Polad qaynaq qabiliyyəti: təsnifat. Çeliklərin qaynaq qabiliyyəti qrupları

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-02 13:49

Polad əsas konstruktiv materialdır. Tərkibində müxtəlif çirkləri olan dəmir-karbon ərintisidir. Tərkibinə daxil olan bütün komponentlər külçənin xüsusiyyətlərinə təsir göstərir. Metalların texnoloji xüsusiyyətlərindən biri yüksək keyfiyyətli qaynaq birləşmələri yaratmaq qabiliyyətidir.

Poladın qaynaq qabiliyyətini təyin edən amillər

Poladın qaynaq qabiliyyətinin qiymətləndirilməsi əsas göstəricinin - karbon ekvivalenti olan С_{equiv dəyəri ilə aparılır. Bu, karbon tərkibinin və əsas ərinti elementlərinin qaynağın xüsusiyyətlərinə təsir dərəcəsini nəzərə alan şərti əmsaldır.}

Aşağıdakı amillər poladların qaynaq qabiliyyətinə təsir edir:

1. Karbon tərkibi.
2. Zərərli çirklərin olması.
3. Dopinq dərəcəsi.
4. Mikrostruktur görünüşü.
5. Ətraf mühit şəraiti.
6. Metal qalınlığı.

Ən məlumat verən parametr kimyəvi tərkibdir.

Poladların qaynaq qabiliyyəti qruplarına görə paylanması

Tabedirbütün bu amillər, poladın qaynaq qabiliyyəti fərqli xüsusiyyətlərə malikdir.

Poladların qaynaq qabiliyyətinə görə təsnifatı.

• Yaxşı (С_{eq≧0 olduqda, 25%): aşağı karbonlu polad hissələr üçün; məhsulun qalınlığından, hava şəraitindən, hazırlıq işlərinin mövcudluğundan asılı deyil.}
• Qənaətbəxş (0,25%≦С_{eq≦0,35%): ətraf mühit şəraitinə və qaynaqlanmış strukturun diametrinə (havanın temperaturu -5-ə qədər, sakit şəraitdə) məhdudiyyətlər var hava, qalınlıq 20 mm-ə qədər).}
• Məhdud (0,35%≦C_{eq≦0,45%): Keyfiyyətli tikiş yaratmaq üçün əvvəlcədən isitmə tələb olunur. O, "hamar" austenit çevrilmələrini, sabit strukturların (ferritik-perlit, beynit) əmələ gəlməsini təşviq edir.}
• Pis (С_{eq≧0, 45%): metal kənarlarının əvvəlcədən temperatur hazırlığı, eləcə də sonrakı istilik müalicəsi olmadan mexaniki dayanıqlı qaynaq birləşməsinin əmələ gəlməsi mümkün deyil. qaynaqlanmış strukturun. İstənilən mikro quruluşu yaratmaq üçün əlavə isitmə və hamar soyutma tələb olunur.}

Poladın qaynaq qabiliyyəti qrupları dəmir-karbon ərintilərinin xüsusi dərəcəli qaynaqının texnoloji xüsusiyyətlərini idarə etməyi asanlaşdırır.

İstilik müalicəsi

Poladların qaynaq qabiliyyəti qrupundan və müvafiq texnoloji xüsusiyyətlərdən asılı olaraq, qaynaqlı birləşmənin xüsusiyyətləri ardıcıl temperatur effektlərindən istifadə etməklə tənzimlənə bilər. İstilik müalicəsinin 4 əsas üsulu var: sərtləşdirmə, istiləşmə,yumşalma və normallaşdırma.

Ən çox yayılmışları sərtlik və qaynağın eyni vaxtda möhkəmliyi, gərginliyin azaldılması, çatların qarşısının alınması üçün söndürmə və temperləmədir. İstiləşmə dərəcəsi materialdan və istədiyiniz xüsusiyyətlərdən asılıdır.

Hazırlıq işləri zamanı metal konstruksiyaların istilik müalicəsi aparılır:

• tavlama - metalın içərisindəki gərginliyi aradan qaldırmaq, onun yumşaqlığını və elastikliyini təmin etmək;
• temperatur fərqini minimuma endirmək üçün əvvəlcədən qızdırılıb.

Temperatur təsirlərinin rasional idarə edilməsi imkan verir:

• hissəni işə hazırlayın (taxılları üyüdərək bütün daxili gərginlikləri aradan qaldırın);
• soyuq metalda temperatur fərqlərini azaldır;
• mikro quruluşu termal olaraq korreksiya edərək qaynaqlanmış obyektin keyfiyyətini yaxşılaşdırın.

Temperatur fərqləri ilə xassələrin korreksiyası yerli və ya ümumi ola bilər. Kenarların istiləşməsi qaz və ya elektrik qövs avadanlığı ilə həyata keçirilir. Bütün hissəni qızdırmaq və rəvan şəkildə soyutmaq üçün xüsusi sobalardan istifadə olunur.

Mikro strukturun xassələrə təsiri

Termik emal proseslərinin mahiyyəti külçə daxilində struktur transformasiyalara və onların bərkimiş metala təsirinə əsaslanır. Beləliklə, 727 ˚C temperatura qədər qızdırıldıqda, qarışıq dənəvər austenitik bir quruluşdur. Soyutma üsulu transformasiya seçimlərini müəyyən edir:

1. Fırının içərisində (sürət 1˚C/dəq) - təxminən 200 HB (Brinell sərtliyi) sərtliyi ilə perlit konstruksiyalar əmələ gəlir.
2. Aktivhava (10˚С/dəq) – sorbitol (ferrit-perlit dənələri), sərtlik 300 HB.
3. Yağ (100˚C/dəq) – troostit (ferrit-sementit mikrostruktur), 400 HB.
4. Su (1000˚C/dəq) – martensit: sərt (600 HB), lakin kövrək acikulyar quruluş.

Qaynaq birləşməsinin kifayət qədər sərtlik, möhkəmlik, plastiklik keyfiyyət göstəriciləri olmalıdır, ona görə də tikişin martensitik xüsusiyyətləri qəbuledilməzdir. Aşağı karbonlu ərintilər ferritik, ferrit-perlit, ferrit-austenitik quruluşa malikdir. Orta karbonlu və orta alaşımlı çeliklər - pearlitik. Yüksək karbonlu və yüksək ərintili - ferrit-austenitik formaya gətirmək üçün vacib olan martensitik və ya troostit.

Yüngül polad qaynaq

Karbon poladlarının qaynaq qabiliyyəti karbon və çirklərin miqdarı ilə müəyyən edilir. Onlar yanmağa qadirdir, qazlı formalara çevrilir və aşağı keyfiyyətli tikiş məsaməliliyi verir. Kükürd və fosfor, strukturun kövrəkliyini artıraraq, taxılların kənarlarında konsentrə ola bilər. Qaynaq ən sadələşdirilmişdir, lakin fərdi yanaşma tələb edir.

Ümumi keyfiyyətli karbon poladı üç qrupa bölünür: A, B və C. Qaynaq işləri C qrupunun metalı ilə aparılır.

QOST 380-94-ə uyğun olaraq VST1 - VST4 markalı poladların qaynaq qabiliyyəti məhdudiyyətlərin və əlavə tələblərin olmaması ilə xarakterizə olunur. Diametri 40 mm-ə qədər olan hissələrin qaynaqlanması istilik olmadan baş verir. Siniflərdə mümkün göstəricilər: G - yüksək miqdarda manqan; kp, ps, cn - "qaynar", "yarı sakit", "sakit"müvafiq olaraq.

Aşağı karbonlu keyfiyyətli polad, deoksidləşmə dərəcəsini və manqan tərkibini göstərən karbonun yüzdə bir hissəsi ilə markalarla təmsil olunur (GOST 1050-88): polad 10 (həmçinin 10kp, 10ps, 10G), 15 (həmçinin 15kp, 15ps, 15G), 20 (həmçinin 20kp, 20ps, 20G).

Keyfiyyətli qaynağı təmin etmək üçün qaynaq hovuzunun karbon C və manqan Mn ilə doyurulması prosesini həyata keçirmək lazımdır.

Qaynaq üsulları:

1. 2 ilə 5 mm diametrli xüsusi, ilkin olaraq kalsine edilmiş elektrodlardan istifadə edərək əl ilə qövs. Növlər: E38 (orta möhkəmlik üçün), E42, E46 (420 MPa-a qədər yaxşı möhkəmlik üçün), E42A, E46A (mürəkkəb strukturların yüksək möhkəmliyi və onların xüsusi şəraitdə işləməsi üçün). OMM-5 və UONI 13/45 çubuqları ilə qaynaq birbaşa cərəyanın təsiri altında aparılır. TsM-7, OMA-2, SM-11 elektrodları ilə iş istənilən xarakterik cərəyanla aparılır.
2. Qaz qaynağı. Çox vaxt arzuolunmaz, lakin mümkündür. Sv-08, Sv-08A, Sv-08GA, Sv-08GS doldurucu məftillərdən istifadə etməklə həyata keçirilir. İncə aşağı karbonlu metal (d 8mm) sol tərəfdən, qalın (d 8mm) - düzgün şəkildə qaynaqlanır. Dikişin xüsusiyyətlərindəki çatışmazlıqlar normallaşdırmaq və ya yumş altmaqla aradan qaldırıla bilər.

Aşağı karbonlu poladların qaynağı əlavə qızdırmadan həyata keçirilir. Sadə bir formanın təfərrüatları üçün heç bir məhdudiyyət yoxdur. Volumetrik və qəfəs strukturlarını küləkdən qorumaq vacibdir. Mürəkkəb obyektləri emalatxanada 5˚С-dən aşağı olmayan bir temperaturda qaynaq etmək məqsədəuyğundur.

Beləliklə, VST1 - VST4 sinifləri üçün polad 10 - polad 20 - qaynaq qabiliyyəti yaxşıdır, praktiki olaraqməhdudiyyətsiz, qaynaq üsulunun, elektrod tipinin və cərəyan xüsusiyyətlərinin standart fərdi seçimini tələb edir.

Orta və yüksək karbonlu struktur poladları

Ərintinin karbonla doyması onun yaxşı birləşmələr əmələ gətirmə qabiliyyətini azaldır. Qövsün və ya qaz alovunun istilik effektləri prosesində kükürd taxılların kənarları boyunca toplanır və qırmızı kövrəkliyə, fosfor soyuq kövrəkliyə səbəb olur. Çox vaxt manqanla ərinmiş materiallar qaynaqlanır.

Bura adi keyfiyyətli VSt4, VSt5 (QOST 380-94), yüksək keyfiyyətli 25, 25G, 30, 30G, 35, 35G, 40, 45G (QOST 1050-88) müxtəlif metallurgiya istehsalı olan konstruksiya poladları daxildir..

İşin mahiyyəti qaynaq hovuzunda karbonun miqdarını az altmaq, onun içindəki metalı silikon və manqanla doyurmaq və optimal texnologiyanı təmin etməkdir. Eyni zamanda, mexaniki xassələrin sabitliyinin pozulmasına səbəb ola biləcək həddindən artıq karbon itkisinin qarşısını almaq vacibdir.

Orta və yüksək karbonlu poladlarla qaynaq xüsusiyyətləri:

1. 150 mm-ə qədər eni üçün 100-200˚С-ə qədər kənarın ilkin istiləşməsi. Yalnız Vst4 və polad 25 markaları əlavə istilik olmadan qaynaqlanır. Qənaətbəxş qaynaq qabiliyyətinə malik orta karbonlu çeliklər üçün işə başlamazdan əvvəl tam normallaşdırma aparılır. Yüksək karbonlu poladlar üçün əvvəlcədən tavlama tələb olunur.
2. Qövs qaynağı birbaşa cərəyan altında ölçüləri 3 ilə 6 mm arasında dəyişən (OZS-2, UONI-13/55, ANO-7) örtülmüş kalsine edilmiş elektrodlarla aparılır. işləmək mümkündüraxın və ya qoruyucu qazlar (CO_{2, arqon).}
3. Qaz qaynağı karbürləşdirici alovla, sol əl üsulu ilə, 200˚C temperaturda əvvəlcədən qızdırılmaqla, asetilenin vahid aşağı enerji təchizatı ilə həyata keçirilir.
4. Hissələrin məcburi istilik müalicəsi: daxili gərginlikləri minimuma endirmək, çatlamanın qarşısını almaq, bərkimiş martenzitik və troostit strukturlarını yumş altmaq üçün bərkimə və sərtləşdirmə və ya ayrıca temperləmə.
5. Əlaqə nöqtəli qaynaq məhdudiyyətsiz həyata keçirilir.

Beləliklə, orta və yüksək karbonlu konstruksiya poladları praktiki olaraq məhdudiyyətsiz, ən azı 5˚С xarici temperaturda qaynaqlanır. Aşağı temperaturlarda ilkin əvvəlcədən isitmə və yüksək keyfiyyətli istilik müalicəsi məcburidir.

Aşağı alaşımlı poladların qaynağı

Alaşımlı poladlar istənilən xassələri əldə etmək üçün ərimə zamanı müxtəlif metallarla doymuş poladlardır. Demək olar ki, hamısı sərtliyə və gücə müsbət təsir göstərir. Xrom və nikel istiliyədavamlı və paslanmayan ərintilərin bir hissəsidir. Vanadium və silikon elastiklik verir, yaylar və yayların istehsalı üçün material kimi istifadə olunur. Molibden, manqan, titan aşınma müqavimətini, volfram - qırmızı sərtliyi artırır. Eyni zamanda, hissələrin xüsusiyyətlərinə müsbət təsir edərək, poladın qaynaq qabiliyyətini pisləşdirir. Bundan əlavə, bərkimə dərəcəsi və martensitik strukturların əmələ gəlməsi, daxili gərginliklər və tikişlərdə çatlama riski artır.

Alaşımlı poladların qaynaq qabiliyyəti onların xüsusiyyətləri ilə də müəyyən edilirkimyəvi tərkibi.

Az alaşımlı aşağı karbonlu poladlar 2GS, 14G2, 15G, 20G (GOST 4543-71), 15HSND, 16G2AF (GOST 19281-89) yaxşı qaynaqlanır. Standart şərtlərdə, proseslərin sonunda əlavə istilik və istilik müalicəsi tələb olunmur. Bununla belə, bəzi məhdudiyyətlər hələ də mövcuddur:

• İcazə verilən istilik şəraitinin dar diapazonu.
• İş -10˚С-dən aşağı olmayan temperaturda aparılmalıdır (aşağı atmosfer temperaturu şəraitində, lakin -25˚С-dən aşağı olmamaqla, 200˚С-ə qədər əvvəlcədən isitmə tətbiq edin).

Mümkün yollar:

• Düz cərəyan 40 - 50 A, elektrodlar E55, E50A, E44A olan elektrik qövs qaynağı.
• Sv-08GA, Sv-10GA doldurucu naqildən istifadə etməklə avtomatik su altı qövs qaynağı.

09G2S, 10G2S1 poladlarının qaynaq qabiliyyəti də yaxşıdır, tələblər və mümkün həyata keçirilməsi üsulları 12GS, 14G2, 15G, 20G, 15KhSND, 16G2AF ərintiləri ilə eynidir. 09G2S, 10G2S1 ərintilərinin mühüm xüsusiyyəti diametri 4 sm-ə qədər olan hissələrin kənarlarının hazırlanmasına ehtiyacın olmamasıdır.

Orta alaşımlı poladların qaynağı

Orta alaşımlı poladlar 20KhGSA, 25KhGSA, 35KhGSA (GOST 4543-71) boş tikişlərin meydana gəlməsinə daha əhəmiyyətli müqavimət göstərir. Onlar qənaətbəxş qaynaq qabiliyyəti ilə qrupa aiddir. Onlar 150-200˚С temperaturda əvvəlcədən qızdırmaq, çox qatlı qaynaqlar, qaynaq başa çatdıqdan sonra bərkidilmək və istiləşmə tələb edir. Seçimlər:

• Elektrik qövsü ilə qaynaq edərkən cərəyan və elektrod diametriiş zamanı daha incə kənarların daha sərtləşdiyini nəzərə alaraq, metalın qalınlığından asılı olaraq ciddi şəkildə seçilir. Beləliklə, məhsulun diametri 2-3 mm olan cari dəyər 50-90 A daxilində olmalıdır. 7-10 mm kənar qalınlığı ilə 4-6 mm elektrodlardan istifadə edərək tərs polaritenin birbaşa cərəyanı 200 A-a qədər artır. Sellüloza və ya kalsium florid qoruyucu örtüklü çubuqlar (Sv-18KhGSA, Sv-18KhMA) istifadə olunur.
• Qoruyucu qaz mühitində işləyərkən CO_{2 diametri yuxarı olan Sv-08G2S, Sv-10G2, Sv-10GSMT, Sv-08Kh3G2SM naqillərindən istifadə etmək lazımdır. 2 mm.}

Bu materiallar üçün tez-tez arqon qövsü üsulu və ya su altı qövs qaynağı istifadə olunur.

İstiyə davamlı və yüksək möhkəmlikli poladlar

İstiliyədavamlı dəmir-karbon ərintiləri 12MX, 12X1M1F, 25X2M1F, 15X5VF ilə qaynaq 300-450˚С temperaturda qabaqcadan qızdırılmaqla, son bərkidilməklə və yüksək temperaturla aparılmalıdır.

• UONII 13 / 45MH, TML-3, TsL-30-63, TsL-39 kalsifikasiya edilmiş örtüklü elektrodlardan istifadə edərək çoxqatlı tikişin dizaynı üçün kaskad üsulu ilə elektrik qövs qaynağı.
• Asetilen təchizatı ilə qaz qaynağı 100 dm3/mm Sv-08KhMFA, Sv-18KhMA doldurucu materiallardan istifadə etməklə. Boru bağlantısı bütün birləşmənin əvvəlki qaz istiləşməsi ilə həyata keçirilir.

14Kh2GM, 14Kh2GMRB orta alaşımlı yüksək möhkəmlikli materialları qaynaq edərkən bəzi nüansları nəzərə alaraq istiliyədavamlı poladlarla eyni qaydalara riayət etmək vacibdir:

• Hərtərəfli təmizləməkənarlar və yapışqanların istifadəsi.
• Elektrodun yüksək temperaturda yumşaldılması (450˚C-ə qədər).
• Qalınlığı 2 sm-dən çox olan hissələr üçün 150˚C-ə qədər əvvəlcədən qızdırın.
• Yavaş tikiş soyudulur.

Yüksək lehimli poladlar

Yüksək lehimli poladları qaynaq edərkən xüsusi texnologiyadan istifadə etmək lazımdır. Bunlara böyük bir sıra paslanmayan, istiliyədavamlı və istiliyədavamlı ərintilər daxildir, onlardan bəziləri: 09Kh16N4B, 15Kh12VNMF, 10Kh13SYu, 08Kh17N5MZ, 08Kh18G8N2T, 03Kh16N15MZK1G, 03Kh16N15MZK17, Poladların qaynaq qabiliyyəti (GOST 5632-72) 4-cü qrupa aiddir.

Yüksək karbonlu yüksək alaşımlı polad qaynaqlanma xüsusiyyəti:

1. Aşağı istilik keçiriciliyinə görə cərəyan gücünü orta hesabla 10-20% az altmaq lazımdır.
2. Qaynaq boşluğu 2 mm-ə qədər olan elektrodlarla aparılmalıdır.
3. Fosfor, qurğuşun, kükürd, sürmənin miqdarını azaldın, xüsusi örtülmüş çubuqlardan istifadə etməklə molibden, vanadium, volfram bolluğunu artırın.
4. Qarışıq qaynaq mikrostrukturunun yaradılması ehtiyacı (austenit + ferrit). Bu, yığılmış metalın çevikliyini və daxili gərginliklərin minimuma endirilməsini təmin edir.
5. Qaynaq ərəfəsində kənarın məcburi istiləşməsi. Temperatur strukturların mikrostrukturundan asılı olaraq 100 ilə 300˚С aralığında seçilir.
6. Qövs qaynaqında örtülmüş elektrodların seçimi hissələrin taxıl növü, xüsusiyyətləri və iş şəraiti ilə müəyyən edilir: austenitik polad 12X18H9 üçün: UONII 13 / NZh, OZL-7, Sv-06Kh19N9T ilə OZL-14 örtüklər,Sv-02X19H9; martensitik polad 20Kh17N2 üçün: UONII 10Kh17T, Sv-08Kh17T ilə örtülmüş AN-V-10; austenitik-ferritli polad 12Kh21N5T üçün: TsL-33 Sv-08Kh11V2MF ilə örtülmüşdür.
7. Qaz qaynağı zamanı asetilen tədarükü 70-75 dm3/mm dəyərinə uyğun olmalıdır, istifadə olunan doldurucu tel Sv-02Kh19N9T, Sv-08Kh19N10B-dir.
8. Su altı qövs əməliyyatları NZh-8 istifadə etməklə mümkündür.

Poladın qaynaq qabiliyyəti nisbi parametrdir. Bu, metalın kimyəvi tərkibindən, mikrostrukturundan və fiziki xüsusiyyətlərindən asılıdır. Eyni zamanda, yüksək keyfiyyətli birləşmələr yaratmaq qabiliyyəti yaxşı düşünülmüş texnoloji yanaşma, xüsusi avadanlıq və iş şəraitinin köməyi ilə tənzimlənə bilər.