Марки і характеристики сталей для решітчастих конструкцій і матеріали для їх напівавтоматичного зварювання

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Марки і характеристики сталей для решітчастих конструкцій і матеріали для їх напівавтоматичного зварювання

Сталями називають сплав заліза з вуглецем (від 0,01 до 2,14%). Практично випускають сталі з вмістом вуглецю до 1,5%. Крім вуглецю в сталях є марганець, кремній, сірка і фосфор.

Залежно від вмісту вуглецю сталі поділяють на низько - (до 0,25% С), середньо - (0,25-0,6)і високо вуглецеві (0,6-1,5% С).

Для виготовлення зварних конструкцій використовують вуглецеву сталь звичайної якості, яку згідно ГОСТ у 380-88 випускають таких марок: Ст0, Ст1кп, Ст2пс, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп.

Цифри в позначках марок означають порядковий номер, індекси кп, пс і сп - ступінь розкислення, Г - підвищений вміст марганцю (близько 1%). Із збільшенням номера марки від Ст1 до Ст2 вміст вуглецю в сталі зростає від 0,06-0,12 до 0,38-0,49%. Тому сталі з вищими номерами марок мають більшу міцність і твердість, але меншу пластичність. У сталі Ст0 вміст вуглецю не перевищує 0,23%.

За видом прокату сталь буває листова, сортова (кругла, квадратна та ін.), фасонна (кутник, тавр, швелер тощо).

Арматурну сталь поділяють на пруткову, дротяну, гладку і періодичного профілю.

Якісні вуглецеві конструкційні сталі застосовують для виготовлення відповідальних зварних конструкцій. Згідно ГОСТ у 1054-74 їх позначають двозначними цифрами, що означають вміст вуглецю в сотих частках відсотка:

— низьковуглецеві: 05,05 кп, 08,08 кп, 10 пс,… 25;

— середньо вуглецеві: ЗО,… 55, 58 (55 пп);

— високо вуглецеві: 60,… 85.

При підвищеному вмісті марганцю в позначення вводять букву Г.

Леговані сталі крім постійних елементів містять спеціально введені для одержання необхідних властивостей легуючі елементи.

Залежно від вмісту легуючих елементів сталі поділяють на:

— низьколеговані (до 3%);

— середньо леговані (від 3 до 10%);

— високолеговані (більше 10%).

Маркування легованих сталей

Леговані сталі маркують за допомогою літер і цифр. Легуючі елементи позначаються літерами: Н - нікель, Х - хром, К - кобальт, М - молібден, Г - марганець, Д - мідь, Р - бор, Б - ніобій, С - кремній,

В-вольфрам, Т - титан, Ф - ванадій, П - фосфор, А - азот.

Перші дві або три цифри на початку маркування показують середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка, а якщо одна цифра-то в десятих частках. Цифри, які стоять після літер, вказують на середній вміст легуючого елемента, що позначається цією літерою у відсотках. Якщо вуглецю або легуючого елемента міститься близько 1%, то цифри не ставляться. Буква А на кінці маркування позначає, що дана сталь належить до високоякісних.

Наприклад:

сталь 35Х2ГСА має 0,35% вуглецю, 2% хрому, 1% марганцю, 1% кремнію. А - означає, що ця сталь високоякісна;

сталь 110Г13 містить 1,10% вуглецю, 13% марганцю;

сталь ХВ5 має 1% вуглецю, 1% хрому, 5% вольфраму;

сталь 9ХС містить 0,9% вуглецю, 1% хрому, 1% кремнію.

У високо вуглецевих інструментальних сталях цифри, які показують вміст вуглецю, взагалі упускаються, наприклад марка Х12М означає сталь з вмістом 1,5…1,7% С, 12% хрому і 0,5% молібдену. Деякі леговані сталі виділені в окремі групи і позначаються буквами: Ш - шарикопідшипникові, Р - швидкорізальні, Е - для постійних магнітів.

Класифікація легованих сталей

За структурою в стані відпалу

доевтектоїдні, із легованим феритом і евтектоїдом у структурі: сталі 20ХНЗА; 18ХГТ; 40Х.

евтектоїдні, із структурою лише евтектоїду: сталь 80Х.

заевтектоїдні, із евтектоїдом і вторинними карбідами у структурі: сталі 9ХС, ШХ15, ХВГ.

ледебуритні (карбідні): зі структурою евтектоїду, евтектичних (первинних) і вторинних карбідів: сталі Р18, Р14Ф4, Х12М.

аустенітні - структура легований аустеніт: сталі 110Г13, 12Х18Н10Т.

феритні - структура легований ферит: сталі 10Х17, 10Х25.

За призначенням. За призначенням леговані сталі поділяються на конструкційні, інструментальні та сталі з особливими властивостями.

Конструкційні - застосовують для виготовлення деталей машин, при цьому в цих сталях міститься хрому, марганцю, кремнію до 2%, нікелю до 4%. Приклади конструкційних сталей:

Низьковуглецеві, які піддаються цементації: 15Х, 18ХГТ, 12ХНЗА, 25ХНР.

Середньовуглецеві, які піддаються поліпшенню: 35ХГСА, 40Х, 45Г2.

Ресорно-пружинні: 55С2, 60Г, 60С2ХФА, 65С2ВА.

Шарикопідшипникові: ШХ9, ШХ15 (0,9% і 1,5% хрому відповідно).

Будівельні: 10Г2С, 15ХСНД, 15ГФ.

Інструментальні сталі застосовують для різного інструменту. Вони повинні мати високу твердість та зносостійкість. Сталі для різального інструменту:

Низької теплостійкості (до 250°C): ХГ, 9ХС, ХВГ, ХВСГ.

Підвищеної до 600°C теплостійкості (швидкорізальні): Р9, Р6М5, Р9К5, Р14Ф4. Сталі для вимірювального інструменту. Ці сталі повинні мати високу твердість, зносостійкість і зберігати постійність розмірів. Для виготовлення плиток, калібрів, шаблонів застосовують високо вуглецеві хромисті сталі, наприклад, ХВГ, ХВ5. Найчастіше такі сталі після гартування обробляють холодом (для повного перетворення залишкового аустеніту в мартенсит). Сталі для штампів:

Холодного деформування середніх розмірів: 9ХС, Х6ВФ.

Холодного деформування різних розмірів, особливо високоточних: Х12М, Х12Ф. Гарячого деформування середніх розмірів: 5ХНТ, 5ХНВ.

Гарячого деформування великих розмірів важконавантажених: 4Х2В5МФ, 5Х3В3МФС. Спеціальні сталі (сталі з особливими властивостями) застосовують для роботи в агресивних середовищах, при високих температурах, ударних навантаженнях тощо. Корозійностійкі сталі мають високу корозійну стійкість у хімічно активних газових і рідких середовищах. Це досягається за рахунок великого вмісту хрому (понад 13%). Титан вводять в сталь для запобігання міжкристалічної корозії. Корозійностійкі сталі поділяються на:

Хромисті 10Х13, 40Х13, 10Х25 (феритна).

Хромонікелеві (аустенітні): 12Х18Н9, 10Х18Н10Т. Жаростійкі і жароміцні сталі мають здатність сталі чинити опір газовій корозії за підвищених температур та зберігати достатню міцність за високих температур. Жаростійкість забезпечується легуванням сталей хромом, кремнієм та алюмінієм, які утворюють захисні плівки (Fe, Cr) 2О3, SiO2, Al2O3. До жаростійких сталей відносяться леговані сталі 25Х6С10, 40Х9С2, 15Х25Т, 12Х18Н10Т. Жароміцність досягається легуванням тугоплавкими хімічними елементами (хром, нікель, молібден). Як правило, жароміцні сталі мають і жаростійкість. Це сталі 15Х2МФС, 15Х11МФ, 40Х10С2М, 10Х18Н10Т, 40Х15Н7Г7Ф2МС. Зносостійка (аустенітна) сталь 110Г13Л (сталь Гадфільда) використовується для виготовлення деталей, які працюють в умовах абразивного тертя й високого тиску та ударів (наприклад, траки гусеничних машин, деталі подрібнювачів, хрестовини залізничних і трамвайних колій, черпаки землерийних машин). Характерна особливість марганцевого аустеніту - здатність сильно наклепуватись і перетворюватися в мартенсит, що призводить до підвищення твердості й опору зношення.

Якісне утворення зварного з'єднання визначається властивостями зварюваних металів, їх хімічним складом, вибором електродного й присаджувального металу, режимами зварювання, температурою нагрівання та ін. На зварюваність значно впливає хімічний склад сталі. Зварюваність сталі змінюється залежно від вмісту вуглецю та легуючих елементів. Вплив окремих елементів проявляється по-різному, особливо в поєднанні з вуглецем.

Основні ознаки, що характеризують зварюваність сталей, - схильність до утворення тріщин і механічні властивості зварного з'єднання, які визначаються за допомогою зварювання контрольних зразків.

Знаючи хімічний склад сталі, можна визначити її зварюваність за еквівалентним вмістом вуглецю, який визначають за формулою:

де цифри 20, 15 і 10 є постійними величинами, а символи кожного елемента означають максимальний вміст його в даній марці сталі у відсотках.

Одержаний за цією формулою еквівалентний вміст вуглецю вказує про зварюваність сталей, які умовно поділяються на чотири групи:

- добре зварювані сталі (С _екв не більше 0,25%)

- задові зварювані сталі (С _екв =0,25% ч 0,35%)

- обмежено зварювальні сталі (С _екв =0,35% ч 0,45%)

- погана зварюваність сталей (С _екв більше 0,45%)

Класифікація основних марок сталі за зварюваністю

Добра зварюваність низьковуглецевих сталей характеризується міцним зварним з'єднанням з основним металом без зниження пластичності в біля шовній зоні і без тріщин у металі шва.

Зварюваність легованих сталей оцінюється можливістю одержання з'єднань, стійких проти утворення гартованих структур (і тріщин), зменшення міцності, корозії та ін.

Однорідні метали легко зварюються, а різнорідні - погано. За властивостями метал шва і метал зони термічного впливу є неоднорідними. Ознака поганої зварюваності - це схильність до утворення тріщин, які недопустимі у зварних з'єднаннях. Зварюваність металів характеризує схильність до перегрівання, гартування, утворення тріщин та інших дефектів, що утворюються при зварюванні.

Характеристикою зварюваності термічно зміцнених сталей є схильність до втрати міцності, яка проходить у зоні термічного впливу при температурах 400-720°С залежно від температури відпуску сталі у процесі її виготовлення на заводі.

Для виготовлення міцної зварної конструкції необхідно детально вивчити зварюваність сталі.

Сталевий зварювальний дріт призначений для всіх видів зварювання плавленням і виготовлення електродів (ГОСТ 2246-70). Стандарт поширюється на холодно тягнутий гладкий дріт із низьковуглецевої й легованої сталі, що поставляється в мотках із внутрішнім діаметром від 150 до 750 мм, масою від 1,5 до 40 кг. Кожний моток перев'язують м'яким дротом у трьох місцях. Мотки однієї партії зв'язують у бухти масою не більше 80 кг. Кожний моток обгортають водонепроникним папером і маркують металевою биркою, на якій вказують назву заводу, умовне позначення дроту, клеймо технічного контролю. За узгодженням із постачальниками, дріт може надходити в мотках прямокутного перерізу на котушках і касетах.

Якість дроту контролюють на відсутність іржі, масла, графітового мастила. Бирку на мотках не знімають до повного використання дроту. Зберігають дріт у сухих приміщеннях, захищених від атмосферних опадів, забруднень. Для захисту від іржі та для кращого електричного контакту випускають обміднений зварювальний дріт. У дротах із низьковуглецевої сталі вміст вуглецю доходить до 0,12%. Зварювальний дріт марок Св-08, Св-08А, Св-08АА виготовляють із кип'ячої сталі (Si<0.03%), а марки дроту Св-08ГА, Св-10ГА і Св-10Г2 - з напівспокійної сталі. У кип'ячих сталях концентрація вуглецю вища ніж кремнію, що сприяє утворенню СО і СО₂ при високих температурах і кращому їх виходу із зварної ванни ще до повного затвердіння металу шва. Дроти із спокійної сталі викликають пористість (гази СО і СО₂ залишаються у вигляді зовнішніх відкритих пор), менше проплавлення, сильне розбризкування і гірше формування шва. При газовому та електрошлаковому зварюванні охолодження зварної ванни відбувається повільно, тому використання дроту із спокійної сталі пористості не викликає. Для заповнення зазору між кромками зварюваних деталей та утворення валика шва у зварну ванну вводять присаджувальний метал у вигляді дроту, прутків, який за хімічним складом повинен бути таким же, як і основний метал. Не можна зварювати метал дротом невідомої марки. Для покращення властивостей металу шва в присаджувальний метал додають легуючі елементи. Сталевий низьковуглецевий, легований та високолегований зварювальний дріт виготовляють діаметром 0,3 мм; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0 мм.

Позначення зварювального дроту складається з букв і цифр. І букви Св. означають зварювальний, цифри після букв указують на вміст вуглецю в сотих частках відсотка. Наступні букви - умовні позначення легуючих елементів, а цифри після них - вміст легуючого елемента у відсотках. Відсутність цифр означає, що даного елемента в дроті близько одного відсотка. І буква А в кінці умовного позначення вказує на підвищену чистоту металу, а спарена буква (АА) вказує на понижений вміст сірки й фосфору порівняно з дротом, у позначенні якого одна буква А. Якщо дріт обміднений, то в кінці марки ставлять букву О. Наприклад, марка дроту Св-08ГА розшифровується: Св. - зварювальний дріт, 08 - 0,08% вуглецю, Г - 1% марганцю, А - підвищена чистота металу дроту; типу Св-08ГС-0 або Св-08Г2С-0. Таким чином досягають равнопрочності зварного шва і основного металу. Обміднення зварювального дроту (індекс 0) гарантує її збереження від корозійного пошкодження при зберіганні, забезпечує надійний електричний контакт струмову подающому механізмі апарата, дає надійну дугу. При цьому виходить безпорістий шов з гарними механічними властивостями. Діаметр дроту 0,8 мм обраний як оптимальний для зварювання основних товщин металів і навантажень на зварювальні напівавтомати.

Присаджувальний метал повинен відповідати таким вимогам:

— температура плавлення присадки повинна бути не вищою від температури плавлення основного металу;

— поверхня дроту і прутка повинна бути рівною і чистою;

— присаджувальний метал повинен плавитися спокійно, без розбризкування;

— вміст шкідливих домішок у присаджувальному металі повинен бути мінімальним.

Останнім часом у зварювальному виробництві набуло широкого поширення напівавтоматичне зварювання в середовищі вуглекислого газу, при якому:

а). зона нагріву вузька, в зв'язку з чим зварювані деталі не піддаються значним тепловим деформаціям і отримують незначний тепловий вплив на сусідні деталі;

б). не вимагається теплової ізоляції біля зварювальної зони;

в). поліпшуються механічні характеристики зварних швів (міцність, ударна в'язкість і т.д.) при з'єднанні деталей;

г). якісний шов виходить навіть при зварюванні недостатньо ретельно очищених і підігнаних один до одного поверхонь зварюваних деталей, а також при зварюванні листів різної товщини. При цьому виді зварювання в зону дуги подають вуглекислий газ, що виконує роль захисного газу, струмінь якого обтікаючи електричну дугу в зоні зварювання, оберігає метал від впливу атмосферного повітря, окислювання і азотування.

Вуглекислий газ (СО₂) є найбільш дешевим і прийнятним захисним газом, хоча газові суміші, що складаються з аргону і СО₂ дозволяють отримати зварювальний шов більш високої якості в порівнянні зі зварюванням у середовищі з СО₂. Поширена думка про можливості виконання якісного зварювання із застосуванням порошкового дроту без СО₂ помилкова, краща якість шва виходить при цьому виді зварювання в середовищі СО₂, а зварювання без СО₂ застосовується в основному при його дефіцитності, з наявністю притаманних недоліків при виробництві зварювальних робіт без захисного газу.

Вуглекислота (вуглекислий газ, діоксид вуглецю, двоокис вуглецю, вугільний ангідрид) - CO₂) це газ, не має кольору але володіє кислуватим смаком і запахом. Використовується в медицині, харчовій промисловості для виробництва і зберігання продуктів харчування, а так само в газозварювальної промисловості, завдяки чому цей технічний газ один з найбільш використовуваних. Він присутній в атмосфері і всій навколишньому середовищу. Має кислуватий смак і запах, який передається воді, якщо в ній розчинена двоокис вуглецю. вуглекислий газ нетоксичний, але у великих концентраціях може бути небезпечний для людини. У рідкому стані вуглекислота не має кольору, при зіткненні з киснем частково перетворюється в «сухий лід», частково випаровується. У промислових масштабах цей технічний газ отримують як продукт взаємодії доломіту і розчину карбонату калію. Якщо вуглекислота потрібна для використання у харчовій промисловості, для газованої води або хлібобулочних виробів, то її отримують у результаті спиртового бродіння.

Будова, принцип дії і регулювання зварювального напівавтомата ПДГ-215

Напівавтомат зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей дротом суцільного перетину марки Св08Г2С по ГОСТ 2246-70 діаметр 0,6 -1,0 в середовищі захисного газу - двоокису вуглецю (С02) по ГОСТ 8050-76; алюмінію і його сплавів зварювальної дротом з алюмінію і його сплавів діаметр 0,6 - 1,0 в середовищі захисного газу - аргону; методом ТІГ кольорових металів і сплавів, високолегованих сталей матеріалами, зазначеними в технології.

сталь зварний напівавтомат

Будова та принцип роботи

До складу апарату входять наступні функціональні вузли:

- Джерело електричної дуги постійного струму;

- Електричний пристрій подачі електродного дроту;

- Котушка для електродного дроту;

- Електромагнітний клапан подачі захисних газів;

- Електрична схема керування і комутації;

- Газоелектричний пальник.

Джерело електричної дуги складається з силового трансформатора, напівпровідникового випрямляча, зібраного за мостовою схемою і індуктивно-ємнісного фільтра. Зміна сили струму електричної дуги досягається зміною коефіцієнта трансформації силового трансформатора шляхом підключення до мережі живлення за допомогою пакетного перемикача, однією з шести отпаек, виконаної в первинній обмотці цього трансформатора.

Електромеханічний пристрій подачі електродного дроту включає в себе електродвигун постійного струму з черв'ячним знижую чим редуктором, провідний ролик, притискний механізм, направляючу спіраль, котушку і вал котушки з гальмівним механізмом.

Електромагнітний клапан подачі захисних газів являє собою пневматичний клапан з електромагнітним проводом соленоїдного типу. Спрацьовування клапана відбувається за сигналом від кнопки управління, розташованої на ручці газоелектричним пальника.

Електрична та електронна схема управління апарату забезпечує:

- Включення зварювального циклу кнопкою, розташованою на ручці газоелектричного пальника. При цьому через електронний тиристорний ключ включається зварювальна напруга, електродвигун подачі електродного дроту і клапан захисного газу, забезпечуючи подачу необхідних компонентів в зону зварювання;

- Ступінчасте регулювання зварювального струму пакетним перемикачем, розташованим на передній панелі; - Плавне регулювання швидкості подачі електродного дроту і, отже, зварювального струму, регулятором, розташованим на передній панелі.

Газоелектричний пальник з гнучким шлангом призначений для подачі в зону горіння дуги випрямленого струму, гнучкого електродного дроту і захисного газу.

Підготовка та порядок роботи апарату

- Приєднати газоелектричний пальник до апарату за допомогою коаксильного роз'ємну, шланг захисного газу - до штуцера СО₂. Роз'єм управління

- Приєднати газовий шланг від редуктора балона С0₂ до штуцера. Регулятор - ротаметр відрегулювати на необхідне значення витрати близько 5 л / хв. або 0,1-0,5 атм. ПАМ'ЯТАЙТЕ! що рівень тиску вище 0,8 АТМ. може вивести з ладу електропневмоклапан!

- Підключити кабель, який живить до електромережі з робочою частотою 50 Гц через автоматичний вмикач або рубильник із запобіжними вставками номіналом 20-25А. Включити вимикач мережі.

- Провід «маси» приєднати через байонетний роз'єм до апарату, а затискач до зварюваного виробу.

- Вставити котушку з дротом в апарат, зафіксувати її гайкою. Ослабити пружину притискного механізму. Заправити дріт через направляючу спіраль в кінцевик пальника. Дріт не повиний мати задирок і вигинів. Зафіксувати притискний механізм.

- При зміні діаметра зварювального (електродного) дроту необхідно замінити струмопередаючий наконечник і перевстановити подаючий ролик. Апарат готовий до роботи.

- Зварювання напівавтоматом виконується на постійному струмі зворотної полярності («плюс» на електроді, «мінус» на виробі).

- Швидкість подачі електродного дроту плавно регулюється регулятором. - Для кожного ступеня сили струму, швидкість подачі електродного дроту встановлюється так, щоб процес зварювання вівся рівномірно, безперервно без «поштовхів». При оптимальному налаштуванні чути характерний для зварювання в захисних газах звук, що нагадує шипіння.

- Відстань від сопла пальника до виробу, що зварюється необхідно витримувати в межах 2-20 мм. - Зварювальні режими, так само як кут нахилу пальника і характер його переміщення щодо зварюваного виробу повинні визначатися технологією зварювання конкретного виду конструкцій.

Размещено на Allbest.ru