Vilket stål är bäst för svetsning? Svetsade stålsorter. Svetsbarhet av stål. Grupper. Svetsström, tekniska egenskaper, diagram

Värmebeständigt (skalbeständigt) stål anses vara kapabelt att motstå kemisk förstörelse av ytan i luft eller i annan gasformig miljö vid temperaturer över 850 ° C i obelastat eller lätt belastat tillstånd. De innehåller upp till 20-25% krom och fungerar vid temperaturer upp till 1050 ° C och över.

Värmebeständighet för den deponerade metallen upp till 1000 ° C på stål 20Kh23N13, 20Kh23N18, etc. uppnås med elektroder av E-10Kh25N13G2 typ, kvaliteter SL-25, OZL-4, OZL-6, TsL-25.

För svetsning av värmebeständigt stål som arbetar under lång tid vid temperaturer över 1000 ° C, bör elektroder av typen E-12X24N14C2 av OZL-5, TsT-17, etc. användas, liksom elektroder av E-10X17N13C4 typ av OZL-29, ger värmebeständighet upp till en temperatur på 1100 ° C i oxiderande och uppkolande miljöer. För konstruktioner som arbetar i svavelhaltiga miljöer används nickelfria högkromvärmebeständiga stål 15X25T, 15X28 etc. som är svetsade med elektroder av typen E-08X24N6TAFM.

Egenskaper hos elektroder för svetsning av värmebeständigt (skalbeständigt) stål

Typ Э-10Х25Н13Г2
Elektrod / trådmärke Kodbeteckning i enlighet med GOST Användningsområde Teknologiska egenskaper	Beläggning	Stång, strömpolaritet	Beläggningskoefficient, g / A × h	Position i rymden
UONI-13 / NZh-2 / 07H25N13 E - 2075 - B20
ZIO-8 / 07H25N13 E-0053-RB20
TsL-25 / 07H25N13 E - 0075 - B20
OZL-6 / 07H25N13 E - 2275 - B20
För 10Х23Н18, 20Х23Н13, 20Х23Н18, etc., som arbetar i miljöer utan svavelföreningar vid temperaturer upp till 1000 ° С, såväl som för tvåskiktsstål från sidan av det legerade skiktet utan krav på motstånd mot intergranulär korrosion. Sömmar är benägna att bli spröda vid 600-800 ° C. Kort båge. Termisk beredning av kanter är inte tillåten
SL-25 1 07H25N12G2T E - 0075 - B30
Samma sak för värmebeständiga stål
Typ Э-12Х24Н14С2
OZL-5 / 10H20N15 E - 0085 - B20
TsT-17 / 10H20N15 E - 0085 - B20
För stål 20Х25Н20С2, 20Х20Н14С2, etc., som arbetar vid temperaturer upp till 1100 ° С i oxiderande och uppkolande miljöer. Smal strängsvetsning
Typ Э-10Х17Н13С4
03L-29 / 02H17N14S4 E - 0085 - B20
OZL-Z / 15H18N12S4TYu E - 5087 - B20
För stål 20Х20Н14С2, 20Х25Н20С2, 45Х25Н20С2, etc., som arbetar vid temperaturer upp till 1100 ° С i oxiderande och uppkolande miljöer, såväl som för stål 15Х18Н12С4ТЮ, som arbetar i korrosionsbeständighet mot korrosionsmedier utan höga krav på korrosionsmedier.

weldering.com

Elektroder för svetsning av kol och låglegerade stål

Hoppa till huvudinnehållsområdet

Diameter, mm	Aktuell typ	Syfte och omfattning
ANO-4
3,0; 4,0; 5,0		För svetskonstruktioner gjorda av lågkolstål av kvaliteterna St3,10, 20, etc. ANO-4 elektroder ger en defektfri svets under svetsning vid höga förhållanden. Elektroderna ger god bildning av svetsmetallen, hög motståndskraft hos svetsmetallen mot bildning av porositet och heta sprickor.
ANO-6
3,0; 4,0; 5,0	Variabel från en transformator med en öppen spänning på mindre än 50 V; likström av vilken polaritet som helst.	För svetskonstruktioner gjorda av lågkolstål av kvaliteterna St3, 10, 20, etc. ANO-6 elektroder ger hög motståndskraft hos svetsmetallen mot bildandet av defekter under svetsning av rost. Elektroderna ger god bildning av svetsmetallen, hög motståndskraft hos svetsmetallen mot bildning av porositet och heta sprickor.
ANO-13
3,0; 4,0; 5,0	Variabel från en transformator med en öppen spänning på mindre än 50 V; likström av vilken polaritet som helst.	För svetskonstruktioner gjorda av lågkolhaltiga stålsorter St3, 10, 20, etc. ANO-13 elektroder tillåter svetsning vid extremt låga strömvärden, svetsning av vertikala sömmar uppifrån och ned och är effektiva vid svetsning av korta sömmar. Elektroderna ger god bildning av svetsmetallen, hög motståndskraft hos svetsmetallen mot bildning av porositet och heta sprickor.
ANO-21
2,0; 2,5; 3,0		För svetskonstruktioner gjorda av lågkolstål med liten tjocklek, kvaliteter St3, 10, 20, etc. De kan användas för svetsning av vattenrör, gasledningar med lågt tryck. ANO-21-elektroder ger goda svetsnings- och tekniska egenskaper vid svetsning från små (hushålls-) transformatorer: lätt bågtändning, bildning av fina flingor av svetsmetallen, lätt eller spontan separation av slaggskorpan.
ANO-24
3,0; 4,0; 5,0	Variabel från en transformator med en öppen kretsspänning på minst 50 V; likström av vilken polaritet som helst.	För svetskonstruktioner gjorda av lågkolhaltiga stålsorter St3, 10, 20, etc. ANO-24 elektroder tillåter svetsning vid extremt låga strömvärden, är effektiva vid svetsning av korta sömmar, vid svetsning i vertikalplan. Elektroderna säkerställer god bildning av svetsmetallen mot porositet och hetsprickbildning.
MP-3
3,0; 4,0; 5,0	Variabel från en transformator med en öppen kretsspänning på minst 60 V;	För svetskonstruktioner gjorda av lågkolstål av kvaliteter St3, 10, 20, etc. Vid svetsning med MP-3-elektroder under höga förhållanden är det möjligt att bilda porer i sömmen. Elektroderna säkerställer god bildning av svetsmetallen mot porositet och hetsprickbildning.
UONI-13/45
3,0; 4,0; 5,0	Likström omvänd polaritet.	För svetsning av kritiska strukturer av kol (typ 08, 20, 20L, St3) och låglegerade (typ 09G2, 14G2) stål, när ökade krav på formbarhet och slagseghet ställs på svetsmetallen, i synnerhet vid arbete vid låga temperaturer. UONI-13/45-elektroder är känsliga för bildandet av porositet i närvaro av rost och olja på kanterna på de delar som svetsas, såväl som när båglängden förlängs.
UONI-13/55
3,0; 4,0; 5,0	Likström omvänd polaritet.	För svetsning av kritiska strukturer gjorda av kol (typ 08, 20, 20L, St3) och låglegerade (typ 16GS, 09G2S) stål, när ökade krav på duktilitet och slagseghet ställs på svetsmetallen, i synnerhet vid drift vid låga temperaturer. UONI-13/55-elektroder är känsliga för bildandet av porositet i närvaro av rost och olja på kanterna på de delar som svetsas, såväl som när båglängden förlängs.
ANO-TM / CX
3,0; 4,0; 5,0		För svetsning av stumfogar av huvudrörledningar gjorda av kol och låglegerade stål med en draghållfasthet på 490-590 MPa (rotskikt) och 490-540 MPa (fyllnings- och motpassager). ANO-TM / CX-elektroder säkerställer högkvalitativ bildning av en omvänd sträng av svetsens rotskikt med en mjuk övergång till basmetallen, och därför krävs ingen svetsning av rörroten från insidan. ANO-TM / CX-elektroder har tillstånd från Center for Certification and Quality Control of Construction of Oil and Gas Facilities of Ukraine för att användas för svetsning av rör, kopplingar och ventiler vid olje- och gasanläggningar.
ANO-TM60
3,0; 4,0; 5,0	Likström omvänd polaritet; växelström från en transformator med en öppen kretsspänning på minst 70V.	För svetsning av stumfogar av huvudrörledningar gjorda av kol och låglegerade stål med en draghållfasthet på mer än 588 MPa (rotskikt) och 540–650 MPa (fyllnings- och motpassager). ANO-TM60-elektroder ger högkvalitativ bildning av en omvänd sträng av svetsens rotskikt med en mjuk övergång till basmetallen, och därför krävs ingen svetsning av rörroten från insidan. ANO-TM60-elektroder har ett tillstånd från Center for Certification and Quality Control of Construction of Oil and Gas Facilities of Ukraine för att användas för svetsning av rör, kopplingar och ventiler vid olje- och gasanläggningar.
ANO-TM70
3,0; 4,0; 5,0	Likström omvänd polaritet; växelström från en transformator med en öppen kretsspänning på minst 70V.	För svetsning av stumfogar av huvudrörledningar gjorda av låglegerade stål med en draghållfasthet på mer än 685 MPa. ANO-TM70-elektroder säkerställer högkvalitativ bildning av en omvänd sträng av svetsens rotskikt med en mjuk övergång till basmetallen, och därför krävs ingen svetsning av rörroten från insidan. ANO-TM70-elektroder har ett tillstånd från Center for Certification and Quality Control of Construction of Oil and Gas Facilities of Ukraine för att användas för svetsning av rör, kopplingar och ventiler vid olje- och gasanläggningar.

tillbaka på övervåningen

www.metalika.ua

Svetselektroder för stål

Tillbaka på 1800-talet gjorde den ryske forskaren Nikolai Nikolaevich Bernardos, medan han studerade möjligheterna med en elektrisk ljusbåge, en anslutning av flera metallelement. Med tillkomsten av nya typer av stål blev det nödvändigt att utöka listan över elektroder för svetsning av sådana stål. Nikolai Gavriilovich Slavyanov genomförde en stor mängd forskning i slutet av 1800-talet som syftade till att skapa en stavelektrod nära metallerna svetsas i sin kemiska sammansättning.

Nuförtiden finns det ett mycket stort antal elektroder konstruerade för att svetsa en specifik stålkvalitet.

De mest utbredda är elektroder för svetsning av kolstål, eftersom det är dessa stål som används mest. Tillverkare tillverkar många typer av elektroder som motsvarar specifika typer av kolstål. Av antalet konsumerade och producerade enheter är de vanligaste varumärkena: MR, ANO, UONI och OZS. Dessa elektroder ger utmärkt svetsbarhet, de förhindrar överhettning, hetsprickbildning, stänk och kokning av badet.

Vart och ett av dessa märken har sina egna egenskaper:

SSSI 13/45 och SSSI 13/55 elektroder har låg metallstänk och bra slaggseparation;

MP-3- och MP-3S-elektroderna har höga svetsegenskaper och tekniska egenskaper, nämligen: användarvänlighet, bra separering av slaggskorpan, enkel bågåternändning och minimalt metallstänk. Dessa typer av elektroder kräver inga höga kvalifikationer av svetsaren när han arbetar.

Elektroderna OZS-4, OZS-6, OZS-12 kan användas på en separat yta, vilket gör det möjligt att skapa sömmar med ett högt säljbart utseende och en självseparerande slaggskorpa.

ANO-21 elektroder har förmågan att lätt återtända ljusbågen, vilket i hög grad underlättar svetsprocessen. De har bra slaggavskiljning och minimalt med metallstänk.

Det finns även elektroder för andra typer av stål:

För svetsning av mjukt stål. - för svetsning av låglegerade stål. - för svetsning av legerat stål. - för svetsning av rostfritt stål. - för svetsning av höglegerade stål.

Var och en av dessa typer av elektroder inkluderar flera märken. Vissa märken av elektroder är universella, dvs. kan användas för flera typer av stål.

Svetselektroder

OK 96,10 för aluminium

elektrod-3g.ru

Elektroder för värmebeständiga och värmebeständiga stål

Värmebeständiga stål anses bevara förmågan att motstå oxidation, eller utseendet av beläggningar vid temperaturer över 550 ° C. Värmebeständiga stål fungerar vid temperaturer upp till 900 ° C under belastning under en given tidsperiod, utan att ändra deras fysiska och mekaniska egenskaper. För att uppnå sådana egenskaper används speciella legeringstillsatser vid tillverkning av stål - Cr, Si, Al, för värmebeständiga stål. Ti, Al, Mo, B, Nb för värmebeständighet. Och även speciella sätt för härdning och åldring används. Alla dessa faktorer skapar vissa svårigheter vid svetsning.

När svetsen bildas bildar värmebeständiga stål en skyddande oxidfilm i svetszonen, vilket leder till försvagning av sömmen. Och när det svalnar på grund av stålets kristallstruktur runt svetszonen, finns det en stor sannolikhet för bildandet av mikrosprickor. I det här fallet minskar förvärmningen inte kylningshastigheten för metallen under den kritiska, utan ökar bara metallkornen i svetsområdet, vilket leder till uppkomsten av sprickor redan i kallt tillstånd. För att bekämpa detta fenomen erhålls endast genom att använda speciella tekniker vid utförande av svetsarbete. Enligt GOST 10052-75 är det dokumenterat med vilka elektroder att koka värmebeständigt och värmebeständigt stål, och det är för dessa stål som cirka 30 typer av elektroder har tilldelats. Låt oss lista några specifika sorter.

OZL-25B, TsT-28 - svetsning av värmebeständiga nickelbaserade legeringar, KhN78T;

TsT-15 - Svetsning av värmebeständiga strukturer från stål 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т och Х16Н13Б;

OZL-6 - svetsning av värmebeständigt stål som arbetar i oxiderande miljöer 20X23H18 och 20X23H13;

GS -1 - svetsning av tunnplåtsstål som arbetar i uppkolade miljöer, såsom 20X25H20S2, 45X25H20S2;

OZL-35 - svetsning av värmebeständigt nickelbaserat stål som tål upp till 1200 ° С, typ ХН70Ю och ХН45Ю;

INOX B 25/20, E6018, AWS E505-15 - utländska motsvarigheter för svetsning av värmebeständiga kromnickelstål.

I allmänhet kan de grupperas efter typ av beläggning - grundläggande, rutil och rutil-basic. Rutilbeläggningen består huvudsakligen av titandioxid i mineral eller syntetisk form. Smältning sker i små droppar, stänk är minimalt, sömmen kommer ut snygg och tunn och slaggen är lätt att rengöra. Huvudtypen av beläggning innehåller huvudsakligen oxider av kalcium, magnesium och en viss andel flusspat. En viss tröghet hos den svetsade poolen bildas, i samband med detta bildas svetsfogen av mer konvexa och större pärlor. Elektroder med denna beläggning är väl lämpade för svetsning i alla lägen.

I detta fall används höglegerat stål för elektrodstaven. Dess värmeledningsförmåga är mycket lägre, och dess elektriska motstånd är mycket högre, vilket leder till snabb smältning. Och vid utgången får vi en mycket högre avsättningshastighet än elektroder för kolstål och låglegerade stål. Men samtidigt är det nödvändigt att hålla sig till tillräckligt låga värden på svetsströmmen och använda elektroder med kort längd. Annars kan du få överhettning av själva elektroden, och fel typ av smältning av den senare, upp till att bitarna faller av elektroden.

Goda resultat vid svetsning av värmebeständiga och värmebeständiga stål erhålls genom argonbågsvetsning med en icke förbrukningsbar volframelektrod. Automatisk bågsvetsning med användning av tillsatstråd av legerat stål har också blivit ganska utbredd.

ANO-21 elektroder

Svetselektrodsammansättning

Svetsbarhet förstås som förmågan hos ett stål av en given kemisk sammansättning att producera en högkvalitativ svetsfog utan sprickor, porer och andra defekter vid svetsning på ett eller annat sätt. Stålets kemiska sammansättning bestämmer dess struktur och fysikaliska egenskaper, som kan förändras under inverkan av uppvärmning och kylning av metallen under svetsning. Svetsbarheten hos stål påverkas av innehållet av kol och legeringsämnen i det. För en preliminär bedömning av svetsbarheten hos stål med känd kemisk sammansättning kan den ekvivalenta kolhalten beräknas med formeln

På grundval av svetsbarhet kan alla stål villkorligt delas in i fyra grupper:

1. Välsvetsad, där ekvivalenten inte är mer än 0,25. Dessa stål ger inga sprickor vid svetsning på vanligt sätt, det vill säga utan preliminär och åtföljande uppvärmning och efterföljande värmebehandling.

2. Tillfredsställande svetsbar, i vilken C ekv i intervallet 0,25-0,35; de tillåter svetsning utan att det uppstår sprickor, endast under normala produktionsförhållanden, det vill säga vid en omgivningstemperatur över 0 ° C, ingen vind, etc.

Denna grupp inkluderar även stål som behöver förvärmning eller preliminär och efterföljande värmebehandling för att förhindra att sprickor bildas under svetsning under förhållanden som skiljer sig från normala (vid temperaturer under 0 ° C, vind, etc.).

3. Begränsad svetsbar, där C eq är i intervallet 0,35-0,45; de är benägna att spricka när de svetsas under normala förhållanden. Vid svetsning av sådana stål krävs preliminär värmebehandling och uppvärmning. De flesta stålen i denna grupp är också värmebehandlade efter svetsning.

4. Dåligt svetsad, där C eq är högre än 0,45; sådana stål är benägna att svetsspricka.

De kan endast kopplas till preliminär värmebehandling, uppvärmning under svetsning och efterföljande värmebehandling. För metall med liten tjocklek kan gränsvärdet för C eq ökas till 0,55. Förvärmningstemperaturen för låglegerade stål, beroende på värdet på C equiv, tas enligt följande:

Förvärmning saktar ner kylningen och förhindrar kallsprickor under svetsning.

Stålets svetsbarhet bestäms också av olika tester. Med hjälp av tester fastställs om spröda strukturer uppstår i svetsmetallen och närasvetszonen under svetsning av detta stål, vilket bidrar till sprickbildning.

Det enklaste är det tekniska testet, där en rektangulär platta svetsas till en plåt av det testade stålet med en ensidig kälsvets (Fig. 127, a). Efter kylning i lugn luft slås plattan ner med en hammare, vilket förstör sömmen från sidan av dess topp. Om spår av tidigare bildade sprickor eller sprickor hittas i form av brott i basmetallen nära sömmen, är stålet begränsat svetsbart och kräver preliminär uppvärmning och efterföljande värmebehandling.

Tendensen till bildning av kalla sprickor i tjockare stål kan kontrolleras genom en nedbrytning med metoden för Kirovsky-anläggningen (Fig. 127, b, cc). I mitten av ett fyrkantigt (130x130 mm) prov görs ett spår med en diameter på 80 mm. Tjockleken a på resten av provet är 2, 4, 6 mm. En eller två rullar smälts in i spåret (se bild 127, whig), vilket kyler botten från utsidan med luft eller vatten. Om preparatet inte spricker vid beläggning av pärlan och kylning med vatten, anses stålet vara svetsbart. Om sprickor uppstår vid kylning med vatten, men inte uppstår vid kylning i luft, anses stålet vara svetsbart tillfredsställande. Stål anses vara begränsat svetsbart om

Stål är det huvudsakliga konstruktionsmaterialet, som är en legering av järn med kol och olika föroreningar. Alla element som utgör stålprodukter påverkar dess egenskaper (i synnerhet stålets svetsbarhet).

Huvudindikatorn på svetsbarhet är kolekvivalent, som betecknas som Ceq. Denna villkorade faktor tar hänsyn till nivån av inflytande på egenskaperna hos den svetsade sömmen av kol, legeringskomponenter.

Faktorer som påverkar stålets svetsbarhet:

• Metallprovets tjocklek
• Volymen av skadliga föroreningar
• Miljöförhållanden
• Kolkapacitet
• Dopingnivå
• Mikrostruktur

Huvudparametern för information är materialets kemiska sammansättning.

Svetsbarhetsgrupper

Med hänsyn till alla ovanstående kriterier kan svetsbarhet delas in i grupper med olika egenskaper.

Klassificering av metaller efter svetsbarhet:

• Bra - Ceq-koefficienten är minst 0,25% - för produkter tillverkade av lågkolhaltiga stål, oavsett väderförhållanden, produkttjocklek, preliminär förberedelse.

• Tillfredsställande - Ceq-koefficienten ligger i intervallet 0,25-0,35%. Begränsningar: på den svetsade produktens diameter, miljöförhållanden. Materialets tjocklek är tillåten inte mer än 2 cm, lufttemperaturen bör vara minst minus 5 grader, lugnt väder.
• Begränsad - Ceq-koefficienten är i intervallet 0,350-0,45%. Förvärmning av materialet krävs för att bilda en svetsfog av hög kvalitet. Denna procedur behövs för en "smidig" austenitisk transformation, skapandet av stabila strukturer (bainitisk, ferrit-perlit).
• Den dåliga är Ceq-koefficienten på cirka 45% (stål 45). I det här fallet är det omöjligt att säkerställa stabiliteten hos den svetsade fogen utan att förvärma metallkanterna, värmebehandling av den färdiga strukturen. För att skapa den nödvändiga mikrostrukturen är det nödvändigt att dessutom utföra uppvärmning och kylning.

Svetsbarhetsgrupper ger en möjlighet att förstå de tekniska specifikationerna för svetsning av specifika kvaliteter av järn-kollegeringar.

Beroende på kategori, tekniska parametrar kan egenskaperna hos svetsfogar korrigeras genom successiva temperatureffekter. Värmebehandling kan utföras på flera sätt: härdning, härdning, normalisering, glödgning. Släckning och härdning är mest efterfrågade. Sådana procedurer ökar hårdheten respektive styrkan hos svetsfogen, förhindrar bildning av sprickor i materialet och lindrar spänningar. Tempereringshastigheten kommer att bero på de önskade materialegenskaperna.

Hur påverkar legeringsföroreningar svetsbarheten?

Inverkan av de viktigaste legeringselementen på stålets svetsbarhet

• Fosfor, svavel är skadliga föroreningar. Innehållet av dessa kemiska grundämnen för lågkolhaltiga stål är 0,4-0,5 %.

• Kol är en viktig komponent i sammansättningen av legeringar, vilket bestämmer sådana indikatorer som härdbarhet, duktilitet, styrka och andra egenskaper hos materialet. Kolhalt i intervallet 0,25 % påverkar inte svetskvaliteten. Närvaron av mer än 0,25% av denna kemikalie. element främjar bildandet av härdade leder, värmepåverkade zoner, sprickor bildas.

• Koppar. Halten av koppar som en förorening är inte mer än 0,3%, som tillsats för låglegerade stål - inom 0,15-0,50%, som en legeringskomponent - inte mer än en procent. Koppar förbättrar metallens korrosionsbeständighet utan att försämra svetskvaliteten.

• Mangan. Manganhalt upp till en procent hindrar inte svetsprocessen. Om mangan är 1,8-2,5%, är bildandet av härdande strukturer, sprickor, värmepåverkade zoner inte uteslutet.

• Kisel. Detta kemiska element finns i metallen som en förorening - 0,30 procent. Denna mängd kisel påverkar inte kvalitetsindexet för metallföreningen. I närvaro av kisel i intervallet 0,8-1,5% fungerar det som en legeringskomponent. I detta fall finns det en möjlighet för bildning av eldfasta oxider, vilket försämrar kvaliteten på metallföreningen.

• Nickel, liksom krom, finns i lågkolhaltiga stål, dess innehåll är upp till 0,3%. I låglegerade metaller kan nickel vara ca 5%, höglegerat - ca 35%. Den kemiska komponenten ökar duktiliteten, hållfasthetsegenskaperna hos metallen, förbättrar kvaliteten på svetsfogar.

• Krom. Mängden av denna komponent i lågkolstål är begränsad till 0,3 procent, dess innehåll i låglegerade metaller kan vara i intervallet 0,7-3,5%, legerat - 12-18 procent, höglegerat ca 35%. Vid tidpunkten för svetsning bidrar krom till bildningen av karbider, vilket avsevärt försämrar metallens korrosionsbeständighet. Krom främjar bildandet av eldfasta oxider, vilket negativt påverkar svetskvaliteten.

• Molybden. Närvaron av detta kemiska element i metallen är begränsad till 0,8 procent. En sådan mängd molybden har en positiv effekt på legeringens hållfasthetsegenskaper, men under svetsprocessen brinner elementet ut, som ett resultat av vilket sprickor bildas på svetsdelen av produkten.

• Vanadin. Halten av detta element i legerade stål kan vara från 0,2 till 0,8 procent. Vanadin bidrar till en ökning av metallens plasticitet, seghet, förbättrar dess struktur och ökar härdbarhetsindexet.

• Niob, titan. Dessa kemiska komponenter finns i värmebeständiga, korrosionsbeständiga metaller, deras koncentration är inte mer än en procent. Niob och titan minskar metallegeringens känslighet för intergranulär korrosion.

Resultat

Svetsbarheten hos stål anses vara en jämförande indikator, beroende på den kemiska sammansättningen, fysikaliska egenskaper, materialets mikrostruktur. Samtidigt kan förmågan att skapa högkvalitativa svetsfogar justeras på grund av ett genomtänkt tekniskt tillvägagångssätt, uppfylla kraven för svetsning och tillgången till modern specialutrustning.

Vid bedömning av svetsbarheten är den roll som stålets kemiska sammansättning dominerar. Enligt denna indikator, i den första approximationen, bedöms svetsbarheten.

De viktigaste dopämnenas inverkan på ges nedan.

Kol (C) är en av de viktigaste föroreningarna som bestämmer stålets hållfasthet, duktilitet, härdbarhet och andra egenskaper. Kolhalt i stål upp till 0,25 % minskar inte svetsbarheten. En högre halt av "C" leder till bildandet av släckningsstrukturer i metallen i den värmepåverkade zonen (hädanefter kallad HAZ) och uppkomsten av sprickor.

Svavel (S) och fosfor (P) är skadliga föroreningar. Det ökade innehållet av "S" leder till - röd sprödhet, och "P" orsakar kall sprödhet. Därför är halten "S" och "P" i lågkolstål begränsad till 0,4-0,5%.

Kisel (Si) finns i stål som en förorening i en mängd på upp till 0,3 % som deoxidationsmedel. Med detta "Si"-innehåll försämras inte stålens svetsbarhet. Som ett legeringselement med en halt av "Si" - upp till 0,8-1,0% (särskilt upp till 1,5%), är bildningen av eldfasta oxider "Si" möjlig, vilket försämrar stålets svetsbarhet.

Mangan (Mn) med en halt på upp till 1,0 % i stål - svetsprocessen är inte svår. Vid svetsning av stål med "Mn"-innehåll i mängden 1,8-2,5% kan härdande strukturer och sprickor uppstå i HAZ-metallen.

Krom (Cr) i lågkolhaltiga stål är begränsad som en förorening upp till 0,3 %. I låglegerade stål är kromhalten möjlig i intervallet 0,7-3,5%. I legerat stål varierar innehållet från 12 % till 18 %, och i höglegerade stål når det 35 %. Vid svetsning bildar krom karbider som försämrar stålets korrosionsbeständighet. Krom främjar bildningen av eldfasta oxider, som hindrar svetsprocessen.

Nickel (Ni), liknande krom, finns i lågkolhaltiga stål i en mängd på upp till 0,3 %. I låglegerade stål ökar dess innehåll till 5% och i höglegerade stål - upp till 35%. I nickelbaserade legeringar är dess innehåll utbredd. Nickel ökar hållfastheten och plastegenskaperna hos stål, har en positiv effekt på svetsbarheten.

Vanadin (V) i legerat stål finns i en mängd av 0,2-0,8%. Det ökar stålets seghet och duktilitet, förbättrar dess struktur och förbättrar härdbarheten.

Molybden (Mo) i stål är begränsad till 0,8 %. Med ett sådant innehåll har det en positiv effekt på hållfasthetsegenskaperna hos stål och förfinar dess struktur. Men under svetsning brinner det ut och bidrar till att det bildas sprickor i svetsmetallen.

Titan och niob (Ti och Nb) i korrosionsbeständiga och värmebeständiga stål innehåller upp till 1 %. De minskar stålets känslighet för intergranulär korrosion, samtidigt främjar niob i stål av typ 18-8 bildningen av heta sprickor.

Koppar (Cu) finns i stål som en förorening (upp till 0,3 % inklusive), som en tillsats i låglegerade stål (0,15 till 0,5 %) och som ett legeringselement (upp till 0,8-1 %). Det förbättrar stålets korrosionsegenskaper utan att kompromissa med svetsbarheten.

Vid bedömning av effekten av kemisk sammansättning på förutom kolhalten beaktas även halten av andra legeringsämnen som ökar stålets benägenhet att härda. Detta uppnås genom att räkna om halten av varje legeringselement av stål i ekvivalent för effekten på dess härdbarhet med hjälp av omvandlingsfaktorer bestämda experimentellt. Den totala halten kol i stål och de omräknade ekvivalenta mängderna av legeringsämnen kallas kolekvivalenten. För att beräkna det finns ett antal formler sammanställda enligt olika metoder, som gör det möjligt att bedöma effekten av den kemiska sammansättningen av låglegerade stål på deras svetsbarhet:

SEKV = C + Mn / 6 + Cr / 5 + Mo / 5 + V / 5 + Ni / 15 + Cu / 15 (MIS-metod);

SEKV = C + Mn / 6 + Si / 24 + Ni / 40 + Cr / 5 + Mo / 4 (japansk metod);

[C] X = C + Mn / 9 + Cr / 9 + Ni / 18 + 7Mo / 90 (Seferianus metod),

där siffrorna anger innehållet i stålet i viktprocent av motsvarande grundämnen.

Var och en av dessa formler är acceptabel endast för en viss grupp av stål, men värdet av kolekvivalenten kan användas för att lösa praktiska frågor relaterade till utveckling. Ganska ofta utförs beräkningar av den kemiska kolekvivalenten för kol- och låglegerade konstruktionsstål av perlitklassen med hjälp av den Seferian-formeln.

Enligt svetsbarheten delas stål konventionellt in i fyra grupper: välsvetsbara, tillfredsställande svetsbara, begränsade svetsbara, dåligt svetsade (tabell 1.1).

Den första gruppen omfattar de vanligaste kvaliteterna av lågkolhaltiga och legerade stål ([C] X≤0,38), som kan svetsas med hjälp av konventionell teknik, d.v.s. utan uppvärmning före svetsning och under svetsning, samt utan efterföljande värmebehandling. Det rekommenderas att svetsa gjutna delar med en stor mängd svetsmetall med en mellanliggande värmebehandling. För konstruktioner som arbetar under statisk belastning utförs inte värmebehandling efter svetsning. För kritiska strukturer som arbetar under dynamiska belastningar eller höga temperaturer rekommenderas värmebehandling

Den andra gruppen inkluderar kol- och legeringsstål ([C] x = 0,39-0,45), vid svetsning av vilka sprickor inte bildas under normala produktionsförhållanden. Denna grupp inkluderar stål som måste förvärmas för att förhindra sprickbildning, samt utsättas för efterföljande värmebehandling. Värmebehandling före svetsning är annorlunda och beror på stålkvaliteten och delens utformning. Glödgning krävs för 30L stålgjutgods. Maskindelar gjorda av valsade produkter eller smide som inte har stela konturer kan svetsas i värmebehandlat tillstånd (härdning och härdning). Svetsning vid omgivningstemperaturer under 0 °C rekommenderas inte. Svetsning av delar med en stor volym avsatt metall rekommenderas att utföras med mellanliggande värmebehandling (glödgning eller hög anlöpning)

Bord 1. Klassificering av stål efter svetsbarhet.

Svetsbarhetsgrupp		stål grad
Väl svetsbar		St1-St4 med låg kolhalt (kp, ps, cn)
		08-25 (kn, ps)
Väl svetsbar		15K, 16K, 18K, 20K, 22K
		A, A32, A36, A40, B, D, D32, D36, D40, E, E32, E36, E40
		15L, 20L, 25L
		Låglegerade 15G, 20G, 25G, 10G2, 12XN, 12XH2, 15H2M, 15X, 15XA, 20X, 15HF, 20N2M
		09G2, 09G2S, 09G2D, 10G2B, 10G2BD, 12GS, 16GS, 17GS, 17G1S, 10G2S1.
		08GDNFL, 12DN2FL, 13HDNFTL
Tillfredsställande svetsbar
		Legerade 16HG, 18HGT, 14HGN, 19HGN, 20HGSA, 20HGR, 20HN, 20HNR, 12HN3A, 20HN2M
		15G2AFDps, 16G2AFD, 15G2SF, 15G2SFD
		18G2S, 25G2S
		20GL, 20GSL, 20FL, 20G1FL, 20DHL, 12DHN1MFL
Begränsad svetsbar		Kolhaltig St5 (ps, cn), St5Gps
		Legerad 25ХГСА, 29ХН3А, 12Х2Н4А, 20Х2Н4А, 20ХН4А, 25ХГМ, 35Г, 35Г2, 35Х, 40Х, 33ХС, 38ХС, 30ХГТ, 30ХРА, 30ХГС, 30ХГСА, 35ХГСА, 25ХГНМТ, 30Х2Н4А, 20
		35GL, 32H06L, 45FL, 40HL, 35HGSL, 35NGML, 20HGSNDML, 30HGSFL, 23HGS2MFL
Dåligt svetsbar		Kol 50, 55
		Legerade 50Г, 45Г2, 50Г2, 45Х, 40ХС, 50ХГ, 50ХГА, 50ХН, 55С2, 55С2А, 30ХГСН2А, etc.
		30HNML, 25H2G2FL
* DSTU 2651-94 (GOST 380-94). ** Inställd i Ukraina.

I fallet när efterföljande härdning är omöjlig, utsätts den svetsade delen för lokal uppvärmning. Värmebehandlingen efter svetsning är olika för olika stålkvaliteter. Vid svetsning av små defekter i stål som innehåller mer än 0,35 % kol är värmebehandling (glödgning eller hög anlöpning för ett givet stål) nödvändig för att förbättra de mekaniska egenskaperna och bearbetbarheten.

Den tredje gruppen inkluderar kol- och legeringsstål ([C] X = 0,46-0,59) av perlitklassen, som är benägna att spricka under normala svetsförhållanden. Svetsbarhet av stål denna grupp säkerställs genom att använda speciella tekniska åtgärder, bestående i deras preliminära värmebehandling och uppvärmning. Dessutom utsätts de flesta produkter från denna grupp av stål för värmebehandling efter svetsning. För delar och gjutgods från valsade produkter eller smide som inte har särskilt stela konturer och stela sammansättningar är svetsning i värmebehandlat tillstånd (härdning och härdning) tillåten.

Utan förvärmning kan sådana stål svetsas i de fall där lederna inte har styva konturer, metalltjockleken inte är mer än 14 mm, omgivningstemperaturen är inte lägre än + 5 ° C och de svetsade lederna är av hjälpkaraktär. I alla andra fall krävs förvärmning till en temperatur på 200 ° C.

Värmebehandling av denna grupp av stål tilldelas enligt det läge som valts för ett visst stål.

Den fjärde gruppen inkluderar kol- och legeringsstål ([C] x≥0,60) av perlitklassen, de svårast att svetsa och benägna att spricka. Vid svetsning av denna grupp av stål med rationell teknik uppnås inte alltid de erforderliga prestandaegenskaperna hos svetsade fogar. Dessa stål svetsas i begränsad omfattning, därför svetsas de med obligatorisk preliminär värmebehandling, med uppvärmning under svetsning och efterföljande värmebehandling. Sådant stål måste glödgas före svetsning. Oavsett tjocklek och typ av fog måste stålet förvärmas till en temperatur på minst 200°C. Värmebehandling av produkten efter svetsning utförs beroende på stålsorten och dess syfte.

Driftsäkerheten och hållbarheten hos svetsade strukturer gjorda av låglegerade värmebeständiga stål beror på den maximalt tillåtna driftstemperaturen och den långsiktiga hållfastheten hos svetsfogar vid denna temperatur. Dessa indikatorer bestäms av legeringssystemet för värmebeständigt stål. Enligt legeringssystemet kan stål delas in i krom-molybden, krom-molybden-vanadin och krom-molybden-volfram (tabell 1.2). I dessa stål varierar värdet på kolekvivalenten över ett brett intervall och bedömningen av ståls svetsbarhet efter dess värde är opraktisk. Beräkningen av förvärmningstemperaturen utförs för varje specifik stålkvalitet.

Uppdelningen av höglegerade stål i grupper (rostfritt, syrabeständigt, värmebeständigt och värmebeständigt) inom ramen för GOST 5632-72 görs villkorligt i enlighet med deras huvudsakliga serviceegenskaper, eftersom värmebeständig och värmebeständig. resistenta stål är både syrabeständiga i vissa aggressiva miljöer, och syrabeständiga stål har både värmebeständighet och värmebeständighet vid vissa temperaturer.

För välsvetsade höglegerade stål utförs inte värmebehandling före och efter svetsning. Med betydande arbetshärdning måste metallen härdas från 1050-1100 ° C. Termisk normal. Denna grupp av stål omfattar ett antal syrafasta och värmebeständiga stål med austenitisk och austenitisk-ferritisk struktur.

För tillfredsställande svetsbara höglegerade stål rekommenderas en preliminär anlöpning vid 650-710 °C med luftkylning före svetsning. Värmetillståndet vid svetsning är normalt. Svetsning är inte tillåten vid negativa temperaturer. Förvärmning upp till 150-200 ° C är nödvändig vid svetsning av strukturella element med en väggtjocklek på mer än 10 mm. Efter svetsning, för att lindra stress, rekommenderas att anlöpa vid 650-710 ° C. Denna grupp omfattar i första hand det mesta av vissa krom-nickelstål.

Tabell 2. Kvaliteter av värmebeständiga och höglegerade stål och legeringar baserade på järn-nickel och nickel.

	GOST eller TU	stål grad
Perlit eller martensitisk		Värmebeständig kromolybden 15XM, 20XM, 30XM, 30XMA, 35XM, 38XM, 38X2MYUA
	GOST20072-74	12MX, 15X5M, 15X5
		12XM, 10X2M, 10X2M-VD
	TU5.961-11.151-80
		Värmebeständig krom-molybden-vanadin och krom-molybden-volfram 40KhMFA, 30KhZMF
	GOST20072-74	20H1M1F1BR, 12H1MF, 25H1MF, 25H2M1F, 20H1M1F1TR, 18HZMV, 20HZIVF, 15H5VF
	TU14-1-1529-76	15H1M1F TU14-1-3238-81, 35HMFA
		12X2MFA, 18X2MFA, 25X2MFA
	TU14-1-1703-76
	TU5.961-11151-80	20HMFL, 15H1M1FL
Ferritisk, martensitisk-ferritisk och martensitisk		Högkrom rostfritt 08X13, 12X13, 20X13, 30X13, 40X13, 25X13H2
		Högkrom syrabeständig och värmebeständig 12X17, 08X17T, 09X16N4B, 30X13N7S2, 08X18T1, 15X18XYu, 15X25T, 15X28, 14X17X17H2, 7X2S, 4X2S, 4X2S, 4X2S, 4X2S, 4X2S, 4X2S, 4X2S, 4X2S
	TU 14-1-2889-80
	TU14-1-1958-77
	TU14-1-2533-78
		Högkrom värmebeständig 15H11MF, 18H11MNFB, 20H12VNMF, 11H11N2V2MF, 13H11N2V2MF, 13H14NZV2FR, 15H12VNMF, 18H12VMBFR
Austenitisk och austenitisk-ferritisk		Syra 04H18N10, 08H18N10, 08Cr18Ni10Ti, 12H18N9, 12X18H9T, 17H18N9, 12X18H10T, 12H18N10B, 03H18N11, 08H18N12B, 03H17N14M2, E8H17N13M2T, 10X17H13M2T, 10H13MZT, 08H17N15MZT, 08H18N12T, 08H10N20T2, 10H14G14NZ, 10H14G14N4T, 10H14AG15, 15H17AG14, 07H21G7AN5, 03H21N21M4GB, 12H17G9AN4, 08H18G8N2T , 15Х18Н12С4ТЮ
	TU108.11.595-87
Austenitisk-martensitisk		07Х16Н6, 09Х17Н7Ю, 09Х17Н7ЮТ, 08Х17Н5МЗ, 08Х17Н6Т, 09Х15Н8Ю, 20Х13Н4Г9
Ferritisk-austenitisk		Höghållfast syrabeständig 08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т.08Х21Н6
	TU14-1-1958-77	10X25N6ATMF
Ferritisk-austenitisk		12Х25Н5ТМФЛ
	TU14-1-1541-75	03Х23Н6, 03Х22Н6М2
Austenitisk		Värmebeständig 20Х23Н13, 10Х23Н18, 20Х23Н18, 08Х20Н14С2, 20Х20Н14С2, 20Х25Н20С2, 12Х27Н16Х5Х25Х16,4Х5Х16,4Х5Х16,4Х5Х16,4Х5Х16,42Х5
		KhN38VT, KhN60Yu, KhN70Yu, KhN78T
Austenitisk		Värmebeständig 10Х11Н20ТЗР, 10Х11Н23ТЗМР, 08Х16Н13М2Б, 09Х16Н15МЗБ, 08Х15Н24В4ТР, 31Х19Н9МВБТ, 10Х11Н20ТЗР, 37Х12Н8Г8МФБ, 45Х14Н14В2М, 09Х16Н13М2В
Järn-nickel och nickelbaserade legeringar		KhN35VT, KhN35VTYu, KhN32T, KhN38VT, KhN80TBYu, KhN67MVTYu

För begränsade svetsbara höglegerade stål är värmebehandlingen före svetsning annorlunda (anlöpning vid 650-710 ° C med luftkylning eller härdning i vatten från 1050-1100 ° C). Vid svetsning av de flesta stål i denna grupp krävs förvärmning till 200-300 ° C.

Efter svetsning, för att lindra stress och sänka hårdheten, härdas delarna vid 650-710 ° C. För svetsning av ett antal stål av austenitisk klass krävs härdning i vatten från 1050-1100 ° C.

För dåligt svetsade höglegerade stål, före svetsning, rekommenderas att härda enligt vissa lägen för olika stål.

För hela gruppen av stål krävs förvärmning upp till 200-300 ° C. Svetsning av stål 110G13L i härdat tillstånd utförs utan uppvärmning. Eftersvetsvärmebehandling utförs enligt särskilda instruktioner, beroende på stålkvalitet och ändamål. Värmebehandling krävs inte för 110G13L stål.

Svetsbarhet- metallens förmåga att bilda högkvalitativa svetsfogar som uppfyller de operativa kraven för dem.

Möjligheterna och förutsättningarna för bildandet av en högkvalitativ svetsfog bestäms av många faktorer, av vilka de viktigaste är:

• egenskaper och egenskaper hos metallerna som svetsas;
• val av elektrod och fyllnadsmetall;
• svetslägen;
• uppvärmningstemperatur etc.

Svetsbarheten påverkas avsevärt av stålets kemiska sammansättning, i synnerhet innehållet av kol och legeringselement. Effekterna av enskilda grundämnen manifesteras på olika sätt - särskilt i kombination med kol.

Bland de viktigaste egenskaperna hos ståls svetsbarhet är det värt att lyfta fram tendensen att bilda sprickor och de mekaniska egenskaperna hos den svetsade fogen. De kan bestämmas genom svetskontrollprover.

Formel för att bestämma stålets svetsbarhet

Om stålets kemiska sammansättning är känd kan dess svetsbarhet bestämmas utifrån motsvarande kolhalt. För att göra detta, använd formeln:

Med motsv. = С + Mn / 20 + Ni / 15 + (Cr + Mo + V) / 10.

Siffrorna i denna formel är konstanta värden, och symbolerna för vart och ett av de kemiska elementen anger dess maximala innehåll i stål av en viss kvalitet, uttryckt i procent.

Den ekvivalenta kolhalten som erhålls från denna formel är en indikation på svetsbarheten hos stål, som grovt kan delas in i fyra grupper:

• väl svetsbar (Ceq överstiger inte 0,25%);
• tillfredsställande svetsbar (Ceq = 0,25% - 0,35%);
• begränsat svetsbar (Ceq = 0,35 - 0,45%);
• dåligt svetsbar (Ceq överstiger 0,45%).

Den goda svetsbarheten hos lågkolstål kan bedömas av en stark svetsfog med basmetallen utan sprickor och en minskning av duktiliteten i den värmepåverkade zonen.

Svetsbarheten hos legerade stål bedöms av möjligheten att erhålla fogar som är resistenta mot sprickbildning och härdade strukturer, såväl som av minskningen i hållfasthet, korrosion och så vidare.

Homogena metaller svetsar mycket lättare än olika. Svetsmetallen och den värmepåverkade zonmetallen är inhomogena. Ett tecken på otillfredsställande svetsbarhet är tendensen att bilda sprickor, som är kategoriskt oacceptabla i svetsfogar.

Utmärkande för svetsbarheten hos värmehärdade stål är tendensen att minska i styrka i den värmepåverkade zonen vid en temperatur på 400-720ºC, beroende på stålets anlöpningstemperatur under tillverkningen i fabriken. Således är tillverkningen av en stark svetsad struktur endast möjlig under förutsättning av en detaljerad studie och övervägande av stålets svetsbarhet.

Grundelementens inverkan på stålets svetsbarhet

Kol om det är mindre än 0,25 % i stål försämras inte svetsbarheten, och om dess innehåll är högre försämras svetsbarheten, eftersom härdade strukturer bildas i den värmepåverkade zonen, vilket leder till att sprickor bildas. Om en ökad kolhalt noteras i tillsatsmaterialet leder detta till porositet i svetsen.

Mangan när dess innehåll inte är mer än 0,8% försämras inte svetsbarheten, men när denna indikator överskrids är risken för sprickbildning höga på grund av att detta element bidrar till härdning av stål.

Kisel inom intervallet 0,02–0,35 % påverkar inte svetskvaliteten på något sätt, och vid en halt på 0,8 till 1,5 % komplicerar det svetsningen avsevärt på grund av ökad fluiditet och bildning av eldfasta kiseloxider.

Vanadin främjar härdning av stålet, vilket komplicerar svetsprocessen. Vid svetsning brinner vanadin, aktivt oxiderande, ut.

Volframökar stålets hållfasthet och gör det svårt att svetsa på grund av kraftig oxidation.

Nickelökar duktiliteten och kraften utan att kompromissa med stålets svetsbarhet.

Molybden under svetsning oxiderar det aktivt och brinner ut, vilket bidrar till bildandet av sprickor.

Krom, som bildar eldfasta karbider, komplicerar svetsningen avsevärt.

Niob och titan under svetsprocessen kombineras de med kol och förhindrar bildningen av kromkarbid, vilket bidrar till förbättrad svetsbarhet.

Koppar förbättrar svetsbarheten, ökar hållfastheten och duktiliteten hos stål, vilket gör det mer motståndskraftigt mot korrosion.

Syre arbetar för att minska duktiliteten och hållfastheten hos stål, vilket försämrar dess svetsbarhet.

Kväve har förmågan att skapa nitrider, det vill säga kemiska föreningar med järn, vilket ökar hårdheten och styrkan, vilket avsevärt minskar stålets duktilitet.

Väte påverkar svetsbarheten negativt eftersom det byggs upp i sömmen vilket gör att porer och små sprickor bildas.

Fosfor- en skadlig tillsats som ökar stålets hårdhet och gör det sprödare, vilket leder till att det bildas kalla sprickor.

Svavel mycket oönskat eftersom det främjar snabb bildning av heta sprickor. När svavelhalten överskrids försämras svetsbarheten kraftigt.