

A varrat optimális minőségének elérésének egyik fő kritériuma a varrat fizikai és kémiai jellemzőinek maximális közelítése az alapötvözet jellemzőihez. A hegesztett acél és a töltőanyag egyforma szilárdsága és egykomponensűsége lehetővé teszi a legtartósabb kötések készítését.

Mivel a hegeszthetőség minősége a széntartalom növekedésével csökken, a fő acélminőségek két csoportra oszthatók:

• Jó hegeszthetőségű ötvözetek– St10, St20, 15GS, 12MH, 15HM
• Megfelelő hegeszthetőségű ötvözetek- 15G2S, 12X1MF, 15X1M1F, 12X2M1, 12X2MFSR, 12X2MFB.

Az acélhegesztés során felmerülő problémák leküzdésére hegesztési technológiákat fejlesztettek ki a szükséges feltételek megteremtésére. Az alábbiakban a témával kapcsolatos fő fejlesztési irányokat mutatjuk be.

• Ívhegesztő

Ez a módszer magában foglalja az elektromos ív használatát a fém folyékony állapotba történő melegítésére. A technológia több mint 100 éve keletkezett, és ebben az időszakban domináns helyet foglalt el, szinte teljesen felváltva bizonyos típusú csatlakozásokat, például a szegecselést.

A magas hőmérsékletű hegesztőív alkalmazása jelentősen szűkíti a szükséges fűtési zónát, ami megőrzi az összeillesztendő alkatrészek minőségét. Az égés stabilitása és az elektromos ív felmelegítésének sebessége lehetővé tette számos irány kialakítását a hegesztőberendezések fejlesztésében.

• Elektromos ívhegesztés fogyóelektródákkal (MMA)

A hegesztés az elektróda csúcsa és a munkadarab között égő ív miatt következik be, miközben az elektróda megolvad, kitöltve a hegesztőmedencét. Az olvadt fém oxidációjának megakadályozása érdekében az elektródákat bevonat borítja, amely megolvadáskor a varratot védő salakréteggel borítja. Lehűlés után a salakot ütögetéssel távolítják el.

Az ilyen típusú hegesztőgépek sikeresen működnek 220 W-os és 380 W-os hálózatról egyaránt. A modern hegesztőgépek alacsony követelményei és kompakt méretei lehetővé teszik, hogy a legelférhetetlenebb helyekről, sokemeletes objektumokról, a háztartási felhasználásig használhatóak legyenek.

A hegesztőív típusa lehet állandó vagy változó. Az egyenáramú hegesztőgépek nagyobb funkcionalitással rendelkeznek a hegesztőív magasabb jellemzői miatt.

Különböző típusú hegesztett fémekhez elektródákat használnak szén- és gyengén ötvözött acélok hegesztésére. Az elektródák márkájának kiválasztásának fő kritériuma az azonos erősségű hegesztés kialakítása, belső repedések és rideg intermetallikus zónák nélkül.

A szénacélok kielégítő hegeszthetőségű ívhegesztéséhez célszerű állandó hegesztőáramot alkalmazni.

MMA hegesztés bekapcsolva Ebben a pillanatbanáltalában a legelterjedtebb és leggyakrabban használt hegesztési mód.

• Elektromos ívhegesztés nem fogyó (volfrám) elektródával inert gáz környezetben (TIG)

A fém melegítése ezzel a módszerrel a volfrámelektróda és a munkadarab közötti ív égése miatt következik be. A hegesztőmedence fémmel való feltöltése a töltőhuzal közvetlen olvadási zónába történő bevezetése miatt következik be.

Az ilyen típusú hegesztőgépek fáklyája argont lát el a fűtési zónában. Ez az inert gáz nemcsak megvédi az olvadt fémet az oxidációtól, hanem ionizáló tulajdonságai miatt stabil ívégéshez vezet.

Emelt opciók hegesztési jellemzők lehetővé teszi olyan munka elvégzését, amely különleges erőt és pontosságot igényel. A TIG hegesztés különösen akkor indokolt, ha ötvözött szerszámacélok összekapcsolására használják.

• Elektromos íves félautomata hegesztés védőgázokban (MIG-MAG)

A hegesztés a mellékelt huzal és az alkatrész közötti ív égése miatt következik be. A huzal adagolása automatikusan történik, és kitölti a hegesztőmedencét. Az égő úgy van kialakítva, hogy az olvasztási zónát védő- vagy inert gázzal látja el.

A félautomata hegesztés nagy termelékenységének és a hegesztési varratok pontosságának köszönhetően szilárdan elfoglalta helyét az iparban.

• Elektromos íves gáz-plazma hegesztés

A volfrámelektróda csúcsán lévő ív ionizálja az argonatomok áramlását, ami plazmafáklyát képez, amely megolvasztja a fémet. A plazmahatásnak köszönhetően az acél mélyebb behatolása következik be, nő a varratok minősége és szilárdsága.

A gázplazma-hegesztő berendezéseket általában ipari formában gyártják. Gyakran ezek teljesen automatikus rendszerek, amelyeket kizárólag szoftver vezérel.

• Elektrosalakos hegesztés

Ennek a technológiának köszönhetően lehetővé vált a vastag fém egy menetben történő hegesztése, ami jelentősen javítja a varrat minőségét.

A fém felmelegedése az elektromos ívnek egy vezető salakon (fluxuson) való áthaladása miatt következik be. A salakrétegbe fémelektródákat ültetnek be, amelyek a salak megolvadásakor átveszik az áramvezetőképességet, ezáltal kioltják az ívet. Az ezt követő ív nélküli melegítés kizárólag a fém elektromos árammal szembeni ellenállása miatt következik be.

A hegesztést általában alulról felfelé haladva végezzük, korlátozva a hegesztés helyét rézhűtéses csúszkákkal. Ez a módszer nagyon kényelmes nemlineáris konfigurációjú vastag hézagok kitöltésére.

A fém olvasztását egy magas hőmérsékletű éghető gázból álló fáklya végzi tiszta oxigénes környezetben. A gázok keverése egy speciális gáz-láng égőben történik, amely fogantyúkkal van felszerelve az éghető keverék betáplálásának intenzitásának szabályozására.

A hegesztőmedence fémmel van megtöltve a töltőhuzalnak köszönhetően, amely az olvasztózónába kerül.

Gázhegesztésnél nem minden éghető gáz elfogadható. Például a propán olyan szennyeződéseket tartalmaz, amelyek oxidálják az olvadt fémet, a varrat laza és formátlan.

A szénacélok gázhegesztési technológiája magában foglalja a hagyományos acetilén vagy a modernebb MAF használatát.

A gázhegesztés hátránya az alacsony termelékenység, a megnövekedett munkaerőköltségek, a fogyóeszközök magas költsége. A különféle elektromos hegesztési technológiák fejlődése fokozatosan felváltotta a gázhegesztést az elterjedt használatból.

A felsorolt ​​hegesztési módszerek száma a legnépszerűbb, de messze nem teljes. Ez az iparág folyamatosan fejlődik. Van termit, elektrolizátor, lézer, vegyi hegesztés. Még a dörzshegesztés módszere is megtalálta a helyét bizonyos iparágakban. A közepes és alacsony szén-dioxid-kibocsátású acélminőségek valószínűleg nem veszítenek népszerűségükből a belátható jövőben, inkább az ellenkezője. Így az ígéretes hegesztési technológiák fejlesztése még sokáig keresett iparág marad.

Bevezetés

A hegesztőberendezések és -technológiák a modern gyártás egyik vezető helyét foglalják el. Óriás szupertankerek hajótestét és az emberi szem retináját, a félvezető eszközök miniatűr részeit és a sebészeti beavatkozások során előforduló emberi csontokat összehegesztik. A modern gépek és szerkezetek számos terve, például űrrakéták, tengeralattjárók, gázvezetékek és olajvezetékek nem készíthetők hegesztés nélkül. A technológia fejlődése egyre új követelményeket támaszt a gyártási módszerekkel és különösen a hegesztési technológiával szemben. Ma olyan anyagokat hegesztenek, amelyek egészen a közelmúltig egzotikusnak számítottak. Ezek a titán, nióbium és berillium ötvözetek, molibdén, wolfram, kompozit nagy szilárdságú anyagok, kerámiák, valamint különböző anyagok kombinációi. Több mikron vastagságú elektronikai hegesztett alkatrészek és több méter vastagságú nehéz berendezések alkatrészei. A hegesztési munkavégzés körülményei folyamatosan bonyolultabbá válnak: víz alatt, magas hőmérsékleten, mélyvákuumban, fokozott sugárzással, súlytalanságban kell hegeszteni. Nem véletlen, hogy a hegesztés az összeszerelés után a második technológiai eljárás, amelyet űrhajósaink a világon először teszteltek az űrben.

A modern technológiai fejlődés az iparban elválaszthatatlanul összefügg a hegesztési gyártás fejlesztésével. A hegesztést, mint az állandó kötések gyártására szolgáló nagy teljesítményű eljárást széles körben alkalmazzák kohászati, préskovácsoló, vegyi és erőművi berendezések, különféle csővezetékek gyártásában, mezőgazdasági és traktortechnikában, épület- és egyéb szerkezetek gyártásában. .

Rövid információ a szénacélokról

A szénacélok olyan vas-szén ötvözetek, amelyek legfeljebb 2,14% szenet (C) tartalmaznak, és alacsony egyéb elemeket tartalmaznak. Nagy plaszticitásúak és jól deformálódnak. A szén enyhe tartalomváltozás esetén is erősen befolyásolja az acél tulajdonságait. A szénacélok több paraméter szerint osztályozhatók:

1) Minőség szerint.

2) Deoxidáció módszerével.

Minőség szerint

Szabványos minőségű acél

A GOST 380-71 szerint készülnek. St betűkkel és 0-tól 6-ig terjedő feltételes számokkal jelöljük, például: St 0, St 1, ..., St 6. A dezoxidáció mértékét a cn (nyugodt acél), ps (félig) betűk jelzik. nyugodt), kp (forrás), amelyek az acélminőség végére kerülnek.

A rendeltetéstől függően a normál minőségű acélok három csoportját különböztetjük meg: A, B és C. A minőségekben csak a B és C csoport szerepel, az A csoport nincs feltüntetve.

Az A csoportot csak a mechanikai tulajdonságok tekintetében szállítjuk, az ebbe a csoportba tartozó acélok kémiai összetétele nem szabályozott, csak a gyártói tanúsítványokon van feltüntetve. Az ebbe a csoportba tartozó acélokat általában formázás és hegesztés nélkül szállított állapotban használják a termékekben. Minél nagyobb az acél feltételes számának száma, annál nagyobb a szilárdsága és annál kisebb a rugalmassága.

A B csoportot csak garantált kémiai összetétellel szállítjuk. Minél nagyobb az acél hivatkozási száma, annál nagyobb a széntartalom. Ezek az acélok később deformációnak (kovácsolásnak, sajtolásnak stb.), illetve bizonyos esetekben hőkezelésnek is alávethetők. Eredeti szerkezetüket és mechanikai tulajdonságaikat azonban nem őrizték meg. Az acél kémiai összetételének ismerete lehetővé teszi annak meghatározását hőmérsékleti rezsim meleg üzemi nyomás és hőkezelés.

A B csoport hegeszthető. Garantált kémiai összetétellel és garantált tulajdonságokkal szállítjuk őket. Az ebbe a csoportba tartozó acélok B betűvel és számmal vannak jelölve, például - B StZps. Ennek az acélnak a mechanikai tulajdonságai megfelelnek az A csoport számának, kémiai összetétele pedig a B csoport számának, deoxidációs módszerrel korrigálva.

Minőségi szénacélok

A szénacélok ezen osztályát a GOST 1050-74 szabvány szerint gyártják. Kiváló minőségű acélokat szállítunk mind kémiai összetétel, mind mechanikai tulajdonságok tekintetében. A káros szennyeződések (kén legfeljebb 0,04%, foszfor legfeljebb 0,035%) tekintetében szigorúbb követelmények vonatkoznak rájuk.

A jó minőségű szénacélokat kétjegyű 08, 10, 15, ..., 85 számok jelzik, amelyek az átlagos széntartalmat századszázalékban jelzik, jelezve a dezoxidáció mértékét (kp, ps).

A kiváló minőségű acélok két csoportra oszthatók: a szokásos mangántartalommal (legfeljebb 0,8%) és magas tartalommal (legfeljebb 1,2%). Utóbbi jelölésénél a G betű a minőség végére kerül, például 60 G. A mangán növeli az edzhetőséget és a szilárdsági tulajdonságokat, de valamelyest csökkenti az acél hajlékonyságát és szívósságát.

Forrásban lévő vagy félig nyugodt acél megjelölésénél a dezoxidáció mértékét az osztály végén kell feltüntetni: kp, ps. A nyugodt acél esetében a dezoxidáció mértéke nincs feltüntetve.

alacsony szén-dioxid-kibocsátású (akár 0,25% C).

közepes szén (0,3-0,55% C).

magas széntartalmú (0,6-0,85% C).

A kritikus termékekhez kiváló minőségű acélokat használnak még alacsonyabb kén- és foszfortartalommal. A jó minőségű acélok alacsony káros szennyezőanyag-tartalma ráadásul növeli a költségeket és bonyolítja a gyártást. Ezért a jó minőségű acélok általában nem szén-, hanem ötvözött acélok. A kiváló minőségű acélok megjelölésekor az A betűt adják hozzá a minőségi osztály végéhez, például az U10A acélhoz.

A 0,7-1,3% C tartalmú szénacélokat ütő- és vágószerszámok gyártására használják. U7, U13 felirattal vannak ellátva, ahol Y szénacélt jelent, a szám pedig a széntartalom tizedszázalékban kifejezve.

A dezoxidáció módszere szerint

félig nyugodt

Nyugodt

0,15-0,35% szilíciumot tartalmaz, szilíciummal deoxidált, mangánt.

Szénacélok hegeszthetősége

Az enyhe acélok jó hegeszthetőségűek. A káros szennyeződések csökkenthetik a hegeszthetőséget, ha tartalmuk meghaladja a normát.

Az ártalmas szennyeződések a hegeszthetőséget ronthatják már átlagos, a megszokottól eltérő tartalomnál is, ha például szegregáció miatt lokális felhalmozódást képeznek. Az enyhe acél hegesztésére káros elemek lehetnek szén, foszfor és kén, utóbbi különösen hajlamos a lokális felhalmozódással járó szegregációra.

A fém gázokkal és nem fémes zárványokkal való szennyeződése szintén negatív hatással lehet a hegeszthetőségre. A fém káros szennyeződésekkel való szennyeződése az előállítás módjától függ, és részben a fém jelölése alapján ítélhető meg. A kiváló minőségű acél jobban hegeszt, mint a megfelelő minőségű normál acél; a kandallós acél jobb, mint a Bessemer acél, és a kandallós acél jobb, mint a forró acél. A kritikus hegesztett termékek gyártása során az alacsony széntartalmú acélok hegeszthetőségében mutatkozó különbségeket figyelembe kell venni és figyelembe kell venni az alapfém márkájának kiválasztásakor.

A 0,25%-nál több szenet tartalmazó szénacélok hegeszthetősége csökkent az alacsony széntartalmú acélokhoz képest, és a hegeszthetőség fokozatosan csökken a széntartalom növekedésével. A magas széntartalmú acélok könnyen edződnek, ami a hegesztési zónában kemény, rideg keményedő szerkezetekhez vezet, és repedések képződésével járhat együtt. A széntartalom növekedésével a fém túlmelegedésére való hajlam nő a hegesztési zónában. A megnövekedett széntartalom fokozza kiégésének folyamatát gáz halmazállapotú szén-monoxid képződésével, ami a fürdőt felforralja, és a lerakódott fém jelentős porozitásához vezethet.

A 0,4-0,5%-ot meghaladó széntartalommal az acélhegesztés a hegesztéstechnika egyik legnehezebb feladatává válik. A szénacélok általában csökkent hegeszthetőségűek, és lehetőség szerint javasolt gyengén ötvözött szerkezeti acélokra cserélni, amelyek más ötvözőelemek miatt sokkal alacsonyabb széntartalom mellett adják ugyanazt a szilárdságot. A szénacélok olvasztással történő hegesztése során általában nem tapadnak a töltőanyag és az alapfém kémiai összetételének megfelelőségéhez, és arra törekednek, hogy a mangánnal, szilíciummal stb. történő ötvözés miatt az alapfémmel azonos erősségű lerakódott fémet kapjanak. csökkentett széntartalommal.

A szénacélok hegesztését gyakran előmelegítéssel és utólagos hőkezeléssel végzik, és lehetőség szerint sok esetben igyekeznek a hőkezelést a hegesztési eljárással kombinálni, például apró alkatrészek gázhegesztése, gáznyomásos hegesztés, ponthegesztés. és tompahegesztés. érintkező hegesztés stb.

A legtöbb gyengén ötvözött szerkezeti acél hegeszthetősége kielégítő. A hegesztés megnövekedett jelentősége miatt a szerkezeti gyengén ötvözött acélok új minőségei általában kielégítő hegeszthetőség mellett készülnek.

A szénszerkezeti acélok közé tartoznak a 0,1-0,7% szenet tartalmazó acélok, amely az ebbe a csoportba tartozó acélok fő ötvözőeleme, és meghatározza azok mechanikai tulajdonságait. A széntartalom növekedése megnehezíti a hegesztési technológiát és a jó minőségű hegesztett kötések előállítását. A hegesztési gyártás során a szénszerkezeti acélokat a széntartalomtól függően feltételesen három csoportra osztják: alacsony, közepes és magas széntartalmúak. Ezen csoportok acéljainak hegesztési technológiája eltérő.

A legtöbb hegesztett szerkezet jelenleg alacsony szén-dioxid-kibocsátású, legfeljebb 0,25% szenet tartalmazó acélból készül.

Az alacsony széntartalmú acélok a fúziós hegesztés szinte minden típusával és módszerével jól hegesztett fémek.

Ezen acélok hegesztési technológiáját egy olyan követelményrendszernek való megfelelés feltételei közül választják ki, amelyek elsősorban biztosítják a hegesztett kötésnek az alapfémmel való egyenlő szilárdságát és a hegesztett kötés hibáinak hiányát. A hegesztett kötésnek ellenállónak kell lennie a rideg állapotba való átmenettel szemben, és a szerkezet alakváltozásának olyan határokon belül kell lennie, amelyek nem befolyásolják a teljesítményét. Az alacsony széntartalmú acél hegesztésekor a hegesztési fém összetételében kissé eltér az alapfémtől - a széntartalom csökken, a mangán és a szilícium tartalma pedig nő. Az ívhegesztésnél az egyenlő szilárdság biztosítása azonban nem okoz nehézséget. Ezt a hűtési sebesség növelésével, valamint mangánnal és szilíciummal való ötvözéssel érik el hegesztési fogyóanyagokon keresztül. A hűtési sebesség befolyása nagymértékben megnyilvánul az egyrétegű varratok hegesztésében, valamint a többrétegű varratok utolsó rétegeiben. Mechanikai tulajdonságok A hőhatászóna féme némi változáson megy keresztül az alapfém tulajdonságaihoz képest - minden típusú ívhegesztésnél ez a fém enyhe megkeményedése a túlmelegedési zónában. Az öregedő (például forrásban lévő és félig csendes) alacsony széntartalmú acélok hegesztésekor a hegesztési zóna újrakristályosodása területén a fém ütőszilárdsága csökkenhet. A többrétegű hegesztésnél a hőhatászóna fémje intenzívebben rideg, mint az egyrétegű hegesztésnél. A hegesztett lágyacél szerkezeteket néha hőkezelésnek vetik alá. Az egyrétegű sarokvarratokkal és szakaszos többrétegű varratokkal rendelkező szerkezeteknél azonban a keményedés kivételével minden típusú hőkezelés a szilárdság csökkenéséhez és a hegesztési fém rugalmasságának növekedéséhez vezet. A fúziós hegesztés minden típusával és módszerével készült varratok meglehetősen kielégítően ellenállnak a kristályos repedések kialakulásának az alacsony széntartalom miatt. A felső széntartalmú acél hegesztésekor azonban kristályosodási repedések jelenhetnek meg, különösen a sarokvarratoknál, a többrétegű tompavarratok első rétegében, az élek teljes áthatolású egyoldali varratoknál és a tompavarratok első rétegében. kötelező hézaggal hegesztett varrat.

Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású acélszerkezetek gyártásában elterjedt a bevonatos elektródákkal végzett kézi hegesztés. A hegesztett szerkezet követelményeitől és a hegesztendő acél szilárdsági jellemzőitől függően az elektróda típusát választják ki. Az utóbbi években széles körben használták az E46T típusú rutil bevonatú elektródákat. A különösen kritikus szerkezetekhez kalcium-fluorid és E42A típusú kalcium-fluorid-rutil bevonatú elektródákat használnak, amelyek fokozott ellenállást biztosítanak a hegesztett fémnek a kristályosodási repedésekkel szemben és magasabb plasztikus tulajdonságokat biztosítanak. Nagy teljesítményű elektródák vasporral a bevonatban és elektródák mély behatolású hegesztéshez is használatosak. Az áram típusát és polaritását az elektródabevonat jellemzőitől függően választjuk meg.

Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású acélok jó hegeszthetősége ellenére néha speciális technológiai intézkedéseket kell tenni, hogy megakadályozzák a hegesztéshez közeli zónában a keményedő szerkezetek kialakulását. Ezért a többrétegű varrat első rétegének és a sarokvarratok vastag fémre történő hegesztésekor ajánlatos 120-150 °C-ra előmelegíteni, ami biztosítja a fém ellenállását a kristályosodási repedések megjelenésével szemben. A hűtési sebesség csökkentése érdekében a hibás területek kijavítása előtt helyi melegítést kell végezni 150 ° C-ig, ami megakadályozza a lerakódott fém plasztikus tulajdonságainak csökkenését.

Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású gázhegesztő acélokat nagy nehézségek nélkül hegesztik normál lánggal, és általában folyasztószer nélkül. A bal oldali módszerrel a lángerőt 100-130 dm3/h acetilén fogyasztás alapján választjuk ki 1 mm fémvastagságra, a megfelelő módszerrel pedig 120-150 dm3/h-t. A magasan képzett hegesztők nagy teljesítményű lánggal - 150-200 dm 3 / h acetilénnel - dolgoznak, miközben nagyobb átmérőjű töltőhuzalt használnak, mint a hagyományos hegesztésnél. Ahhoz, hogy a kritikus szerkezetek hegesztésekor az alapfémmel azonos erősségű kötést kapjunk, szilícium-mangán hegesztőhuzalt kell használni. A huzal végét olvadt fémfürdőbe kell meríteni. A hegesztési folyamat során a hegesztési lángot nem szabad elterelni az olvadt fém medencéjéről, mert ez a hegesztési fém oxigénnel történő oxidációjához vezethet. A lerakódott fém tömítésére és plaszticitásának növelésére kovácsolást és ezt követő hőkezelést végeznek.

A közepes széntartalmú acélok és az alacsony széntartalmú acélok közötti különbség elsősorban az eltérő széntartalomban rejlik. A közepes széntartalmú acélok 0,26-0,45% szenet tartalmaznak. A megnövekedett széntartalom további nehézségeket okoz az ezekből az acélokból készült szerkezetek hegesztésénél. Ezek közé tartozik a kristályos repedésekkel szembeni alacsony ellenállás, az alacsony képlékenységű keményedő szerkezetek és repedések kialakulásának lehetősége a hegesztési zónában, valamint a hegesztési fém és az alapfémmel való egyenlő szilárdság biztosításának nehézsége. A hegesztési varrat kristályos repedésekkel szembeni ellenállásának növelése a hegesztett fém széntartalmának csökkentésével érhető el csökkentett széntartalmú elektródrudak és töltőhuzalok alkalmazásával, valamint az alapfém arányának csökkentésével a varratban. hegesztett fém, amelyet horonyélekkel történő hegesztéssel érnek el olyan módokban, amelyek minimális behatolást biztosítanak az alapfémbe és a hegesztési alaktényező maximális értékét. Ezt a nagy lerakódási együtthatójú elektródák is elősegítik. A közepes széntartalmú acélokból készült termékek hegesztése során felmerülő nehézségek leküzdése érdekében előzetes és egyidejű melegítést, a hegesztési fém módosítását és a kétíves hegesztést külön medencében végzik. A közepes széntartalmú acélok kézi hegesztése UONI-13/55 és UONI-13/45 minőségű kalcium-fluoriddal bevont elektródákkal történik, amelyek megfelelő szilárdságot és nagy ellenállást biztosítanak a hegesztett fémnek a kristályosodási repedések kialakulásával szemben. Ha a hegesztett kötésre nagy plaszticitási követelmények vonatkoznak, akkor azt utólagos hőkezelésnek kell alávetni. Hegesztéskor kerülni kell a széles hengerek felhelyezését, a hegesztés rövid ívű, kis hengerekkel történik. Az elektróda keresztirányú mozgásait hosszirányú mozgásokkal kell helyettesíteni, a krátereket hegeszteni vagy technológiai lemezekre kell vinni, mivel repedések keletkezhetnek bennük.

A közepes széntartalmú acélok gázhegesztését normál vagy enyhén karburizáló lánggal, 75-100 dm3 / h acetilén teljesítményű 1 mm fémvastagságra vonatkoztatva csak bal oldali módon végezzük, ami csökkenti a fém túlmelegedését. A 3 mm-nél vastagabb termékeknél 250-350 °C-ig általános melegítés, vagy 600-650 °C-ig helyi melegítés javasolt. A felső határon lévő széntartalmú acélok esetében célszerű speciális folyasztószert használni. A fém tulajdonságainak javítása érdekében kovácsolást és hőkezelést alkalmaznak.

A nagy széntartalmú acélok közé tartoznak a 0,46-0,75% széntartalmú acélok. Ezek az acélok általában nem alkalmasak hegesztett szerkezetek gyártására. A hegesztés szükségessége azonban akkor merül fel, ha javítási munkálatok. A hegesztés előzetesen, esetenként egyidejű melegítéssel és ezt követő hőkezeléssel történik. 5 °C alatti hőmérsékleten és huzatban a hegesztés nem végezhető el. Egyéb technológiai módszerek megegyeznek a közepes széntartalmú acélok hegesztésével. A magas széntartalmú acélok gázhegesztése normál vagy enyhén karburáló lánggal történik, 75-90 dm3/h acetilén/1 mm fémvastagság teljesítményű, 250-300 °C-os hevítés mellett. A baloldali hegesztési módszert alkalmazzák, amely lehetővé teszi a túlmelegedési idő és a hegesztőmedence fém olvadt állapotban való tartózkodási idejének csökkentését. A közepes széntartalmú acélokhoz hasonló összetételű folyasztószereket használnak. Hegesztés után a varrat kovácsolása, majd normalizálása vagy temperálása következik.

Az utóbbi években hőszilárdított szénacélokat használtak. A megnövelt szilárdságú acélok lehetővé teszik a termékek vastagságának csökkentését. A hővel szilárdított acélok hegesztési módjai és technikája megegyezik az azonos összetételű közönséges szénacélokéval. A hegesztési segédanyagokat a hegesztési fém és az alapfém azonos szilárdságának figyelembevételével választják ki. A hegesztés fő nehézsége a 400-700 °C-ra felmelegített hőhatás zóna területének lágyulása. Ezért a hővel szilárdított acélhoz az alacsony teljesítményű hegesztési módok, valamint az alapfémhez minimális hőelvonással járó hegesztési módszerek javasoltak.

Védőbevonattal ellátott acélt is használnak. A legszélesebb körben használt horganyzott acél különféle szerkezetek és egészségügyi csővezetékek gyártásában. Horganyzott acél hegesztésekor, ha cink kerül a hegesztőmedencébe, pórusok, repedések megjelenésének feltételei megteremtődnek, ezért a hegesztendő szélekről a horganybevonatot el kell távolítani. Figyelembe véve, hogy a széleken cinknyomok maradnak, további intézkedéseket kell tenni a hibák kialakulásának megakadályozására: a közönséges acél hegesztéséhez képest a rés 1,5-szeresére nő, és a hegesztési sebesség 10-20% -kal csökken. az elektródát hosszanti rezgésekkel mozgatják a varrat mentén. Nál nél kézi hegesztés horganyzott acél, a legjobb eredményt rutil bevonatú elektródákkal lehet elérni, amelyek minimális szilíciumtartalmat biztosítanak a hegesztett fémben. De más elektródák is használhatók. Tekintettel arra, hogy a cink füstje rendkívül mérgező, a horganyzott acél hegesztése erős helyi szellőztetés mellett is elvégezhető. A hegesztési munka befejezése után védőréteget kell felvinni a varrat felületére, és helyre kell állítani a hegesztési zóna területén.