Оценка свариваемости материала и определение температуры подогрева заготовок перед сваркой

Наиболее опасными дефектами сварного соединения, появляющимися при сварке являются горячие (ГТ), холодные (ХТ) и лямилярные трещины (ЛТ) [2,7-9]. Решающее значение на появление таких трещин оказывает химический состав материала и наличие в нем вредных примесей. На основании анализа химического состава (структуры), теплофизических свойств материала указать трудности сварки данной марки стали, требования к подготовке кромок, технологические приемы их решения для указанного способа сварки (предварительный подогрев, термообработка и т.п.).

Склонность соединения к горячим трещинам оценивается расчетно-статистическими показателями, исчисляемыми для заданного материала по данным табл. 1. [2,9]. Выполнив критериальную оценку, разрабатывают мероприятия по уменьшению склонности металла к ГТ при сварке.

 

Таблица 1. Показатели склонности материалов к ГТ.

 

Предотвращению ГТ способствуют оптимизация химического состава присадочного металла, ограничение S и P в основном металле, оптимизация погонной энергии сварки и формирование оптимальной формы сварного шва. С этой целью в курсовой работе, при необходимости, следует обратить внимание на выбор сварочной проволоки и параметров режима сварки (см. ниже).

Холодные и лямилярные трещины, как правило, появляются после сварки, чему в значительной степени способствуют высокие сварочные напряжения и неоднородная структура сварного соединения с высоким содержанием мартенсита. Для определения показателя свариваемости указанной марки по формуле (3) следует рассчитать эквивалентное содержание углерода (С_э, %) [2,7-9]:

С_э = С +Mn/6 + (Сr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu/)1/15                 (3),

 

где С, Mn, Si, Cr, Ni, Си, V, Р – процентные доли углерода, марганца,     хрома, молибдена, ванадия, никеля и меди в стали.

По свариваемости стали распределяются по следующим группам: хорошая - С_э до 0,25%, удовлетворительная – С_э от 0,25до 0, 35%, ограниченная – С_э от 0,35 до 0,45% и плохая при С_э свыше 0,45%. Для всех углеродистых сталей с С_э ≥ 0,25%, необходимо оценить  температуру предварительного подогрева металла в зоне сварки до Т_п по выражению[17,18]:

 

                                                 (4)

где S – толщина металла, мм.

 

С увеличением толщины материала Т_п возрастает, поэтому ее следует сопоставить с известными рекомендациями [15,17,20]. Если таковых не окажется, то назначить Т_п (кратной х50°С) металла перед сваркой в разрабатываемый технологический процесс в соответствии с расчетом. Оценку склонности стали к лямилярным трещинам производят по аналогии с методами, применяемыми в отношении холодных трещин.

 

Выбор сварочных материалов

 

В зависимости от способа сварки марки свариваемого материала и толщины листов необходимо выбрать электрод, проволоку, их диаметр, а также флюс, газ. В РПЗ обязательно должна быть указана соответствующая ссылка. Как правило, в литературе для сварки одной стали рекомендуется несколько марок электродов или проволок [12-15]. Поэтому должно быть обоснование выбора, например, из соображений повышенной коррозионной стойкости, стойкости против образования кристаллизационных трещин, экономичности и т.д.

Для ручной сварки приводится обозначение электрода и дается его расшифровка (ГОСТ 9466), а также  химический состав стержня.

Для сварочных проволок и флюса должны быть указаны марка и химический состав. Состав защитного газа регламентируется его маркой, а смеси газов, кроме того, процентным соотношением компонентов.

Для всех сварочных материалов необходимо указать ГОСТы, по которым они поставляются.