Сварка нержавейки и черного металла: Сварка нержавейки с черным металлом: технологии

Сварка нержавейки с черным металлом: технологии

С процессом сваривания нержавеющей стали может справиться далеко не каждый сварщик. Связано это с техническими характеристиками этого материала. Больше сложностей возникает при сварке нержавейки с черным металлом. Чтобы создать прочное соединение между этими материалами, необходимо правильно выбрать режим сваривания и учитывать ряд особенностей.

Сварка трубы из разных металлов

Если говорить о производстве, технологии сваривания нержавеющей стали с черным металлом, то она является изначально неправильной из-за разности материалов, их свойств, технических характеристик. Однако выполнить соединение можно.

Поскольку на предприятиях требуется соблюдение ГОСТов, такой способ соединения металлов востребован в небольших мастерских. Но для получения хорошего соединения нужно знать химический состав свариваемых компонентов, иметь практический опыт работы с ними.

Трудности в сварке разнородных сталей

Сварка нержавейки с черным металлом вызывает определенные трудности. Связано это с отличиями в технических характеристиках, химическом составе двух сталей. К ним относятся:

1. Наиболее слабым местом после проведения работ является стык спайки. Объясняется это тем, что у двух материалов есть различие по коэффициенту линейного расширения. Из-за этого после процесса сваривания остаются внутренние напряжения.
2. Неравномерность проплавки возникает из-за разницы в показателе теплопроводности. Это негативно влияет на прочность готового шва.
3. Эффект миграции углерода. Ухудшает антикоррозийную защиту готового изделия. Из-за этого шов быстрее покроется слоем ржавчины.

Инструмент

Для проведения работ необходимо подготовить сварочный аппарат, дополнительные инструменты, расходники, проволоку определенного химического состава. Список требуемых приспособлений, материалов:

1. Инверторный сварочный аппарат.
2. Присадочная проволока из нержавеющей стали.
3. Электроды (количество зависит от размеров шва, количества свариваемых деталей).

Отдельно необходимо поговорить о выборе электродов. Существует несколько основных типов расходных металлических стержней с особым покрытием:

1. ОЗЛ-25Б — применяется для соединения жаропрочных сталей.
2. НИАТ-5 — используется при сварке аустенитних материалов.
3. ЦТ-28 — применяется для сваривания сплавов на основе никеля.
4. Э50Ф — используется для соединения теплоустойчивых металлов.

Нельзя забывать про настройку сварочного материала. Принципы выбора режимов:

1. При толщине детали в 1 мм, применяют постоянный ток силой до 60 А (электрод 2 мм по диаметру).
2. При толщине заготовки 2 мм, выставляют переменный ток силой до 80 А (электрод 3 мм по диаметру).
3. При толщине детали 4 мм, применяют постоянный ток силой до 130 А (электрод 4 мм).

Если сила тока будет слишком большой, материалы повредятся.

Инвертор с маской и электродами

Технологии сварки нержавейки и черного металла

Существует несколько особенностей сваривания нержавеющей стали с черным металлом:

1. Нержавейка имеет высокий коэффициент линейного расширения. Из-за этого между соединяемыми заготовками требуется делать большие зазоры.
2. Нужно быстро охлаждать свариваемые металлы, чтобы сохранить коррозийную устойчивость.
3. Следует работать только короткими электродами, длиной до 350 мм. Использование длинных стержней с покрытием приведет к их перегреву при проведении рабочего процесса.
4. Сила сварочного тока должна снижаться на 20% из-за низкой теплопроводности нержавейки. Это поможет сохранить технические характеристики готового изделия.

Приварить нержавейку к черному металлу можно путем использования:

1. Электродов из высоколегированной стали, чтобы заполнить шов. Допускается применять стержни с никелевым покрытием.
2. Легированных электродов для наплавки кромок из черной стали. После этого шов создается с помощью плакированной стали, которая заполняет шов.

Перед свариванием нужно:

1. Подготовить расходники, изготовленные на никелевой основе.
2. Прокалить электроды. Оптимальная температура до 210 градусов в течение 1 часа.
3. Подключить постоянный ток.
4. Зачистить металлические поверхности от грязи, налета, палы, ржавчины.

Рекомендации:

1. Если применяется газовая сварка, нельзя выполнять быстрое охлаждение готового шва. Деталь должна остывать самостоятельно.
2. Рекомендуется наносить флюс на рабочую зону, чтобы сделать более качественное соединение.
3. При использовании вольфрамового стержня, не забывать затачивать его наконечник.
4. Сварка в среде защитного газа является предпочтительной, поскольку готовый шов будет более прочным.
5. При сваривании нужно захватывать больше черного металла. Это позволит создать более прочный шов на молекулярном уровне.
6. Движения должны быть аккуратными, неторопливыми.

Как проконтролировать качество соединения?

Существует три способа проверки шва:

1. Покрыть поверхность соединения керосином. Нельзя жалеть количества жидкости во время проверки. Если керосин выступил с другой стороны — шов плохой.
2. Второй вариант попытки — применение ацетона. Он наносится точно так же, как и керосин. Проступившие на другую сторону шва капельки говорят о наличии микротрещин, сквозных отверстий.
3. Промышленный метод проверки прочности швов — гидравлический способ. После его проведения, требуется осмотреть соединение визуально. Если появились дефекты, деталь бракуется.

Если мастер знает, что соединение получилось слабым, он не будет применять методы проверки, связанные с разрушением деталей. Любые неровности, трещины, углубления указывают на неправильное проведение работ.

Ацетон для проверки шва

Меры безопасности

Сварочные работы выполняются со строгим соблюдением правил техники безопасности:

1. Никогда не применять неисправное оборудование. Проверять аппарат заранее, осматривать рабочие элементы, провода на наличие возможных пробоев.
2. Электроды должны быть новыми, со сохранившимся рабочим слоем. Нельзя использовать треснутые стержни.
3. Подготавливать рабочее место заранее. Убрать все горючие смеси подальше, очистить стол от ненужных предметов, которые могут помешать проведению сварочных работ.
4. Сварка считается вредным технологическим процессом. Поэтому нужно использовать маску сварщика, защитный комбинезон, перчатки, прочную обувь.
5. Под ноги положить резиновый коврик, чтобы исключить удары током.
6. Помещение, в котором проводятся сварочные работы, должно быть оборудовано хорошей системой вентиляции.
7. Для удобства желательно проводить работы на металлическом рабочем столе.

Работая с баллонами, наполненными инертными газами или кислородом, необходимо вытирать любые подтеки масла в рабочей зоне.

Любой сварщик знает, как сложно сваривать детали из нержавейки между собой. Процесс усложняется, если нужно соединить нержавеющую сталь с черным металлом. Поэтому необходимо точно определить компоненты материалов, подобрать электроды, рабочий режим аппарата. Во время рабочего процесса нужно учитывать советы профессионалов.

Сварка нержавейки полуавтоматом: технологии, материалы, оборудование

Нержавеющая сталь применяется во многих отраслях промышленности, а также в быту. При устранении возможных поломок деталей и соединения отдельных частей используется сварка нержавейки полуавтоматом. Специальное оборудование и среда защитного газа позволят избежать появления дефектов в месте соединения.

Сварка нержавеющей стали полуавтоматом

Особенности нержавеющей стали

Процесса соединения нержавейки при помощи сварки считается сложным. Обусловлено это составом нержавеющих сплавов, а также свойствами характерными им свойствами.

Виды нержавеющих сталей

Материал классифицируется на:

1. Ферритная структура. В составе таких сплавов содержится хром в количестве до 20%. Применяются в тяжелой промышленности для изготовления отопительных систем. Устойчивы к коррозии, а также способны намагничиваться, данный металл считается востребованным.
2. Аустенитная структура. В составе содержат никель и хром. Составляют до 70% всех нержавеющих сплавов в промышленности. Устойчивы к коррозии, имеют высокую прочность в отличие от аналогов.
3. Феррритно-мартенситная структура. Имеют игольчатое строение углерода, из-за чего считаются прочным видом нержавеющего сплава. Устойчивы к преждевременному износу, способны выдерживать действие повышенных температур. В составе содержат минимальное количество посторонних примесей.
4. Комбинированная структура. Данная категория получается при сочетании основных типов. Изготавливается в результате применения новых технологий. Содержит все полезные качества используемых материалов.

Свойства и свариваемость нержавейки

Нержавеющие сплавы имеют следующие свойства, которые могут повлиять на процесс сварки:

1. Теплопроводность материала ниже в 2 раза, чем у углеродистых сталей. Из-за этого свойства происходит перегрев сварочной ванны, снижаются коррозионная устойчивость. Для предотвращения место соединения охлаждают.
2. Низкая температура плавления способствует образованию в месте сварки металла с температурой расплава 500°С. Такое явление в дальнейшем приведет к появлению дефектов шва, образуются трещины. Необходимо применять принудительное охлаждение.
3. Высокое тепловое расширение приведет к механической деформации в месте шва. Для предотвращения между деталями рекомендуется оставлять зазор определенного размера.
4. Пониженная электрическая проводимость является основным показателем нержавеющей стали. Такое свойство приводит к критическим нагревам легированных электродов.

Внутренние характеристики делают нержавеющие сплавы сложными для сварки. Для нормального соединения необходимо применять принудительное охлаждение шва.

Технология сварки нержавейки полуавтоматом

Для повышения качества соединения, а также снижения уровня ложности процесса сварки нержавеющих сплавов применяются полуавтоматические аппараты. Оборудование дает:

• обеспечение сварочной ванны газом для защиты от постороннего влияния;
• подача проволоки присадочной;
• принудительное охлаждение;
• возможность выполнения работ в труднодоступных местах.

В процессе сварки на поверхности металла образуются области повышенного внутреннего напряжения. Для предотвращения явления рекомендуется проводить обработку при помощи нагрева детали до температуры 760°С и дальнейшим самостоятельным охлаждением.

Материалы и оборудование

В процессе сварки используют полуавтоматические аппараты. Они обеспечиваются системой подачи проволоки, а также защитного газа. Полуавтомат для сварки должен иметь возможность переключения полярности, а также контролем и регулировкой основных параметров.

Проволока для сварки нержавейки

Для обеспечения надежного шва необходимо применять проволоку для сварки нержавейки полуавтоматом. Она изготавливается также из нержавеющего сырья. Если нет возможности использовать газовую среду рекомендуется применять порошковую проволоку, она имеет полое строение, пустота заполняется флюсом. Недостатком последней является появление в дальнейшем трещин в структуре шва.

Выбор газа

Применение газа обусловлено необходимостью обеспечения защиты места соединения от вредного окисления. При этом вещество не должно вступать в химические реакции с металлом, чем может снизить характеристики нержавейки.  В таком случае используются инертные газы с добавленной углекислотой.

Баллоны с газом

 

Как варить нержавейку полуавтоматом

Часто детали для соединения могут располагаться в труднодоступных местах. Сварка нержавеющей стали полуавтоматом обеспечивает надежный шов, который защищен от преждевременного износа.

Подготовка металла

Перед выполнением работ по соединению присадочной проволокой необходимо подготовить детали:

• в месте соединения удаляют все загрязнения;
• проводят обезжиривание металла, для надежности шва и защиты от трещин, помогут при этом растворители;
• для удаления избыточной влаги детали рекомендуется нагреть до значения 100°С.

Техническая схема сварки

Для соединения нержавеющих сплавов при помощи сварки применяют три метода:

• для деталей маленькой толщины необходим метод короткой дуги;
• при струйном переносе получают сварное соединение нержавейки при деталях большой толщины;
• импульсный метод считают универсальным.

Технологический процесс требует выполнения некоторых правил:

• для хорошего обзора необходимо горелку располагать под отрицательным углом к шву;
• головку следует вести на расстоянии 12 мм от поверхности металла;
• проволока должна плавиться небольшими порциями, без больших капель.

Сварщику рекомендуется выполнять ряд требований:

• сварка ведется при обратной полярности клемм;
• значением угла регулируется качество и ширина шва;
• длина вылета присадочной проволоки должна составлять не более 12 мм;
• в место шва необходимо подавать осушенный газ, при расходе до 12 м³/мин;
• для предотвращения появления брызг поверхности обрабатывают раствором мела;
• начало и окончание шва рекомендуется делать на некотором расстоянии от края деталей.

Исправление дефектов

При выполнении сварочных работ в местах соединения могут возникать деформации, происходит это в результате нагрева. Для устранения следует выполнять следующее:

• при образовании пузырей в месте шва применяют метод простукивания молотком от края деталей;
• покоробленный металл необходимо выправить при помощи разогрева детали горелкой, а также простукивания молотком.

Для получения шва необходимо изучить теоретическую часть, а также выполнить пробную сварку на образцах.

Сварка нержавейки и черного металла

Никогда не возникает вопросов, когда производится сварка идентичных по составу металлов. Проблемы возникают, когда свариваются две разные заготовки. И, скорее всего, не проблемы, а трудности, касающиеся правильного подбора технологий и режимов сварки, а также расходных к ним материалов. К примеру, сварка нержавейки и черного металла. Вроде бы две стали, но с разными техническими свойствами. Поэтому правильно варить два этих сплава – это значит, точно подобрать параметры сварочного процесса. Ведь сваренный шов будет держать обе заготовки прочно лишь в том случае, если он состоит из того же металла, что и свариваемые детали.

С черным металлом все более или менее понятно. Это самый распространенный материал, который легко поддается свариванию любыми видами сварки. С нержавеющей сталью все намного сложнее.

Особенности сварки нержавейки

Есть четыре технические характеристики нержавеющей стали, которые делают ее сварку особенной.

1. Низкая теплопроводность металла. Если сравнить данный показатель с черной сталью, то она у нержавейки в два раза ниже. Это говорит о том, что в процессе нагревания металла он не отводит тепловую энергию, а накапливает в себе. А это чревато повышением температуры на определенном участке, что при сварке обязательно приведет к прожогам. Эту проблему можно решить просто – нужно уменьшить силу тока на 20-30%.
2. Линейное расширение у нержавейки выше, чем у черного металла. Почему так важно данное значение. Все дело в том, что после большого расширения при нагреве будет происходить обратный процесс – усадка на туже величину, что и расширение. То есть, две заготовки могут порвать сварочный шов, или в нем появятся трещины в большом количестве. Выход из положения – большой зазор между свариваемыми деталями.
3. Электрическое сопротивление. Этот показатель у нержавейки тоже большой. Он влияет на электрод, а точнее на его перегрев в процессе сварки нержавейки и стали. Поэтому необходимо длину расходника уменьшить до предела 35 см, не больше.
4. Нержавеющая сталь под действием высоких температур меняет свои качества. То есть, из нержавейки она превращается в обычную сталь. Поэтому очень важно ее не перегревать. При +500С на зернах металла образуется карбидное соединение, которое и снижает антикоррозионные свойства нержавейки. По сути, коррозия начинает происходить на межкристаллических связях. Решается данная проблема по-разному, например, свариваемые детали охлаждаются водой.

Сварка нержавейки с черным металлом

Можно ли, и как сварить нержавейку с черным металлом? Вопрос, который требует особого подхода. Главное – правильно выбрать технология сваривания. Чтобы ее провести, можно использовать:

• Ручную дуговую сварку плавящимся электродом.
• Неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитных газов с присадкой или без таковой.

Кстати, в качестве присадочного материала нужно использовать нержавеющую проволоку.

Сказать, что первый способ сварки лучше, а второй нет, или наоборот, нельзя. В каждой технологии есть свои особенности и нюансы. К примеру, чтобы сварной шов при ручной электродуговой сварки был качественным, нужно использовать электроды, с помощью которой можно варить саму нержавейку. Вторая технология предопределяет использование присадки только из нержавейки. Причем в ее состав обязательно должны входить легированные добавки: никель и марганец, редко хром. Но в сварочном шве все же должно быть больше нержавеющей стали. Идеальный шов, если в составе его металла входит 40% чистой нержавейки.

Что касается плавящихся электродов, то они подбираются с учетом состава обоих свариваемых металлов: нержавейки и обычной стали. Все дело в том, что две заготовки могут отличаться не только техническими и механическими параметрами, но и разной степенью свариваемости, наличием или отсутствием легированных материалов, их процентным содержанием.

К тому же присутствие никеля в двух сплавах делит их на несколько категорий: легированные, низко- или высоколегированные, углеродистые или теплоустойчивые. Поэтому, выбирая электрод, придется все это учитывать. Хотя существует определенное правило сварки нержавейки и черной стали. Если хотите получить качественный шов без внутренних трещин – используйте расходник, который используется для сварки высоколегированных сталей. Стержень таких электродов обладает высокими прочностными характеристиками.

Марки каких электродов подойдут для сварки черной стали и стали нержавеющей:

• НИАТ-5 – прекрасно варит аустенитных металлов.
• ЦТ-28 – для нержавейки.
• Э50А – для сплавов с высоким показателем теплоустойчивости.
• ОЗЛ-25Б – для жаропрочных металлов.

Особенности сварки черного металла с нержавейкой

Особенность соединения двух разноплановых видов сталей заключается в том, что в процессе их нагрева происходит расплав. Металлы становятся мягкими, но нержавейка в этом плане становится текучей, как вода, а черная сталь приобретает вязкую консистенцию. Это и есть большая проблема. Решить ее можно только одним способом – использовать для соединения электрод для сварки нержавейки. К примеру, ОК61.30 – это универсальная марка, или ОК67.45 – этот электрод обычно используется в самых сложных ситуациях, к которым относится сварка нержавеющей стали и стали из черного металла.

Кстати, ручная электродуговая сварка плавящимся электродом в данной ситуации является самой простой по сравнению с другими технологиями. Но использование газосварки считается более качественным вариантом в плане получения шва высокого качества.

Все дело в том, что присадочная проволока из нержавеющей стали снижает текучесть основного металла почти в три раза. Из этого можно сделать вывод:

• Если вам необходимо соединить детали из нержавейки и черного металла в домашних условиях, то выбирайте электродуговую сварку.
• Если нужно, чтобы соединение смогло выдержать приличные нагрузки, тогда лучше воспользоваться сваркой в среде защитного газа.

Кстати, аргоновую сварку часто для этих целей лучше не использовать, слишком дорого обойдется такое соединение. Можно ее заменить обычной газосваркой, используя в качестве присадки нержавеющую проволоку. Идеально будет, если зону сварки защитить флюсом. Но и его также придется выбирать из расчета сваривания двух разных сплавов.

Режимы для сварки

Толщина соединяемых заготовок, мм	Диаметр электрода, мм	Род тока	Сила сварочного тока, А
1	2	постоянный	30-60
2	3	постоянный	50-80
4	4	постоянный	90-130

Технология сварки

Как и во всех сварочных процессах, свариваемые заготовки необходимо подготовить: очистить кромки или торцы металлической щеткой до блеска, обезжирить, если есть такая необходимость.

Для обезжиривания можно использовать растворитель или спирт. Если буде производится газосварка, то в стык укладывается флюс.

Сваривать черный металл и нержавеющую сталь лучше в нижнем положении. Таким образом, предотвращается растекание металла. Сваривание плавящим электродом должна производиться с соблюдением точных движений рук сварщика. В основном электрод должен располагаться ближе к черному металлу, потому что он меньше, чем нержавейка, становиться текучим.

При газосварке все эти же процесс происходят точно также, только медленнее. Шов надо формировать глубоким и широким. Чем больше однородного металла между заготовками, тем лучше. Самое главное никаких быстрых способов охлаждения, металл сварочного шва должен остывать медленно.

Конечно, чтобы добиться качества конечного результат, надо иметь опыт сваривания разнородных металлов. Поэтому после завершения сварочной процедуре рекомендуется провести контроль качества шва. Это можно сделать несколькими способами.

1. С помощью обычного керосина. Его наносят на поверхность шва, а с другой стороны проверяют, не прошел ли он сквозь соединение заготовок. Если керосина с обратной стороны нет, то сварка прошла на высоком уровне.
2. То же самое можно сделать, используя ацетон. Можно его подкрасить пигментом для лучшего проявления с обратной стороны сварного шва.
3. Существует так называемый гидравлический способ контроля. Обычно с его помощью проверяется шов на прочность. Если чисто визуально были обнаружены дефекты стыка, то этот вариант проверки качества лучше не использовать.

Становится понятным, что приварить нержавейку к обычной стали, это достаточно ответственный процесс. Не зная тонкостей сварочной технологии, не зная правил выбора расходных материалов, сделать стальной стык качественным не получится. Самое главное, как показывает практика, это поймать ту середину, когда расплавленная нержавейка не стала сильной текучей. А при этом черный металл не остался твердым.

Поделись с друзьями

1

0

0

0

Сварка нержавеющей стали в домашних условиях

Использование нержавеющей стали во многих изделиях продлевает их срок эксплуатации и улучшает внешний вид. Легированные металлы широко применяются в химической промышленности, машиностроении, и изготовлении бытовых емкостей и полотенцесушителей. Но порой этот материал, под действием блуждающих токов или сильной коррозионной среды, дает течь. Начинающие сварщики, в попытках исправить положение, сталкиваются с несколькими трудностями по работе с таким металлом. Или же возникает потребность соорудить собственную емкость из легированной стали. Как варить нержавейку правильно, чтобы швы оставались герметичными? Сколько существует способов сварки нержавейки и какой из них лучше? Что наиболее подойдет для работы в домашних условиях?

Особенности сварки

Варить нержавеющую сталь возможно несколькими способами, но в каждом из них необходимо учитывать специфические особенности материала. Работа с легированной сталью отличается от низкоуглеродистой тем, что свариваемый металл позволяет формировать ровные швы, требующие минимальной обработки. Благодаря шлифовке и полировке можно получить идеальный вид поверхности, которую не нужно красить.

Но в том, как сваривать нержавейку, есть и свои трудности. Они заключаются в следующем:

• Линейное расширение металла проявляется сильнее, чем у других видом стали. Из-за этого изделие значительно удлиняется во время нагрева от сварки, а по окончании процесса возвращается в первоначальную форму. Это создает два распространенных дефекта при сварке нержавейки. Во-первых, изделие сильно деформируется (образовываются волны, дугообразные прогибы), что портит внешний вид и требует правки геометрических форм. Во-вторых, происходит растяжение сварочного шва, который может не выдержать такого микродвижения и дать трещины. Правильная сварка нержавеющей стали подразумевает ведение дуги на меньших токах, чтобы минимизировать прогрев изделия, и подбор качественных присадочных материалов. В изделиях, которые толще 7 мм, применяется предварительный подогрев всей поверхности током.
• В расплавленном состоянии нержавейка быстро взаимодействует с кислородом, находящимся в окружающем воздухе. Если вести сварку без защитного облака, то металл будет сильно пениться и шов не получится. Слабая защита сварочной ванны позволяет выполнить работу, но дает много пор. Поэтому заварить легированную сталь качественно можно только в хорошей защитной среде. Это обеспечивает специальная обмазка электродов или инертные газы.
• Хорошая теплопроводность и низкая температура плавления материала создают еще одну трудность для сварки нержавеющей стали — выгорание легирующих элементов. Так, после нескольких месяцев, на свариваемом материале можно обнаружить следы коррозии. Чтобы предупредить этот дефект, необходимо выполнять шов немного быстрее, чем на низкоуглеродистой стали. Правильно установленная сила тока тоже играет важную роль.

Зная о вышеописанных свойствах металла можно выбирать верные режимы сварки и правильные расходные материалы, что позволит получить качественный результат.

Подготовка металла

Как правильно варить нержавейку показано на различных видео. Но все эти способы подразумевают предварительную подготовку материала под сварку. Эти этапы включают ряд действий:

1. Изделие требуется очистить от масла и мусора.
2. Тонкие платины (от 0,5 до 1,5 мм) не нуждаются в зазоре, а наоборот их требуется плотно подвести друг ко другу.
3. В материале с толщиной от 4 мм и выше, для качественного провара, требуется выполнить разделку кромок. Это производится «болгаркой» или напильником. Благодаря этому будущий шов становится немного шире и глубже, что лучше связывает свариваемые стороны.
4. Между пластинами выставляется зазор в 1-2 мм.
5. Детали толще 7 мм рекомендуется предварительно подогревать.
6. Чтобы зафиксировать пластины и не дать им изменить положение во время сварки, ставится несколько прихваток по всей длине соединения.
7. После этого можно приступать к ведению шва.

Чем варить нержавейку: суть методов и технология процесса

Технология сварки легированных сталей подразумевает использование электрической дуги, позволяющей плавить металл, и создания защитного газового облака. Существует три способа сварить нержавейку.

Покрытыми электродами (MMA)

Суть метода заключается в использовании источника тока (трансформатор с выпрямителем или инвертор), подсоединяемого одним концом (массой) к изделию, а вторым к держателю электрода. Сварочный ток создает дугу между ними, способную плавить металл и формировать шов. Кроме краев пластин плавится и стержень электрода, который состоит из похожего по составу к основному металла. Сварочную ванну защищает обмазка электрода, которая расплавляется и выделяет особый газ.

ММА — это отличный вариант, когда требуется сварка нержавейки в домашних условиях. Аппараты доступны по цене и компактны для хранения в кладовке или гараже. Транспортировка не требует много места, а легкий вес позволяет работать на любой высоте. Электроды по нержавейке доступны в продаже.

После подготовки металла процесс сварки выполняется ведением электрода по линии соединения. Первый проход необходимо произвести ровно, наклонив электрод на себя или в удобную сторону. В этом же направлении и ведется шов. Расстояние между концом электрода и поверхностью металла выдерживается в 3-5 мм. Когда свариваемые пластины толстые, то требуется несколько проходов. После каждого следует отбивать шлак. Многопроходные швы ведутся с легкими колебаниями электрода для придания чешуйчатости и заполнения места соединения.

Настройки на аппарате выставляются соответственно изделию:

Толщина пластин, мм	Напряжение, V	Диаметр электрода, мм	Сила тока, А
1	11	2	30-40
1.5	12	2	40-60
2	13	2	55-75
3	15	3	90-100

Полуавтоматом

Нержавеющие стали свариваются отлично полуавтоматом. Это более изящный процесс, позволяющий быстро и качественно заварить соединение любой толщины. Источником тока выступает аппарат с постоянным напряжением или инвертором. Масса крепится на изделие, а «плюс» подсоединяется к специальной горелке.

Горелка совмещает в себе подачу тока и подвод инертного газа в зону сварки. Электричество передается по кабелю и специальному мундштуку-контактору. Газ идет по параллельно уложенной в рукаве шланге и выходит через сопло. В качестве присадочного материала выступает проволока, автоматически подающаяся тяговым механизмом. Напряжение через мундштук переходит на проволоку и между ней и изделием возбуждается дуга. Одновременно происходит обдув защитным газом, предотвращающий контакт с внешней средой. Для соединения нержавейки используют чистый аргон или его смеси с углекислотой.

Проволока должна быть из того же материала, что и свариваемые детали. Ее диаметр и скорость подачи выставляются исходя из толщины изделия и пространственного положения. Рекомендуемые параметры следующие:

Толщина изделия, мм	Сила тока, А	Диаметр проволоки, мм	Скорость подачи, м/ч
1.5	80-100	0,8-1,0	160-180
2	130	1.2	180-230
3	160-200	1,2-1,4	350-400
5	200-300	1,2-1,6	450-650

Для создания особо прочных швов, подвергающихся химическому воздействию на предприятиях, применяют порошковую проволоку, которая имеет трубчатое строение и включает в себя флюс, дополнительно защищающий зону сварки. После окончания шва флюс застывает на поверхности в виде шлака и требует отбития. Швы ведутся с колебательными движениями, справа налево или наоборот. Важно следить за полным заполнением зоны соединения присадочным металлом. Это хорошо контролировать, поскольку при сварке обычной проволокой нет шлака, мешающего обзору.

Полуавтоматические аппараты стоят дороже инверторов и требуют дополнительной оснастки баллоном, редуктором и шлангами. Но благодаря такому способу сварки можно быстро вести работы.

Аргоновая сварка

Сварка тонкой нержавейки особенно хорошо удается аппаратами с постоянным током и не плавящимся электродом. Масса от оборудования подключается к пластинам, а + крепится к горелке. Аппарат выдает постоянный ток, полярность выставляется обратная. По каналу к горелке подводится напряжение и газ. Ток передается через прижимной механизм на вольфрамовый электрод. Между ним и пластинами зажигается электрическая дуга. Кончик электрода, заточенный как игла, позволяет формировать тонкие швы, на миллиметровом железе. Сам электрод не плавится, а лишь нуждается в периодической заточке. Оплавляются кромки свариваемого материала и дополнительно подается присадочная проволока. Она должна быть из однородной стали со свариваемым изделием. В процессе задействованы обе руки сварщика, поэтому данный метод требует определенных навыков и тренировок.

Защитным газом выступает аргон, подающийся по шланге в аппарат. Его продувка не только ограждает сварочную ванну от внешней среды, но и помогает остужать электрод и конец зоны сварки.

Швы таким методом ведутся справа налево, с наклоненной горелкой. Если необходимо тоненькое соединение, то никаких колебаний не требуется. В случае широких стыков, выполняются поперечные движения электродом. Зазор между ним и изделием поддерживается на расстоянии 5 мм. Вылет электрода из сопла тоже устанавливается 5-6 мм, чтобы было удобно вести шов, но не перегревать вольфрам. Рекомендуются следующие параметры:

Толщина материала, мм	Сила тока, А	Напряжение, V	Диаметр электрода, мм
1	30-40	10	1.6
1.5	45-55	12	2.3
2	60-80	15	2.3
3	90-110	16	2.3

Сваривание нержавейки — это интересный процесс, позволяющий получить качественное соединение, способное служить длительный срок. В домашних условиях наиболее подходит сварка покрытым электродом инвертором. Но если предстоит большой объем работ, то лучше воспользоваться полуавтоматом. Для соединение тоненьких пластин идеальна аргоновая сварка.

Поделись с друзьями

0

0

0

0

Сварка нержавейки с черным металлом: технология, безопасность, трудности

Электродуговая сварка является, пожалуй, одним из самых распространённых методов соединения металлических деталей. Технологически процесс сваривания металла выглядит таким образом: под действием электрической дуги, металл в зоне варки плавится и, смешиваясь, соединяет детали. Фактически получается одна целая деталь, поэтому сварочное соединение по характеристикам равно цельнометаллической детали.

Сварка нержавейки с черным металлом

Разные сплавы имеют разную температуру плавления и текучесть, поэтому иногда появляются сложности, когда требуется сварить два разных вида металла. Например, нержавейку и чёрный металл.

Можно ли сварить чёрный металл с нержавейкой

Ещё на заре зарождения электродуговой сварки, изобретатель Николай Гаврилович Славянов представил публике небезызвестный «Стакан Славянова». Этот стакан примечателен тем, что он состоит из семи металлов, которые нельзя сплавить естественными методами. Несмотря на различные характеристики чёрного металла и нержавейки, сварить их, тем не менее можно. О том, как происходит сварка нержавейки с простым чёрным металлом, основных трудностях процесса и способах их решения будет рассказано ниже.

Схема сварки нержавейки с черным металлом

Трудности в сварке разнородных сталей

Как говорилось выше, при варке сплавов разных сортов, а также во время сваривания сталей разных марок, могут возникнуть некоторые сложности. Основные трудности, которые могут возникнуть:

• Разная теплопроводность. Может служить причиной прожога деталей во время сварочного процесса. Чем хуже металл отводит тепло от сварочной ванны, тем выше её температура. Уменьшение сварочного тока снижает температуру, но может привести к непровару в соединении.
• Разное линейное расширение. При нагреве все тела увеличиваются в размерах, при остывании, соответственно принимают прежние размеры. Таким образом, изменение размера в процессе остывания могут послужить причиной разрыва сварочного шва или образованием в нём трещин.
• Разница в электрическом сопротивлении. Влияет на перегрев электрода во время сварочного процесса. Это также сказывается на прочности шва.

Разнородные слои при сварке

Перегрев некоторых видов металлов ведёт к печальным последствиям. Нержавейка, например, при температуре свыше 500 градусов теряет свои свойства. То есть из нержавейки она превращается в обычный чёрный металл. Сварка приводит к перегреву стали в месте шва, поэтому на месте сварочного шва часто выступает ржавчина. Несмотря на кажущиеся трудности, сварка нержавейки и чёрного металла возможна при соблюдении ряда определённых правил.

Технологии сварки нержавейки и чёрного металла

Перед тем как ответить на вопрос «как сварить нержавейку с обычным чёрным металлом», следует рассмотреть существующие способы получения сварного соединения. Наиболее распространены следующие способы:

• MMA. Ручная электродуговая сварка при помощи электрода в специальной обмазке.
• MIG. Полуавтоматическая сварка в среде защитного газа с применением специальной проволоки.
• TIG. Сварка в среде инертного газа неплавящимся вольфрамовым электродом.

MMA-сварка

Практически все виды металлов, в том числе и нержавейку с чёрным можно сваривать электродом, однако, потребуется подобрать электрод, обладающий определёнными характеристиками. В принципе, при этом получается неплохое соединение, однако, в промышленных условиях сварка разнородных сталей нержавеющей обычной производится в среде защитного газа. Это обусловлено тем, что сварной шов, при контакте с воздухом, насыщается азотом и становится довольно хрупким. Что является недопустимым при создании ответственных или несущих конструкций, поэтому, например, способы сварки швеллеров между собой предусматривают исключение попадания воздуха к остывающему сварному шву. При сварке большинства изделий, изготовленных из нержавейки, в качестве защитного газа используется аргон. Он обладает большой инертностью и не вступает в реакцию с расплавленным металлом в зоне шва. Также аргон имеет молекулярную массу выше, чем у воздуха, поэтому полностью вытесняет его из зоны сварки.

Технология сварки нержавейки с черным металлом

В процессе сваривания, плавится больше нержавеющая сталь, а чёрный только-только становится вязким. Для равномерного распределения расплавленного металла и получения прочного и красивого шва, свариваемые детали необходимо расположить строго горизонтально. В принципе, этого требуют все методы сварки нержавейки.

Дополнительно стоит упомянуть, что во время процесса сваривания, электрод должен находиться строго перпендикулярно свариваемой поверхности.

Сварку всегда ведут только при постоянном токе, переменка при варке нержавейки и чёрной стали – недопустима. Всё это позволит достичь высокого качества и прочности сварных швов. Помимо техники, немаловажным фактором, играющим большую роль в получении прочного шва, является правильный выбор присадочной проволоки или электрода.

Применяемые электроды

Разобравшись с технологией сварки, можно переходить к вопросу какими электродами и присадочной проволокой следует воспользоваться для сварки чёрного металла и нержавейки. Проволока, применяемая в процессе сваривания двух различных сталей должна содержать не менее 30% основного материала. Степень его легирования должна быть такой же или выше, как у свариваемых металлов. В случае с нержавейкой и чёрным – основным материалом является нержавеющая сталь (как имеющая наиболее высокую степень легирования). Остальную долю в присадочном материале занимает никель и марганец.

Электроды для сварки

В принципе, хорошее сварное соединение для не сильно ответственных конструкций, можно получить и без применения специальных расходных материалов. Чаще всего применяются для соединения нержавеющей и обычной стали нержавеющий электрод или нержавеющая присадочная проволока. Такие электроды содержат повышенное количество легирующих компонентов, позволяющих компенсировать их выгорание в процессе нагрева.

Если необходимо сварить какую-либо ответственную конструкцию, следует обратить внимание на специальные переходные электроды для варки разнородных или трудно свариваемых сталей. При их использовании наплавляется специальный промежуточный (или буферный) слой, который и позволяет соединить детали. Наиболее часто используются электроды ОЗЛ-312 (в случае, когда химический состав сталей вообще неизвестен) и НИИ-48Г.

Как проконтролировать качество соединения

Проверку полученного шва проводят после полного его остывания. В первую очередь производят визуальный осмотр поверхности на наличие трещин или прожига деталей. Если требуется герметичность соединения, то проверку продолжают с применением керосина или аммиака. С помощью керосина проверяются микротрещины, которые могли возникнуть в процессе сваривания. Для этого с одной стороны проверяемого шва наносят меловой раствор, а с другой стороны — керосин, подкрашенный красителем. Если меловой раствор изменил цвет – герметичность шва отсутствует. В том месте, где произошло окрашивание и отсутствует герметичность. Эффект окрашивания основан на капиллярном проникновении керосина по микротрещинам. Именно керосин также выбран неслучайно, эта жидкость имеет очень большую текучесть. Проверка аммиаком не отличается от проверки с помощью керосина, только в этом случае меловой раствор заменяют специальными индикаторами, меняющими цвет.

Качество соединения шва

Ответственные замкнутые конструкции можно также проверить и на герметичность, и на прочность одновременно. Для этого используется искусственно создаваемое гидравлическое давление.

Важно помнить, что если есть подозрение в заведомо слабом сварном шве, то применять этот способ категорически запрещено.

Проверка качества шва позволит быть уверенным, что удалось качественно сварить детали.

Правила безопасности

При проведении любых сварочных работ всегда необходимо соблюдать правила техники безопасности. Особенно это касается процесса сваривания нержавейки и чёрной стали.

Техника безопасности

Нержавейка очень текуча в расплавленном состоянии и может сильно разбрызгиваться, поэтому всегда необходимо надевать защитный костюм сварщика и рукавицы.

Сварочную маску также желательно выбирать закрытого типа.

Сварка нержавейки с черным металлом: способы, технология и оборудование

Основная сложность процесса сварки черных металлов (Ст3, Ст20) и нержавеющей стали (12Х18Н9, 12Х18Н10) заключается в том, что эти материалы хоть и являются разновидностью стали, но при этом абсолютно разные по техническим свойствам. Чтобы получить высококачественное соединение в процессе сваривания, в первую очередь, надо ответственно подойти к выбору электродов.

Особенности и сложности сварки нержавейки с черным металлом

Среди свойств, которые влияют на процесс сварки, следует выделить:

1. Сопротивление. Для того чтобы электрод не перегревался вследствие высокого сопротивления нержавейки к подающемуся току, сердцевина электрода изготавливается из сплава хрома и никеля.
2. Теплопроводность. Нержавейка имеет маленькую теплопроводность, что позволяет улучшить проплавление материала в зоне формирования шва. Вследствие этого перед процессом сваривания нужно правильно рассчитать силу сварочного тока.
3. Повышенная подверженность коррозии. Нержавеющая сталь, подвергаясь температурам свыше 500°С, полностью меняет свои свойства, по сути, превращаясь в черный металл. По этой причине в зоне сварочного шва часто проявляется коррозия.
4. Линейное расширение. Во время сварки металл подвергается сильным деформациям из-за высокого коэффициента линейного расширения свариваемых материалов. По завершении процесса во время остывания также возможны существенные деформации. Во избежание этого следует оставлять более широкие зазоры меду свариваемыми металлами.

Одной из основных проблем, с которой сталкиваются специалисты при данном виде сваривания, является высокая вероятность возникновения трещин шва, которые проявляются по завершении процесса. Это происходит по причине неоднородной структуры шва и избежать трещин можно при правильном выборе электродов и использовании нержавеющей присадки с содержанием марганца и никеля. Также для хорошего соединения в шве должно присутствовать не более 40% основного металла.

Кроме того, причиной плохой свариваемости нержавейки с черным металлом является образование хрупкой прослойки, возникающей в процессе сварки, вследствие чего уровень легирования нержавеющей стали снижается и становится приближенным к черным металлам. Если прослойка достигает критической величины, то соединение подвергается разрушению.

Способы сварки черного металла и нержавейки: технология и оборудование

Электродуговая сварка является наиболее простым способом сваривания нержавейки с черным металлом. Часто ее выбирают по причине высокой скорости процесса и простоте подготовки материалов к свариванию. Однако стоит упомянуть, что при использовании этого способа будет очень сложно достигнуть хорошего качества шва. Упростить задачу можно, подобрав качественные электроды из нержавейки с правильным покрытием. При сваривании электродом результат достигается за счет снижения температуры сварочной ванны, которое достигается добавлением в состав электрода марганца и никеля. При использовании таких электродов существенно уменьшается ширина хрупких прослоек.

Оборудование для электродуговой сварки включает в себя:

• источник сварочного тока;
• сварочный кабель с держателем для электрода;
• обратный кабель для соединения источника со свариваемым изделием.

Если решили варить полуавтоматом, то лучше варить в среде защитного газа. Это позволит добиться наиболее качественного шва. Для данного метода используется сварочный полуавтомат, включающий в себя:

• источник питания;
• механизм подачи сварочной проволоки;
• сварочный рукав с горелкой;
• баллон с защитным газом;
• обратный кабель.

При аргнодуговой сварке неплавящимся электродом стоит обратить внимание на то, что в зоне формирования шва идет крайне интенсивный нагрев металла, что при остывании изделия может привести к образованию трещин. Поэтому этот метод сварки самый нежелательный, его рекомендуется применять только для сварки тонкого метала.

Справочник по сварке черных металлов

Справочник по сварке черных металлов Сварка Цветной Металлы Лечение Сварка Чугун Сварка Железо Металлы 1 СВАРКА ДРУГИХ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ В предыдущих главах мы говорили в основном о сварке двух видов черных металлов (чугун сплавы) наиболее часто встречаются: низкоуглеродистые мягкие стали и серый чугун.Теперь давайте посмотрим на проблемы, связанные с кислородно-ацетиленовой сварка нескольких других черных металлов, а именно: Литая Сталь Нержавеющая Стали Высокоуглеродистые Кованая сталь Утюг оцинкованный Сталь Литая Сталь Многие отливки изготавливаются из стали, вместо чугуна, чтобы получить готовые детали с высокой ударопрочностью стойкость и хорошая пластичность, свойства в котором обычно бывает дефицит чугуна. Литую сталь часто можно отличается от чугуна своим цвет поверхности.«Серый» цвет стали настолько характерен, что термин «стальной» часто используется для описания цвета других материалов. Когда поверхностная идентификация не возможно, цвет свежеоткололся поверхность будет отличать стальное литье от чугуна. При необходимости используйте холодное зубило. на поверхности отливки, и попытаться отрезать тонкую стружку. Из стали можно вырезать плойку из некоторая длина; из чугуна, даже короткая непрерывная стружка необычна.Наконец, поведение двух материалов при повышении до температуры плавления пламя факела совсем другое. Сталь кажется раскаленной добела прежде, чем он тает; чугун начинается тает на красном огне. Лужа расплавленной стали соломенно-белого цвета; лужа чугуна красновато-белый. Наиболее литые стали по составу аналогичны низкоуглеродистой или среднеуглеродистой прокатной стали, и легко сваривается. Фактически, сварка катаной (деформируемой) стали со стальными отливками часто является производственной применение.При сварке отливки железо, основная проблема заключается в том, чтобы не растрескать чугун или не оставить его заблокированные напряжения, которые могут вызвать растрескивание в сервисе. При сварке литой стали обычно не нужно беспокоиться о растрескивании, но вы должны быть обеспокоены насчет перекоса, так как сталь будет растягиваться — становятся постоянно удлиненными — до он сломается. Искажение часто может разрушить полезность отливки так же полно, как и растрескивание.

Руководство по стали и нержавеющей стали: описания, типы и использование

Легированная сталь (инструментальная сталь)

Свойства легированных сталей обусловлены добавлением сплава в дополнение к углероду.Эти элементы добавляются при производстве стали для достижения требуемых характеристик. Инструментальные стали могут стать твердыми и сохранять твердость при высоких температурах, особенно при резке стали.

Производство легированных сталей осуществляется в виде листов, листов, конструкционных профилей и стержней. Прутки используются в так называемом состоянии после прокатки. По сравнению с горячекатаной углеродистой сталью инструментальная сталь обычно имеет лучшие физические свойства.

Производители оборудования используют легированную сталь из-за ее долговечности и высокой прочности по сравнению с углеродистой сталью.Инструментальная сталь также меньше весит. Следует отметить марганцевую сталь — сплав, который всегда используется в литом виде.

Обычные легированные стали

Эти сплавы используются в станках или при формовании металлов, когда требуется прочность. Примеры включают:

• Мосты
• Стрела крановая
• Отвалы для бульдозеров
• Вагоны

Что такое быстрорежущая сталь?

Быстрорежущая сталь (H.S.S.) — это название обычной инструментальной стали. Он может резать сталь на высоких скоростях.Эти стали:

• Содержат относительно значительные количества молибдена или вольфрама, а также ванадия, кобальта или хрома.
• Устойчивы к износу
• Сохранять твердость при повышенных температурах около 650 ^o C
• Отличная прокаливаемость
• Имеют разрешенный контент

H.S.S. обычно состоит из:

• карбон (0,75)
• ванадий (1%)
• хром (4%)
• вольфрам (18%)

Обычных легированных сталей:

• Никелевая сталь : Никель повышает пластичность, прочность и ударную вязкость сталей.Он снижает температуру закалки, поэтому закалка в масле используется не для закалки в воде, а для закалки. Детали самолета, такие как опорные элементы рамы и пропеллеры, изготавливаются из никелевой стали.
• Хромистые стали : Используется для дорожек и шариков в подшипниках качения; высокая устойчивость к коррозии и образованию накипи. В качестве сплава углеродистой стали он помогает улучшить коррозионную стойкость, ударопрочность и улучшает прокаливаемость. Это также увеличивает прочность при минимальном снижении пластичности.
• Хром-ванадиевая сталь : Хром-ванадиевая сталь используется из-за своей высокой прочности в таких элементах, как оси, шестерни, головки, высококачественные инструменты (головки, ключи) и коленчатые валы.
• Вольфрамовая сталь : Вольфрамовая сталь используется в фрезах, токарных инструментах, режущих инструментах и ​​сверлах. Производство дорого.
• Молибден : Молибден используется вместо вольфрама для изготовления более дешевых марок быстрорежущей стали и в углеродно-молибденовых трубах высокого давления.Термическая обработка улучшает закаливаемость. Однако, если в стальном сплаве содержится более 0,60% молибдена; удар, усталость скомпрометирована. Износостойкость действительно улучшается, если уровень содержания молибдена превышает 0,75%. Молибден также сочетается с ванадием, вольфрамом или хромом.
• Молибденовая быстрорежущая сталь : Молибденовая быстрорежущая сталь содержит 2% ванадия, 4% хрома, 6% молибдена и 6% вольфрама. Этот вид быстрорежущей стали дешевле других марок стали. Используется при нарезании резьбы и сверлении.
• Марганцевые стали : Марганец легируется сталью для повышения прочности, облегчения горячей прокатки, облегчения ковки и износостойкости. Чем больше марганца в стали, тем труднее ее сваривать. Свойства марганца зависят от количества, содержащегося в стали:
  • Небольшие партии производят прочные, легкообрабатываемые стали.
  • При больших количествах сталь становится несколько хрупкой.
  • Еще более значительные объемы производят сталь, которая является прочной и очень устойчивой к износу после надлежащей термообработки.
• Колумбий и титан (ниобий) : Эти металлы используются в качестве дополнительных легирующих добавок в коррозионно-стойких низкоуглеродистых сталях. После длительного воздействия высоких температур эти металлы устойчивы к любой межкристаллитной коррозии.
• Ванадий : Ванадий регулирует Размер зерна. Этот сплав улучшает прокаливаемость, устойчив к отпуску и вызывает заметную вторичную твердость. Его также добавляют в сталь во время производства для удаления кислорода.
• Кремний : Для улучшения прокаливаемости и коррозионной стойкости в сталь добавляют кремний.Кремний часто используется с марганцем для получения прочной, вязкой стали. В режущем инструменте используются быстрорежущие инструментальные стали со специальным составом сплава. Содержание углерода колеблется от 0,70% до 0,80%. Для улучшения свариваемости их сваривают индукционным методом. В противном случае их сложно сваривать.
• Конструкционные легированные стали (высокопрочные низколегированные конструкционные стали) : Этот тип стали намного прочнее, чем низкоуглеродистые стали. Малоуглеродистые стали называют конструкционными сплавами.Сталь отпускается и закаливается для получения предела прочности на разрыв от 689 500 до 965 300 кПа (от 100 000 до 140 000 фунтов на квадратный дюйм) и предела текучести от 620 550 до 689 500 кПа (от 90 000 до 100 000 фунтов на квадратный дюйм) в зависимости от формы и размера. Когда из этих высокопрочных сталей изготавливают конструкционные элементы, они могут иметь меньшие площади поперечного сечения, чем обычные конструкционные стали, и при этом иметь равную прочность. Эти стали более устойчивы к истиранию и коррозии. В искровых испытаниях конструкционные стальные сплавы выглядят похожими на низкоуглеродистые стали.

Идентификационные испытания легированной стали

• Внешний вид : Легированные стали выглядят так же, как штампованная сталь.
• Испытание на излом : Легированная сталь обычно очень мелкозернистая, иногда трещина кажется бархатистой.
• Искровое испытание : Из легированной стали образуются характерные искры по форме и цвету. Распространенные сплавы, используемые в стали, и их влияние на искровой поток:
  • Хром : При искровых испытаниях стали, содержащие от 1% до 2% хрома, не имеют выдающихся характеристик.Большое количество хрома сокращает длину искрового потока вдвое по сравнению с той же сталью без хрома, не оказывая заметного влияния на яркость потока. Другие элементы так же уменьшают поток и делают его унылым. Нержавеющая сталь с 18% хрома и 8% никелем дает искру, которая похожа на искру, но вдвое короче кованого железа. Сталь, не содержащая никеля и 14% хрома, обеспечивает более короткую искру с низким содержанием углерода. У 18-процентной хромистой и 2-процентной углеродистой стали (хромистой штамповой стали) есть искра, которая похожа на искру, производимую углеродистой инструментальной сталью, но с длиной, которая составляет одну треть ее длины.
  • Никель : Непосредственно перед вилкой никелевая искра имеет короткую резко очерченную полосу яркого света. Никель в количестве, содержащемся в стали S.A.E., распознается только тогда, когда содержание углерода настолько низкое, что разрывы не слишком заметны.
  • H igh из хромоникелевого сплава (нержавеющая) стали : При искровом испытании испускаемые искры имеют белый цвет около конца полосы и соломенный цвет около шлифовального круга. Объем полосы средний с умеренным количеством разветвленных всплесков.
  • Марганец : Углеродистая сталь и сплав марганцевой стали имеют одинаковую искру. Сила разрыва и объем искровой струи возрастают с увеличением содержания марганца. Если в стали содержится больше, чем обычно, марганца, искра будет похожа на искру из высокоуглеродистой стали с низким содержанием марганца.
  • Молибден : Сталь, содержащая этот элемент, дает характерную искру с отделенным наконечником стрелы, похожую на искру из кованого железа.Это видно даже при относительно сильных выбросах углерода. Никель, хром или оба они содержатся в легированной молибденовой стали.
  • Другие элементы с молибденом : Когда вольфрам в быстрорежущей стали используется для замены некоторых других элементов и молибдена, поток искры становится оранжевого цвета. Хотя другие предметы излучают красную искру, их цвет достаточно различен, чтобы отличить их от вольфрамовой искры.
  • Вольфрам : При испытании вольфрама поток искры, ближайший к колесу, становится тускло-красным.Поток искры укорачивается, уменьшается в размерах или исключается выброс углерода. Сталь, содержащая 10% вольфрама, приводит к изогнутым коротким оранжевым остриям на концах несущих строп. При дальнейшем уменьшении содержания вольфрама на конце наконечника копья вы увидите небольшие белые вспышки. Несущие линии кажутся от оранжевого до тускло-красного, в зависимости от того, какие другие элементы находятся в стали, особенно когда она имеет высокое содержание вольфрама.
  • Ванадий : Легированные стали, содержащие ванадий, создают искры с отделенной стрелкой на конце несущего звена, подобные искрам, возникающим в молибденовых сталях.Испытание на искру не является положительным для ванадиевых сталей.
  • Быстрорежущие инструментальные стали : Вблизи колеса при искровом испытании будет образовано несколько удлиненных искр. Искры в конце ручья будут соломенного цвета.

Процесс отжига стали

Полный отжиг

Во время этого процесса на этапе нагрева образуется мелкозернистый аустенит. После охлаждения получается мелкозернистая структура. В результате улучшаются вязкость, пластичность и механические свойства.Это процесс, при котором заэвтектоидная сталь нагревается на 30–50 ° C выше критической температуры. При этой температуре его выдерживают в течение некоторого времени, что обеспечивает тщательный нагрев металла. Фазовое превращение происходит по всему металлу. Затем следует медленное охлаждение в печи. Скорость нагрева обычно составляет 100 ° C / час, а время выдержки — один час на тонну металла. Скорость охлаждения поддерживается в пределах 10–100 ° C для легированных сталей и может составлять 200 ° C / час для углеродистых сталей.

Частичный отжиг

Частичный отжиг — это процесс, при котором сталь нагревается немного выше более низкой критической температуры.Этот отжиг применяется только для заэвтектоидных сталей. Он также применяется к заэвтектоидным сталям, твердость которых должна быть снижена при улучшении обрабатываемости. При этой операции перлит превращается в аустенит, а феррит частично деформируется в аустенит. За периодом нагрева и выдержки следует медленное охлаждение.

Изотермический отжиг

При изотермическом отжиге сталь нагревают так же, как и при полном отжиге. Он быстро охлаждается с 500 ° C до 100 ° C ниже критической температуры.Затем следует выдержка стали при этой температуре в течение длительного периода времени, что приводит к полному разложению железа. Затем его охлаждают на воздухе. Изотермический отжиг приводит к более однородной структуре по всему сечению и улучшенной обрабатываемости.

Нормализация стали

Нормализационная сталь — это процесс нагрева стали до температуры на 50 ° C или более выше критической температуры 723 ° C. Полное превращение происходит, когда сталь выдерживается при этой температуре в течение значительного периода времени.Далее следует воздушное охлаждение стали. При нормализации происходит полная фазовая рекристаллизация и получается мелкозернистая структура.

Скорость охлаждения выше, чем в печи. Во время охлаждения на воздухе аустенит превращается в более мелкую и более обильную перлитную структуру по сравнению с отжигом. Свойства, полученные при нормализации, зависят от размера и состава стали. По мере того, как более мелкие детали охлаждаются быстрее из-за большей площади экспонирования, образуется мелкий перлит, и поэтому они тверже, чем более крупные.Целью нормализации является улучшение структуры стали и устранение деформаций, которые могли быть вызваны холодной обработкой.

При холодной обработке стали кристаллическая структура искажается. Металл может стать нереалистичным и хрупким.

Закалка

Для эффективного превращения аустенита в мартенсит необходимо быстрое охлаждение, поэтому температура превращения составляет примерно от 750 до 300 ° C. При этом происходит очень быстрое охлаждение и возникают проблемы с растрескиванием и деформацией.Факторы, которые приводят к деформации и растрескиванию металла:

1. Когда металл охлаждается, он подвергается сжатию, которое обычно не является равномерным, но происходит на внешних поверхностях и в тонких срезах продукта.
2. Когда сталь охлаждается до критического диапазона, происходит расширение. Теперь, если мы организуем охлаждение всего объема металла внезапно в один и тот же момент, у нас не должно возникнуть особых проблем с изменением объема и т. Д., Но, к сожалению, это невозможно.Когда мы внезапно погружаем металл в воду из печи при температуре отжига, внешняя часть металла вступает в контакт с водой, немедленно охлаждается и подвергается расширению своего критического диапазона, что приводит к образованию твердой и жесткой корки металла. Однако внутренняя часть металла еще не почувствовала закалочного эффекта и все еще раскалена докрасна. Когда закалочный эффект передается на внешнюю часть стали через критический диапазон, внешний слой не трескается.Размер, форма и скорость закалки изделия влияют на устранение деформации, трещин и затвердевания. Применяется уникальная технология погружения в охлаждающую среду (может быть вода, масло или солевой раствор), как описано ниже:
   1. Длинные изделия погружают так, чтобы их ось была перпендикулярна поверхности ванны.
   2. Тонкие и плоские предметы сначала погружают краями в ванну.
   3. Изогнутая часть изделия удерживается вверх во время погружения.
   4. Тяжелые изделия удерживают неподвижно, а вокруг них перемешивают закалочную среду.

   Изделия с очень шероховатой поверхностью не реагируют на равномерное упрочнение, поэтому этот фактор следует учитывать перед выполнением операции закалки.

Закалка

Мартенситные структуры, образованные прямой закалкой из высокоуглеродистой стали, твердые и прочные, но также хрупкие. Они содержат внутренние напряжения, которые являются серьезными и неравномерно распределенными, вызывая трещины или даже разрушение закаленной стали.Закалка проводится для достижения одной или нескольких из следующих целей:

1. Для снижения внутренних напряжений, возникающих при операциях термической обработки.
2. Для стабилизации структуры металла.
3. Сделать сталь прочной, чтобы противостоять усталости и ударам.
4. Для снижения твердости и повышения пластичности

Таким образом, отпуск заключается в нагреве закаленной закаленной стали в мартенситном состоянии до температуры ниже нижней критической температуры.Его необходимо выдержать при этой температуре в течение достаточного времени, а затем медленно охладить до комнатной температуры.

Закалка подразделяется на следующие три типа:

1. Закалка при низких температурах : Изделие нагревается от 150 до 250 ° C в течение определенного времени. Цель этой процедуры — снять внутренние напряжения и повысить пластичность при значительном снижении твердости. Низкотемпературный отпуск
   применяется при термообработке режущего инструмента из углеродистой и низколегированной стали, а также для измерения инструментов и компонентов, подвергшихся науглероживанию и поверхностной закалке.
2. Среднетемпературный отпуск : Изделие нагревают от 350 до 450 ° C в течение определенного времени, прежде чем дать ему остыть на воздухе или закалить в определенных средах. Мартенсит превращается во вторичный троостит. Результаты обеспечивают снижение на
   твердости и прочности металла и улучшение пластичности. Этот процесс используется при производстве многослойных пружин и витков для обеспечения прочности.
3. Высокотемпературный отпуск : Выполняется при температуре от 500 до 650 ° C, что полностью устраняет внутренние напряжения и обеспечивает прочность.Твердость практически обусловлена ​​продолжительным нагревом во время процесса цементации, зерна сердцевины становятся относительно крупными, поэтому необходимо измельчение сердцевины. Рафинирование компонентов достигается путем их нагрева до 850 ° C, затем охлаждения на воздухе или закалки в масле.
   Таким образом науглероживание обеспечивает твердый корпус с мягким сердечником. Если есть хрупкость сердечника, его удаляют обычным отпуском при температуре от 180 ° C до 270 ° C.

Карбонитрирование

Что такое карбонитрирование стали?

Карбонитрирование стали — это метод изготовления твердого каркаса с использованием газов для добавления азота и аммиака на поверхность стали.В процессе нитроцементации используется аммиак, оксид углерода и углеводороды. Температура карбонитрирования составляет от 780 ° C до 875 ° C с 840 ° C в течение 6-9 часов. Используется печь с подачей газа-носителя (оксид углерода, углеводород, аммиак) под положительным давлением для проверки и предотвращения проникновения воздуха. Таким образом, упрощается контроль процесса.

Карбонитрирование стали

При температурах печи добавленный аммиак распадается с образованием азота на поверхности стали.Азот в поверхностном слое стальных деталей увеличивает закаливаемость и позволяет закалку закалкой в ​​масле (вместо закалки в воде). Таким образом исключается вероятность появления трещин и деформации. Часть стальных компонентов, которая не подлежит карбонитрированию, можно защитить слоем меди.

Цианирование

Что такое цианирование?

Цианирование — это процесс использования ванны с жидким цианидом для создания износостойкого корпуса с прочным сердечником для низкоуглеродистой стали.В этом процессе кусок низкоуглеродистой стали погружают в расплавленную мягкую ванну, содержащую цианид (обычно он содержит от 20% до 50% цианида натрия до 40% карбоната натрия и различные количества хлорида натрия и бария) при температуре 840 ° C до 940 ° C, а затем закалка стали в воде или масле. Перед закалкой сталь выдерживают в ванне от 15 до 20 минут. Время выдержки зависит от глубины затвердевания гильзы и размера компонента. В средних условиях, как обсуждалось выше, глубина корпуса 0.125 мм, то есть за 15 минут и при 840 ° C. Этот метод в основном используется для корпусов толщиной не более 0,8 мм.

Образовавшаяся твердость обусловлена ​​присутствием в поверхностном слое соединений азота, а также углерода. Химический состав процесса цианирования следующий:

Химия процесса цианирования

Сгенерированные C&N поглощаются поверхностью. Собственная твердость придает азот, в то время как содержание абсорбированного углерода в стали будет реагировать на закалку.

Преимущества цианирования

1. При необходимости можно сохранить глянцевую поверхность обработанной детали.
2. Искажения легко избежать.
3. Твердость от сердцевины к корпусу является постепенной, и мы можем устранить отслаивание сердцевины.

Закалка пламенем

Что такое закалка пламенем?

Закалка пламенем — это процесс поверхностного упрочнения, при котором твердый износостойкий слой на твердом стальном сердечнике образуется за счет нагрева пламенем кислородно-ацетиленовой горелки.Затем поверхность охлаждают водой. Пламя направляется на нужную деталь, не нагревая оставшуюся часть работы.

Сталь, необходимая для закалки пламенем, обычно содержит от 0,4 до 0,6% углерода. Компонент или деталь нагревается до аустенитного диапазона. Вероятность растрескивания и деформации снижается за счет уменьшения напряжений за счет локализации пламени.

Преимущества газопламенных стальных сплавов

1. Время, необходимое для нагрева, сравнительно меньше, чем при нагревании необходимого металла в печи.
2. Метод выгоден, поскольку отдельные поверхности можно упрочнять даже на очень больших машинах / компонентах, которые слишком неудобны или слишком велики для размещения в печи.
3. Закалка пламенем удобна, когда твердость требуется только на ограниченную глубину, а остальная часть сохраняет исходную вязкость и пластичность.

Ограничения по закалке пламенем

Единственное ограничение — когда происходит точный перегрев из-за плохого контроля температуры, это может привести к растрескиванию и деформации обрабатываемых компонентов.

Использование закалки пламенем

• Ключ рожковый
• Способы токарные
• Окончание значения
• Плашки стальные
• Черви
• Шпиндели
• Шкивы
• Зубья шестерни

Индукционная закалка

Что такое индукционная закалка?

Индукционная закалка — это процесс, при котором поверхностная закалка достигается путем помещения детали в индуктор (состоящий из меди), который является первичной обмоткой трансформатора.Компоненты размещены таким образом, чтобы не касаться катушки индуктивности. В этом процессе пропускается высокочастотный ток около 2000 циклов в секунду. Эффект нагрева возникает из-за наведенного вихревого тока и гистерезисных потерь материала поверхности.

Температура закалки составляет от 750 ° C до 760 ° C для 0,5% углеродистой стали и от 790 ° C до 810 ° C для легированных сталей. Затем нагретые участки немедленно охлаждаются струей воды под давлением. Глубина корпуса около 3 мм достигается примерно за 5 секунд.Фактическое время зависит от используемой частоты, потребляемой мощности и необходимой глубины затвердевания.

Преимущества индукционной закалки

1. Время нагрева чрезвычайно мало, поэтому искажения, если они есть, значительно уменьшаются.

2. Позволяет автоматизировать процесс термообработки без окисления поверхности.

3. Индукционная закалка обеспечивает высокую твердость, более высокую износостойкость, более высокую ударную вязкость и более высокий предел выносливости по сравнению с обычными закаленными сталями.

Ограничения

1. Дороговизна на оборудование
2. Применение ограничено среднеуглеродистыми и легированными сталями

Приложения

1. Шпиндели
2. Разрывные барабаны
3. Шестерни
4. Поверхности коленчатого вала
5. Поверхности распредвала

Азотирование

Что такое азотирование?

Азотирование — это процесс упрочнения поверхности. Он используется для получения компонентов с твердой стальной поверхностью.Этот метод обычно используется для тех сталей, которые легированы такими металлами, как алюминий, молибден, марганец и хром. Операция азотирования является последней операцией, выполняемой после закалки в масле (от 840 ° C до 900 ° C), отпуска, черновой обработки, стабилизации (для снятия внутренних напряжений) и окончательной обработки компонентов.

Обработанные и готовые стальные компоненты помещаются в герметичный контейнер из хромоникелевой стали, снабженный впускными и выпускными трубками, через которые циркулирует Nh4 (при температуре от 450 ° C до 540 ° C.) Nh4 в печи диссоциирует с высвобождением образующегося азота, который вступает в реакцию с поверхностью компонентов и образует очень твердые нитриды.

Используется азотирование

Процесс азотирования используется в производстве компонентов машин, требующих высокой износостойкости при повышенных температурах, таких как:

• цилиндрические линии
• коленчатые валы
• клапаны для самолетов
• клапаны автомобильные
• оправки
• шестерни
• Плашки для вытяжки
• калибры
• валы насоса
• детали подшипника качения
• шариковые подшипники

Преимущества азотирования

1. Очень высокая твердость поверхности с отличной износостойкостью.

2. Минимальные трещины и деформация за счет устранения закалки

3. Экономичный для базового производства, механической обработки и чистовой обработки

4. Азотированные компоненты сохраняют твердость до 510 ° C.

Недостатки азотирования

1. Время работы велико при небольшой глубине цементированных деталей и может привести к окислению.

2. Применимо к сталям, которые могут образовывать хорошие нитриды.

Специальная сталь

Листовая сталь: Сварные конструкции, такие как лафеты, используют листовую сталь.

При работе с толстолистовой сталью некоторые из них, не содержащие никель, или технические сорта низколегированной конструкционной стали с содержанием углерода не более 0,25% лучше подходят для сварочных работ, чем изделия с максимальным содержанием углерода 0,30%. Примером такого типа пластин является низкоуглеродистая легированная сталь, которая называется броневой пластиной. Листы этого типа обычно используются в прокатанном состоянии.

При использовании покрытого электрода для электродуговой сварки может потребоваться предварительный нагрев металла с последующей соответствующей термической обработкой для снятия напряжений с последующим нагревом для создания структуры, в которой сварное соединение имеет свойства, равные свойствам листового металла.

Бесплатные брошюры

Аустенитная нержавеющая сталь
от ASM International
Нержавеющая сталь для инженеров-проектировщиков

Список литературы

«Тель-Авивский университет Сплав — это комбинация в растворе или компаунде.. »(По состоянию на 8 февраля 2017 г.).

«Сварка пружинной стали — сварка, склеивание и крепление…» N.p., n.d. Интернет. 14 февраля 2017 г.

«Историческое использование материалов на протяжении всей истории человечества…». N.p., n.d. Интернет. 15 февраля 2017 г. .

«Глава 1 Введение в типы и идентификацию металла». Seabeamagazine . N.p., n.d. Интернет. 15 февраля 2017 г.

Steel: Maine Welding Company. « MeWelding . N.p., н.о. Интернет. 15 февраля 2017 г.

Типы металлов

Справочник по черным металлам

общее описание и свариваемость черных металлов, позиции сварки, сварочные аппараты и другие сварочные системы резки Плазменная сварка

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ И СВАРИВАЕМОСТЬ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ 7-10. СТАЛЬ С НИЗКИМ УГЛЕРОМ а. Общие .К низкоуглеродистой (мягкой) стали относятся стали с содержанием углерода до 0,30% (рис. 7-7). В большинстве низкоуглеродистых сталей содержание углерода составляет от 0,10 до 0,25 процента, марганца — от 0,25 до 0,50 процента, фосфора — не более 0,40 процента, а серы — не более 0,50 процента. Стали этого диапазона наиболее широко используются для промышленного производства и строительства. Эти низкоуглеродистые стали не затвердевают заметно при сварке, и поэтому не требуют предварительного или последующего нагрева, за исключением особых случаев, например, когда необходимо сваривать тяжелые секции.В целом при сварке низкоуглеродистых сталей трудностей не возникает. Правильно выполненные сварные швы из низкоуглеродистой стали будут равны прочности основного металла или превосходить его. Низкоуглеродистые стали мягкие, пластичные, их можно прокатывать, штамповать, резать и обрабатывать как в горячем, так и в холодном состоянии. Они поддаются механической обработке и легко свариваются. Литая сталь имеет шероховатую темно-серую поверхность, за исключением случаев механической обработки. Стальной прокат имеет тонкие линии на поверхности, идущие в одном направлении. Кованую сталь обычно можно узнать по форме, следам молотка или ребрам.Цвет излома — ярко-кристаллический серый, а искровой тест дает искры с длинными желто-оранжевыми полосами, которые имеют тенденцию превращаться в белые раздвоенные бенгальские огни. При плавлении сталь выделяет искры и почти мгновенно затвердевает. Низкоуглеродистые стали легко свариваются с помощью любых процессов дуговой, газовой и контактной сварки. г. Для сварки низкоуглеродистой стали следует использовать прутки с медным покрытием. Размеры стержней для листов различной толщины следующие: Толщина листа От 1/16 до 1/8 дюйма(От 1,6 до 3,2 мм) От 3,2 до 9,5 мм (от 1/8 до 3/8 дюйма) От 3/8 до 1/2 дюйма (от 9,5 до 12,7 мм) 1/2 дюйма (12,7 мм) и более Диаметр стержня 1,6 мм (1/16 дюйма) 3,2 мм (1/8 дюйма) 3/16 дюйма (4,8 мм) 6,4 мм (1/4 дюйма) ПРИМЕЧАНИЕ Стержни от 5/16 до 3/8 дюйма(От 7,9 до 9,5 мм) доступны для тяжелой сварки. Тем не менее, тяжелые сварные швы можно выполнить с помощью стержней 3/16 или 1/4 дюйма (4,8 или 6,4 мм), правильно контролируя лужу и скорость плавления стержня. г. Соединения могут быть подготовлены газовой резкой или механической обработкой. Тип подготовки (рис. 7-8) определяется толщиной листа и положением сварки. г. Пламя должно быть нейтральным. В зависимости от толщины свариваемых пластин может использоваться метод сварки спереди или сзади. e. Расплавленный металл не следует перегревать, так как это вызовет кипение металла и чрезмерное искрение. В результате зернистая структура металла сварного шва будет большой, прочность будет снижена, а сварной шов будет сильно поврежден. ф. Низкоуглеродистые стали не затвердевают в зоне плавления в результате сварки. г. Дуговая сварка металла . (1) При дуговой сварке низкоуглеродистой стали можно использовать электроды с экранированной дугой без покрытия, с тонким или толстым покрытием.Эти электроды относятся к низкоуглеродистому типу (от 0,10 до 0,14 процента). (2) Листы или листовые материалы с низким содержанием углерода, подвергшиеся воздействию низких температур, перед сваркой следует слегка нагреть до комнатной температуры. (3) При сварке листового металла толщиной до 1/8 дюйма (3,2 мм) может использоваться подготовка кромок для стыковых стыков с гладким квадратным стыком. Когда в этих материалах должны свариваться длинные швы, края должны быть разнесены, чтобы учесть усадку, поскольку наплавленный металл имеет тенденцию стягивать пластины вместе.Эта усадка менее значительна при дуговой сварке, чем при газовой сварке, и достаточно будет расстояния примерно 1/8 дюйма (3,2 мм). (4) Для коротких швов, фиксируемых на месте, следует использовать технику сварки обратным шагом или пропуском. Это предотвратит коробление или деформацию и сведет к минимуму остаточные напряжения. (5) Тяжелые пластины должны иметь фаску, чтобы обеспечить угол наклона до 60 градусов, в зависимости от толщины. Детали следует прихватывать через короткие промежутки времени вдоль шва.Первый или корневой валик должен быть выполнен с помощью электрода, достаточно малого диаметра, чтобы обеспечить хорошее проникновение и сплавление в основании соединения. Для этой цели подходит электрод 1/8 или 5/32 дюйма (3,2 или 4,0 мм). Перед нанесением дополнительных слоев наплавленного металла первый валик следует тщательно очистить путем скалывания и чистки проволочной щеткой. Дополнительные проходы присадочного металла следует выполнять с помощью электрода 5/32 или 3/16 дюйма (4,0 или 4,8 мм). Проходы должны выполняться плетением для плоского, горизонтального или вертикального положения.При сварке над головой наилучшие результаты достигаются при использовании струнных валиков по всему шву. (6) При сварке тяжелых профилей, имеющих фаску с обеих сторон, валики плетения следует укладывать попеременно с одной стороны, а затем с другой. Это уменьшит степень деформации сварной конструкции. Перед нанесением дополнительного металла каждый валик следует тщательно очистить, чтобы удалить всю окалину, оксиды и шлак. Движение электрода следует контролировать так, чтобы валик был однородным по толщине и не допускал подрезов и перекрытий на краях сварного шва.Все шлаки и оксиды должны быть удалены с поверхности сварного шва, чтобы предотвратить ржавление. ч. Углеродно-дуговая сварка . Листы с низким содержанием углерода и листы толщиной до 3/4 дюйма (19,0 мм) можно сваривать с использованием процесса дуговой сварки углем. Дуга зажигается по краям пластины, которые подготавливаются аналогично тому, как это требуется для дуговой сварки металла. На стык следует нанести флюс и добавить присадочный металл, как при кислородно-ацетиленовой сварке. Вокруг расплавленного основания должен быть предусмотрен газовый экран.Также должен быть предусмотрен присадочный металл с помощью сварочного стержня с флюсовым покрытием. Сварку нужно производить без перегрева расплавленного металла. Несоблюдение этих мер предосторожности может привести к тому, что металл сварного шва поглотит чрезмерное количество углерода из электрода, кислорода и азота из воздуха, а также станет причиной хрупкости сварного соединения. 7-11. СТАЛИ СРЕДНЕГО УГЛЕРОДА а. Общие . Среднеуглеродистые стали — это нелегированные стали, содержащие от 0.От 30 до 0,55 процентов углерода. Эти стали могут подвергаться термообработке после изготовления и использоваться для общей механической обработки и ковки деталей, требующих твердости и прочности поверхности. Они выпускаются в прутковой форме и в холоднокатаном или нормализованном и отожженном состоянии. При сварке термообработанных сталей их следует предварительно нагреть от 300 до 500 ° F (от 149 до 260 ° C) в зависимости от содержания углерода (от 0,25 до 0,45 процента) и толщины стали. Температуру предварительного нагрева можно проверить, приложив полоску припоя 50-50 (точка плавления 450 ° F (232 ° C)) к пластине в месте соединения и отметив, когда припой начинает плавиться.Во время сварки зона шва затвердеет при быстром охлаждении, и после сварки необходимо снять напряжение. Среднеуглеродистые стали можно сваривать любым способом: дуговой, газовой или контактной сваркой. г. При более высоком содержании углерода и марганца следует использовать электроды с низким содержанием водорода, особенно в более толстых секциях. Электроды с низким содержанием углерода, с толстым покрытием, прямой или обратной полярности, аналогичные тем, которые используются для дуговой сварки низкоуглеродистых сталей, подходят для сварки среднеуглеродистых сталей. г. Перед сваркой мелкие детали следует отжечь для придания им мягкости. Детали должны быть предварительно нагреты в месте стыка и свариваться присадочным прутком, обеспечивающим термическую обработку швов. После сварки вся деталь должна быть подвергнута термообработке для восстановления первоначальных свойств. г. Для сварки среднеуглеродистых сталей можно использовать как низкоуглеродистый, так и высокопрочный пруток. Сварочное пламя должно быть настроено на легкое науглероживание, а лужа металла должна быть как можно меньше, чтобы соединение было прочным.Сварка науглероживающим пламенем вызывает быстрый нагрев металла, поскольку тепло выделяется, когда сталь поглощает углерод. Это позволяет выполнять сварку на более высоких скоростях. e. Следует позаботиться о медленном охлаждении деталей после сварки, чтобы предотвратить растрескивание сварного шва. Для снятия напряжений со всей свариваемой детали необходимо нагреть ее до температуры от 1100 до 1250 ° F (от 593 до 677 ° C) в течение одного часа на дюйм (25,4 мм) толщины, а затем медленно охладить. Охлаждение можно осуществить, покрыв детали огнестойким материалом или песком. ф. Среднеуглеродистые стали можно паять с использованием предварительного нагрева от 200 до 400 ° F (от 93 до 204 ° C), хорошего бронзового стержня и припоя. Однако эти стали лучше сваривать дуговой сваркой с использованием электродов, экранированных из низкоуглеродистой стали. г. При сварке низкоуглеродистой стали помните о следующих общих технологиях: (1) Пластины должны быть подготовлены к сварке аналогично тому, как это используется для сварки низкоуглеродистых сталей.При сварке электродами из низкоуглеродистой стали необходимо тщательно контролировать температуру сварки, чтобы избежать перегрева металла шва и чрезмерного проникновения в боковые стенки соединения. Этот контроль достигается путем направления электрода больше к ранее нанесенному присадочному металлу, прилегающему к боковым стенкам, чем непосредственно к боковым стенкам. При использовании этой процедуры металл шва вымывается на сторону стыка и плавится с ним без глубокого или чрезмерного проникновения. (2) Высокая температура сварки приведет к тому, что большие участки основного металла в зоне плавления, прилегающей к сварным швам, станут твердыми и хрупкими. Площадь этих твердых зон в основном металле можно свести к минимуму, выполнив сварку серией небольших нитей или валиков, которые ограничат подвод тепла. Каждый валик или слой наплавленного металла будет измельчать зерно в сварном шве непосредственно под ним, а также отжигать и уменьшать твердость, полученную в основном металле предыдущим валиком. (3) По возможности, готовое соединение следует подвергнуть термообработке после сварки. Снятие напряжений обычно используется при соединении низкоуглеродистой стали, а высокоуглеродистые сплавы следует отжигать. (4) При сварке среднеуглеродистых сталей электродами из нержавеющей стали металл следует наплавлять в виде валиков, чтобы предотвратить растрескивание металла шва в зоне плавления. При наплавке металла шва в верхние слои сварных швов, выполненных на тяжелых участках, вращательное движение электрода не должно превышать трех диаметров электрода. (5) Каждый последующий валик сварного шва должен быть снят, зачищен щеткой и очищен перед укладкой следующего валика. 7-12. ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛИ а. Общие . К высокоуглеродистым сталям относятся стали с содержанием углерода более 0,55%. Необработанная поверхность высокоуглеродистой стали темно-серого цвета и похожа на поверхность других сталей. Высокоуглеродистые стали обычно дают очень мелкозернистый излом, более белый, чем низкоуглеродистые стали.Инструментальная сталь тверже и хрупче, чем листовая сталь или другой низкоуглеродистый материал. Высокоуглеродистая сталь может быть закалена путем нагревания до хорошего красного цвета и закалки в воде. Низкоуглеродистая сталь, кованое железо и стальные отливки не подлежат закалке. Расплавленная высокоуглеродистая сталь ярче низкоуглеродистой стали, а поверхность плавления имеет ячеистый вид. У нее более легкое искрение, чем у низкоуглеродистой (мягкой) стали, и искры более белые. Эти стали используются для производства инструментов, которые после изготовления подвергаются термообработке для создания твердой структуры, необходимой для выдерживания высокого напряжения сдвига и износа.Они изготавливаются в виде стержней, листов и проволоки, а также в отожженном или нормализованном и отожженном состоянии, чтобы их можно было обрабатывать перед термообработкой. Высокоуглеродистые стали трудно сваривать из-за закаливающего воздействия тепла на сварное соединение. Из-за высокого содержания углерода и термической обработки, обычно применяемой для этих сталей, их основные свойства ухудшаются при дуговой сварке. г. Тепло сварки изменяет свойства высокоуглеродистой стали вблизи сварного шва.Для восстановления первоначальных свойств необходима термическая обработка. г. Перед сваркой высокоуглеродистые стали следует предварительно нагреть от 500 до 800 ° F (от 260 до 427 ° C). Температуру предварительного нагрева можно проверить с помощью сосновой палки, которая при этих температурах обугливается. г. Поскольку высокоуглеродистые стали плавятся при более низких температурах, чем низко- и среднеуглеродистые стали, следует проявлять осторожность, чтобы не перегреть сварной шов или основной металл. На перегрев указывает чрезмерное искрение расплавленного металла.Сварка должна быть завершена как можно скорее, а количество искры должно использоваться для проверки сварочного тепла. Пламя должно быть настроено на науглероживание. Этот тип пламени способствует образованию прочных сварных швов. e. Для сварки следует использовать сварочный пруток со средним или высоким содержанием углерода. После сварки необходимо снять напряжение со всей детали путем нагревания до температуры от 1200 до 1450 ° F (от 649 до 788 ° C) в течение одного часа на дюйм (25,4 мм) толщины, а затем медленного охлаждения.Если детали можно легко размягчить перед сваркой, для соединения следует использовать сварочный стержень с высоким содержанием углерода. Затем всю деталь следует подвергнуть термообработке для восстановления исходных свойств основного металла. ф. В некоторых случаях мелкий ремонт этих сталей можно выполнить пайкой. Для этого процесса не требуются такие высокие температуры, как при сварке, поэтому на свойства основного металла это серьезно не влияет. Пайку следует использовать только в особых случаях, поскольку прочность соединения не такая высокая, как у исходного основного металла. г. С высокоуглеродистой сталью можно использовать электроды из мягкой или нержавеющей стали. ч. Дуговая сварка высокоуглеродистой стали требует критического контроля температуры сварного шва. Следует помнить о следующих методах: (1) Теплота сварки должна быть отрегулирована, чтобы обеспечить хорошее плавление боковых стенок и основания стыка без чрезмерного провара. Контроль нагрева сварочного шва может быть осуществлен путем наплавки металла шва небольшими валиками.Следует избегать чрезмерного образования луж на металле, поскольку это может привести к отрыву углерода от основного металла, что, в свою очередь, сделает металл сварного шва твердым и хрупким. Сплав присадочного металла и боковых стенок должен быть ограничен узкой зоной. Используйте процедуру поверхностной сварки, предписанную для среднеуглеродистых сталей (пункты 7-11). (2) Та же процедура подготовки кромок, очистки сварных швов и последовательности сварочных швов, которая предписана для низко- и среднеуглеродистых сталей, также применяется к высокоуглеродистым сталям. (3) Небольшие детали из высокоуглеродистой стали иногда ремонтируют путем наращивания изношенных поверхностей. Когда это будет сделано, кусок следует отжечь или размягчить, нагревая до красного огня и медленно остывая. Затем деталь следует сварить или укрепить электродами из среднеуглеродистой или высокопрочной стали и после сварки подвергнуть термообработке для восстановления ее первоначальных свойств. 7-13. ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ а. Общие . Стали, используемые для изготовления инструментов, штампов и штампов, являются, пожалуй, самыми твердыми, прочными и прочными сталями, используемыми в промышленности.В общем, инструментальные стали — это стали от среднего до высокоуглеродистого, в которые в различных количествах включены определенные элементы для обеспечения особых характеристик. Искровой тест показывает умеренно большой объем белых искр с множеством мелких повторяющихся вспышек. г. Углерод входит в состав инструментальной стали, чтобы помочь упрочнить сталь для обеспечения устойчивости к резанию и износу. Другие элементы добавляются для обеспечения большей прочности или прочности. В некоторых случаях добавляются элементы, чтобы сохранить размер и форму инструмента во время его операции закалки при термообработке или сделать операцию закалки более безопасной и обеспечить красную твердость, чтобы инструмент сохранял свою твердость и прочность, когда он становится очень горячим.Железо является преобладающим элементом в составе инструментальных сталей. Другие добавленные элементы включают хром, кобальт, марганец, молибден, никель, вольфрам и ванадий. Инструментальная или штамповая сталь предназначена для специальных целей, которые зависят от состава. Некоторые инструментальные стали производятся для изготовления штампов; одни предназначены для изготовления форм, другие — для горячей обработки, а третьи — для высокоскоростной резки. г. Другой способ классификации инструментальных сталей — по типу закалки, необходимой для упрочнения стали.Самая жесткая закалка после нагрева — закалка в воде (водоотверждаемые стали). Менее жесткой закалкой является закалка в масле, получаемая при охлаждении инструментальной стали в масляных ваннах (закаленные в масле стали). Наименее резкая закалка — охлаждение на воздухе (закаленные на воздухе стали). г. Инструментальные стали и штампы также можно классифицировать в соответствии с работой, которую должен выполнять инструмент. Это основано на количестве классов. (1) Стали класса I используются для изготовления инструментов, которые работают с режущими или режущими действиями, таких как отрезные штампы, режущие штампы, вырубные штампы и обрезные штампы. (2) Стали класса II используются для изготовления инструментов, которые создают желаемую форму детали, заставляя обрабатываемый материал, горячий или холодный, течь под действием напряжения. Сюда входят штампы для волочения, формовочные штампы, переходные штампы, штамповочные штампы, пластиковые формы и штампы для литья под давлением. (3) Стали класса III используются для изготовления инструментов, которые воздействуют на обрабатываемый материал, частично или полностью реформируя его без изменения фактических размеров.Сюда входят гибочные матрицы, гибочные матрицы и гибочные матрицы. (4) Стали класса IV используются для изготовления штампов, работающих под высоким давлением и создающих поток металла или другого материала, придающий им желаемую форму. Сюда входят штампы для обжима, штампы для тиснения, штампы для товарных позиций, штампы для экструзии и штампы для кольцевания. e. Стали в группе инструментальных сталей имеют содержание углерода от 0,83 до 1,55 процента. Их редко сваривают дуговой сваркой из-за чрезмерной твердости, возникающей в зоне плавления основного металла.Если необходимо выполнить дуговую сварку, можно использовать электроды из низкоуглеродистой или нержавеющей стали. ф. При сварке инструментальных сталей необходимо использовать равномерно высокие температуры предварительного нагрева (до 1000 ° F (583 ° C)). г. Как правило, следует соблюдать те же меры предосторожности, что и при сварке высокоуглеродистых сталей. Сварочный раструб следует отрегулировать на науглероживание, чтобы предотвратить выгорание углерода в металле шва. Сварку нужно производить как можно быстрее, стараясь не перегреть расплавленный металл.После сварки сталь следует подвергнуть термообработке для восстановления первоначальных свойств. ч. Буровые штанги можно использовать в качестве присадочных стержней, потому что их высокое содержание углерода близко к содержанию инструментальных сталей. я. Флюс, пригодный для сварки чугуна, следует использовать в небольших количествах для защиты лужи высокоуглеродистой стали и для удаления оксидов в металле шва. Дж. Сварочная техника . При сварке инструментальных сталей следует учитывать следующие методы: (1) Если свариваемые детали небольшие, их следует отжечь или размягчить перед сваркой.Затем края следует предварительно нагреть до 1000 ° F (538 ° C), в зависимости от содержания углерода и толщины листа. Сварку следует производить либо низкоуглеродистым, либо высокопрочным электродом. (2) Высокоуглеродистые электроды нельзя использовать для сварки инструментальной стали. Углерод, улавливаемый присадочным металлом из основного металла, приведет к тому, что сварной шов станет стекловидным, тогда как металл шва из мягкой стали может поглощать дополнительный углерод, не становясь чрезмерно твердым. Затем сварную деталь следует подвергнуть термообработке для восстановления ее первоначальных свойств. (3) При сварке электродами из нержавеющей стали край пластины следует предварительно нагреть, чтобы предотвратить образование твердых зон в основном металле. Металл сварного шва следует наносить небольшими валиками, чтобы свести к минимуму тепловложение. В общем, процедура нанесения такая же, как и для средне- и высокоуглеродистых сталей. к. Существует четыре типа штамповой стали, ремонтопригодной для сварки. Это штампы для закалки в воде, штампы для закалки в масле, штампы для закалки на воздухе и инструменты для горячей обработки.Также можно отремонтировать быстроходные инструменты. 7-14. ВЫСОКОПРОЧНЫЕ СПЛАВНЫЕ СТАЛИ а. Общие . Было разработано большое количество и разнообразие высокопрочных, высокотвердых, коррозионно-стойких сталей, обеспечивающих устойчивость и другие особые свойства. Для большинства этих сталей требуется специальный процесс термообработки для достижения желаемых характеристик в готовом состоянии. Легированные стали обладают большей прочностью и долговечностью, чем другие углеродистые стали, и данная прочность обеспечивается меньшим весом материала. г. К легированным сталям высокой твердости относятся: (1) Стали, легированные хромом . Хром используется в качестве легирующего элемента в углеродистых сталях для повышения прокаливаемости, коррозионной стойкости и ударопрочности, а также обеспечивает высокую прочность с небольшой потерей пластичности. Хром в больших количествах укорачивает искровой поток вдвое по сравнению с той же сталью без хрома, но не влияет на яркость потока. (2) Никелевые легированные стали .Никель увеличивает ударную вязкость, прочность и пластичность сталей и снижает температуру закалки, поэтому для закалки используется закалка в масле, а не в воде. Никелевая искра имеет короткую резко очерченную полосу яркого света прямо перед вилкой. (3) Стали с высоким содержанием хромоникелевых сплавов (нержавеющие) . Эти высоколегированные стали имеют широкий диапазон составов. Их нержавеющие, коррозионные и жаропрочные свойства меняются в зависимости от состава сплава и обусловлены образованием очень тонкой оксидной пленки, которая образуется на поверхности металла.Искры соломенного цвета возле точильного круга и белые в конце полосы. Имеется средний объем полос с умеренным количеством разветвленных пакетов. (4) Марганцевые легированные стали . Марганец используется в стали для повышения прочности, износостойкости, облегчения горячей прокатки и ковки. Повышение содержания марганца снижает свариваемость стали. Стали, содержащие марганец, создают искру, похожую на искру углерода. Умеренное увеличение содержания марганца увеличивает объем искровой струи и интенсивность вспышек.Сталь, содержащая более чем нормальное количество марганца, будет давать искру, аналогичную высокоуглеродистой стали с более низким содержанием марганца. (5) Молибденовые легированные стали . Молибден увеличивает прокаливаемость, то есть глубину затвердевания, возможную при термообработке. Ударно-усталостные свойства стали улучшены за счет содержания молибдена до 0,60%. При содержании молибдена более 0,60% ухудшается собственно ударная усталость. Износостойкость улучшается при содержании молибдена выше примерно 0.75 процентов. Иногда молибден объединяют с хромом, вольфрамом или ванадием для получения желаемых свойств. Стали, содержащие этот элемент, производят характерную искру с отделенным наконечником стрелы, похожую на искру из кованого железа, которую можно увидеть даже при довольно сильных выбросах углерода. Стали, легированные молибденом, содержат никель и / или хром. (6) Стали, легированные титаном и колумбием (ниобием) . Эти элементы используются в качестве дополнительных легирующих добавок в коррозионно-стойких сталях с низким содержанием углерода.Они поддерживают стойкость к межкристаллитной коррозии после того, как металл подвергается воздействию высоких температур в течение длительного периода времени. (7) Стали легированные вольфрамом . Вольфрам, как легирующий элемент в инструментальной стали, имеет тенденцию давать мелкое плотное зерно при использовании в относительно небольших количествах. При использовании в больших количествах, от 17 до 20 процентов, и в сочетании с другими сплавами, вольфрам дает сталь, сохраняющую твердость при высоких температурах.Этот элемент обычно используется в сочетании с хромом или другими легирующими добавками. В искровом испытании вольфрам будет иметь тускло-красный цвет в искровом потоке возле колеса. Это также укорачивает искровой поток и уменьшает размер или полностью исключает выброс углерода. Вольфрамовая сталь, содержащая около 10 процентов вольфрама, вызывает короткие изогнутые оранжевые острия на концах несущих линий. Еще более низкое содержание вольфрама вызывает появление небольших белых вспышек на конце пети копья.Несущие линии могут быть от тускло-красного до оранжевого, в зависимости от других присутствующих элементов, при условии, что содержание вольфрама не слишком велико. (8) Ванадиевые легированные стали . Ванадий используется для контроля размера зерна. Он имеет тенденцию к повышению закаливаемости и вызывает заметную вторичную твердость, но устойчив к отпуску. Его добавляют в сталь во время производства для удаления кислорода. Легированные стали, содержащие ванадий, производят искры с отделенными наконечниками стрелок на конце несущей линии, аналогичные искрам, возникающим в молибденовых сталях. (9) Кремнистые легированные стали . Кремний добавляется в сталь для повышения прокаливаемости и коррозионной стойкости. Его часто используют с марганцем для получения прочной и вязкой стали. (10) Быстрорежущие инструментальные стали . Эти стали обычно представляют собой специальные сплавы, предназначенные для режущих инструментов. Содержание углерода колеблется от 0,70 до 0,80 процента. Их трудно сваривать, кроме как индукционным методом.Искровой тест покажет несколько длинных раздвоенных лопаток, которые имеют красный цвет около колеса и соломенный цвет около конца искровой струи. г. Многие из этих сталей можно сваривать с помощью электрода с толстым покрытием типа экранированной дуги, состав которого аналогичен составу основного металла. Электроды с низким содержанием углерода также могут использоваться с некоторыми сталями. Электроды из нержавеющей стали эффективны там, где предварительный нагрев невозможен или нежелателен. По возможности термообработанные стали следует предварительно нагревать, чтобы свести к минимуму образование твердых зон или слоев в основном металле, прилегающем к сварному шву.Расплавленный металл не должен перегреваться, а жар при сварке следует контролировать, наплавляя металл узкими валиками. Во многих случаях процедуры сварки среднеуглеродистых сталей (параграфы 7-11) и высокоуглеродистых сталей (параграфы 7-12) могут использоваться при сварке легированных сталей. 7-15. КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ С ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТЬЮ, С НИЗКИМ ЛЕГКИМ а. Общие . Низколегированные конструкционные стали с высоким пределом текучести (конструкционные легированные стали) — это специальные стали, прошедшие отпуск для получения исключительной прочности и долговечности.Специальные сплавы и общий состав этих сталей требуют специальной обработки для получения удовлетворительных сварных швов. Эти стали представляют собой специальные низкоуглеродистые стали, содержащие специфические небольшие количества легирующих элементов. Их закаливают и отпускают, чтобы получить предел текучести от 90 000 до 100 000 фунтов на квадратный дюйм (от 620 550 до 689 500 кПа) и предел прочности на разрыв от 100 000 до 140 000 фунтов на квадратный дюйм (от 689 500 до 965 300 кПа), в зависимости от размера и формы. Конструкционные элементы, изготовленные из этих высокопрочных сталей, могут иметь меньшие площади поперечного сечения, чем обычные конструкционные стали, и при этом иметь равную прочность.Эти стали также более устойчивы к коррозии и истиранию, чем другие стали. При испытании на искру эти сплавы дают искру, очень похожую на искру с низким содержанием углерода. г. Сварочная техника . Надежная сварка низколегированных конструкционных сталей с высоким пределом текучести может выполняться при соблюдении следующих правил: ВНИМАНИЕ Для предотвращения растрескивания под валиком при сварке низколегированных конструкционных сталей с высоким пределом текучести следует использовать только электроды с низким содержанием водорода. (1) Правильные электроды. Водород — враг номер один для прочных сварных швов легированных сталей; поэтому используйте электроды только с низким содержанием водорода (MIL-E-18038 или MIL-E-22200/1), чтобы предотвратить растрескивание под валиком. Растрескивание под валиком возникает из-за того, что водород захватывается покрытием электрода, выделяется в дугу и поглощается расплавленным металлом. (2) Контроль влажности электродов. Если электроды находятся в герметичном контейнере, поместите их сразу после открытия контейнера в вентилируемую печь для выдержки, установленную на 250–300 ° F (121–149 ° C).Если электроды не находятся в герметичном контейнере, поместите их в вентилируемую печь для выпечки и запекайте в течение 1-1 / 4 часа при 800 ° F (427 ° C). Запеченные электроды, пока они еще теплые, должны быть помещены в печь для выдержки до использования. Электроды должны быть сухими, чтобы исключить поглощение водорода. Тестирование на влажность должно проводиться в соответствии с MIL-E-22200. ПРИМЕЧАНИЕ Стабилизатор влажности NSN 3439-00-400-0090 — идеальная печь для выдерживания в полевых условиях (MIL-M-45558). г. Выбор электрода с низким содержанием водорода. Электроды идентифицируются по классификационным номерам, которые всегда указаны на контейнерах электродов. Для покрытий с низким содержанием водорода два последних числа в классификации должны быть 15, 16 или 18. Чаще всего используются электроды диаметром 5/32 и 1/8 дюйма (4,0 и 3,2 мм), поскольку они больше подходит для всех видов сварки этой стали. В Таблице 7-14 перечислены электроды, используемые для сварки низколегированных конструкционных сталей с высоким пределом текучести.Таблица 7-15 представляет собой список электродов, используемых в настоящее время в системе снабжения армии. г. Выбор комбинаций проволока-флюс и проволока-газ . Проволочные электроды для дуговой сварки под флюсом и в среде защитного газа не классифицируются по прочности. Сварочная проволока и комбинации проволока-флюс, используемые для снятия напряжений в сталях, должны содержать не более 0,05 недавнего ванадия. Сваривать металл более 0.05% ванадия может стать хрупким при снятии напряжения. При использовании процессов дуговой сварки под флюсом или газовой дуговой сварки для сварки конструкционных сталей с высоким пределом текучести, низколегированных конструкционных сталей с низкопрочными сталями комбинация проволока-флюс и проволока-газ должна быть такой же, как и для низкопрочных сталей. e. Предварительный нагрев . Для сварочных пластин толщиной менее 1,0 дюйма (25,4 мм) температура выше 50 ° F (10 ° C) не требуется, за исключением удаления поверхностной влаги с металла. Таблица 7-16 содержит рекомендуемые температуры предварительного нагрева. ф. Тепловая сварка . (1) Общие . Важно избегать чрезмерной концентрации тепла, чтобы область сварного шва быстро остыла. Для определения тепловложения в сварной шов можно использовать номограмму тепловложения или калькулятор тепловложения. (2) Номограмма тепловой мощности . Чтобы использовать номограмму тепловой мощности (рис. 7-9), найдите значение вольта в столбце 1 и проведите линию к значению в амперах в столбце 3.От точки, где эта линия пересекает столбец 2, проведите еще одну линию до значения дюйм / мин в столбце 5. Считайте единицы тепла в точке, где эта вторая линия пересекает столбец 4. Тепловые единицы представляют собой тысячи джоулей на дюйм. Например, при 20 вольт и 300 ампер линия пересекает столбец 2 при значении 6. При 12 дюймах / мин подвод тепла определяется как 30 тепловых единиц или 30 000 джоулей / дюйм. (3) Вычислитель тепловой энергии .Калькулятор тепловложения можно сделать, скопировав рисунок, напечатанный на внутренней стороне задней обложки данного руководства, на пластик, светлый картон или другой подходящий материал и вырезав кусочки. Если подходящего материала нет, калькулятор можно собрать, вырезав выкройку из задней крышки. После того, как две части вырезаны, в центре каждой пробивается отверстие. Затем они собираются с помощью бумажной застежки или другого подобного устройства, которое позволяет деталям вращаться.Чтобы определить тепловложение при сварке с помощью калькулятора, поворачивайте до тех пор, пока значение на шкале вольт не совпадет со значением на шкале скорости (дюйм / мин). Значение на шкале ампер будет выровнено прямо напротив расчетного значения для тепловых единиц. Как и в случае с номограммой, тепловые единицы представляют собой тысячи джоулей на дюйм. (4) Максимальное тепловложение . Сравните значение погонной энергии, полученное с помощью номограммы или калькулятора, с максимальными значениями, предлагаемыми в таблицах 7-17 и 7-18.Если расчетное значение слишком велико, отрегулируйте ток, скорость движения или температуру предварительного нагрева до тех пор, пока расчетное тепловложение не будет в надлежащем диапазоне. (Таблицы применимы только к процессам с одинарной дугой, дугой в экранированной среде, дугой под флюсом, дугой вольфрамовым электродом, дугой с флюсовой сердцевиной и металлической дугой в газовой среде. процессы вертикальной сварки с высоким тепловложением, так как сварные швы, выполненные ими в сталях марки «Т-1», необходимо подвергать термической обработке закалкой и отпуском.) Для условий сварки, выходящих за пределы диапазона номограммы или калькулятора, тепловложение можно рассчитать по следующей формуле: г. Сварочный процесс . Надежная сварка низколегированной конструкционной стали с высоким пределом текучести может быть выполнена формально, если выбрать электрод с низким содержанием водорода или выбрать правильную комбинацию проволока-флюс или проволока-газ при использовании дуговой сварки под флюсом или процесса металлической дуги.По возможности используйте прямой стрингер. Избегайте использования рисунка плетения; однако, если необходимо, его следует ограничить узором частичного плетения. Наилучшие результаты дает легкое круговое движение электрода с площадью переплетения, не превышающей двух диаметров электрода. Никогда не используйте полный узор плетения. Рисунок частичного переплетения не должен превышать двойного диаметра электрода. Пропустите сварку, насколько это целесообразно. Иногда рекомендуется упрочнение сварного шва для снятия напряжений при охлаждении более крупных деталей.Угловые швы должны быть гладкими и иметь правильный контур. Избегайте трещин на пальцах и подрезов. Электроды, используемые для угловых швов, должны иметь меньшую прочность, чем электроды, используемые для стыковой сварки. Упрочнение угловых швов с помощью пневмоударника может помочь предотвратить образование трещин, особенно если в сварных швах необходимо снять напряжение. Пьедестал из мягкой стальной проволоки может помочь поглощать усадочные усилия. Масляная сварка в области носка перед фактической угловой сваркой укрепляет зону, где может начаться трещина на носке. В области носка накладывается валик, который затем шлифуется перед самой угловой сваркой.Этот валик масляного сварного шва должен располагаться так, чтобы кончик углового шва проходил прямо над ним во время фактической угловой сварки. Из-за того, что при угловой сварке используется дополнительный материал, скорость охлаждения увеличивается, а тепловложение может быть увеличено примерно на 25 процентов. 7-16. ЧУГУН а. Общие . Чугун — это сплав железа, углерода и кремния, в котором количество углерода обычно составляет более 1,7% и менее 4.5 процентов. (1) Наиболее широко используемый тип чугуна известен как серый чугун. Серый чугун имеет множество составов, но обычно это перлит с множеством рассеянных чешуек графита. (2) Есть также чугуны из сплавов, которые содержат небольшое количество хрома, никеля, молибдена, меди или других элементов, добавленных для придания им особых свойств. (3) Другим легированным чугуном является аустенитный чугун, модифицированный добавками никеля и других элементов для снижения температуры превращения, так что структура становится аустенитной при комнатной или нормальной температуре.Аустенитные чугуны обладают высокой устойчивостью к коррозии. (4) В белом чугуне почти весь углерод находится в комбинированной форме. Это обеспечивает более высокую твердость чугуна, что используется для обеспечения устойчивости к истиранию. (5) Ковкий чугун получают путем специальной термообработки белого чугуна с отжигом для изменения структуры углерода в чугуне. Структура меняется на перлитную или ферритную, что увеличивает ее пластичность. (6) Чугун с шаровидным графитом и высокопрочный чугун производятся путем добавления магния или алюминия, которые либо связывают углерод в комбинированном состоянии, либо придают свободному углероду сферическую или узловую форму, а не обычную чешуйчатую форму серого цвета. чугун. Эта структура обеспечивает большую пластичность или пластичность отливки. (7) Чугуны широко используются в сельхозтехнике; на станках в качестве оснований, кронштейнов и крышек; для трубопроводной арматуры и чугунных труб; и для автомобильных блоков двигателя, головок, коллекторов и водоподготовки.Чугун редко используется в конструкционных работах, за исключением элементов сжатия. Он широко используется в строительной технике для создания противовесов и в других областях, где требуется вес. г. Серый чугун имеет низкую пластичность и поэтому не будет расширяться или растягиваться в значительной степени перед разрушением или растрескиванием. Из-за этой характеристики при сварке чугуна кислородно-ацетиленовой сваркой необходим предварительный нагрев. Однако его можно сваривать дуговым методом без предварительного нагрева, если тепло сварки тщательно контролируется.Это может быть достигнуто путем сварки только коротких отрезков стыка за один раз и охлаждения этих участков. Благодаря этой процедуре тепло сварки ограничивается небольшой площадью и исключается опасность растрескивания отливки. Крупные отливки со сложным сечением, например, мотоблоки, можно сваривать без разборки и предварительного нагрева. Обычно желательны специальные электроды, предназначенные для этой цели. Ковкий чугун, такой как ковкий чугун, высокопрочный чугун и чугун с шаровидным графитом, можно успешно сваривать.Для достижения наилучших результатов эти типы чугунов следует сваривать в отожженном состоянии. г. Сварка используется для восстановления новых отливок из чугуна, ремонта отливок, вышедших из строя, а также для соединения отливок друг с другом или со стальными деталями в производственных процессах. В Таблице 7-19 показаны сварочные процессы, которые можно использовать для сварки литого, ковкого и чугуна с шаровидным графитом. Выбор процесса сварки и присадочных металлов зависит от типа желаемых свойств сварного шва и ожидаемого срока службы.Например, при использовании процесса дуговой сварки защищенным металлом можно использовать различные типы присадочного металла. Присадочный металл будет влиять на соответствие цвета сварного шва по сравнению с основным материалом. Соответствие цвета может быть определяющим фактором, особенно при утилизации или ремонте отливок, когда разница в цвете недопустима. г. Независимо от того, какой из сварочных процессов выбран, необходимо произвести определенные подготовительные действия.Важно определить точный тип свариваемого чугуна, будь то чугун серый, ковкий или пластичный. Если точная информация неизвестна, лучше всего предположить, что это серый чугун с низкой пластичностью или без нее. Как правило, не рекомендуется сваривать ремонтные отливки из серого чугуна, которые при нормальных условиях эксплуатации подвергаются нагреву и охлаждению, особенно когда нагрев и охлаждение изменяются в диапазоне температур, превышающих 400 ° F (204 ° C). Если в качестве присадочного материала не используется чугун, металл сварного шва и основной металл могут иметь разные коэффициенты расширения и сжатия.Это будет способствовать возникновению внутренних напряжений, которые не может выдержать серый чугун. Ремонт таких отливок может быть произведен, но надежность и срок службы такого ремонта невозможно спрогнозировать с точностью. e. Подготовка к сварке . (1) При подготовке отливки к сварке необходимо удалить все поверхностные материалы, чтобы полностью очистить отливку в области сварного шва. Это означает удаление краски, смазки, масла и других посторонних материалов из зоны сварки.Желательно нагреть зону сварного шва в течение короткого времени, чтобы удалить захваченный газ из зоны сварного шва основного металла. Кожа или поверхность с высоким содержанием кремния также должны быть удалены рядом с областью сварного шва как на лицевой, так и на корневой стороне. Края стыка должны быть вырезаны или отшлифованы, чтобы получился угол 60 ° или скос. Там, где есть канавки, следует использовать V-образную канавку под углом 60-90 °. V должен выступать примерно на 3,2 мм (1/8 дюйма) от дна трещины. На каждом конце трещины следует просверлить небольшое отверстие, чтобы она не расширилась.Всегда следует использовать сварные швы с полным проплавлением, поскольку не полностью устраненные трещины или дефекты могут быстро появиться снова в условиях эксплуатации. (2) Предварительный нагрев желателен для сварки чугунов любым сварочным процессом. Его можно уменьшить при использовании очень пластичного присадочного металла. Предварительный нагрев уменьшит температурный градиент между сварным швом и остальной частью чугуна. Температуры предварительного нагрева должны зависеть от процесса сварки, типа присадочного металла, массы и сложности отливки.Предварительный нагрев можно выполнить любым из обычных методов. Нагрев горелки обычно используется для относительно небольших отливок весом 30,0 фунтов (13,6 кг) или меньше. Более крупные детали могут быть предварительно нагреты в печи, и в некоторых случаях временные печи строятся вокруг детали, вместо того, чтобы переносить ее в печь. Таким образом, детали могут поддерживаться при высокой температуре промежуточного прохода во временной печи во время сварки. Предварительный нагрев должен быть общим, поскольку он помогает улучшить пластичность материала и распределяет усадочные напряжения по большой площади, чтобы избежать критических напряжений в любой точке.Предварительный нагрев помогает смягчить область, прилегающую к сварному шву; он способствует дегазации отливки, что, в свою очередь, снижает вероятность образования пористости наплавленного металла шва; и увеличивает скорость сварки. (3) Медленное охлаждение или последующий нагрев улучшает обрабатываемость зоны термического влияния в чугуне, прилегающей к сварному шву. Последующее охлаждение должно быть как можно медленнее. Это можно сделать, накрыв отливку изоляционным материалом, чтобы не допустить проникновения воздуха или ветров. ф. Сварочная техника . (1) Электроды . (a) Чугун можно сваривать стальным электродом с покрытием, но этот метод следует использовать только в крайних случаях. При использовании стального электрода необходимо учитывать усадку металла сварного шва, углерод, улавливаемый из чугуна металлом сварного шва, и твердость металла сварного шва, вызванную быстрым охлаждением. При переходе из расплавленного в твердое состояние сталь дает усадку больше, чем чугун.При использовании стального электрода эта неравномерная усадка вызывает деформации стыка после сварки. Когда на соединение наносится большое количество присадочного металла, чугун может треснуть сразу за линией плавления, если не будут приняты профилактические меры. Чтобы преодолеть эти трудности, подготовленное соединение следует сварить, наплавив металл шва в виде коротких валиков длиной от 0,75 до 1,0 дюйма (от 19,0 до 25,4 мм). Это делается с перерывами, а в некоторых случаях — с помощью процедуры обратного шага и пропуска.Во избежание образования твердых участков дугу следует зажигать в V, а не по поверхности основного металла. Каждый короткий отрезок металла шва, нанесенный на соединение, следует слегка обработать в горячем состоянии небольшим ударным молотком и дать ему остыть перед нанесением дополнительного металла шва. Упрочнение приводит к ковке металла и уменьшению деформации при охлаждении. (b) Используемые электроды должны быть диаметром 1/8 дюйма (3,2 мм) для предотвращения чрезмерного нагрева при сварке. Сварку следует производить с обратной полярностью.Плетение электрода должно быть сведено к минимуму. Перед добавлением дополнительного металла каждый наплавленный металл следует тщательно очистить. (c) Чугунные электроды должны использоваться там, где требуется последующая обработка сварного соединения. Электроды из нержавеющей стали используются, когда обработка сварного шва не требуется. Процедура выполнения сварных швов этими электродами такая же, как и для сварки электродами из низкоуглеродистой стали. Электроды из нержавеющей стали обеспечивают отличное сплавление присадочного и основного металла.Следует проявлять особую осторожность, чтобы избежать растрескивания сварного шва, которое сжимается примерно на 50 процентов больше, чем из-за того, что нержавеющая сталь расширяется, а низкоуглеродистая сталь расширяется при одинаковых изменениях температуры. (2) Дуговая сварка . (a) Процесс дуговой сварки защищенным металлом может использоваться для сварки чугуна. Можно использовать четыре типа присадочных металлов: электроды с чугунным покрытием; покрытые электроды из сплава на основе меди; покрытые электроды из сплава на основе никеля; и электроды, покрытые мягкой сталью.Существуют причины для использования каждого из различных конкретных типов электродов, которые включают обрабатываемость наплавки, соответствие цвета наплавке, прочность наплавки и пластичность окончательного сварного шва. (b) При дуговой сварке чугунными электродами (ECI) предварительно нагрейте до 250–800 ° F (от 121 до 425 ° C), в зависимости от размера и сложности отливки, а также от необходимости обработки наплавки и прилегающих к ней поверхностей. области. Чем выше степень нагрева, тем легче будет обработать наплавленный металл.В общем, лучше всего использовать электроды небольшого размера и относительно низкий ток. Следует использовать дугу средней длины, и, если это возможно, сварку следует выполнять в горизонтальном положении. Следует использовать блуждающую или пропущенную процедуру сварки, а упрочнение поможет снизить напряжения и свести к минимуму деформации. Рекомендуется медленное охлаждение после сварки. Эти электроды обеспечивают отличное цветовое соответствие серого чугуна. Прочность сварного шва будет равна прочности основного металла. Есть два типа электродов на основе меди: сплав медно-оловянный и медно-алюминиевый.Медно-цинковые сплавы нельзя использовать для электродов для дуговой сварки из-за низкой температуры кипения цинка. Цинк улетучивается в дуге и вызывает пористость металла шва. (c) При использовании электродов с медной основой рекомендуется предварительный нагрев от 250 до 400 ° F (от 121 до 204 ° C). Следует использовать электроды малого диаметра и слабый ток. Дуга должна быть направлена ​​против наплавленного металла или лужи, чтобы избежать проникновения и смешивания основного металла с металлом сварного шва.После сварки рекомендуется медленное охлаждение. Электроды на медной основе не обеспечивают хорошего соответствия цвета. (d) Существует три типа никелевых электродов, используемых для сварки чугуна. Эти электроды можно использовать без предварительного нагрева; однако рекомендуется нагревание до 100 ° F (38 ° C). Эти электроды можно использовать во всех положениях; тем не менее, рекомендуется плоское положение. Сварочный шлак следует удалять между проходами. Отложения никеля и никелевого железа чрезвычайно пластичны и не станут хрупкими из-за улавливания углерода.Твердость зоны термического влияния можно минимизировать за счет уменьшения проникновения в основной металл чугуна. Упомянутый выше прием, заключающийся в воспроизведении дуги на лужице, а не на основном металле, поможет минимизировать разбавление. Медленное охлаждение и, при необходимости, последующий нагрев улучшают обрабатываемость зоны термического влияния. Электроды на никелевой основе не обеспечивают близкого соответствия цвета. (e) Электроды медно-никелевого типа двух марок. Любой из этих электродов можно использовать так же, как никелевый или железоникелевый электрод, примерно с той же технологией и результатами.Отложения этих электродов не обеспечивают совпадение цвета. (f) Электроды из мягкой стали не рекомендуются для сварки чугуна, если требуется механическая обработка наплавки. Отложения из мягкой стали собирают достаточно углерода для образования высокоуглеродистых отложений, которые невозможно обработать. Кроме того, наплавка из мягкой стали будет иметь пониженный уровень пластичности в результате повышенного содержания углерода. Этот тип электрода следует использовать только для небольшого ремонта и не должен использоваться, когда требуется механическая обработка.Для небольших ремонтных работ возможен минимальный предварительный нагрев. Для минимизации разбавления и во избежание концентрации усадочных напряжений рекомендуется использовать небольшие электроды при слабом токе. Следует использовать короткие сварные швы в произвольной последовательности, а сварной шов следует как можно быстрее после сварки. Наплавленный электрод из мягкой стали обеспечивает хорошее соответствие цвета. (3) Угольно-дуговая сварка чугуна . Отливки из чугуна можно сваривать угольной дугой, чугунным прутком и чугунным сварочным флюсом.Шов следует предварительно нагреть, перемещая угольные электроды по поверхности. Это предотвращает слишком быстрое охлаждение после сварки. Расплавленную лужу металла можно обрабатывать углеродным электродом так, чтобы перемещать любой образующийся шлак или оксиды на поверхность. Сварные швы, выполненные с помощью угольной дуги, охлаждаются медленнее и не так тверды, как сварные с использованием металлической дуги и чугунного электрода. Сварные швы поддаются механической обработке. (4) Газовая сварка на кислородном топливе . Процесс кислородно-топливного газа часто используется для сварки чугуна.Можно использовать большинство топливных газов. Пламя должно быть нейтральным или слегка уменьшающимся. Следует использовать флюс. Доступны два типа присадочных металлов: чугунные стержни и медно-цинковые стержни. Сварные швы, выполненные подходящим чугунным электродом, будут такими же прочными, как и основной металл. Все эти сварочные покрытия обеспечивают хорошее соответствие цветов. Следует использовать оптимальную процедуру сварки в отношении подготовки стыка, предварительного нагрева и последующего нагрева. Прутки из меди и цинка обеспечивают сварку припоем. Есть две классификации: марганцевая бронза и бронза с низким дымом.Осажденная бронза имеет относительно высокую пластичность, но не обеспечивает совпадение цвета. (5) Пайка и сварка припоем . (a) Пайка используется для соединения чугуна с чугуном и сталью. В этих случаях для пайки следует выбирать такую ​​конструкцию соединения, чтобы капиллярное притяжение заставляло присадочный металл течь между плотно прилегающими деталями. Обычно используется факельный метод. Кроме того, в качестве источников тепла могут использоваться угольная дуга, двойная угольная дуга, газово-вольфрамовая дуга и плазменная дуга.Обычно используются два металлических сплава припоя; оба являются сплавами меди и цинка. Сварку припоя можно также использовать для соединения чугуна. При сварке пайкой присадочный металл не втягивается в соединение за счет капиллярного притяжения. Иногда это называют сваркой бронзы. Следует использовать наполнитель с жидкостью при температуре выше 850 ° F (454 ° C). Сварка пайкой не обеспечивает совпадения цвета. (b) Сварка пайкой может также выполняться с помощью дуговой сварки в защитном металлическом корпусе или с помощью дуговой сварки металлическим газом.Предварительный нагрев при высоких температурах обычно не требуется для сварки пайкой, если только деталь не является очень тяжелой или сложной по геометрии. Наплавленный бронзовый металл сварного шва имеет чрезвычайно высокую пластичность, которая компенсирует недостаточную пластичность чугуна. Тепла дуги достаточно, чтобы довести поверхность чугуна до температуры, при которой сплав присадочного металла на основе меди будет сцепляться с чугуном. Поскольку перемешивание материалов незначительное или отсутствует, зона, прилегающая к сварному шву в основном металле, не затвердевает заметно.После завершения сварки сварной шов и прилегающий участок можно обработать. Как правило, для большинства применений достаточно предварительного нагрева до 200 ° F (93 ° C). Скорость охлаждения не очень важна, и термообработка для снятия напряжения обычно не требуется. Этот тип сварки обычно используется для ремонтной сварки автомобильных деталей, деталей сельскохозяйственных орудий и даже блоков и головок автомобильных двигателей. Его можно использовать только в том случае, если отсутствие соответствия цветов не вызывает возражений. (6) Газовая дуговая сварка металла .Процесс газовой дуговой сварки может использоваться для сварки ковкого чугуна и углеродистой стали. Можно использовать несколько типов электродной проволоки, в том числе: (a) Мягкая сталь с использованием 75% аргона + 25% CO 2 для защиты. (b) Никель-медь с использованием 100% аргона для защиты. (c) Кремниевая бронза с использованием 50% аргона + 50% гелия для защиты. Во всех случаях следует использовать электродную проволоку малого диаметра при слабом токе.При использовании электродной проволоки из мягкой стали подается смесь защитного газа аргон-CO 2 для минимизации проникновения. В случае присадочного металла на основе никеля и присадочного металла на основе меди наплавленный присадочный металл является чрезвычайно пластичным. Низкоуглеродистая сталь обеспечивает хорошее соответствие цвета. Обычно требуется более высокий предварительный нагрев, чтобы снизить остаточные напряжения и склонность к растрескиванию. (7) Порошковая сварка . Этот процесс недавно стал применяться для сварки чугунов.Более успешным применением была порошковая проволока на никелевой основе. Эта электродная проволока обычно работает с защитным газом CO 2 , но когда более низкие механические свойства не являются нежелательными, она может работать без внешнего защитного газа. Можно использовать минимальные температуры предварительного нагрева. Этот метод должен минимизировать проникновение в основной металл чугуна. Последующий нагрев обычно не требуется. Подбор цвета не получается. (8) Шпилька .Трещины в крупных отливках иногда заделывают шпильками (рис. 7-10). В этом процессе трещина удаляется шлифовкой V-образной канавки. Отверстия просверливаются и нарезаются под углом с каждой стороны канавки, и шпильки ввинчиваются в эти отверстия на расстояние, равное диаметру шпилек, причем верхние концы выступают примерно на 1/4 дюйма (6,4 мм) над канавкой. чугунная поверхность. Шпильки следует герметично приварить на месте с помощью одного или двух валиков вокруг каждой шпильки, а затем связать вместе сварными металлическими швами.Сварные швы следует выполнять короткими отрезками, каждый отрезок подвергается закалке в горячем состоянии, чтобы предотвратить высокие напряжения или растрескивание при охлаждении. Перед нанесением дополнительного металла каждую полоску необходимо дать остыть и тщательно очистить. Если метод крепления шипов не может быть применен, края стыка следует вырезать или обработать инструментом с круглым концом, чтобы образовалась U-образная канавка, в которую должен быть наплавлен металл шва. (9) Для чугуна можно использовать другие способы сварки.Термитная сварка использовалась для ремонта определенных типов деталей станков из чугуна. Пайка может использоваться для соединения чугуна и иногда используется для ремонта небольших дефектов в небольших отливках. Сварку оплавлением можно также использовать для сварки чугуна. Доверенность

Широкий мир сварки нержавеющей стали

Люди часто удивляются, узнав, что существует более одного вида нержавеющей стали.Три самых распространенных типа в стандартных цехах изготовления аустенитные, мартенситные и ферритные. В техника, необходимая для сварки любого из этих сталь не сильно отличается от требуемой для сварки углеродистой стали, с несколькими исключения.

Разработка нержавеющих сталей с отчетливыми характеристиками, включая различные степени коррозионной стойкости, прочности и обрабатываемости, принесла огромную пользу пользователям стали. Однако это развитие сделало сварку нержавеющей стали более сложной, чем сварку традиционной углеродистой стали.

Люди часто удивляются, узнав, что существует более одного вида нержавеющей стали. Первоначальная нержавеющая сталь, представленная Гарри Брирли в 1913 году, была гораздо более устойчивой к коррозии, чем стандартная углеродистая сталь, но за счет более низкой пластичности. С тех пор металлурги, экспериментирующие с разным количеством легирующих материалов, по-разному улучшили характеристики нержавеющей стали.

Техника, необходимая для сварки нержавеющей стали, не сильно отличается от той, которая требуется для сварки стандартной углеродистой стали, за двумя исключениями.Во-первых, вы должны проявлять больше осторожности и контроля в отношении нагрева и охлаждения нержавеющей стали. Во-вторых, более важно правильно согласовать присадочные металлы со свариваемым материалом.

Типы нержавеющей стали

Пять видов стали, каждая из которых имеет множество вариаций, попадают под зонтик из нержавеющей стали. Все они классифицируются на основе их микроструктуры — результат как химического состава, так и способа нагрева и обработки стали. Микроструктура оказывает большое влияние на прочность, пластичность и другие физические и химические свойства стали.

В стандартных производственных цехах чаще всего встречается нержавеющая сталь трех типов. Аустенитная нержавеющая сталь , вероятно, является наиболее широко используемой, особенно при типичной механической обработке и производстве. Твердая мартенситная нержавеющая сталь часто используется в процессах с высоким износом, таких как наплавка твердым сплавом. Ферритная нержавеющая сталь дешевле, чем другие виды нержавеющей стали, что делает ее фаворитом для таких потребительских товаров, как компоненты автомобильных выхлопов.

Четвертый тип, дуплексная нержавеющая сталь , представляет собой комбинацию микроструктур аустенита и феррита, что делает ее более прочной, чем любой из ее компонентов, но с которой труднее работать. Наконец, дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь включает другие легирующие элементы, например ниобий, которые увеличивают как прочность, так и стоимость. И дуплексная, и дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь — это специальные типы, используемые в основном в высокопроизводительных приложениях, таких как аэрокосмическая и обрабатывающая промышленность, и мы не будем вдаваться в подробности о них.

Подготовка к сварке

Как и при любой сварке, очень важно очистить нержавеющую сталь перед сваркой. Однако вы можете не осознавать, насколько важно использовать инструменты, такие как молотки и щетки, только для обработки нержавеющей стали из-за того, насколько этот материал чувствителен к присутствию любой углеродистой стали. Например, если вы используете щетку из нержавеющей стали для очистки углеродистой стали, не используйте ее снова для очистки нержавеющей стали. То же самое и с молотками и зажимами из нержавеющей стали.Зачем? Потому что следы углеродистой стали могут проникать в нержавеющую сталь, вызывая ее ржавление.

Точно так же шлифование углеродистой стали рядом с нержавеющей сталью может привести к проблемам. Пыль из углеродистой стали, взвешенная в воздухе, может попасть на расположенную поблизости нержавеющую сталь и вызвать коррозию. Вот почему рекомендуется разделять рабочие зоны из углеродистой и нержавеющей стали.

Другой важный фактор при подготовке к сварке — убедиться, что у вас есть подходящий присадочный материал, что означает знание того, какой тип основного материала вы свариваете.Во многих случаях это так же просто, как использовать присадочный металл с тем же номером, что и у основного металла. Например, если вы соединяете две детали из основного металла 316L, вы должны использовать присадочный металл 316L.

Конечно, бывают ситуации, когда это не так просто, например, когда вы соединяете разнородные металлы или когда делаете наложение.

Используйте ручные инструменты, предназначенные для очистки и подготовки нержавеющей стали. Этот материал чрезвычайно чувствительна к присутствию углеродистой стали, и даже следовые количества могут вызвать коррозию нержавеющей стали.

Аустенитная нержавеющая сталь

Аустенитная нержавеющая сталь, наиболее распространенная в производственных цехах, обозначается как серия 300. Хотя эти основные материалы не требуют предварительного нагрева, они имеют максимальную температуру между проходами. Когда температура основного металла достигнет 350 градусов по Фаренгейту, например, когда вы выполняете несколько проходов, вам нужно прекратить сварку и дать материалу остыть.

Некоторые из нержавеющих сталей серии 300 считаются полностью аустенитными — стали 310, 320 и 330.С ними нужно обращаться осторожно, чтобы предотвратить растрескивание, используя процесс с низким тепловложением и выпуклые сварные швы. Если вы сделаете плоский или вогнутый сварной шов на этих материалах, они будут подвержены растрескиванию.

Еще один параметр, который следует учитывать, — это состав основного материала и присадочного металла. Рассмотрим нержавеющую сталь 316L. Марка с буквой «L» в названии обычно ограничивается температурой 800 градусов по Фаренгейту или ниже в большинстве приложений, но L не означает низкую температуру. Обозначает низкое содержание углерода, обычно 0.03 процента углерода.

Как упоминалось ранее, подходящий присадочный металл для использования с этим основным металлом имеет такое же обозначение — 316L. Однако не думайте, что совпадения номера основного металла достаточно. Возможно, у вас под рукой есть присадочный металл 316L, но это не значит, что вы можете использовать его для сварки основного металла 316H. Буква «H» означает высокое содержание углерода, и даже если она отлично сваривается с основным металлом 316L, она не выдержит, когда сварная деталь будет введена в эксплуатацию.

Самая популярная марка аустенитной нержавеющей стали — 304, но выбор присадочного металла для использования с этим основным металлом немного сложнее, поскольку присадочного металла марки 304 нет.Вместо этого в качестве присадочного металла следует использовать 308L. Он имеет несколько иной химический состав, который позволяет присадочному металлу подвергаться быстрому затвердеванию и охлаждению, связанным со сваркой, без образования трещин.

Другой пример — 321 основной металл, который включает небольшое количество титана. Однако любой титан в присадочном металле может выгореть в процессе сварки. В этом случае подходящий наполнитель — 347, химический состав которого аналогичен 321, но титан заменен ниобием.

К счастью, чаще всего марки присадочного металла и основного металла совпадают. Если у вас есть вопросы о том, что использовать, компании-поставщики сварочных материалов всегда готовы помочь вам подтвердить ваш выбор или определить более незнакомые комбинации.

Мартенситная нержавеющая сталь

Мартенситная нержавеющая сталь меньше используется для соединения, чем в качестве накладок и для наращивания износостойкого материала. Обычно они имеют минимальную температуру промежуточного прохода.

Один из распространенных способов применения этого типа материала — восстановление стальных валков, используемых на станах непрерывной разливки. Как только валки изнашиваются сверх определенной точки, их восстанавливают с помощью мартенситной проволоки. Перед началом сварки на валке горелка или резистивный нагреватель нагревают валок до 400-600 градусов F. После начала сварки нельзя допускать, чтобы температура опускалась ниже этой температуры предварительного нагрева. Мартенситная нержавеющая сталь становится очень твердой и хрупкой при охлаждении, что обеспечивает высокую износостойкость, но плохо влияет на сварные швы во время их изготовления.Сохранение температуры выше минимальной температуры между проходами предотвращает слишком быстрое охлаждение области вокруг сварного шва.

При сварке мартенситной нержавеющей стали крайне важно обеспечить точную температуру предварительного нагрева и поддерживать минимальную температуру между проходами на протяжении всего времени сварки. В противном случае вы, скорее всего, получите трещины.

Как и в случае со многими другими видами нержавеющей стали, при соединении мартенситных недрагоценных металлов вы, вероятно, будете использовать присадочный металл с тем же номером.В некоторых случаях для соединения может использоваться присадочный металл из аустенитной нержавеющей стали. Для наплавок, которые часто наносят на углеродистую сталь, 410 является стандартным присадочным металлом. Но независимо от типа работы ключом к успеху в сварке с мартенситным присадочным металлом является надлежащий предварительный нагрев и медленное охлаждение после этого.

Ферритная нержавеющая сталь

В автомобильной промышленности используется самая ферритная нержавеющая сталь. В этом приложении используются два наиболее распространенных сорта: 409 и 439.Ферритная нержавеющая сталь обычно бывает толщиной дюйма или меньше, поэтому большая часть сварки с этим материалом выполняется за один проход. Это хорошо, потому что сварка ферритной нержавеющей стали наиболее успешна при низком тепловложении, а максимальная температура между проходами составляет 300 градусов F.

Если вы нарушите это правило, вы скоро об этом узнаете. При высоких тепловыделениях в материале начинает расти зерно и он может быстро терять прочность. При менее распространенной сварке более толстой ферритной нержавеющей стали особенно осторожно следует ограничивать подвод тепла.Кроме того, сопоставьте марку присадочного материала с маркой основного металла, и ваши сварные швы должны получиться хорошо.

Дуплекс из нержавеющей стали

Слишком много тепла также отрицательно влияет на дуплексные нержавеющие стали из-за большей сложности химического состава материала. Помните, что этот вид нержавеющей стали содержит как аустенитную, так и ферритную нержавеющую сталь, что также несколько затрудняет выбор присадочного металла. Многие типы дуплексных нержавеющих недрагоценных металлов недоступны в качестве присадочных металлов в основном из-за того, что присадочный металл охлаждается намного быстрее, чем основной металл.Незначительное изменение химического состава позволяет сварному шву иметь такие же прочность и свойства материала, как и основной металл.

Одним из примеров является недрагоценный металл 2205, дуплексная нержавеющая сталь, содержащая некоторое количество никеля. Присадочный металл, который вы бы использовали с этим, — 2209, потому что он дает сварной шов с таким же количеством феррита и аустенита, что и основной металл, что исключает проблемы со сваркой. Другой пример — основной металл 2507, который вы бы сварили с присадочным металлом 2594.

Сварные производственные детали обычно требуют определенного типа процедуры сварки, включая испытательные сварные швы и разрешения, в которых подробно описывается, как выполнять сварку.В процедуре указывается не только используемый присадочный металл, но и все требования к температуре предварительного нагрева и промежуточного прохода. Однако, когда вы обнаружите, что свариваете проект с использованием дуплексной нержавеющей стали, вам могут потребоваться некоторые рекомендации по выбору присадочного металла.

Сварка смешанного или неизвестного основного металла

Иногда может потребоваться сварка разнородных металлов или неизвестных основных металлов, например, при ремонте в полевых условиях. К счастью, присадочные металлы были разработаны с химическим составом, специально разработанным для таких ситуаций.Например, нередко возникает желание соединить нержавеющую сталь 304L и углеродистую сталь. В этом случае рассмотрите присадочный материал 309L, который, вероятно, будет хорошим выбором для разнородных металлов при температуре примерно до 750 градусов F.

Если вы не уверены в составе основного металла, рассмотрите один из электродов, разработанных специально для ремонта, например электрод из нержавеющей стали 312. Эти универсальные электроды, продаваемые под различными торговыми марками, которые рекламируют их всестороннюю совместимость, отличаются химическим составом, обеспечивающим высокую прочность, коррозионную стойкость и хорошую пластичность.Они также совместимы с большинством типов неблагородных металлов. И дело в том, что 312 электродов и им подобные делают свою работу. Обратной стороной является то, что они могут стоить в три-четыре раза больше, чем проволока для стандартной газовой дуговой сварки (GMAW). Однако, когда производительность имеет значение и вы хотите рассчитывать на успех, он того стоит.

При сварке нержавеющей стали не забудьте сначала найти присадочный металл, который совпадает с основным металлом. Если вы столкнетесь с трудностями при поиске точного соответствия, проконсультируйтесь с вашей компанией по сварке, чтобы найти подходящий материал.А когда возникают вопросы о составе основного металла, но вам все еще необходимо обеспечить возможность выполнения хороших сварных швов, знайте, что доступны специальные ремонтные электроды, которые помогут вам выполнять работу и делать ее хорошо.

Проверка температуры материала сварного шва

При сварке нержавеющей стали важно контролировать температуру как металла шва, так и основного металла. Если вы не соблюдаете указанные температурные диапазоны, у вас, вероятно, возникнут проблемы с производительностью.Есть три способа проверить температуру стали во время сварки:

1. Палочки-указатели температуры имеют большой опыт точного подтверждения температуры. Однако их диапазоны ограничены, и для каждой целевой температуры требуются разные палочки.
2. Электронные инфракрасные термометры измеряют температуру поверхности стали быстро и на расстоянии. Они требуют прямой видимости, что обычно не является проблемой. Блестящие поверхности и другие условия, связанные со светом, могут привести к ошибочным показаниям, как и изменение расстояния от поверхности.Но большинство людей, использующих этот тип устройства, научились учитывать такие причуды.
3. Электронные датчики температуры поверхности предлагают третье средство контроля температуры. Они доступны с ручками разной длины, которые позволяют прикоснуться к металлу для чтения. Некоторые также могут быть установлены на заготовку. Это идеальная установка при выполнении пробной сварки, поскольку она позволяет непрерывно контролировать температуру и даже распечатывать график температуры металла на протяжении всей сварки.

MIG Сварка нержавеющей стали

Хотя сварка нержавеющей стали может быть не такой сложной задачей, как сварка алюминия, металл имеет свои специфические свойства, которые отличаются от обычных сталей. При сварке MIG нержавеющей стали у вас обычно есть три варианта переноса в зависимости от вашего оборудования: перенос дуги с распылением, короткое замыкание или импульсная дуга.

Распылительный перенос
Присадочные материалы для газовой дуговой сварки нержавеющей стали указаны в AWS — A5.9-93. Щелкните здесь, чтобы просмотреть полноразмерный файл Acrobat .pdf.

Электроды с диаметром до 1/16 дюйма, но обычно 0,045 дюйма, 0,035 дюйма и 0,030 дюйма, используются с относительно высокими токами для создания переноса струйной дуги. Для переноса струйной дуги требуется ток примерно 300-350 ампер. электрод 1/16 дюйма, в зависимости от защитного газа и типа используемой нержавеющей проволоки. Степень разбрызгивания зависит от состава и расхода защитного газа, скорости подачи проволоки и характеристик сварки. источник питания.DCEP (положительный электрод постоянного тока) используется в большинстве случаев сварки нержавеющей стали. Для большинства дуговой сварки нержавеющих сталей рекомендуется использовать 1-2% аргонокислородной смеси.

На стыковых сварных швах с квадратным сечением следует использовать опорную планку, чтобы предотвратить выпадение металла шва. При плохой подгонке или невозможности использования медной подложки просадку можно минимизировать путем сварки коротким замыканием на первом проходе.

При сварке полуавтоматом удобно применять приемы справа. Хотя рука оператора подвергается большему нагреву, обеспечивается лучшая видимость.Для приварной пластины ¼ дюйма. и толще, пистолет следует двигать вперед и назад в направлении стыка и в то же время немного перемещать из стороны в сторону. Однако на более тонком металле используется только возвратно-поступательное движение вдоль соединения.

Более экономичный процесс переноса с коротким замыканием для более тонкого материала следует использовать в верхнем и горизонтальном положении, по крайней мере, для корневого и первого проходов. Хотя некоторые операторы используют короткую дугу с распылением для предотвращения образования лужи, сварной шов может быть излишне пористым.

Короткозамыкающий переход
Блоки питания с регулировкой наклона, напряжения и индуктивности рекомендуются для сварки нержавеющей стали с короткозамкнутым переходом. В частности, индуктивность играет важную роль в обеспечении надлежащей текучести лужи.

Защитный газ, рекомендуемый для сварки коротким замыканием нержавеющей стали, содержит 90% гелия, 7,5% аргона и 2,5% диоксида углерода. Газ обеспечивает наиболее желаемый контур валика при достаточно низком уровне CO2, чтобы он не влиял на коррозионную стойкость металла.Высокая индуктивность на выходе выгодна при использовании этой газовой смеси.

Однопроходные сварные швы также можно выполнять с использованием газа аргон-CO2. CO2 в защитном газе влияет на коррозионную стойкость многопроходных сварных швов, выполненных с коротким замыканием.

Удлинитель или вылет провода должны быть как можно короче. Обратной сваркой обычно легче выполнять угловые швы, и в результате получается более аккуратный сварной шов.Для стыковых швов следует использовать сварку спереди. Наружные угловые швы можно выполнять прямым ходом. Следует использовать легкие движения вперед и назад по оси сустава. Короткозамкнутые переходные сварные швы на нержавеющей стали, выполненные с использованием защитного газа 90% He, 7-1 / 2% A, 2-1 / 2% CO2, показывают хорошую коррозионную стойкость и коалесценцию. Стыковые, нахлесточные и одинарные угловые сварные швы из материалов толщиной от 0,60 дюйма. до .125 дюйма из нержавеющей стали 321, 310, 316, 347, 304, 410 и тому подобных.

Импульсный перенос дуги
Импульсный дуговый процесс обычно представляет собой процесс, при котором одна небольшая капля расплавленного металла переносится через дугу на каждый сильноточный импульс сварочного тока. Импульс сильного тока должен иметь достаточную величину и длительность, чтобы вызвать образование по крайней мере одной маленькой капли расплавленного металла, которая будет перемещена за счет эффекта сжатия от конца проволоки к сварочной ванне. Во время слаботочной части сварочного цикла дуга поддерживается, а проволока нагревается, но выделяемого тепла недостаточно для передачи металла.По этой причине продолжительность времени при низком значении тока должна быть ограничена, иначе металл будет перемещаться в глобулярном режиме.

В этом процессе чаще всего используются проволоки диаметром 0,030 дюйма, 0,035 дюйма и 0,045 дюйма. Газы для импульсной дуговой сварки — это аргон плюс 1% кислорода, такой же, как при сварке со струйной дугой. Эти и другие размеры проволоки могут сваривать в режиме распыления при более низком среднем токе при импульсном токе, чем при непрерывном сварочном токе.Преимущество этого заключается в том, что тонкий материал можно сваривать в режиме распыления, что дает гладкий сварной шов с меньшим разбрызгиванием, чем в режиме короткого замыкания. Еще одно преимущество состоит в том, что для данного среднего тока струйный перенос может быть получен с помощью проволоки большего диаметра. Проволока большего диаметра дешевле, чем проволока меньшего диаметра, а меньшее отношение поверхности к объему снижает вероятность загрязнения сварного шва окислами поверхности.

Отличные характеристики импульсной сварки MIG при более низких токах.Этот процесс дает много преимуществ, включая низкое разбрызгивание, проплавление без протекания и удобство для оператора.

Зажим, соединение листового металла без сварки или креплений

Зажим, соединение листового металла без сварки или креплений — процесс сборки холодной сваркой

Ваш браузер не поддерживает видео тег.

RIVCLINCH®

Сборка металлических деталей без сварки и креплений!

Посмотреть видео полностью

1’38

Почему стоит выбрать технологию клинчинга?

В Clinching используется холодная штамповка для сборки двух или более слоев металлических листов. С помощью технологии соединения клинчем сталь и нержавеющая сталь, а также алюминий и другие цветные металлы соединяются вместе без сварки или креплений . Соедините металлические детали экономичным и экологичным способом с помощью RIVCLINCH® .

Экономичный

Самый экономичный способ крепления листового металла.

Быстрое и стабильное качество швов

Благодаря короткому времени цикла и непревзойденной консистенции производство увеличивается.

Экологичность

Клинчинг — это энергосберегающий , чистый и тихий .

Для каких областей применения?

Наше клинчинговое оборудование используется для производства всех видов изделий из низкоуглеродистой, нержавеющей стали, алюминия и меди.Бесчисленные отрасли промышленности по всему миру делают шаг вперед, используя нашу технологию обработки листового металла: лифты, дверные и оконные рамы, вентиляционные каналы, стиральные и сушильные машины, шины, детали кузова автомобилей и т. Д.

Дом

Очень популярен в строительстве из-за прочности соединений, устойчивости к вибрации и герметичности.

Больше

Вентиляция

Идеальное решение для оцинкованных деталей.Никаких искр, дыма или газов, никаких ожогов на покрытии.

Больше

Бытовая техника

Скорость, точность, долговечность и эффективность наших решений для клинчинга убедили производителей бытовой техники для обработки листового металла.

Больше

Автомобильная промышленность

Высокоэффективные и качественные решения для сборки металла, обеспечивающие огромный потенциал экономии средств.

Больше

Категории товаров

Если вам нужна простая ручная установка, роботизированная ячейка или специализированная машина, у наших экспертов по клинчингу есть решение для вас:

Инструмент

Центральным компонентом системы соединения RIVCLINCH® является инструмент: пуансон и матрица.

Больше

Стандартные станки

Полный спектр портативных и автономных станков дает возможность включить клинч в вашу работу.

Больше

Индивидуальные решения

Машины по индивидуальному заказу могут быть: переносными, автономными, автоматическими или роботизированными, а также с контролем процесса.

Больше

Наши дистрибьюторы по всему миру

Bollhoff Attexor SA представлена ​​в мире через 22 дочерних предприятия Böllhoff Group и сеть дистрибьюторов.

Следующие присутствия на выставках

© 2020 Bollhoff Attexor SA — Все права защищены