Weldability ya chuma: uainishaji. Makundi ya weldability ya vyuma

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-02 14:03

Chuma ndicho nyenzo kuu ya muundo. Ni aloi ya chuma-kaboni iliyo na uchafu mbalimbali. Vipengele vyote vilivyojumuishwa katika muundo wake vinaathiri mali ya ingot. Mojawapo ya sifa za kiteknolojia za metali ni uwezo wa kutengeneza viungio vya ubora wa juu.

Vipengele vinavyoamua ucheheshaji wa chuma

Tathmini ya weldability ya chuma hufanywa na thamani ya kiashirio kikuu - sawa na kaboni С_{equiv. Hiki ni mgawo wa masharti ambao unazingatia kiwango cha ushawishi wa maudhui ya kaboni na vipengele vikuu vya aloi kwenye sifa za weld.}

Vipengele vifuatavyo vinaathiri ushikaji wa vyuma:

1. Maudhui ya kaboni.
2. Kuwepo kwa uchafu unaodhuru.
3. Shahada ya doping.
4. Mwonekano wa muundo mdogo.
5. Hali ya mazingira.
6. Unene wa chuma.

Kigezo cha taarifa zaidi ni muundo wa kemikali.

Usambazaji wa vyuma kwa vikundi vya weldability

Inategemeamambo haya yote, weldability ya chuma ina sifa tofauti.

Uainishaji wa vyuma kulingana na weldability.

• Nzuri (wakati С_{eq≧0, 25%): kwa sehemu za chuma zenye kaboni kidogo; haitegemei unene wa bidhaa, hali ya hewa, upatikanaji wa kazi ya maandalizi.}
• Inaridhisha (0.25%≦Сeq_{≦0.35%): kuna vikwazo kwa hali ya mazingira na kipenyo cha muundo wa svetsade (joto la hewa hadi -5, katika utulivu hali ya hewa, unene hadi 20 mm).}
• Kikomo (0.35%≦C_{eq≦0.45%): Upashaji joto awali unahitajika ili kuunda mshono wa ubora. Inakuza mabadiliko ya "laini" austenitic, uundaji wa miundo thabiti (ferritic-pearlitic, bainitic).}
• Mbaya (С_{eq≧0, 45%): uundaji wa kiungo kilichochochewa thabiti haiwezekani bila maandalizi ya awali ya joto ya kingo za chuma, pamoja na matibabu ya baadaye ya joto. ya muundo wa svetsade. Upashaji joto wa ziada na upoeshaji laini unahitajika ili kuunda muundo mdogo unaohitajika.}

Vikundi vya kuunganisha chuma hurahisisha kuvinjari vipengele vya kiteknolojia vya viwango mahususi vya kuchomelea vya aloi za chuma-kaboni.

Matibabu ya joto

Kulingana na kundi la vyuma vinavyoweza kulehemu na vipengele vya kiteknolojia vinavyolingana, sifa za kiungio kilichochochewa zinaweza kurekebishwa kwa kutumia athari za joto zinazofuatana. Kuna njia 4 kuu za matibabu ya joto: ugumu, kuwasha,kupenyeza na kuhalalisha.

Zinazojulikana zaidi ni kuzima na kutuliza kwa ugumu na uimara wa wakati mmoja wa weld, kutuliza mkazo, kuzuia nyufa. Kiwango cha ubaridi hutegemea nyenzo na sifa zinazohitajika.

Utibabu wa joto wa miundo ya chuma wakati wa kazi ya maandalizi hufanywa:

• annealing - kupunguza msongo ndani ya chuma, kuhakikisha ulaini wake na unyafuaji wake;
• imepashwa joto mapema ili kupunguza tofauti ya halijoto.

Udhibiti wa busara wa athari za halijoto huruhusu:

• tayarisha sehemu ya kazi (ondoa mikazo yote ya ndani kwa kusaga nafaka);
• punguza tofauti za joto kwenye chuma baridi;
• boresha ubora wa kitu kilichochochewa kwa kusahihisha muundo mdogo wa joto.

Marekebisho ya sifa kulingana na tofauti za halijoto yanaweza kuwa ya ndani au ya jumla. Kupokanzwa kwa makali hufanywa kwa kutumia vifaa vya gesi au umeme vya arc. Tanuru maalum hutumika kupasha moto sehemu nzima na kuipoza vizuri.

Ushawishi wa muundo mdogo kwenye mali

Kiini cha michakato ya matibabu ya joto inategemea mabadiliko ya miundo ndani ya ingot na athari yake kwenye chuma iliyoimarishwa. Kwa hivyo, inapokanzwa hadi joto la 727 ˚C, ni muundo wa austenitic mchanganyiko wa punjepunje. Mbinu ya kupoeza huamua chaguzi za ugeuzaji:

1. Ndani ya tanuri (kasi 1˚C/dak) - miundo ya lulu imeundwa kwa ugumu wa takriban 200 HB (ugumu wa Brinell).
2. Imewashwahewa (10˚С/min) – sorbitol (nafaka za ferrite-pearlite), ugumu 300 HB.
3. Mafuta (100˚C/dak) – troostite (muundo mdogo wa saruji ya ferrite), 400 HB.
4. Maji (1000˚C/dakika) – martensite: ngumu (600 HB) lakini muundo wa mduara unaovunjika.

Kiungo cha kulehemu lazima kiwe na ugumu wa kutosha, nguvu, viashiria vya ubora wa plastiki, hivyo sifa za martensitic za mshono hazikubaliki. Aloi za chini za kaboni zina muundo wa ferritic, ferrite-pearlitic, ferrite-austenitic. Viti vya kaboni vya kati na aloi ya kati - pearlitic. Kaboni ya juu na yenye aloi ya juu - martensitic au troostite, ambayo ni muhimu kuleta fomu ya ferritic-austenitic.

Welding chuma kidogo

Weldability ya vyuma vya kaboni hubainishwa na kiasi cha kaboni na uchafu. Wana uwezo wa kuchoma nje, na kugeuka kuwa fomu za gesi na kutoa porosity ya mshono wa ubora wa chini. Sulfuri na fosforasi zinaweza kujilimbikizia kando ya nafaka, na kuongeza udhaifu wa muundo. Uchomeleaji ndio uliorahisishwa zaidi, hata hivyo, unahitaji mbinu ya mtu binafsi.

Chuma cha kaboni cha ubora wa kawaida kimegawanywa katika vikundi vitatu: A, B na C. Kazi ya kulehemu hufanywa kwa chuma cha kikundi C.

Weldability ya darasa la chuma VST1 - VST4, kwa mujibu wa GOST 380-94, ina sifa ya kutokuwepo kwa vikwazo na mahitaji ya ziada. Kulehemu kwa sehemu na kipenyo cha hadi 40 mm hutokea bila inapokanzwa. Viashiria vinavyowezekana katika darasa: G - maudhui ya juu ya manganese; kp, ps, cn - "kuchemka", "nusu utulivu", "tulia"kwa mtiririko huo.

Chuma chenye ubora wa chini wa kaboni huwakilishwa na madaraja yenye sifa ya sehemu mia za kaboni, ikionyesha kiwango cha uondoaji oksijeni na maudhui ya manganese (GOST 1050-88): chuma 10 (pia 10kp, 10ps, 10G), 15 (pia 15kp, 15ps, 15G), 20 (pia 20kp, 20ps, 20G).

Ili kuhakikisha kulehemu kwa ubora, ni muhimu kutekeleza mchakato wa kueneza kwa bwawa la weld na kaboni C na Mn manganese.

Njia za kulehemu:

1. Tao la mikono kwa kutumia elektrodi maalum, zilizokolezwa mwanzoni, zenye kipenyo cha mm 2 hadi 5. Aina: E38 (kwa nguvu za kati), E42, E46 (kwa nguvu nzuri hadi 420 MPa), E42A, E46A (kwa nguvu ya juu ya miundo tata na uendeshaji wao katika hali maalum). Kulehemu na viboko vya OMM-5 na UONI 13/45 hufanyika chini ya hatua ya sasa ya moja kwa moja. Kazi na elektrodi TsM-7, OMA-2, SM-11 inafanywa kwa mkondo wa tabia yoyote.
2. Uchomeleaji wa gesi. Mara nyingi haifai, lakini inawezekana. Inafanywa kwa kutumia waya wa kujaza Sv-08, Sv-08A, Sv-08GA, Sv-08GS. Nyembamba ya chuma cha chini cha kaboni (d 8mm) ni svetsade kwa njia ya kushoto, nene (d 8mm) - kwa njia sahihi. Upungufu katika sifa za mshono unaweza kuondolewa kwa kurekebisha au kupunguza.

Ulehemu wa vyuma vya kaboni ya chini hufanywa bila kuongeza joto. Kwa maelezo ya fomu rahisi, hakuna vikwazo. Ni muhimu kulinda miundo ya volumetric na lati kutoka kwa upepo. Inashauriwa kulehemu vitu changamano kwenye semina kwa halijoto isiyopungua 5˚С.

Kwa hivyo, kwa darasa la VST1 - VST4, chuma 10 - chuma 20 - weldability ni nzuri, kivitendobila vikwazo, inayohitaji uteuzi wa kawaida wa mtu binafsi wa njia ya kulehemu, aina ya electrode na sifa za sasa.

Vyuma vya kati na vya juu vya kaboni

Kueneza kwa aloi na kaboni hupunguza uwezo wake wa kuunda misombo nzuri. Katika mchakato wa athari za joto za arc au moto wa gesi, sulfuri hujilimbikiza kando ya nafaka, na kusababisha brittleness nyekundu, fosforasi kwa brittleness baridi. Mara nyingi, nyenzo zilizowekwa kwa manganese hutiwa svetsade.

Hii ni pamoja na vyuma vya miundo ya ubora wa kawaida VSt4, VSt5 (GOST 380-94), 25, 25G, 30, 30G, 35, 35G, 40, 45G (GOST 1050-88) ya ubora wa juu ya uzalishaji wa metallurgiska..

Kiini cha kazi ni kupunguza kiwango cha kaboni kwenye bwawa la kuchomea, kujaza chuma ndani yake na silicon na manganese, na kuhakikisha teknolojia bora zaidi. Wakati huo huo, ni muhimu kuzuia upotezaji mwingi wa kaboni, ambayo inaweza kusababisha uharibifu wa mali ya mitambo.

Sifa za uchomeleaji kwa vyuma vya kati na vya juu vya kaboni:

1. Mango ya awali inapasha joto hadi 100-200˚С kwa upana wa hadi 150 mm. Madaraja ya Vst4 na chuma 25 pekee ndiyo yana svetsade bila inapokanzwa zaidi. Kwa vyuma vya kaboni vya kati na weldability ya kuridhisha, urekebishaji kamili unafanywa kabla ya kuanza kazi. Uchujaji wa awali unahitajika kwa vyuma vyenye kaboni nyingi.
Ulehemu wa
2. Ulehemu wa tao unafanywa kwa elektrodi za kalisi zilizofunikwa, kuanzia 3 hadi 6 mm (OZS-2, UONI-13/55, ANO-7), chini ya mkondo wa moja kwa moja. inawezekana kufanya kazi ndaniflux au gesi za kinga (CO_{2, argon).}
3. Ulehemu wa gesi hutekelezwa kwa mwali wa kuziba mafuta, njia ya mkono wa kushoto, pamoja na kupasha joto hadi joto la 200˚C, pamoja na usambazaji wa nishati sawa ya asetilini.
4. Utibabu wa joto wa lazima wa sehemu: kugumu na kutuliza au kuwasha tofauti ili kupunguza mifadhaiko ya ndani, kuzuia kupasuka, kulainisha miundo migumu ya martensitic na troostite.
5. Uchomeleaji wa sehemu ya mawasiliano hufanywa bila kikomo.

Kwa hivyo, vyuma vya muundo wa kati na kaboni nyingi hutiwa svetsade bila vikwazo, kwa joto la nje la angalau 5˚С. Katika halijoto ya chini, upashaji joto awali na matibabu ya hali ya juu ya joto ni lazima.

Kuchomelea vyuma vya aloi ya chini

Vyuma vya aloi ni vyuma ambavyo hujaa metali mbalimbali wakati wa kuyeyuka ili kupata sifa zinazohitajika. Karibu wote wana athari nzuri juu ya ugumu na nguvu. Chrome na nikeli ni sehemu ya aloi zinazostahimili joto na zisizo na pua. Vanadium na silicon hutoa elasticity, hutumiwa kama nyenzo kwa ajili ya utengenezaji wa chemchemi na chemchemi. Molybdenum, manganese, titani huongeza upinzani wa kuvaa, tungsten - ugumu nyekundu. Wakati huo huo, zikiathiri vyema mali ya sehemu, zinazidisha weldability ya chuma. Kwa kuongeza, kiwango cha ugumu na uundaji wa miundo ya martensitic, matatizo ya ndani na hatari ya kupasuka katika seams huongezeka.

Weldability ya vyuma vya aloi pia hubainishwa na zaomuundo wa kemikali.

Vita vya kaboni ya aloi ya chini 2GS, 14G2, 15G, 20G (GOST 4543-71), 15HSND, 16G2AF (GOST 19281-89) vimechomekwa vizuri. Chini ya hali ya kawaida, hazihitaji joto la ziada na matibabu ya joto mwishoni mwa taratibu. Hata hivyo, baadhi ya vikwazo bado vipo:

• Msururu finyu wa hali ya joto inayokubalika.
• Kazi inapaswa kufanywa kwa halijoto isiyopungua -10˚С (katika hali ya halijoto ya chini ya angahewa, lakini isipungue -25˚С, weka kipengele cha kuongeza joto hadi 200˚С).

Njia zinazowezekana:

• Uchomeleaji wa safu ya umeme yenye mkondo wa moja kwa moja 40 hadi 50 A, elektrodi E55, E50A, E44A.
• Ulehemu wa tao uliozama kiotomatiki kwa kutumia waya wa kujaza Sv-08GA, Sv-10GA.

Weldability ya chuma 09G2S, 10G2S1 pia ni nzuri, mahitaji na mbinu zinazowezekana za utekelezaji ni sawa na aloi 12GS, 14G2, 15G, 20G, 15KhSND, 16G2AF. Sifa muhimu ya aloi 09G2S, 10G2S1 ni kutokuwepo kwa hitaji la kuandaa kingo za sehemu zenye kipenyo cha hadi 4 cm.

Kuchomelea vyuma vya aloi ya wastani

Vyuma vya aloi wa wastani 20KhGSA, 25KhGSA, 35KhGSA (GOST 4543-71) hutoa upinzani mkubwa zaidi kwa uundaji wa mishono isiyolegea. Wao ni wa kikundi na weldability ya kuridhisha. Wanahitaji joto la awali kwa joto la 150-200˚С, welds za multilayer, kuimarisha na kuimarisha baada ya kukamilika kwa kulehemu. Chaguo:

• Kipenyo cha sasa na elektrodi wakati wa kulehemu kwa arc ya umemehuchaguliwa madhubuti kulingana na unene wa chuma, kwa kuzingatia ukweli kwamba kando nyembamba ni ngumu zaidi wakati wa kazi. Kwa hiyo, kwa kipenyo cha bidhaa cha 2-3 mm, thamani ya sasa inapaswa kuwa ndani ya 50-90 A. Kwa unene wa makali ya 7-10 mm, sasa ya moja kwa moja ya polarity ya reverse huongezeka hadi 200 A kwa kutumia electrodes 4-6 mm. Fimbo zilizo na mipako ya kinga ya selulosi au floridi ya kalsiamu (Sv-18KhGSA, Sv-18KhMA) hutumiwa.
• Unapofanya kazi katika mazingira ya kinga ya gesi CO_{2 ni muhimu kutumia waya Sv-08G2S, Sv-10G2, Sv-10GSMT, Sv-08Kh3G2SM yenye kipenyo cha juu hadi mm 2.}

Njia ya argon arc au uchomeleaji wa safu iliyo chini ya maji hutumiwa mara nyingi kwa nyenzo hizi.

Vyuma zinazostahimili joto na zenye nguvu nyingi

Kuchomelea kwa aloi za chuma-kaboni zinazostahimili joto 12MX, 12X1M1F, 25X2M1F, 15X5VF lazima zifanywe kwa kuongeza joto hadi nyuzi joto 300-450˚С, huku kukiwa na ugumu wa mwisho na halijoto ya juu.

• Kuchomelea arc ya umeme kwa njia ya kuteleza ili kuunda mshono wa tabaka nyingi, kwa kutumia elektroni zilizopakwa kalcined UONII 13 / 45MH, TML-3, TsL-30-63, TsL-39.
• Kuchomelea gesi kwa usambazaji wa asetilini dm 1003/mm kwa kutumia nyenzo za kujaza Sv-08KhMFA, Sv-18KhMA. Uunganisho wa bomba unafanywa kwa kupokanzwa gesi ya awali ya kiungo kizima.

Wakati wa kulehemu nyenzo za nguvu ya juu za aloi ya kati 14Kh2GM, 14Kh2GMRB, ni muhimu kufuata sheria sawa na za chuma zinazostahimili joto, kwa kuzingatia nuances kadhaa:

• Kusafisha kikamilifukingo na matumizi ya taki.
• Uingizaji wa halijoto ya juu wa elektrodi (hadi 450˚C).
• Washa joto hadi 150˚C kwa sehemu zenye unene wa zaidi ya sentimita 2.
• Upoaji wa mshono polepole.

Vyuma vya juu vya aloi

Matumizi ya teknolojia maalum ni muhimu wakati wa kulehemu vyuma vya aloi ya juu. Hizi ni pamoja na aloi nyingi zisizo na pua, zinazostahimili joto na zinazostahimili joto, baadhi yao: 09Kh16N4B, 15Kh12VNMF, 10Kh13Syu, 08Kh17N5MZ, 08Kh18G8N2T, 03Kh16N4B, 15Kh12VNMF, 10Kh13Syu, 08Kh17N5MZ, 08Kh18G8N2T, 03Kh16N4B, 15K15M15M15A. Weldability ya vyuma (GOST 5632-72) ni ya kundi la 4.

Tabia ya juu ya aloi ya kaboni ya juu ya kulehemu:

1. Ni muhimu kupunguza uimara wa sasa kwa wastani wa 10-20% kutokana na mshikamano wao wa chini wa mafuta.
2. Welding inapaswa kutekelezwa kwa pengo, elektroni hadi 2 mm kwa ukubwa.
3. Punguza maudhui ya fosforasi, risasi, salfa, antimoni, ongeza wingi wa molybdenum, vanadium, tungsten kwa kutumia vijiti maalum vilivyopakwa.
4. Haja ya kuunda muundo mdogo wa weld (austenite + ferrite). Hii inahakikisha udugu wa chuma kilichowekwa na kupunguza mikazo ya ndani.
5. Upashaji joto wa lazima katika mkesha wa kuchomelea. Halijoto huchaguliwa katika safu kutoka 100 hadi 300˚С, kulingana na muundo mdogo wa miundo.
6. Uchaguzi wa elektroni zilizofunikwa katika kulehemu kwa arc hutambuliwa na aina ya nafaka, mali na hali ya kazi ya sehemu: kwa chuma cha austenitic 12X18H9: UONII 13 / NZh, OZL-7, OZL-14 na Sv-06Kh19N9T mipako,Sv-02X19H9; kwa chuma cha martensitic 20Kh17N2: UONII 10Kh17T, AN-V-10 iliyopakwa Sv-08Kh17T; kwa chuma cha austenitic-ferritic 12Kh21N5T: TsL-33 iliyopakwa Sv-08Kh11V2MF.
7. Wakati wa kulehemu kwa gesi, usambazaji wa asetilini unapaswa kuendana na thamani ya 70-75 dm3/mm, waya ya kichungio iliyotumika ni Sv-02Kh19N9T, Sv-08Kh19N10B.
8. Shughuli za safu iliyo chini ya maji inawezekana kwa kutumia NZh-8.

Weldability ya chuma ni kigezo linganishi. Inategemea utungaji wa kemikali ya chuma, microstructure yake na mali ya kimwili. Wakati huo huo, uwezo wa kuunda viungo vya ubora wa juu unaweza kurekebishwa kwa msaada wa mbinu iliyofikiriwa vizuri ya kiteknolojia, vifaa maalum na hali ya kazi.