Сварка легированных сталей – просто и понятно о особенностях процесса

Свариваемость легированных сплавов оценивается возможностью сохранения их особенных черт, а не только лишь требованиями к выполнению соединения с заблаговременно данными механическими качествами.

1 Короткая справка о легированных сталях исходя из убеждений их свариваемости

Легирование сталей разными хим элементами (кремний, молибден, хром, ванадий и остальные) производится с целью улучшения их противокоррозионных параметров, теплоустойчивости, разных механических черт, жаропрочности, также в целом свойства сплавов. По уровню легирования «улучшенные» материалы делят на:

• обыденные легированные (в их имеется от 2,5 до 10 % особых добавок);
• низколегированные (не наиболее 2,5 % легирующих компонент);
• высоколегированные (наиболее 10 % добавок).

Строй стали с малым уровнем легирования включают в собственный состав до 0,22 % углерода. По данной причине их нередко называют низколегированными низкоуглеродистыми. Подобные сплавы свариваются по этим же методикам, что и обыденные низкоуглеродистые стали.

Не считая того, низколегированные стали делят на различные группы (конструкционные, прочные, теплоустойчивые). Процесс сварки изделий из их характеризуется рядом аспектов.

Общей и главный чертой сплавов со средним уровнем легирования числятся их механические характеристики. Во-1-х, они описываются завышенной стойкостью к охрупчиванию, что дозволяет употреблять их в брутальных атмосферах, при пониженных и больших температурах, при суровых перегрузках, включая и ударные. Во-2-х, величина их предела прочности находится в границах от 588 до 1960 МПа. Сварка таковых сталей имеет определенные трудности, о которых будет поведано ниже.

Сварка высоколегированных сплавов также затруднена. При этом металлургические композиции с высочайшей степенью легирования имеют собственные индивидуальности в зависимости от того, к какому подвиду высоколегированных сталей они относятся:

• стойкие против негативного хим действия в газовых средах при температурах выше 550 °С (жаростойкие);
• нержавеющие (способны противостоять межкристаллитному, электронному и чисто хим ржавлению);
• стойкие против больших температур (от 1000 °С) – жаростойкие.

Дальше мы тщательно опишем, какими методами в истинное время делается сварка высоколегированных и других легированных сталей.

2 Сварка низколегированных сталей – разработка и тонкости процесса

Как было отмечено, сварка конструкционных низколегированных сплавов с содержанием углерода не выше 0,22 % осуществляется таковыми же методами, как и обычная углеродистая сталь. Разница в данном случае является несущественной. Обуславливается она тем, что в приобретенных швах легированных изделий могут создаваться (при сравнимо больших темпах остывания) особенные закалочные структуры. Биться с ними нетрудно. Довольно обеспечить наименьшие пределы погонной энергии при сварке, чтоб не волноваться о обозначенных структурах.

Равной прочности соединения достигают методом привнесения из основного сплава в сплав шва особых добавок. А защитить шов от хрупкости можно средством внедрения сварочной проволоки, через которую делается доп его легирование.

Чтоб получить высококачественный шов, для сварки углеродистых и низколегированных сталей следует употреблять электроды Э50А и Э42А.

На такие стержни наносится фтористо-кальциевый слой, гарантирующий высочайшие пластические свойства и действенное противодействие появлению кристаллизационных трещинок.

Газопламенная сварка легированных и конструкционных углеродистых сталей производится правым или левым методом. В первом случае расход ацетилена составляет не наиболее 130 кубических дециметров в час, во 2-м – от 75 до 100. Опосля окончания сварочной операции делают проковку сплава шва (температура данной процедуры – около 850 градусов), опосля чего же изделие подвергается нормализации. Описанные виды доборной обработки обеспечивают повышение (очень, к слову, осязаемое) механических характеристик соединения.

Автоматическая сварка в газовой атмосфере, также сварка (ручная) стержнями покрытого типа обычно рекомендуется для работы с теплоустойчивыми низколегированными материалами. Для хромомолибденованадиевых сплавов безупречными являются электроды марок ЭМХФ, для хромомолибденовых – марок ЭМХ. Остальные электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей лучше не использовать. Лучше делать обогрев свариваемой конструкции до 350 градусов (часто опосля этого назначается и 2–3-часовой отпуск сплава при температуре около 720 градусов).

Газовая сварка теплоустойчивых сплавов показывает неплохую результативность. Принципиально только соблюдать последующие условия:

• нужен обогрев (подготовительный) до 300 градусов (или незначительно меньше);
• сплав в ванне обязан иметь густую густоту (за счет такового его состояния молибден и хром не выгорают);
• ацетилена расходуется из расчета на один мм свариваемого изделия не наиболее 100 дм3/ч.

При мультислойном процессе необходимо добиваться того, чтоб количество перерывов было наименьшим. Очередной аспект – опосля газопламенной сварки легированных и конструкционных углеродистых сталей горелку подают (медлительно) ввысь. Из-за этого нехитрого приема из расплава газы удаляются в полном объеме. Сплавы с молибденовым и хромомолибденовым составом непременно подвергают термообработке.

3 Разработка сварки высоколегированных сплавов

При работе с таковыми сталями необходимо подбирать сварочный режим, который способен гарантировать весьма малую степень нагрева сплава. Соединено это с огромным коэффициентом расширения и малой теплопроводимости высоколегированных сплавов. Из-за обозначенных особенностей шов и деталь могут подвергнуться короблению.

Электродуговая сварка сталей с высочайшим содержанием дополнительных компонент производится недлинной дугой (это существенно понижает явление угара). При этом конец сварочного стержня колебать запрещается. Соединение аустенитных высоколегированных композиций рекомендуется создавать электродами укороченного вида, что дозволяет уменьшить наплавочный коэффициент.

В целом же допускается употреблять любые варианты сварки плавлением. Если производится ручная дуговая сварка с помощью покрытых стержней, берут фтористо-кальциевые изделия. Процесс при всем этом идет на обратнополярном неизменном токе. Мастера сварочного дела рекомендуют:

• выбирать на один мм сечения стержня ток не наиболее 30 ампер;
• производить в течение 60–90 минут прокаливание электродов перед началом сварочной операции (температура – от 250 до 400 градусов);
• при «нижней» сварке сила тока обязана быть на 15–30 процентов выше, чем при «потолочной» и «вертикальной».

Отметим, что при использовании вольфрамовых электродов применяется прямой по полярности ток (неизменный).

Наивысшую эффективность соединения высоколегированных аустенитных сталей показывает плазменная сварка. Вообщем, если процесс ведется в атмосфере гелия или аргона, сварочный шов также различается применимым качеством, потому что сварочный участок защищен от действия воздуха. Важен и таковой момент: когда проходит сварка высоколегированных сплавов с огромным количеством алюминия, нужно позаботиться о том, чтоб оксидная пленка на их поверхности была разрушена. Достигают этого методом внедрения переменного тока.

Хромистые железные композиции отлично свариваются по газовой технологии. Тут принципиально избрать малую мощность пламени (ацетилена недозволено расходовать наиболее 70 дециметров кубических) и верно подобрать флюсы (нередко применяется состав «НЖ-8»). Флюсы необходимы для того, чтоб из ванны удалялись оксиды хрома, а сам хром не выгорал.

При обработке металлов шириной выше 3-х мм необходимо использовать правый метод сварки, шириной наименее 3-х мм – левый. При всем этом запрещается пару раз нагревать одну и ту же сварочную зону, созодать перерывы в процессе. Лучше, не считая того, задавать самую большую допустимую скорость сварки высоколегированных хромистых сталей.

Хромистые и аустенитные стали часто подвергаются межкристаллитной коррозии, которая оказывает очень негативное воздействие на свойство сварочной операции. Избавиться от подобного явления можно средством уменьшения размера (приблизительно до 0,03 процента) в сплаве углерода. Для этого следует:

• делать закалку сплава (температура – около 1100 °С);
• легировать (дополнительно) шов и главный сплав ванадием, ниобием, цирконием, титаном;
• легировать околошовный сплав алюминием, ванадием, кремнием;
• подвергать соединение 2–3-часовому стабилизационному отжигу.

4 Сварка легированных сталей со средним уровнем легирования

Свариваемость среднелегированных сплавов может сопровождаться образованием прохладных и кристаллизационных изъянов (трещинок) в шве. Также часто отмечается трудность в получении хотимых пластических и прочностных черт области оплавления и околошовной зоны, не постоянно удается достигнуть и равнозначности механических характеристик основного сплава и сплава шва. Борьба со всеми означенными неуввязками производится различными методами:

• конфигурацией цикла термообработки железных кромок (их обогрев – во время сварочного мероприятия или подготовительный до определенной температуры);
• выбором нормально сварочного режима;
• понижением в шве и сплаве изделия количества водорода;
• внедрением особенных проволок для сварки, которые характеризуются малой температурой плавления;
• наплавкой (подготовительной) кромок.

Не считая всего остального, разработка сварки среднелегированных сплавов употребляет особые способы улучшения свойства соединения – обработку ультразвуком, резкое понижение температуры по окончанию процесса сварки (прямо до 0 °С), проковку.

Большая часть конструкций из сталей со средним уровнем легирования в наши деньки сваривается фтористо-кальциевыми маловодородистыми стержнями по ручной технологии (оборотная полярность тока). Когда требуется создать швы сравнительного большого сечения, употребляется блочный или каскадный способ сварки, при этом необходимо непременно подогревать сплав до 180–200 градусов.

Подбор того либо другого сварочного режима создают с учетом вида используемого сварочного стержня. К примеру, для ферритного электрода требуется выбирать режимы, которые назначаются для сварки низкоуглеродистых сплавов. В остальном же соединение среднелегированных композиций ничем не различается от сварки высоколегированных сплавов.

Кованые изделия из профильной трубы своими руками: обзор оборудования и черт

Обработку сплава в домашних критериях можно производить несколькими методами – прохладной либо жаркой ковкой, механическим либо сварным соединением отдельных частей. Спецы употребляют полный набор этих способов, в итоге чего же получаются многофункциональные и эстетически симпатичные самоделки. Сделать своими руками любые кованые изделия из профильной трубы можно при помощи особых приспособлений либо станков.

Что можно ковать из профильной заготовки

К профильным трубам относят изделия, чье сечение не является круглым. Оно быть может овальным, прямоугольным либо квадратным. Сложность обработки заключается в соблюдении наибольшей перегрузки на стены заготовки. Если этого не предугадать – может быть возникновение разрыва и нарушение целостности конструкции.

При помощи прохладной ковки можно создать последующие элементы из профильной трубы:

• Дуги. Самый всераспространенный вид обработки. Из заготовок делают парники, каркасы сложных конструкций.
• Спирали и завитки. В отличие от прутка они имеют большенный радиус извива, что обосновано вероятностью разрыва. Используются для заборов, ворот и декоративных решеток.
• Большие спирали. Они могут стать основой для декоративных украшений.
• Концевое расплющивание, формирование хомутов для соединения частей узора.

В отличие от штамповки во время прохладной ковки сплав профильной трубы фактически не течет. Это дозволяет сохранить ее начальные габариты, характеристики прочности.

Инструменты и приспособления для ковки

Для производства кованых изделий из профильной трубы нужно использовать особые инструменты и приспособления. Их можно создать из подручных материалов без помощи других, заказать у опытнейшего мастера либо приобрести заводские модели. Также следует обустроить пространство работы – многофункциональный стол, обеспечить место для ковки длинноватых труб.

Для обработки маленьких заготовок можно употреблять столешницу с габаритами 2000*1500 мм. На ней располагаются главные инструменты и приспособления для производства изделий из профильной трубы.

Гнутик

Предназначен для производства дуг разных поперечников. Станок состоит из т-образной базы, на которой попарно размещаются опорные ролики. На вертикальной стойке находится опорный ролик, высота которого регулируется при помощи резьбового механизма.

• Возможность подмены роликов для гнутья труб различного сечения;
• Изменение расстояния меж опорными элементами для варьирования радиуса;
• При самостоятельном изготовлении рекомендуется употреблять п-образный железный профиль шириной не наименее 2 мм.

Система гнутика для профильных труб различается от классической. Нереально создать высококачественный извив без равномерного распределения перегрузки по всей поверхности. Средняя стоимость самодельной модели – 9600 рублей.

Твистер

Употребляется для скручивания профильных труб с художественной целью. Для обработки рекомендуется использовать модели с сошником, который упрощает процесс производства, понижает время контролируемой деформации, увеличивает ее свойство.

Станок состоит из основания, на котором крепится передвижной блок для фиксации заготовки и механизм с сошником для скручивания. Главные характеристики оборудования:

• Наибольшая и малая длина обрабатываемых изделий.
• Сечение заготовки, ее размеры. Они зависят от формы механизма крепления;
• Тип привода – ручной либо механический. Для производства кованых изделий из профильной трубы в домашних критериях почаще всего употребляются экономные модели с ручным приводом.

Стоимость полного набора — от 16 800 рублей.

Улитка

С ее помощью делают спиралевидные составляющие. Устройство состоит из платформы квадратной либо прямоугольной формы. На ней размещаются отверстия для установки опорных дуговых частей. При помощи концевика производится фиксация трубы. Извив формируется при действии рычажного механизма с опорным роликом.

• наибольший и малый радиус извива;
• размер заготовки;
• допустимая степень механического действия.

Средняя стоимость бытовой улитки для гибки профильных труб составляет 12 000 рублей.

Станки, как кандидатура инструменту

Если планируется организация домашнего производства, а не выполнение разовых работ – идеальнее всего приобрести комбинированный станок для прохладной ковки. Он займет существенно меньше места, чем оборудование по отдельности.

Большая часть моделей имеют электронный привод, позволяющий убыстрить процесс производства. Комплектация и функциональность зависят от требований. Средняя стоимость подобного оборудования – от 60 000 рублей.