Лабораторная работа №6 Выбор режима и проведение сварки легированных сталей

 

Цель работы

Сформировать умения выбирать режим сварки легированных сталей

Задание

Приобрести навыки выбора режима сварки легированных сталей и вычертить схему сборки и сварки пластин толщиной 5 и 1,5 мм, рассчитать мощность пламени с целью выбора мундштука горелки.

Оснащение работы

Пластины из легированной стали толщиной 1.5 мм без разделки кромок и 5 мм с V-образной разделкой кромок.

Присадочная проволока из легированной стали диаметром 1 и 4 мм.

Флюс, состоящий из смеси прокаленной буры (50%), с борной кислотой (50%) в виде пасты, разведенной водой.

Основные теоретические сведения

Легированные стали по содержанию в них легирующих добавок подразделяются, на: низколегированные (до 2,5% добавок), среднелегированные (2,5-10%) и высоко­легированные (более 10%). В качестве легирующих добавок применяют хром, никель, молибден, марганец, кремний и др. Из высоколегированных сталей наибольшее распространение в промышленности получили хромистые и хромоникелевые стали. Основными трудностями при газовой сварке хромоникелевой стали являются:

а) выпадение карбидов хрома из-за малой скорости охлаждения стали в интервале температур 850 450 °С. Эти карбиды располагаются по границам зерен, в результате чего сварной шов и околошовная зона теряют свою коррозионную стойкость. Для предотвращения выпадения карбидов хрома в составе присадочной проволоки, должен присутствовать титан или ниобий, которые являются более активными карбид образователями, чем хром;

б) окисление металла с образованием тугоплавкой и трудноудаляемой окиси хрома. Для растворения и перевода ее в шлак сварку следует производить с применением специальных флюсов;

в) возникновение внутренних напряжений вследствие малой теплопроводности и большого коэффициента линейного расширения легированной стали.

Теплопроводность высоколегированной стали примерно в 2 с лишним раза меньше, чем углеродистой, поэтому рекомендуется применять пламя пониженной мощности, определяемой по формуле:

U = 70*S (л/ч),                                              (1)

где S- толщина свариваемого металла, в мм.

На качество шва оказывает влияние и толщина свариваемого металла. При большой толщине металла скорость сварки малая, охлаждение шва замедленное, поэтому происходит большой разогрев шва и околошовной зоны, что приводит к значительному выпадению карбидов хрома и ухудшению качества шва. При малой толщине металла скорость сварки высокая, охлаждение более быстрое и выпадение карбидов хрома незначительное. Сварной шов получается лучшего качества.

Порядок выполнения работы

Ознакомление с особенностями сварки легированной хромоникелевой стали большой и малой толщины.

 

 

Рисунок 1. Схема сборки и сварки пластин толщиной 5 мм.

 

1. Сборка встык две пластины из хромоникелевой стали толщиной 5 мм
и прихватка их как показано на рис. 1.

2. При помощи кисточки наносится на кромки пластин и на присадочную проволоку тонкий слой пастообразного флюса (за 15-20 миндо сварки).

3. Устанавливается режим и производится сварка пластин в один слон строго нормальным пламенем и охлаждается соединение на воздухе.

4. Собрается встык без зазора две пластины из хромоникелевой стали толщиной 1,5 мм и прихватить, как показано на рис 2.

 

Рисунок. 2. Схема сборки и сварки пластин толщиной 1,5 мм.

5. Устанавливается режим, производится сварка пластин в один слой нормальным пламенем и охладить соединение на воздухе.

6. Производится внешний осмотр швов. Сварные швы пластин толщиной 5мм обычно имеют окисленные кромки с обратной стороны соединения и губчатую массу окиси хрома в корне шва, образующейся вследствие относительно длительного пребывания нагретых кромок на воздухе. Швы пластин толщиной 1,5мм не имеют этих недостатков.

Форма отчета о работе

6.1. Тема, цель работы.

6.2. Начертить схему сборки и сварки пластин толщиной 5 и 1,5 мм.

6.3. Расчет мощности пламени с целью выбора мундштука горелки.

6.4. Вывод по работе.

7. Контрольные вопросы и задания

1. Изложите трудности газовой сварки нержавеющих хромоникелевых сталей.

2. Какое влияние на качество сварки оказывает толщина свариваемого металла?

3. Как выбирается мощность пламени для сварки высоколегированных сталей?

Рекомендуемая литература

1. Маслов В.И. Сварочные работы – М: ПрофОбрИздат, 2009.

2. Полевой Г. В., Сухинин Г. К. Газопламенная обработка металлов - М: Aкадемия, 2010.