Всего на сайте:
282 тыс. 988 статей

Главная | Материаловедение

Свариваемость: физическая и технологическая свариваемость металла  Просмотрен 40

Под свариваемостью понимается способность стали данного химического состава давать при сварке тем или иным способом высококачественное сварное соединение без трещин, пор и прочих дефектов.

Свариваемость не является неизменным свойством металла, подобно физическим свойствам его. Наряду с технологическими характеристиками металла свариваемость его определяется способом и режимом сварки, составом присадочного металла, сварочного флюса, электродного покрытия, защитного газа, а также конструкцией сварного узла и условиями эксплуатации изделия.

Различают физическую и технологическую свариваемость.

Физическая свариваемость предполагает способность металлов образовывать в результате сварки каким-либо способом монолитные соединения с химической связью. Большинство металлов и сплавов обладают хорошей физической свариваемостью.

Технологическая свариваемость представляет собой технико-экономический показатель и характеризует возможность получения сварного соединения требуемого качества, удовлетворяющего требованиям надежности конструкции при эксплуатации и наименьшей стоимости при изготовлении.

Технологическая свариваемость зависит как от свойств основного металла, так и от состава наплавляемого (присадочного, электродного) металла, способа и режима сварки, используемых флюсов, покрытий, защитных газов, конструкции сварного узла и условий эксплуатации изделия

По свариваемости стали условно делят на четыре группы: хорошо сваривающиеся, удовлетворительно сваривающиеся, ограниченно сваривающиеся, плохо сваривающиеся

 

При оценке свариваемости роль химического состава стали является превалирующей. По этому показателю в первом приближении проводят оценку свариваемости.

При оценке влияния химического состава на свариваемость сталей, кроме содержания углерода, учитывается также содержание других легирующих элементов, повышающих склонность стали к закалке. Это достигается путем пересчета содержания каждого легирующего элемента стали в эквиваленте по действию на ее закаливаемость с использованием переводных коэффициентов, определенных экспериментально. Суммарное содержание в стали углерода и пересчитанных эквивалентных ему количеств легирующих элементов называется углеродным эквивалентом. Для его расчета существует ряд формул, составленных по различным методикам, которые позволяют оценить влияние химического состава низколегированных сталей на их свариваемость:

СЭКВ = С + Мn/6 + Сr/5 + Мо/5 + V/5 + Ni/15 + Сu/15 метод МИС
СЭКВ = С + Мn/6 + Si/24 + Ni/40 + Сr/5 + Мо/4 японский метод
или Сэ = С + Mn/6 + Cr/5 + V/5 + Mo/4 + Ni/15 + Са/15 + Cu/13 + P/2 По Красовскому
или метод Сефериана
Можно использовать формулы для расчёта из конспекта урока 
 

Примечание: Для учёта влияния толщины металла на свариваемость следует прибавить к величине Сэ произведение толщины металла на коэффициент 0,0025 ( 0,0025×Т).

где цифры указывают содержание в стали в массовых долях процента соответствующих элементов.

По признаку свариваемости все стали можно условно разделить на четыре группы:

1. Хорошо сваривающиеся у которых Сэкв не более 0,25. Эти стали не дают трещин при сварке обычным способом, т. е. без предварительного и сопутствующего подогрева и последующей термообработки.

2. Удовлетворительно сваривающиеся, у которых Сэкв в пределах 0,25—0,35; они допускают сварку без появления трещин, только в нормальных производственных условиях, т. е. при окружающей температуре выше 0°С, отсутствии ветра и пр.

К этой же группе относят стали, нуждающиеся в предварительном подогреве или предварительной и последующей термообработке для предупреждения образования трещин при сварке в условиях, отличающихся от нормальных (при температуре ниже 0° С, ветре и др).

3. Ограниченно сваривающиеся, у которых Сэкв в пределах 0,35—0,45; они склонны к образованию трещин при сварке в обычных условиях. При сварке таких сталей необходима предварительная термообработка и подогрев. Большинство сталей этой группы подвергают термообработке и после сварки.

4. Плохо сваривающиеся, у которых Сэкв выше 0,45; такие стали склонны к образованию трещин при сварке.

 

Температура предварительного подогрева для низколегированных сталей в зависимости от величины Сэкв принимается следующей:

Предварительный подогрев замедляет охлаждение и предохраняет от появления холодных трещин при сварке.

 

Таблица3 Классификация сталей по свариваемости в соответствии с величиной Сэкв и меры по предотвращению или уменьшению вероятности появления трещин.

Группа сталей Свариваемость Эквивалент углерода Сэкв, % Технологические меры    
подогрев термообработка      
перед сваркой во время сварки перед сваркой после сварки    
I ХОРОШАЯ ≤ 0,25 - - - Желательна
II УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНАЯ 0,25-0,35 Необходим - Желательна Необходима
III ОГРАНИЧЕННАЯ 0,35-0,45 Необходим Желателен Необходима Необходима
IV ПЛОХАЯ ≥ 0,45 Необходим Необходим Необходима Необходима
      

 

 

Порядок выполнения расчёта:

1. Записать марку стали на ваш выбор.

2. Записать количественное содержание основных легирующих элементов в указанной марке стали (найти в Интернете – «марочник сталей», справочнике)

3. Выбрать и записать формулу для определения эквивалента углерода (по максимально близкому количеству легирующих добавок содержащихся в стали данной марки с указанными в формуле). Можно использовать формулу из конспекта урока.

4. Рассчитать величину Сэкв в %по выбранной формуле, подставив величины содержания углерода и легирующих элементов и толщины металла.

5. Сравнить полученное значение Сэквсо значениями в таблицеи определить к какой группе сталей по свариваемости относится данная марка стали, и какой вид термообработки требуется.

Вывод записать.

 

Для получения оценки «5» (отлично)

1.Выполнить расчёт не менее чем по двум формулам.

или

2.Выполнить расчёт не менее трёх марок сталей (третью марку стали принять самостоятельно из запасных и найти количественное содержание в ней легирующих элементов).

3.Вычислить методом интерполяции температуру подогрева для одной из марок сталей, выбранных для расчёта

ЗАДАНИЯ:

Дано:

- марка стали с указанием химического состава и толщин (в таблице-задании)

 

Часть

ФИО (вариант) Марка T,мм ФИО (вариант) Марка T,мм
  Сталь 10ХНДП     Сталь 14Г2 
  Сталь 12ГС     Сталь 15Г2АФДпс 
  Сталь 14ХГС     Сталь 10Г2Б 
  Сталь 10Г2С1     Сталь 16ГС 
  Сталь 25Г2С     Сталь 20ХГ2Ц 
  Сталь 14Г2АФ     Сталь 17ГС 
  Сталь 09Г2     Сталь 35ГС 
  Сталь 15Г2СФ     Сталь 09Г2С 
  Сталь 18Г2АФпс     Сталь 16Г2АФ 
     

 

 

2 часть

ФИО (вариант) Марка T,мм ФИО (вариант) Марка T,мм
  · 14Х2ГМР     · 20Х2Н4А 
  · 15Н2М     · 15ХГН2ТА 
  · 15ХФ     · 18Х2Н4ВА 
  · 18Х2Н4МА     · 19ХГН 
  · 20Г     · 25Х2ГНТА 
  · 20ХГР     · 25ХГСА 
  · 20ХН2М     · 25Х2Н4МА 
  · 25ХГНМТ     · 25ХГТ 
  · 14Х2Н3МА     · 20Н2М 
  · 20ХГНМ     · 20ХГНР 
  20ХГСА     · 20ХМ 
  20ХН3А     · 20ХН4ФА 
        · 20ХГНТР 
     

 

Предыдущая статья:Интегрирование простейших функций (вычисление определенных и неопределенных интегралов), вычисление площадей плоских фигур, решение прикладных задач Следующая статья:Решение простейших дифференциальных уравнений линейных относительно частных производных
page speed (0.0176 sec, direct)