Соответствие марок электродов типу электродов

При сварке корневых швов в разделке на металле толщиной 10 мм и бо-лее используют электроды диаметром 3... 4 мм. Рекомендуе­мые для данной марки электрода значения сварочного тока, его род и полярность выбирают согласно паспорту электрода, в котором обычно приведены и его сварочно-технологические свойства, типичный химиче­ский состав шва и механические свойства. Рядовые и ответственные кон­струкции из низкоуглеродистых сталей сваривают электродами типа Э42 и Э46 (табл. 6.10,6.11).

При сварке этих сталей обычно обеспечиваются достаточно высокие ме-ханические свойства сварного соединения и поэтому в большинстве случаев не требуются специальные меры, направленные на предотвращение образования в нем закалочных структур.

Однако при сварке угловых швов на толстом металле и первого слоя мно-гослойного шва для повышения стойкости металла против кристал­лизационных трещин может потребоваться предварительный подогрев до температуры 120... 150 °С.

Для сварки рядовых конструкций из низколегированных сталей обычно применяют электроды типа Э42А и Э46А, а ответственных - ти­па Э50А. Это обеспечивает получение металла швов с достаточной стой­костью против крис-таллизационных трещин и требуемыми прочностны­ми и пластическими свойс-твами. Легирование металла шва за счет про­вара основного металла легирую-щими элементами, входящими в основ­ной металл, и повышенные скорости ох-лаждения позволяют получить металл шва с более высокими, чем при сварке низкоуглеродистых сталей, прочностными показателями.

Техника заполнения швов и определяемый ею термический цикл сварки зависят от предварительной термообработки стали. Сварка тол­стого металла каскадом и горкой, замедляя скорость охлаждения металла шва и околошовной зоны, предупреждает образование в них закалочных структур. Это же достига-ется при предварительном подогреве до темпе­ратуры 150... 200 °С. Поэтому эти способы дают благоприятные резуль­таты на нетермоупрочненных сталях. При сварке термоупрочненных ста­лей для уменьшения разупрочнения стали в околошовной зоне рекомен­дуется сварка длинными швами по охлажденным предыдущим швам.

Следует выбирать режимы сварки с малой погонной энергией. При этом достигается и уменьшение протяженности зоны разупрочненного металла в околошовной зоне. При исправлении дефектов в сварных швах низколегиро-ванных и низкоуглеродистых сталей повышенной толщины швами малого сечения вследствие значительной скорости охлаждения металл подварочного шва и его околошовной зоны обладает пониженны­ми пластическими свойст-вами. Поэтому дефектные участки следует под­варивать швами нормального сечения длиной не менее 100 мм или пред­варительно подогревать до темпера-туры 150... 200 °С.

Сварка под флюсом

Автоматическую сварку обычно выполняют электродной проволокой диаметром 3... 5 мм. Равнопрочность соединения достигается за счет подбора соответст­вующих составов флюсов и электродных проволок и выбора режи-мов и техники сварки. При сварке низкоуглеродистых сталей в большинстве случаев применяют флюсы марок АН-348-А и ОСЦ-45 и низкоуглероди­стые электродные проволоки марок Св-08 и Св-08А. При сварке ответст­венных кон-струкций, а также ржавого металла рекомендуется использо­вать электродную проволоку марки Св-08ГА.

Использование указанных материалов позволяет получить металл шва с механическими свойствами, равными или превышающими свойст­ва основного металла. При сварке низколегированных сталей используют те же флюсы и эле-ктродные проволоки марок Св-08ГА, Св-ЮГА и Св-10Г2. Легирование металла шва марганцем за счет проволок и крем­нием за счет провара основного металла при подборе соответствующего термического цикла (погонной энергии) позво-ляет получить, металл шва с требуемыми механическими свойствами. Исполь-зованием указанных материалов достигается высокая стойкость металла швов против образо­вания пор и кристаллизационных трещин.

В конструкциях из низкоуглеродистых и низколегированных сталей на-ряду со сваркой с разделкой кромок широко применяется сварка сты­ковых швов и швов без разделки кромок. Увеличение доли основного металла в ме-талле шва, характерное для этого случая, и некоторое увели­чение содержания в нем углерода могут повысить прочностные свойства и понизить пластические свойства металла шва.

Технология сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей отличается незначительно. Режимы сварки зависят от конструкции соедине­ния, типа шва и техники сварки (табл. 6.12). Свойства металла околошовной зоны зависят от термического цикла сварки. При сварке угловых однослой­ных швов и стыковых и угловых швов на толстолистовой стали типа Ст3 на режимах с малой погонной энергией в околошовной зоне возможно образо­вание закалоч-ных структур с пониженной пластичностью. Предупредить это можно увеличе-нием сечения швов или применением двухдуговой сварки.

Для низколегированных термоупрочненных сталей с целью преду­преж-дения разупрочнения шва в зоне термического влияния следует ис­пользовать режимы с малой погонной энергией, а для нетермоупрочненных - наоборот, с повышенной. Для обеспечения пластических свойств металла шва и около-шовной зоны на уровне свойств основного металла во втором случае следует выбирать режимы, обеспечивающие получение швов повышенного сечения, применять двухдуговую сварку или прово­дить предварительный подогрев ме-талла до температуры 150... 200 °С.

В зависимости от условий сварки и охлаждения свойства сварных соеди-нений на низкоуглеродистых и низколегированных сталях изменя­ются в широ-ких пределах.

Сварка в защитных газах

При сварке низкоуглеродистых и низко­легированных сталей для защиты расплавленного электродного металла и металла сварочной ванны широко ис-пользуют углекислый газ. Состав защитного газа существенно влияет на техно-логические характеристики процесса и состав металла шва. Помимо углекисло-го газа используют смеси газов СО₂ + О₂, СО₂ + Аг, СО₂ + Аг + О₂. Количество добавленных газов может достигать 50 % от объема газовой смеси.

Добавки кислорода, увеличивая окисляющее действие газовой среды на расплавленный металл, позволяют уменьшать концентрацию леги­рующих эле-ментов в металле шва. Это иногда необходимо при сварке низколегированных сталей. Кроме того, несколько уменьшается разбрыз­гивание расплавленного металла, повышается его жидкотекучесть. Свя­зывая водород, кислород умень-шает его влияние на образование пор.

Добавки в углекислый газ аргона (иногда в эту смесь вводят кисло­род) изменяют технологические свойства дуги (глубину проплавления и форму шва, стабильность дуги и др.) и позволяют регулировать концен­трацию легирующих элементов в металле шва.

Аргон и гелий в "чистом" виде в качестве защитных газов находят огра-ниченное применение - только при сварке конструкций ответствен­ного назна-чения.

Сварку в углекислом газе и его смесях выполняют плавящимся электро-дом. В некоторых случаях для сварки в углекислом газе исполь­зуют неплавя-щийся угольный или графитовый электрод. Однако этот способ находит огра-ниченное применение, например при сварке борто­вых соединений низкоугле-родистых сталей толщиной 0,3... 2 мм (ка­нистр, корпусов конденсаторов и т.д.). Так как сварка выполняется без присадки, содержание кремния и марган-ца в металле шва невелико. В результате прочность соединения обычно состав-ляет 50... 70 % проч­ности основного металла.

При автоматической и полуавтоматической сварке плавящимся электро-дом швов, расположенных в различных пространственных поло­жениях, обычно используют электродную проволоку диаметром до 1,2 мм; при сварке в нижнем положении - диаметром 1,2... 3,0 мм. Для сварки низкоуглеродистых и низко-легированных сталей используют леги­рованные электродные проволоки марок Св-08ГС и Св-08Г2С, порошковые проволоки+ СО₂(ПП - АН-3,ПП -АН-4, ПП - АН - 7 и активированные проволоки применяемые без дополнительной защиты, они содержат нитридообразующие редкоземельные элементы(Tі, Al, Zr, Церий) - проволоки Св- 20ГСТЮА, Св - 14Г2СЦ, Св- 15ГСТЮЦА и обеспечивают ме-ханические свойства металла шва на уровне типа Е50. Проволоку марки 12ГС можно использовать для сварки низколегированных сталей 14ХГС, 10ХСНД и 15ХСНД и спокойных углеродистых сталей марок Ст1сп и Ст2сп. Однако с це-лью предупреждения значительного повыше­ния содержания углерода в верх-них слоях многопроходных швов эту проволоку обычно применяют для сварки одно-трехслойных швов.

Повышение коррозионной стойкости швов в морской воде достига­ется использованием электродной проволоки марки Св-08ХГ2С. Струк­тура и свой-ства металла шва и околошовной зоны на низкоуглеродистых и низколеги-рованных сталях зависят от марки использованной электрод­ной проволоки, состава и свойств основного металла и режима сварки (термического цикла сварки, доли участия основного металла в формиро­вании шва и формы шва). Влияние этих условий сварки и технологиче­ские рекомендации примерно такие же, как и при ручной дуговой сварке и сварке под флюсом.

На свойства металла шва значительное влияние оказывает качество угле-кислого газа. При повышенном содержании азота и водорода, а так­же влаги в швах могут образоваться поры. Сварка в углекислом газе ме­нее чувствительна к отрицательному влиянию ржавчины. Увеличение напряжения дуги, повышая угар легирующих элементов, приводит к сни­жению механических свойств шва.

При увеличении Uд резко возрастает разбрызгивание. Дополнительное легирование проволок раскислителями (Tі, Al, Zr) снижает разбрызгивание.

Сварка на повышенных силах тока приводит к получению металла швов с пониженными показателями пластичности и ударной вязкости, что, вероятно, объясняется повышенными скоростями охлаждения. Свой­ства металла шва, выполненного на обычных режимах, соответствуют свойствам металла шва, выполненного электродами типа Э50А. В про­мышленности находит примене-ние и сварка в углекислом газе порошко­выми проволоками. Технология этого способа сварки и свойства сварных соединений примерно те же, что и при ис-пользовании их при сварке без дополнительной защиты.

Повышение производительности сварки в защитных газах: сварка с попе-речными колебаниями электрода; заполнение обработки кромок металлически-ми добавками, повышенный вылет электрода.