Видеокурс по SIMATIC STEP 7


Повышение прочности металла шва

Повышение прочности металла шва
Повысить прочность металла шва можно, используя низколегированные сварочные проволоки. Но это требует применения дополнительных технологических мер: предварительный и сопутствующий подогрев, применение особых приемов сварки и т.д. Авторы работы установили, что наиболее высокой сопротивляемостью образованию холодных трещин обладают сварные соединения легированных высокопрочных сталей, выполненные низколегированной проволокой Св-08Г2С диаметром 1,6–2 мм в СО2 с предварительным подогревом до 60°С, в сравнении с проволоками Св-10ХГ2СМА, Св-08ХН2Г2СМЮ.

Авторы работ предлагают для снижения вероятности образования холодных трещин при сварке легированных сталей добавлять в сварочную проволоку активные элементы (цезий, кальций, бор и др.). Однако эффективность добавки зависит от ряда условий их применения. В частности, эффективность действия бора проявляется только в том случае, когда он содержится в твердом растворе, а получение твердого раствора бора в металле шва может быть достигнуто путем введения в сталь титана. Таким образом, получается своеобразная цепочка элементов, оказывающих влияние друг на друга. Степень взаимодействия легирующих элементов и их влияние на склонность соединения к образованию холодных трещин также зависит от их процентного содержания в сварочных материалах. Поиск оптимального соотношения легирующих элементов для получения качественного сварного соединения легированных сталей требует значительных затрат времени и материальных ресурсов. К тому же, увеличение степени легирования сварочной проволоки ведет к повышению ее стоимости, следовательно, возрастает стоимость сварной конструкции.

Наряду с применением аустенитных сварочных материалов, предлагается использование двухдуговой сварки в узкий зазор в смеси газов 80% Ar + 20% CO2. Применение этого метода при сварке легированных сталей позволяет получить соединения, выполненные без предварительного подогрева, обладающие достаточно высокой стойкостью к образованию холодных трещин. Однако для этого процесс сварки необходимо выполнять на оптимальных режимах и при оптимальном расстоянии между дугами. Кроме того, двухдуговую сварку невозможно применить для сварки труб небольшого диаметра.

Другие исследователи предлагают выполнять сварку легированных сталей в азотосодержащих средах, т.е. в смесях газов

Ar + N2, CO2 + воздух и др. Авторы работы выполняли сварку легированной стали (15Х25Т) в смеси газов 25% Ar + 75% N2 с использованием плазменной сварки без присадочных материалов. При этом были получены сварные соединения, не содержащие холодных трещин, с более высокими прочностными характеристиками, чем у тех же образцов при сварке в чистом аргоне.

Можно отметить хорошие результаты, полученные при сварке легированной стали (15Х5М) аустенитной проволокой в смеси газов СО2 + воздух (не более 6%) без подогрева и последующей термообработки. Режимы сварки устанавливались, исходя из условия обеспечения минимальной погонной энергии и легирования металла шва азотом в пределах 0,1…0,2%. Металл шва не содержал холодных трещин, и его прочность соответствовала прочности основного металла. Безусловно, такой способ повышения стойкости к образованию холодных трещин при сварке легированных сталей оригинален, заслуживает внимания и требует дальнейших исследований применительно к другим маркам легированных сталей.

Предлагается также использовать электромагнитное перемешивание металла сварочной ванны при механизированной сварке в СО2. Авторы установили, что при оптимальных режимах перемешивания увеличивается вязкость разрушения сварного соединения, а значит и стойкость к образованию холодных трещин, по сравнению со сваркой без перемешивания. Однако широкого применения этот способ не получил из-за необходимости использования дополнительного специального оборудования.
Известны работы, в которых решение проблемы снижения образования холодных трещин достигается применением механических колебаний электрода. В ИЭС им. Е.О. Патона была разработана технология автоматической сварки высокопрочных легированных сталей с высокочастотным вращением электрода (до 5000 об/мин). Сварка выполнялась в смеси газов Ar + CO2 без предварительного подогрева изделий. Полученные при этом сварные соединения обладали хорошей стойкостью к образованию холодных трещин. Однако использование дополнительного оборудования, обеспечивающего вращение электрода, ограничивает участие этого способа в производстве сварных конструкций и проведении ремонтных работ.

Влияние импульсных дуговых способов сварки

Под воздействием термического цикла сварки в зоне термического влияния среднеуглеродистых легированных сталей формируются закалочные структуры...

Совершенствование технологии изготовления позволило повысить уровень служебных свойств низколегированного и легированного проката и в первую очередь...

Плавленые высокоглиноземистые изделия

Трудности получения плотных высокоглиноземистых изделий обычным керамическим способом привели к разработке метода получения...