Электроды для сварки стали 10хснд

Типы и марки сварочных электродов

Ниже, по возможности, приводятся наиболее распространенные марки электродов для сварки, сгруппированные по типам.

Электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей

Для сварки кипящих сталей (низкоуглеродистая сталь, выпускаемая из печи слабораскисленной) используют электроды с любым покрытием.

Для сварки полуспокойных сталей (сталь, полученная при раскислении жидкого металла менее полно, чем при выплавке спокойной стали, но большем, чем при выплавке кипящей стали) при больших толщинах следует применять электроды с покрытиями основного или рутилового видов.

Сварка конструкций из спокойной стали, работающих при низких температурах или при динамических нагрузках, должна выполняться электродами с основным покрытием.

Стабильность горения дуги влияет на качество швов и на возможность сварки переменным током. Наиболее стабильно дуга горит у электродов с целлюлозным, кислым и рутиловым покрытиями. Это позволяет использовать сварочные трансформаторы. Для электродов с основным покрытием требуются только источники постоянного тока.

В нижнем, вертикальном и потолочном положениях шов лучше формируется у электродов с целлюлозным покрытием, так как мелкокапельный перенос электродного металла и высокая вязкость шлака обеспечивают качественное ведение сварки. Хуже формируется шов у электродов с основным покрытием.

При сварке толстостенных конструкций многослойными швами отделяемость шлака является существенным показателем. Электроды с рутиловым, целлюлозным и кислым покрытиями обеспечивают лучшую отделяемость шлака по сравнению с основным покрытием.

Сварка электродами с основным покрытием требует тщательной очистки кромок от ржавчины, масла, грязи во избежание порообразования. Кроме того, электроды с основным покрытием склонны к порообразованию в начальный момент сварки и при сварке длинной дугой.

Электроды для наплавки

Все они имеют основное покрытие. Это обеспечивает лучшую сопротивляемость образованию трещин при наплавке деталей из стали с повышенным содержанием углерода и при высокой жёсткости конструкции.

В зависимости от условий работы конструкций с наплавленными покрытиями, электроды для наплавки могут быть условно разделены на 6 групп.

Электроды для сварки и наплавки чугуна

Электроды для сварки цветных металлов

Электроды для сварки алюминия. Основная трудность при сварке алюминия и его сплавов — наличие окисной пленки. Температура её плавления 2060°С, тогда как температура плавления алюминия 660°С. Плотная тугоплавкая пленка может нарушить стабильность процесса сварки и таким образом повлиять на качество формирования шва, вызвав появление внутренних дефектов в наплавленном металле. Для удаления окисной пленки в состав покрытия электродов вводят хлористые и фтористые соли щелочных и щелочно-земельных металлов. Эти вещества и обеспечивают качественную сварку.

Электроды для сварки меди и ее сплавов. При сварке меди основная проблема — образование пор в металле шва из-за высокой ее активности при взаимодействии с газами, особенно с кислородом и водородом. Чтобы этого избежать, применяют только хорошо раскисленную медь и тщательно прокаленные электроды. Сварку выполняют по зачищенным до металлического блеска кромкам.

Сварка латуней сложна и опасна для здоровья из-за интенсивного выгорания цинка.

Сварка бронз доставляет трудности ввиду высокой хрупкости и недостаточной прочности в нагретом состоянии.

Электроды для сварки никеля и его сплавов. Сварка никеля и его сплавов затруднена из-за большой чувствительности к растворенным в сварочной ванне газам: азоту, кислороду и водороду, что вызывает образование горячих трещин и пор. Для предупреждения появления этих дефектов необходимо применять основной металл и сварочные электроды высокой чистоты и качественно их подготавливать.

Электроды для резки металла

Электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталей

Для конструкций, работающих при температурах до 475°С, используют молибденовые электроды типа Э-09М, а при температурах до 540°С — хромомолибденовые электроды типов Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-09Х2М1 и Э-05Х2М.

Для конструкций, работающих при температурах до 600°С, применяют хромомолибденованадиевые электроды Э-09Х1МФ, Э-10Х1М1НБФ, Э-10Х3М1БФ.

Электроды Э-10Х5МФ с повышенным содержанием хрома предназначены для сварки конструкций из сталей с повышенным содержанием хрома (12Х5МА, 15Х5М, 15Х5МФА и др.), работающих в агрессивных средах при температурах до 450°С.

Для сварки теплоустойчивых сталей чаще используют электроды с основным покрытием, обеспечивающие прочность наплавленного металла при повышенных температурах, а также малую склонность к образованию горячих и холодных трещин.

Электроды для сварки высоколегированных сталей

При выборе электродов для сварки таких сталей необходимо обеспечить следующие свойства металла шва: стойкость против атмосферной коррозии и в слабо агрессивных средах, жаростойкость до температуры 650°С и жаропрочность до температуры 550°С. Этим требованиям удовлетворяют электроды типа Э-12Х13 марок ЛМЗ-1, АНВ-1 и др., которые обеспечивают химический состав, структуру и свойства металла шва, близкие характеристикам основного металла.

Для сварки сталей с пониженным содержанием углерода и дополнительно легированных никелем рекомендуются электроды типа Э-06Х13Н марки ЦЛ-41.

С увеличением количества хрома возрастает коррозионная стойкость и жаростойкость высокохромистых сталей. Содержание 17-18% дает коррозионную стойкость в жидких средах средней агрессивности. Такие стали относятся к кислотостойким: 12X17, 08X17Т, 08Х18Т и др. Если количество хрома достигает 25-30%, то возрастает жаростойкость — стойкость против газовой коррозии при температурах до 1100°С. Это жаростойкие стали: 15Х25Т, 15X28 и др. Для серосодержащих сред пригодны стали и электроды, в которых не менее 25% хрома.

Выбор электродов для сварки высокохромистых сталей зависит от количества хрома в свариваемых сталях. Так, для сварки сталей с 17% хрома, к которым предъявляются требования по коррозионной стойкости в жидких окислительных средах или по жаростойкости при температурах до 800°С, рекомендуются электроды типа Э-10X17Т марок ВИ-12-6 и др.

Для сварки сталей с 25% хрома следует применять электроды типа Э-08Х24Н6ТАФМ, придающие металлу шва после отпуска высокие пластичность, ударную вязкость и стойкость против межкристаллитной коррозии.

Сварку высокохромистых сталей следует выполнять при умеренных режимах с уменьшенной погонной энергией. После каждого прохода рекомендуется охлаждать металл околошовной зоны до температуры ниже 100°С, что обеспечивает минимальный рост зерна.

Высокохромистые стали на основе 13% хрома с дополнительным легированием молибденом, ванадием, вольфрамом и ниобием относятся к жаропрочным. Они способны противостоять механическим нагрузкам при высоких температурах. При выборе электродов для этих сталей основное требование — обеспечить необходимый уровень жаропрочности металла шва. Это достигается за счет получения химического состава швов, близкого основному металлу. Такому условию наиболее полно удовлетворяют электроды типов Э-12Х11НМФ марки КТИ-9А, Э-12Х11НВМФ марки КТИ-10, Э-14Х11НВМФ марки ЦЛ-32.

Особенности сварки разных видов низколегированной стали. Лучший способ сварки, его технология

Легированная сталь содержит специальные легированные элементы, служащие для обеспечения материалу заданных свойств, и до 0.5% углерода. В зависимости от процентного состава легированных компонентов легированные стали делятся на виды:

Маркируют стали буквами (название легирующего элемента) и цифрами (среднее процентное содержание). Цифра за буквой не ставится, если содержание компонента менее 1%.

Виды низколегированной стали

Конструкционные низколегированные стали классифицируются:

Типы низкоуглеродистых сталей представлены в таблице.

Среднеуглеродистые марки (35ХМ, 18Г2АФ, 17ГС) содержат более 0.25% углерода и применяются после проведения термообработки.

Теплоустойчивые металлы при работе в районе высоких температур имеют повышенную прочность. Находят применение в изготовлении металлических элементов энергетических устройств.

Ввиду более высокой прочности низколегированных сталей (по сравнению с углеродистыми конструкционными) их применение при производстве сварных конструкций снижает вес и экономит металл.

Благодаря этим свойствам, материалы применяют в вагоно- и судостроении, строительстве и других областях промышленности.

Особенности процесса

Низколегированная сталь – материал, относящийся к группе удовлетворительно свариваемых металлов, которые соединяются почти всеми видами сварки.

• одинаковая прочность шва;
• получение требуемой формы;
• отсутствие дефектов.

Сварка низколегированной стали выполняется труднее низкоуглеродистой конструкционной. Она более чувствительна к тепловым воздействиям. Следует учитывать, что содержание в материале более 0.25% углерода может привести к формированию закалочных структур и трещин в шве, а выгорание углерода – к образованию пор.

Во избежание формирования закалочных мартенситных структур деталь подогревают, применяют многослойную сварку с соблюдением между наложением слоев металла в шов минимального интервала времени. Материал покрытых электродов выбирается с низким содержанием фосфора, углерода и серы. Это способствует увеличению стойкости шва против кристаллизационных трещин.

Соединение хромокремнемарганцовистых сталей

Этот тип низколегированных сталей также носит название хромансиль. В состав входит углерода 0.17-0.4%, марганца 0.8-1.1%, кремния и хрома – 0.9-1.2%. Материал недорогой, имеет хорошую упругость и прочность, выдерживает вибрацию. Недостаток – плохая теплоустойчивость.

При проведении газовой сварки хром и кремний частично выгорают, что приводит к формированию оксидов, шлаков и непроваров в соединении. Чтобы избежать окисления легирующих добавок, работа выполняется нормальным пламенем, мощность которого подбирается из соотношения 75-100 дм 3 /ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого материала. Марки присадочной проволоки:

• низкоуглеродистая Св-08 или Св-08А – для неответственных конструкций;
• легированная Св-19ХМА, Св-13ХМА, Св-10ХГС, Св-18ХГСА – для соединения ответственных объектов.

Рабочий процесс ведется в один слой без перерывов. Пламя горелки на одном месте не задерживается во избежание перегрева металла сварочной ванны. Чтобы свести к минимуму коробление, шов формируется от середины к краям и обратно. Во избежание трещин свариваемый элемент охлаждают медленно.

Ответственные детали закаляют при температуре 500-650°С, с выдержкой и последующим нагревом до 880°С. Охлаждают в масле. Затем отпускают с нагревом до 400-600° и охлаждением в горячей воде.

Сварка конструкционных низколегированных сталей

• углерода до 0.2%;
• легирующих компонентов – до 2-3%.

Механические свойства этих металлов выше, чем низкоуглеродистых. Содержание кремния в пределах 1-1.1% способствует улучшению прочности и упругости материала. При его повышении в сварном шве увеличивается количество неметаллических включений, что затрудняет сварочный процесс. Марганец от 1.6 до 1.8%, усиливает способность материала к закалке, но технологически усложняет процесс работы. Повышенное содержание молибдена, хрома, ванадия негативно влияет на свариваемость.

Стали, склонные к закалке, сваривают:

• на мягком режиме без термообработки (или в печи);
• на жестком режиме с термообработкой в точечной машине.

Сила тока при работе с низколегированными материалами рекомендуется на 10-15% ниже, чем при сварке малоуглеродистой стали. Давление на электроды – выше на 10-50%.

Сварка производится теми же методами, что и низкоуглеродистой стали – дуговым, газовым и контактным. Ручная сварка выполняется электродами типа Э-50А, которые обеспечат шов с механическими свойствами, аналогичными основному металлу.

Соединение сталей 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д

Отличительным качеством марок низколегированных низкоуглеродистых сталей 09Г2С и 10Г2С1 является отсутствие склонности к перегреву и образованию закалочных структур. Работа проводится при любом тепловом режиме с соблюдением технологии процесса для низкоуглеродистых сталей. Обеспечение равнопрочности сварного шва достигается электродами Э50А, Э46А. Прочность и твердость околошовной зоны такая же, как у основного металла.

Марка 10Г2С1Д является низколегированной конструкционной сталью для сварных изделий. При сварке без ограничений процесс выполняется без подогрева и термообработки. Ограниченная свариваемость стали требует подогрева до 100-120° и термообработки. Трудносвариваемый материал требует дополнительных действий: подогрева при сварке до 200-300° и отжига после сварки.

Лучший способ сварки низколегированной стали

Наиболее приемлемым способом сварки низколегированной стали является ручная дуговая сварка. Методика процесса подобна сварке низкоуглеродистых сталей. Эти материалы содержат не более 0.25% углерода, обладают хорошей свариваемостью при любой толщине соединяемых деталей и температуре воздуха.

Технология

Ручная дуговая сварка – наиболее распространенный метод соединения материалов сварочных конструкций, при котором вручную:

• возбуждается дуга;
• подается и перемещается электрод.

Работа проводится покрытыми электродами. Способ заключается в горении сварочной дуги с электрода на свариваемый предмет. Кромки изделия оплавляются, металл электродного стержня и покрытие электрода расплавляются. Основной металл и материал электрода кристаллизуются, образуя сварной шов.

Схема ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Используемые электроды и оборудование

• сварочный аппарат;
• пусковую аппаратуру;
• набор электродов;
• электрододержатели;
• сварочные кабели;
• другие принадлежности.

Марка и тип выбираются с учетом:

• назначения изделия;
• степени его ответственности.

Типы электродов металлических покрытых для ручной дуговой сварки низколегированных сталей прописаны в ГОСТ 9467-75.

Информация об электродах для сварки низколегированных конструкционных сталей представлена в таблице.

Требования к электродам:

• обеспечение их равнопрочности с основным материалом;
• отсутствие дефектов в сварных соединениях;
• обеспечение стойкости швов в разных условиях эксплуатации;
• получение требуемого химического состава металла шва.

Процесс сварки

1. Зажигание сварочной дуги (создание короткого замыкания цепи способом прикосновения кончика электрода к изделию).
2. Образование ванны расплавленного металла, смешивание присадочного и основного материалов до формирования однородного сплава.
3. Поддержка нужной длины дуги.
4. Заварка кратера.
5. Формирование сварного шва с помощью угла наклона электрода и изделия.

9. Сварочные материалы и рекомен­дуемые электроды

Сварочные материалы, применяемые для сварки стальных конструкций, должны обеспечивать механические свойства металла шва и сварного соединения (предел прочности, предел текучести, относительное удлинение, угол загиба, ударную вязкость) не менее ниж­него предела свойств основного металла кон­струкции.

15. Свариваемые материалы и электроды

Марка свариваемого материала

Тип

электрода

Марка свариваемого материала

Тип электрода

Марка свариваемого материала

Тип электрода

Сталь 35Л Сталь 35

16. Типы электродов, их назначение

Тип электродов

Для сварки

Положение шва

Ответственных конструкций из низкоуглеродистых и некото­рых низколегированных сталей (например, марки 09Г2)

Ответственных металлоконструкций и деталей машин из низ­коуглеродистых сталей, работающих при статических и дина­мических знакопеременных нагрузках

Особо ответственных металлоконструкций из низколегирован­ных, низкоуглеродистых сталей, работающих при динамиче­ских нагрузках; сосудов, работающих под давлением, а также заварки дефектов отливок

Ответственных металлоконструкций из низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и низколегированных сталей, а также за­варки дефектов чугунных отливок

Ответственных металлоконструкций и деталей машин из низ­коуглеродистых сталей, работающих при статических и дина­мических нагрузках

Ответственных металлоконструкций из низколегированных сталей, работающих при статических и динамических нагруз­ках

Ответственных металлоконструкций из низкоуглеродистых сталей

Ответственных металлоконструкций из низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и низколегированных сталей, заварки де­фектов отливок ремонтной и монтажной сварки

Ответственных металлоконструкций из низколегированных сталей, монтажной и ремонтной сварки, а также заварки дефек­тов отливок

Ответственных металлоконструкций из среднеуглеродистых и низколегированных хромистых, хромомолибденовых и хромокремнемарганцовистых сталей, работающих в условиях тя­желых и динамических нагрузок

Высоконагруженных ответственных металлоконструкций из конструкционных и низколегированных сталей повышенной прочности, работающих при динамических нагрузках

Ответственных металлоконструкций из низколегированных сталей повышенной прочности

Ответственных конструкций из сталей 40Х и 30ХГСА, подвер­гающихся термической обработке до высокого предела проч­ности

Ответственных конструкций из среднелегированных высоко­прочных сталей

17. Марки сварочной проволоки и ее назначение

Марки сварочной проволоки

ГОСТ

Для сварки

ГОСТ 2246-70 в ред. 1987г.

Углеродистых и низколегированных сталей в углекислом газе

Углеродистых и низколегированных сталей под флюсом

Коррозионно-стойких сталей в углекислом газе

Для аргонно-дуговой сварки корро­зионно-стойких сталей

ГОСТ 7871 75 вред. 1989г.

Алюминия марок АД1 и АД1М

Алюминиево-магниевого сплава АМг5, АМг6

17а. Сварочные материалы, применяемые при сварке трубопроводов общего назначения

Стали свариваемых деталей

Сварка под флюсом

Сварочная и порошковая проволока при сварке открытой дугой и в углекислом газе

Электрод при ручной ду­говой сварке

флюс

сварочная проволока

тип

марка

Св-08Г2С, ПП-АН1, ПП-АН8, ПП-2ДСК

Ст3сп, ВСт3пс, Ст3Гпс

АН-348А, ОСЦ-45, АН-348АМ, ОСЦ-45М

Св-08Г2С, ПП-АН3, ПП-АН7, ПП-АН11, ПП-2ДСК

09Г2С, 10Г2С1, 10ХСНД, 14Г2, 15ХСНД

Св-08Г2С, ПП-АН7, ПП-АН9, ПП-2ДСК, ПП-3ДСК

УОНИ-13/55, УОНИ-13/45, АНО-7, ТМУ-21

СВ-08Г2С, ПП-АН7, ПП-2ДСК

17б. Возможности применения сварочных материалов для дуговой сварки стальных металлоконструкций

Сталь

Покрытые электроды для ручной сварки

Сварка под флюсом

Сварка в углеки­слом газе или в его смеси с аргоном

Сварка порошковой проволокой

Проволока

Флюс

Ст2кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс Ст3Гсп

Э42, Э42А, Э46, Э46А Э50 Э50А

Св-08А, СВ-08АА, Св-08ГА, Св-06А, Св-08ГСМТ, Св-08ГС, Св-10Г2

ОСЦ-45, ОСЦ-45М, АН-348А, АН-348АМ, АН-42, АН-42М, АН-60, ФЦ-16, АНЦ-1, АН-42, АН-42М, ФЦ-16

ПП-АН1, ПП-АНЗ, ПП-АН7, СП-2, СП-3, ППТ-13, ПП-АН11

Св-08ГА, Св-10ГА, Св-10Г2, Св-08ГС

ОСЦ-45, ОСЦ-45М, АН-348А, АН-348АМ, АН-60, АНЦ-1

ПП-АН3, ПП-АН7, СП-2, СП-3, ПП-АНП

15ХСНД, 09Г2С, 09Г2СД, 12Г2С, 12Г2СД

Св-10НМА Св-10Г2, Св-08ГА, Св-10ГА, Св-10НМА

Электроды: маркировка и применение

Таблица 1. Электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей

Таблица 2. Электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталей

Таблица 3. Электроды для сварки коррозионностойких сталей

Таблица 4. Электроды для сварки жаростойких сталей

Таблица 5. Электроды для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами

Таблица 6. Электроды для сварки и наплавки чугуна

Таблица 7. Электроды для сварки цветных металлов

Электроды, применяемые при сварке сталей, должны обеспечивать высокие механические свойства сварного соединения и высокую производительность процесса сварки.

Электродная проволока. Электродную проволоку изготовляют диаметром 1—12 мм. Длина электродов, нарезаемых из проволоки диаметром до 3 мм, обычно составляет 350 мм, а диаметром свыше 3 мм — 450 мм. На практике преимущественно применяют электроды диаметром 2—7 мм. Электродами диаметром 2 мм сваривают металл толщиной до 2 мм, диаметром 3 мм — металл толщиной 2 мм и выше. Для сварки металла толщиной 5—10 мм применяют электроды диаметром 4—5 мм, а для толщин свыше 10 мм — электроды диаметром 5—7 мм. Химический состав металла стальной электродной проволоки установлен ГОСТом и имеет 19 марок. Для сварки малоуглеродистой стали и многих сортов конструкционных сталей самое широкое применение в производстве имеют три марки проволоки: Св-I, Св-IA и Св-II.

Указанные марки проволок отличаются по содержанию углерода, кремния и фосфора. Лучшая проволока Св-IA содержит до 0,10% С; 0,35— 0,6% Mn; 0,15—0,25% Si; 0,03—0,04% S; до 0,03% Р. Марка Св-II содержит углерода до 0,18%.

Для ручной дуговой сварки проволоку-электрод покрывают специальными обмазками с целью защиты ванны расплавленного металла от поглощения кислорода и азота из воздуха. Содержание кислорода в металле шва свыше 0,2% и азота свыше 0,15% резко снижает пластические свойства металла шва: относительное удлинение, угол загиба, ударную вязкость. Поглощение азота и кислорода расплавленным металлом в процессе сварки происходит как при переходе капель металла с электрода в ванну, так и в самой ванне и продолжается до затвердевания металла. Кислород, обладающий большой химической активностью, вступает с железом в соединения: FeO, Fe3О4 и Fe2O3.

Низший окисел — закись FeO — образуется ранее других на поверхности капли расплавленного металла и сразу же растворяется в нем. Высшие окислы железа в момент переноса капли металла в ванну раскисляются углеродом, марганцем, кремнием, содержащимися в электродной проволоке. Выгорание этих примесей уменьшает их содержание в металле шва. На поверхности сварочной ванны реакции окисления продолжаются и, несмотря на происходящие внутри ванны раскислительные процессы, металл насыщается кислородом в виде твердого раствора FeO в железе или включений окислов.

Насыщение расплавленного металла азотом воздуха может происходить либо путем образования при высоких температурах нитридов марганца MnN и кремния SiN, либо окисла NO. При температуре металла около 1000°С этот окисел выпадает из твердого раствора и диссоциирует на атомарный азот и кислород. Атомарный азот образует с железом нитриды Fe4N и Fe2N в интервале температур 500—800°С. Для уменьшения содержания азота и кислорода в металле шва применяют ряд мер: в металле электродов увеличивают содержание раскислителей (Mn, Si), наносят специальное электродное покрытие, содержащее раскислители. Хорошей защитой расплавленного металла от кислорода и азота воздуха при ручной дуговой сварке является применение покрытых электродов, которые при плавлении дают шлаки, защищающие металл как при переходе его с электрода в ванну, так и в самой ванне. В зависимости от толщины покрытия электроды разделяются на тонкопокрытые, с толщиной слоя обмазки 0,1—0,3 мм и толстопокрытые, с толщиной слоя обмазки до 2 мм. Вес тонкого покрытия составляет около 1%, а толстого около 20—35% от веса электрода. Тонкие покрытия предназначаются для увеличения устойчивости горения дуги и поэтому часто называются ионизирующими покрытиями. Наиболее распространенным ионизирующим покрытием является меловое, состоящее по весу из 80—85% мелко просеянного мела СаСО3 и 15—20% жидкого растворимого стекла NaOSiО2.

Сварные швы, выполненные этими электродами, из-за отсутствия защиты расплавленного металла обладают низким пределом прочности и низкой пластичностью. Для получения сварных швов с высокими показателями прочности и пластичности пользуются электродами с толстым покрытием. В состав толстого покрытия входят газообразующие, шлакообразующие и легирующие вещества и раскислители.

Газообразующие вещества в покрытиях, вроде древесной муки, крахмала, пищевой муки, целлюлозы и т. п., предназначаются для создания в процессе плавления электрода газовой защитной среды (вокруг дуги и ванночки жидкого металла), состоящей в основном из водорода и окиси углерода. В результате этой защиты удается устранить вредное влияние воздуха на жидкий металл. Шлакообразующие вещества, входящие в состав толстых покрытий, вроде полевого шпата, марганцевой руды, титановой руды, мела, каолина и т. п. образуют при плавлении электрода шлаки, защищающие расплавленный металл от воздействия воздуха и улучшающие условия формирования металла шва.

Ферросплавы в виде ферромарганца, ферротитана, ферросилиция и др. вводят в покрытия для раскисления металла шва и шлаков, перевода закиси железа в металле в другие соединения, а также для легирования металла шва путем повышения содержания в нем некоторых элементов, вроде Mn, Si, Ti и др.

Для сварки сталей с незначительным содержанием легирующих примесей применяют электроды со стержнями из малоуглеродистой стали, но с введением в покрытие легирующих элементов в виде ферросплавов (ферромарганца, ферросилиция, феррованадия, ферротитана и др.) вместе с соответствующими газо- и шлакообразующими компонентами.

Легирующие элементы из покрытия, частично выгорая, переходят в наплавленный металл шва и позволяют получить механические свойства шва, близкие к свойствам свариваемого металла. При сварке высоколегированных сталей (нержавеющих и жаропрочных) применяют электроды, стержни которых по своему химическому составу одинаковы со свариваемым металлом. Для компенсации выгорания при сварке легирующих элементов, содержащихся в проволоке, в состав покрытия для этих электродов, кроме газо- и шлакозащитных веществ вводят соответствующие компоненты в виде ферросплавов.

Во всех покрытиях в качестве связующего вещества применяют жидкое стекло. В некоторых случаях применяют декстрин и органический клей.

Сварка низколегированных сталей. Как сваривать низколегированную сталь

Сварка низколегированных сталей нашла широкое применение при изготовлении конструкций в строительстве. Связано это с тем, что низколегированные конструкционные стали обладают повышенной прочностью и, благодаря этому, металлоконструкции получаются облегчёнными, а, следовательно, более экономичными.

Как правило, свариваемость низколегированных конструкционных сталей удовлетворительная. Но, необходимо учесть, что при содержании углерода в составе стали более, чем 0,25%, возникает риск образования и развития закалочных структур и горячих трещин в сварном шве. Кроме того, ставится вероятным появление других дефектов сварного шва, например, образование пор. И получается это вследствие выгорания углерода при сварке.

Распространённые марки низколегированных сталей, применяемых при сварке металлоконструкций

Низколегированные стали, из которых сваривают строительные конструкции, содержат в своём составе углерода не более 0,25% и легирующих элементов — не более 3%.

Для изготовления металлоконструкций промышленных и гражданских сооружений больше всего подходят такие марки сталей, как 15ХСНД, 14Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д, 16ГС, 14Г2АФ, 16Г2АФ и др.

Для изготовления сварных газопроводных труб хорошо подходят такие марки стали как 18Г2С, 25Г2С, 35ГС, 20ХГ2Ц и др. Эти же марки применяют и при изготовлении арматуры для железобетонных плит.

Особенности сварки низколегированных сталей

Сварка конструкционных сталей 15ХСНД, 15ГС, 14Г2, 14Г2АФ, 16Г2АФ

Для сварки низколегированных сталей марок 15ХСНД, 15ГС, 14Г2, 14Г2АФ, 16Г2АФ и т.п. хорошо подходит ручная дуговая сварка электродами Э50А или Э44А. Но наиболее качественные сварные соединения получаются при сварке электродами УОНИ-13/55 и ДСК-50. Но, лучшие результаты получаются при сварке постоянным током при обратной полярности. При этом, сварку необходимо проводить при пониженных токах, 40-50 А на миллиметр диаметра электрода.

Автоматическую дуговую сварку данных марок сталей выполняют сварочной проволокой Св-08ГА или Св-10ГА под флюсами АН-348-А или ОСЦ-45.

Металлоконструкции из сталей 15ХСНД, 15ГС, 14Г2, 14Г2АФ, 16 Г2АФ можно сваривать при температуре окружающей среды не ниже -10°C. Если же температура окружающей среды находится в пределах от -10°C до -25°C, то при сварке необходим предварительный подогрев. Ширина подогрева зоны сварки составляет 100-120 мм по обе стороны шва. Температура предварительного подогрева 100-150°C. При температуре окружающей среды ниже, чем -25°C, сварка вышеуказанных сталей не допустима.

Сварка низколегированных сталей 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д

Оценку свариваемости сталей таких марок, как 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д и т.п. можно дать хорошую (см. таблицу свариваемости сталей), и связано это с тем, что они не подвержены закаливанию, не склонны к перегреву и устойчивы к образованию горячих и холодных трещин в сварном шве и зоне термического влияния. Сварку низколегированных конструкционных сталей данных марок можно выполнять как ручной дуговой сваркой, так и автоматической.

При ручной сварке хорошо подходят электроды марок Э50А и Э55А. При автоматической сварке используют сварочную проволоку марок Св-08ГА, Св-10ГА или Св-10Г2. Для защиты зоны сварки применяют флюсы АН-348-А или ОСЦ-45.

Сварка листов из сталей 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д, толщиной менее 40 мм выполняется без разделки кромок. И, при соблюдении технологии и режимов сварки, механические свойства сварочного шва почти не уступают механическим свойствам основного металла. Равнопрочность сварного шва обусловлена переходом легирующих элементов из электродной проволоки в металл сварного шва.

Сварка хромокремнемарганцовистых низколегированных сталей 25ХГСА, 30ХГСА, 35ХГСА

Сварка низколегированных сталей 25ХГСА, 30ХГСА, 35ХГСА и т.п. затруднена тем, что они склонны к образованию трещин при сварке и к появлению закалочных структур. И чем меньше толщина свариваемых кромок, тем выше риск образования закалочных зон и появления трещин в металле шва и, особенно, околошовной зоне.

Склонность данных сталей к сварным дефектам обусловлена повышенным содержанием углерода в их составе (0,25% и более). Сварку этих сталей можно выполнять сварочной проволокой Св-08 или Св08А, а также электродами данных марок.

Для особоответственных сварных швов рекомендуют применять электроды Св-18ХГСА или Св-18ХМА с защитным покрытием следующих видов: ЦЛ-18-63, ЦК18М, УОНИ-13/65, УОНИ-13/85, УОНИ-13/НЖ.

При сварке низколегированных хромокремнемарганцовистых сталей, в зависимости от толщины свариваемого металла, рекомендуются следующие режимы сварки: