Kavárna 

Nuance svařování rozdílných ocelí. Hlavní druhy svařování

Je nesmírně důležité ochranný plyn předsušit nebo do něj přidat 2–5 % kyslíku. To zajistí těsnost švu.

Je nutné zachovat nejkratší oblouk a dosáhnout švu s nízkým tvarovým faktorem (poměr šířky švu k jeho tloušťce). Jinak se ve svarovém kovu a tepelně ovlivněné zóně objeví horké (krystalizační) trhliny.

Po svařování musí kov co nejrychleji vychladnout. K tomuto účelu se používají vodou chlazené měděné podložky; mezichlazení vrstev; chlazení švů vodou. Tím se zvýší korozní odolnost svarového spoje.

Konstrukční rozměry tupých spojů při svařování vysokolegovaných ocelí

Srážení hran pro získání zkosení hrany lze provést pouze mechanicky. Před montáží se svařované hrany z vnější i vnitřní strany ochrání před okují a znečištěním do šířky minimálně 20 mm, poté se odmastí.

Montáž spojů se provádí buď inventářem, zařízeními nebo pomocí cvočků. V tomto případě je nesmírně důležité vzít v úvahu možné smrštění svarového kovu během procesu svařování. Cvočky nemůžete umístit tam, kde se protínají švy. Na kvalitu stehových svarů jsou kladeny stejné požadavky jako na hlavní svar. Lepidla s nepřijatelnými vadami (praskliny za horka, póry atd.) je třeba odstranit mechanicky.

Výběr parametrů režimu. Základní doporučení jsou stejná jako u svařování uhlíkových a nízkolegovaných ocelí. Hlavním rysem svařování vysokolegovaných ocelí je minimalizace tepelného příkonu do základního kovu. Toho je dosaženo splněním následujících podmínek:

Obr. 100
krátký svařovací oblouk;

žádné boční vibrace hořáku;

maximální přípustná rychlost svařování bez přerušení a opětovného ohřevu stejné oblasti;

minimální možné proudové režimy

Svařovací technika. Hlavním pravidlem je udržovat krátký oblouk, protože v tomto případě je roztavený kov lépe chráněn před vzduchem plynem. Při svařování v argonu s W-elektrodou by měl být přídavný drát přiváděn rovnoměrně do zóny hoření oblouku, aby se zabránilo rozstřiku roztaveného kovu, který při pádu na základní kov může způsobit koroze. Na začátku svařování se okraje a přídavný drát zahřejí hořákem. Po vytvoření svarové lázně se svařování provádí rovnoměrným pohybem hořáku po spoji. Je nutné sledovat hloubku penetrace a nepřítomnost nedostatku penetrace. Kvalita průvaru je dána tvarem roztaveného kovu ve svarové lázni: dobrá (kaluž je protáhlá ve směru svařování) nebo nedostatečná (kaluž je kulatá nebo oválná)

Kontrolní otázky:

1. Proč se do argonu přidává 2-5 % kyslíku?

3. Proč se svařování vysokolegovaných ocelí provádí při minimálním tepelném příkonu?

Testovací úkol:

1. Jako svářeč je pro vás nesmírně důležité vybrat si přídavný materiál, svařovací proud a přípravu hrany pro svařování oceli 12X17

V mnoha odvětvích našeho mnohostranného národního hospodářství je využívají různé druhy litina - šedá, vysokopevnostní a kujná. Používají se ve stavebních konstrukcích, pro výrobu kritických dílů, které se používají ve strojírenství, letectví, konstrukci letadel, železniční doprava, při výrobě výrobků a klempířských dílů atd.

Charakteristickým rysem tohoto materiálu je vysoký poměr meze kluzu k pevnosti v tahu a dobré kluzné vlastnosti. Tyto vlastnosti zařadily litinu do zvláštní kategorie při výrobě konstrukcí a dílů. Jako každý výrobek může litina během používání selhat nebo se její povrch opotřebovat. Nejčastěji se vyskytuje vada, jako jsou praskliny. A jednou z metod pro obnovení výkonu výrobku je svařování litiny a její navařování. Svařování se používá také k odstranění vad při výrobě litinových odlitků.

Litina je slitina sestávající ze železa, uhlíku a dalších prvků, které jsou přítomny v jejím složení nebo jsou tam speciálně zavedeny, aby jí dodaly určité vlastnosti, a množství uhlíku v ní může být od 2,14 do 6,67%. Vlastnosti litiny závisí na následujících faktorech:

  • kovové základní konstrukce;
  • grafitové vměstky – jejich množství, velikost, tvar a charakter rozložení.

Aby se propůjčila tepelná odolnost, odolnost proti opotřebení, odolnost proti kyselinám a další speciální vlastnosti, při výrobě litiny se do ní zavádějí speciální přísady - nikl, chrom, molybden, hliník, měď, titan atd., které, když určité procento je představen, ozvláštnit vlastnosti litiny. Takové litiny se nazývají legované.

Hlavní potíže při svařování litiny

Tyto zahrnují:

  • vysoký obsah uhlíku (čím vyšší, tím horší svařitelnost);
  • vysoká tekutost;
  • možnost tvorby žáruvzdorných oxidů během procesu svařování (jejich teplota tavení je mnohem vyšší než teplota tavení samotné litiny);
  • sklon k prasklinám (v důsledku heterogenity kovu), póry (v důsledku vyhoření uhlíku při svařování).

To vše negativně ovlivňuje svařitelnost a litina je právem považována za obtížně svařitelný materiál. Obzvláště když se svařuje doma a neexistuje způsob, jak zjistit, jaká značka litiny se svařuje. Mnoho lidí posuzuje svařitelnost litinový výrobek během jeho přestávky.

Pokud je zlomenina černá nebo tmavě šedá, budete se muset namáhat, abyste obnovili své původní vlastnosti nebo vůbec neprováděli svařovací práce, bez speciálních elektrod a bez znalosti složitosti technologie.

Hlavní druhy svařování

Odborníci používají 2 typy svařování litiny - studená metoda a horký. Při svařování za studena je nutné používat elektrody speciálně určené pro svařování litiny.

Litinové výrobky můžete svařovat za studena (bez ohřevu) pomocí ocelových elektrod vyrobených z nízko uhlíková ocel, ale to vyžaduje velké úsilí od svářeče a jeho pochopení procesů, které se vyskytují ve svařovací zóně. Díky těmto vlastnostem litiny. Kov po dokončení svařování rychle chladne a to vede k jeho křehkosti, která může způsobit praskliny.

Mezi svarem a základním kovem se navíc tvoří bělená litina a následně kalená litina, která může způsobit vznik pórů, což jsou nepřijatelné vady.

Při svařování za studena se používají i elektrody z austenitické litiny a barevných kovů.

Elektrody jsou vyrobeny z kruhových tyčí vyrobených odléváním, jakost litiny je A nebo B. Jejich průměr se pohybuje od 4 ÷ 12 mm, přičemž tyče Ø 4 mm mají délku 250 mm, Ø 6 mm - 350, zbytek má délku 450 mm. Při vedení plynu se používají tyče z litiny třídy A svářečské práce a jsou materiálem pro výrobu elektrodových tyčí používaných při svařování litinových výrobků za tepla. Tyče třídy B, kromě svařování litiny za tepla, lze použít pro výrobu elektrodových tyčí, které se používají při svařování poloteplým a studeným způsobem.

S takovými elektrodami můžete svařovat pouze v jedné poloze - spodní. Síla proudu závisí na Ø elektrody a pohybuje se v rozmezí 270 ÷ 650 A.
Z elektrod z neželezných kovů se při svařování litiny používají měděné elektrody z kovu Monel a niklové litiny, která má austenitickou strukturu.

Měděné elektrody se doporučují pro svařovací produkty, které musí mít těsné švy a pracovat při nízkém statickém zatížení. Jsou vyrobeny z měděných tyčí Ø 3 ÷ 6 mm, obalené ocelový drát nebo páska s nízkým obsahem uhlíku. Na tyč je aplikován speciální povlak - křídový nebo sestávající z komplexní kompozice.

Tyče stejného průměru a délky jsou vyrobeny z kovu Monel (měď-nikl) a niklové austenitické litiny Svařování lze provádět stejnosměrným i střídavým proudem.

Bělení litiny a vzhledu kalených struktur se lze vyhnout použitím produktivnějšího typu svařování - horkého. V závislosti na teplotě předehřátí výrobku před svařováním existují následující typy svařování za tepla:

  • teplý (ne více než 200 0C);
  • polohorký (topení kolem 300 ÷ 400 0C);
  • horké (500 ÷ 600 0С).

Teplota předehřevu by v žádném případě neměla překročit 650 0C, aby nedocházelo ke strukturálním přeměnám v samotné litinové konstrukci.

(1-dílný, 2-výlisek, 3-grafitové desky)
A- neprůchozí dřez
B- obložení grafitovými deskami
C- nedoplnění okrajů

Fáze procesu svařování za tepla jsou následující:

  • příprava výrobku pro svařování;
  • ohřev na požadovanou teplotu (v peci, muflové peci, topné jímce atd.);
  • montáž (pomocí svorek nebo cvočků) a instalace výrobku pro svařování;
  • samotný proces svařování;
  • chlazení (pomalé).

Všechny typy metod svařování za tepla vyžadují pomalé ochlazování výrobku nebo konstrukce po svařování. Vyhnete se tak nežádoucímu vybělení litiny, která ji zkřehne. Nejčastěji je produkt po svaření okamžitě odeslán do pece a tam ochlazen a pec se vypne. Někdy může takové chlazení trvat dny, v závislosti na rozměrech produktu. Doma používají speciální přípravky, které výrobek ochrání před rychlým ochlazením (tepelně šetřící materiál, například azbest, struska, suchý křemičitý písek, dřevěné uhlí).

Svařování se provádí stejnosměrným proudem s obrácenou polaritou. Někdy se provádí svařování střídavý proud, ale pouze v případě, že délka kabelů od svařovacího transformátoru není dlouhá a napětí naprázdno je větší než 70 V.

Příprava na svařování

Místo, kde bude svařování prováděno, je nutné důkladně očistit od nečistot, olejů a jiných nečistot. Toho je dosaženo pomocí štětce, pilníku, brusného papíru nebo brusky. Olej se odstraňuje pomocí rozpouštědel (benzín, petrolej atd.) nebo spálením plamenem plynového hořáku. V závislosti na tloušťce svařovaných dílů se řežou jednostranné, oboustranné hrany ve tvaru V a X (po 90 0).

Řezání se musí provádět, když je tloušťka litinového výrobku větší než 20 mm, ale někdy se řezání hran provádí u dílů, jejichž tloušťka je o 4 mm větší. Konce trhlin, pokud existují, musí být vyvrtány. K identifikaci konců trhlin se používá leptání slabými roztoky kyseliny chlorovodíkové nebo dusičné (2 ÷ 6 %).

Ve složitějších případech, kdy se svařují kritické výrobky, těžké a neskladné, na které jsou kladeny požadavky na pevnost, se používají šrouby nebo kolíky, které se šachovnicově zašroubují do připravených hran. V tomto případě by průměr svorníků (šroubů) neměl přesáhnout 0,4 tloušťky svařovaného dílu. Svorníky (šrouby) musí být zašroubovány tak, aby vyčnívaly nad povrch dílu (ne více než 1,2 Ø svorníku nebo šroubu.) Výrobky se zašroubují nejen na řezné hrany, ale také na každé straně díl (v jedné řadě). Vzdálenost mezi svorníky (šrouby) je také specifikována a neměla by přesáhnout 6 Ø svorníků.

Svařování litiny pomocí ocelových trnů
A— instalace svorníků pro přípravu hrany ve tvaru V
B- svařování svorníků

Poté se provede svařování následujícím způsobem. Každý čep je svařen ocelovou elektrodou Ø 3 mm pomocí kruhových švů. Svařování se provádí při nízkých proudech a náhodně, aby se zabránilo přehřátí. Poté je celý povrch pokryt stejnými kruhovými švy s vrstvou naneseného kovu o tloušťce, která by neměla přesáhnout tloušťku litiny.

Vzhledem k tomu, litina má vysokou tekutost, aby kov požadovaný tvar V některých případech se vytvoří místo svařování. K tomu používají grafitové desky držené pohromadě speciální formovací hmotou sestávající z křemenného písku tekuté sklo. Mohou být použity žáruvzdorné materiály nebo jiné podobné materiály. Ve výrobě je to stanoveno v regulační dokumentaci. Pro formování lze použít formovací hmoty, které se používají ve slévárnách.

Vlastnosti svařování ocelovými elektrodami

Nízkouhlíkové ocelové elektrody se používají pro svařování litiny kvůli jejich nízké ceně a dostupnosti. Mohou svařovat výrobky z nekritických částí a s drobnými vadami. Ale aby se s nimi vařilo efektivně, je nutné použít první obkladovou vrstvu při řezání elektrodami značky TsCh-4.

Při použití konvenčních elektrod ANO-4, UONII 13/45 a dalších značek nejčastěji používaných ve svařovacích elektrodách používají také měděný drát. Navíjí se přímo na elektrodu a její hmotnost musí 4 ÷ 5krát převyšovat hmotnost samotné elektrody, nebo se používá jako výplňová tyč.

Technologie svařování litinovými elektrodami

Nyní si můžete volně zakoupit speciální elektrody pro litinu vyráběné různými výrobci. Jsou vyrobeny převážně ze železa, niklu, mědi a jsou to kovové tyče potažené tenkou vrstvou povlaku. Zpravidla se vyrábějí podle Technické specifikace výrobce.

Složení povlaku zahrnuje železný prášek. Patří sem elektrody pro litiny jakosti TsCh-4, OZCh-2, OZCh-3, OZCh-4, OZCH-6, OZZHN-1, OZZHN-2, MNCh-2. Průměr vyráběných elektrod je v rozmezí 2 ÷ 20 mm a jejich délka je 300, 350 a 450 mm. Všechny mají charakteristickou vlastnost - s jejich pomocí se dobře formují Svar. Mnoho z těchto značek umožňuje překrývání, spojování na tupo a rohové spoje.

Velikost svařovacího proudu je přímo závislá na Ø elektrody a leží v rozmezí 50 ÷ 600 A. svařovací proud zvolte v oblasti 50 ÷ 90 A na 1 mm Ø elektrody. Svařování se provádí malými kuličkami (ne více než 50 mm) s jejich následným ochlazením na teplotu 50 0C. Během procesu svařování je třeba švy zatlouct kladivem, jehož hmotnost by neměla přesáhnout 1,2 kg. Kladivo musí mít kulatou hlavu. A musíme si pamatovat následující: první a poslední vrstvu při vícevrstvém svařování nelze kovat, protože to může způsobit praskliny.

Někdy se svařování provádí pomocí záplat. K tomuto účelu se používají vložky z litiny nebo oceli. Tato metoda se obvykle používá k utěsnění otvorů v litinové konstrukci. Elektrody musí být třídy OZCH-6.

Svařování litiny netavitelnými elektrodami

Výrobky z litiny lze svařovat netavitelnými elektrodami (uhlík, grafit, wolfram), ale určitě použijte výplňovou tyč - tyče nebo tyče z litiny obsahující kovy jako nikl, měď, hliník a další.

Oblast švu během procesu svařování od škodlivé účinky vzduch je chráněn tavidlem (borax) nebo inertním plynem (argon). Nejčastěji používaným typem svařování je AC svařování v argonu. wolframová elektroda pomocí niklových tyčí.

Vlastnosti svařování litiny s argonem

Svařování litiny s poloautomatickými stroji s ochranou proti plynu (argon) umožňuje získat švy Vysoká kvalita, zvláště když se svařování provádí invertorem. Lokální ohřev produktu na teplotu minimálně 300 0C je povinný. Jako výplňový materiál se používají tyče vyrobené z niklu. Někdy se používají hliníkovo-bronzové tyče, ale ne pro výrobky, které budou následně vystaveny ohřevu.

Produktivnější typ svařování litiny pomocí automatických strojů se provádí pomocí plněných drátů speciálně vyvinutých specialisty pro takové svařování. Obsahují úplný komplex speciální modifikační prvky. Jsou zavedeny ve formě ligatury, jejímž základem je křemík. Každá značka se používá pro následující práci:

  • PP-ANCH-1 - vaření malých defektů bez předehřívání, přičemž povrchy nejsou následně podrobeny mechanickému zpracování;
  • PP-ANCh-2 - svařování vad na výrobcích velké tloušťky s předehřevem a bez předehřevu;
  • PP-ANCH-3 - svařování vad nejvíce různé velikosti s předehřátím na vysoká teplota(svařování za tepla);
  • PP-ANCh-5 – opravné svařování výrobků z vysokopevnostní litiny s předehřevem;
  • PPSV-7 – svařování vad na odlitcích.

Plynové svařování litiny

Použitelné pouze pro realizaci opravárenské práce. Jako přídavný kov se používají tyče z mosazi. To umožňuje získat svar požadované hustoty. Navíc se takový šev dobře hodí k mechanickému zpracování.

Přídavným kovem jsou svařovací dráty jakosti Sv-08 a Sv-08A, tyče z litiny třídy A. Bezprostředně před svařováním se řezné hrany dílu zahřejí a následně zalijí tavidlem. Volba špičky hořáku závisí na tloušťce svařovaných dílů. Při tloušťce do 5 mm je nutné použít hrot č. 3 nebo 4, od 5 do 10 mm - č. 4 nebo 5, od 10 do 15 mm - č. 5 nebo 6 a kov o tl. nad 15 mm se svařuje špičkou č. 6 nebo 7. Spotřeba acetylenu se může pohybovat od 50 do 75 l/h na 1 mm tloušťky součásti.

Během procesu svařování se svarová lázeň neustále míchá koncem tyče a periodicky se tam přidává tavidlo. Tavidlo může sestávat ze 100% boraxu nebo být vícesložkové (soda, potaš, borax, sůl a kyselina boritá v různých množstvích). Stejná tavidla se používají i při pájení litiny.

Počet hrotů hořáku se volí v závislosti na spotřebě acetylenu na 1 mm tloušťky svařovaného dílu (50 ÷ 75 l/h).

Přestože je litina obtížně svařitelný materiál, opravuje se všude - v podnicích, v malých dílnách i v domácnostech. Hlavní věc je vědět, co a jak vařit. Opravy poškozených výrobků, svařování slévárenských výrobků a dokonce i vytváření litých svařovaných konstrukcí a litinových výrobků je možné doma při správném přístupu k řešení problému. A tohle správná volba zařízení, svařovací materiály a svařovací technika. Pak bude zajištěna kvalita.

Hlavní potíže při svařování těchto ocelí jsou:

– konstrukční vlastnosti svarových spojů;

– potřeba zajistit vlastnosti svarového spoje blízké nebo rovné vlastnostem základního kovu po dlouhou dobu provozu (10–15 let);

– měknutí v tepelně ovlivněné zóně;

– tendence svarového kovu a HAZ svarového spoje vytvářet CT.

1. Většina svarových spojů vyrobených ze žáruvzdorných ocelí se vyznačuje přítomností koncentrátů napětí, vícevrstvých švů, zbývající podložky, velkých tlouštěk atd. (obr. 31).

Rýže. 31. Svařované spoje trubek s trubkovnicemi (a),

tupé spoje trubek (b) a připojení trubky k tělesu (c)

Při svařování trubek s trubkovnicemi, tryskami a trubkami dochází ke strukturálnímu koncentrátoru v podobě nedostatku průvaru v kořeni svaru. Při vícevrstvém svařování dochází ke zvýšení plastické deformace, šířka zóny je 2...3x větší než HAZ. Průměrná zbytková plastická deformace se odhaduje na 0,5...1,7 %.

Tyto a další faktory určují přítomnost zbytkových zbytků ve svarových spojích těchto ocelí. svářecí napětí a tak dále. Vliv těchto faktorů na výkon spoje lze snížit pečlivým výběrem a aplikací technologických parametrů svařování (režim, materiály, pořadí švů atd.).

2. Za podmínek dlouhodobého provozu při T = 450...600 °C je možný rozvoj difúzních procesů mezi základním kovem a svarovým kovem.

V první řadě se to týká karbonu, který má vysokou difúzní mobilitu. Migraci uhlíku lze pozorovat i při nepatrných rozdílech v legování jejich karbidotvorných prvků. Tvorba dekarbonizované (feritické) vrstvy během provozu vede ke snížení pevnosti a tažnosti svarových spojů ak místní destrukci. V tomto ohledu musí svařovací materiály poskytovat chemické složení svarového kovu blízké základnímu kovu.

V některých případech, pokud je nutné se vyhnout ohřevu a tepelnému zpracování, se používají svařovací materiály, které zajišťují výrobu svarového kovu na bázi niklu. Difúzní pohyblivost prvků ve slitinách na bázi niklu při 450...600 °C je výrazně menší než u perlitických ocelí.

3. Měknutí v HAZ je způsobeno vlivem tepelného cyklu svařování nebo tepelného zpracování svařovaný spoj na tepelně zpracovaný obecný kov (normalizace s následným temperováním). V HAZ, kde byl kov zahříván v rozsahu Ac 1 – teplota popouštění oceli, se objevují oblasti měknutí. Zároveň dojde ke snížení dlouhodobé pevnosti spojení mincí o 15...20% oproti obecnému kovu. Stupeň měknutí závisí nejen na podmínkách tepelného zpracování, ale také na parametrech svařovacího procesu. Čím větší je příkon svařovací energie, tím větší je zóna měknutí.

Měknutí kovu v tepelně ovlivněné zóně by bylo možné eliminovat objemovým tepelným zpracováním, je však omezeno celkovými rozměry pecí a dalšími obtížemi. Pro snížení zóny měknutí se svařování provádí s úzkými housenkami bez příčných vibrací za optimálních podmínek.

4. Studené trhliny jsou křehké lomy žáruvzdorných perlitických ocelí, ke kterým dochází při svařování (nebo po něm).

Důvodem jejich vzniku je vznik metastabilních struktur (troostit, martenzit) v oblastech HAZ zahřátých nad Ac 1, křehnutí svarových spojů pod vlivem vodíku a působení „silových“ a „škálových“ faktorů.

Vznik vytvrzovacích struktur ve svarovém spoji je dán systémem legování oceli a rychlostí ochlazování při svařování. Chrom-molybdenové oceli jsou tedy méně náchylné ke kalení než chrom-molybden-vanadové oceli.

Nejobtížnější je zabránit vzniku XT ve svarovém kovu a tepelně ovlivněné zóně. Aby se zabránilo vzniku XT, provádí se svařování s předehřevem a následným tepelným zpracováním.

Působení silových a měřítkových faktorů je spojeno se vznikem tahových svařovacích napětí prvního druhu, tuhostí svařovaných konstrukcí, rozměry výrobků a tloušťkou svařovaných dílů.

Svařování uhlíkových ocelí má řadu vlastností a určitých obtíží, které jsou způsobeny právě tím, že uhlík je v nich hlavním legujícím prvkem.

1 Hlavní vlastnosti svařování uhlíkové oceli

Mezi uhlíkové oceli patří oceli s obsahem uhlíku od 0,1 do 2,07 %. Slitiny ve kterých tento prvek Obsažené v množství 0,6–2,07 % se nazývají vysoce uhlíkové, 0,25–0,6 % – středně uhlíkové, méně než 0,25 % – nízkouhlíkové. Technologie svařování pro každou z těchto skupin legovaných ocelí je odlišná. Zároveň existuje obecná doporučení, které je třeba dodržovat při svařování výrobků ze slitin obsahujících uhlík jako hlavní legující prvek. Budeme o nich mluvit.

Tupé svary, spojované poloautomaticky pomocí plněných drátů a v ochranné atmosféře, obalených elektrod (ručně), stejně jako pomocí svařování plynem, se ve většině případů svařují na váhu. Pokud se používá automatické zařízení, je nutné použít metody, které za prvé zaručují dostatečné pronikání kořene švu a za druhé eliminují možnost propálení.

Pro různé metody svařování má své vlastní normy, které popisují požadavky na parametry švů a postup přípravy hran spojovaných dílů. Pro bezpečné upevnění součástí v nich obsažených k sobě se doporučuje sestavit svařované konstrukce pomocí speciálních hmoždinek nebo montážních zařízení.

Tečkovací svařování se obvykle používá v poloautomatickém procesu s oxidem uhličitým nebo s použitím obalených elektrod pro legované uhlíkové oceli. Tloušťka kovu určuje délku těchto cvočků a jejich plocha průřezu je obvykle asi 2,5–3 centimetry (až do třetiny plochy průřezu výsledného svar). Je vhodné je aplikovat na stranu, která je protilehlá k jednoprůchodovému hlavnímu švu. V případech, kdy mluvíme o tom U víceprůchodových švů se cvočky aplikují na rubovou stranu vzhledem k úplně první vrstvě.

Před zahájením svařování je nutné příchytky důkladně očistit a vizuálně zkontrolovat. Pokud jsou při takové kontrole zjištěny trhliny, je nutné je odstranit. Dalším bodem je, že je nutné dosáhnout úplného roztavení použitých příchytek. V opačném případě se na nich mohou vlivem zvýšené rychlosti odvodu tepla objevit praskliny, které zhoršují svařitelnost a celý proces svařování je nekvalitní.

Uhlíkové slitiny vykazují vysokou účinnost při aplikaci více švů a při svařování produktů na obou stranách. Vícevrstvé svařování se doporučuje pro díly s velkou tloušťkou, stejně jako pro konstrukce pracující v kritických podmínkách. Pokud se po procesu objeví ve švech podříznutí, praskliny, póry, nedostatek průniku a jiné vady, měli byste:

  • mechanicky odstraňte kov na „nebezpečném“ místě;
  • vyčistit oblast defektu;
  • svařte očištěné místo.

Při použití metody elektrostruskového svařování musí být výrobky namontovány s určitou mezerou, která by měla mít ke konci mírnou expanzi. Relativní poloha prvků konstrukce, které mají být svařovány, je fixována pomocí spon (vzdálenost mezi nimi je od 50 do 100 centimetrů). Kromě toho se během elektrostruskového procesu a při automatickém obloukovém svařování na šev (na začátku a na konci) montují pásy, které usnadňují postup a poskytují stanovené parametry švu.

2 Jak se provádí svařování nízkouhlíkových ocelí?

Svařitelnost takových ocelí je mezi odborníky považována za poměrně jednoduchou, pokud se používají jakékoli metody a typy spojování dílů tavením. Specifická technologie svařování je přiřazena s ohledem na skutečnost, že na konci postupu by neměly být žádné významné vady ve svarovém spoji.

Stojí za zmínku, že při svařování legovaných slitin s nízkým obsahem uhlíku má základní kov řadu rozdílů od svarového kovu:

  • v kovu sloučeniny se zvyšuje podíl křemíku a manganu, ale uhlíku se zmenšuje;
  • dochází ke změně mechanických charakteristik tepelně ovlivněného kovu (elektrické a obvykle vedou k nevýznamnému zpevnění materiálu v přehřáté oblasti);
  • existuje možnost, že kov v blízkosti svaru sníží jeho rázovou houževnatost (to je pozorováno při svařování nestárnoucích slitin);
  • Během vícevrstvého svařovacího procesu může svarový kov rychle zkřehnout.

Všechny tyto rozdíly nemají podstatný vliv na kvalitu svaru získaného tavným svařováním.

Také při svařování ocelí legovaných malým množstvím uhlíku (do 0,25 %) nevznikají žádné potíže. Navíc se tavidlo zpravidla nepoužívá v plynárenských provozech. Při správném způsobu takového svařování se na milimetr tloušťky svařovaného výrobku spotřebuje od 120 do 150 kubických decimetrů acetylenu za hodinu, při levém způsobu - od 100 do 130. Je také možné použít silnější plamen (spotřeba - do 200 kubických decimetrů). Pak je ale potřeba vzít větší průřez výplňového drátu.

Vynikající svařitelnost výrobků vyrobených z nízkouhlíkových legovaných ocelí je také pozorována při použití obalených elektrod. Optimální výsledky svařování zajišťují tyče s rutilovou (E46T) a vápenato-fluoroisrutilovou (E42A) vrstvou. Mezi profesionálními svářeči jsou oblíbené i potažené svařovací dráty s přídavkem železného prášku.

Elektrostruskové svařování výrobků z nízkouhlíkových ocelí se provádí pomocí tavidel AN-22, FC-1, AN-8, FC-7, AN-8M. Drát je vybrán s ohledem na složení slitiny. Například St3 je svařován pomocí drátu Sv-08Gs, Sv-10G2, SV-08GA a varných ocelí - Sv-08A.

3 Jemnosti svařování středně uhlíkových ocelí

Svařitelnost těchto slitin není tak dobrá jako u nízkouhlíkových legovaných ocelí, protože obsahují velké množství uhlíku. Při svařování středně uhlíkových materiálů jsou zaznamenány následující potíže: nedostatek stejné pevnosti základního kovu a svarového kovu; vysoké riziko tvorba velkých trhlin a tuhnutí neplastových struktur v oblasti blízko svaru; nízká odolnost vůči krystalizačním poruchám.

Všechny tyto problémy při svařování středně uhlíkových slitin však není tak obtížné vyřešit. Můžete použít svařovací dráty se zvýšeným odtavným výkonem, navařovací drát a speciální elektrody pro uhlíkovou ocel s nízkým obsahem uhlíku. V tomto případě ruční obloukové svařování probíhá bez potíží. Rovněž se doporučuje zvýšit svařitelnost dílů:

  • provedení samostatného (několika van) procesu dvouobloukového svařování;
  • změny ve struktuře svarového kovu (použití speciálních režimů řezání hran, které zajišťují nejnižší stupeň průniku základního kovu);
  • ohřev (doprovodný i předběžný) spojovaných obrobků.

Svařování konstrukcí ze středně uhlíkatých legovaných ocelí elektrickým obloukem se ve většině případů provádí pomocí tyčí UONI (13/45 a 13/55). Mají speciální povlak (fluorid vápenatý), který zaručuje zvýšení odolnosti svarového kovu proti trhlinám (krystalizace) a vynikající pevnost výsledného svaru.

Technika obloukové svařování Středně uhlíkové produkty poskytují následující vlastnosti:

  • kvůli riziku tvorby trhlin je vhodné svařovat krátery a provádět podélné pohyby elektrody namísto příčných;
  • úzké válečky by měly být aplikovány pomocí krátkého elektrického oblouku;
  • Po svařování se doporučuje provést tepelné zpracování švu (zejména když je Technické specifikace musí mít zvýšenou tažnost).

Plynové spojování legovaných středně uhlíkových slitin se provádí pomocí mírně nauhličovacího nebo standardního plamene. V tomto případě se používá pouze levá metoda a výkon plamene se pohybuje od 75 do 100 kubických decimetrů za hodinu. Po svařování můžete provést tepelné zpracování nebo kování kovu. Tyto operace výrazně zlepší vlastnosti oceli. Pokud jsou svařovány díly, jejichž tloušťka přesahuje tři milimetry, vyžaduje technologie svařování plynem jejich zahřátí na přibližně 650 (lokální vytápění) nebo až 350 (obecné vytápění) stupňů.

Samostatně řekneme, že je možné svařovat středně uhlíkové struktury i při nízkých teplotách (-30 stupňů nebo méně). V takových situacích se používá speciální technologie svařování, která vyžaduje povinné tepelné zpracování výrobků po svařování a neustálé zahřívání kovu (nejprve se předehřeje na výše uvedené teploty a poté se zahřívá po celou dobu operace). Pokud jsou splněny uvedené požadavky, kvalita švu bude bezvadná.

4 Je možné svařovat slitiny s vysokým obsahem uhlíku?

Vysoký obsah uhlíku v takových ocelích je činí nevhodnými pro výrobu svařovaných konstrukcí. Při provádění oprav je však často potřeba svařování slitin s vysokým obsahem uhlíku. V těchto případech se svařují metodami, které se používají u ocelí se středním obsahem uhlíku. Jedinou podmínkou je, že svařování produktů s vysokým obsahem uhlíku se neprovádí v průvanu a při okolní teplotě nižší než pět stupňů Celsia.

Svařování ocelí s vysokým (až 0,75 procenta) obsahem uhlíku plynovou metodou se provádí nauhličeným (mírně) nebo normálním plamenem s kapacitou nejvýše 90 metrů krychlových acetylenu za hodinu. V tomto případě se kov zahřeje na 300 stupňů ( požadovaný stav získat kvalitní spojení). Svařování slitin s vysokým obsahem uhlíku se provádí levostrannou metodou. To umožňuje zkrátit dobu, po kterou kov zůstává v roztaveném stavu, a dobu, po kterou se přehřívá.

Titan a jeho slitiny. Titan a jeho slitiny jsou v současné době široce používány ve speciálních odvětvích technologie. Teplota tání titanu je 1680 °C, hustota je 4,5 g/cm3. Titan má nízkoteplotní α fázi a vysokoteplotní β fázi.

Titan má vysokou chemickou afinitu ke kyslíku, dusíku a vodíku: jeho intenzivní nasycení vodíkem začíná již při teplotě 250 °C, kyslíkem při 400 °C a dusíkem při 600 °C. Se stoupající teplotou se prudce zvyšuje aktivita titanu. Rychlost interakce titanu s kyslíkem je 50krát vyšší než s dusíkem. Kyslík a dusík se snadno rozpouštějí v α-fázi i β-fázi titanu a jsou silnými stabilizátory α-fáze. Titan je jediný prvek, který může hořet v dusíku. Vodík stabilizuje β-fázi titanu a tvoří pevné roztoky a hydrid TiH 2 s titanem.

Při ochlazení titanu pod 100-150°C se vysráží hydrid (γ-fáze), který způsobí vznik studených trhlin při svařování. Během pomalého ochlazování se γ-fáze uvolňuje ve formě tenkých desek a během kalení - ve formě vysoce rozptýlených částic.

Dusík a kyslík prudce zvyšují pevnost titanu a snižují jeho tažnost. Vodík v titanu ovlivňuje především jeho sklon k lomu. Jednou z nejdůležitějších vlastností titanu je jeho vysoká odolnost proti korozi v mnoha agresivních prostředích. Titan má vysokou pevnost za normálních i zvýšených teplot.

Hlavní potíže při svařování titanu jsou:

jeho vysoká aktivita vůči kyslíku, dusíku a vodíku v roztaveném i pevném stavu;

tvorba křehké a-fáze po ochlazení;

vysoká tendence k růstu zrna β-fáze a přehřívání.

Pro získání vysoce kvalitního svařovaného titanového spoje je omezen obsah dusíku, kyslíku, vodíku a uhlíku; za tímto účelem jsou při svařování chráněny svarový kov a tepelně ovlivněná zóna inertními plyny. K ochraně švu a tepelně ovlivněné zóny před vzduchem se používají hořáky s hledím. Kořen svaru je chráněn těsným přitlačením okrajů svařovaných dílů k měděnému nebo ocelovému podkladu a přivedením inertního plynu k podkladu vyrobenému z porézního materiálu.

Mechanické vlastnosti a strukturu svarového kovu a tepelně ovlivněné zóny lze řídit volbou nejracionálnějších svařovacích režimů a technologie, jakož i následným tepelným zpracováním. Argonové obloukové svařování titanu v inertních plynech se provádí v prostředí argonu nejvyšších a 1. stupňů stejnosměrným proudem stejnosměrné polarity. Při svařování nádob nebo potrubí je dovnitř výrobku přiváděn inertní plyn. Pro svařování titanových dílů se používají utěsněné komory naplněné inertním plynem.

Samotestovací otázky

1. Jakými způsoby lze svařovat měď?

2. Jak ovlivňují oxid a oxid mědi její svařitelnost?

3. Jaké jsou potíže při svařování hliníku, niklu, titanu?

4. Jaké jsou příčiny vzniku pórů při svařování mědi, hliníku a titanu?