Министерство образования и науки Республики Саха (Якутия) Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Республики Саха (Якутия) «Южно-Якутский технологический колледж» Курсовая работа По дисциплине: Материаловедение «Исследование свариваемости углеродистых сталей» Выполнил: Студент 2 курса Группа: СП-21(9) Денисенко В.В. Проверила: Новоселова К.В. Г. Нерюнгри 2022 г. Содержание Введение 3 Краткие сведения об углеродистых сталях 3 Качество 4 По способу раскисления 5 Свариваемость углеродистых сталей 5 Сварка углеродистых сталей в защитных газах 11 Заключение Список литературы КП.22.02.06.г60.2022.ПЗ Изм. Лист № докум. Разраб. Денисенко В.В. Консульт. Новоселова К.В, Руковод. Реценз. Лит. Лис 3 т Масса Листов Масштаб 81 ГАПОУ РС (Я) «ЮЯТК» Гр. СП-21 (9) Н. Контр. Зав.каф. Подпись Дата Исследование свариваемости углеродистых сталей Заболотняя К.Н. Введение Сварочная техника и технология занимают одно из ведущих мест в современном производстве. Свариваются корпуса гигантских супертанкеров и сетчатка человеческого глаза, миниатюрные детали полупроводниковых приборов и кости человека при хирургических операциях. Многие конструкции современных машин и сооружений, например, космические ракеты, подводные лодки, газопроводы и нефтепроводы, изготовить без помощи сварки невозможно. Развитие техники предъявляет все новые требования к способам производства и, в частности, к технологии сварки. Сегодня сваривают материалы, которые еще относительно недавно считались экзотическими. Это титановые, ниобиевые и бериллиевые сплавы, молибден, вольфрам, композиционные высокопрочные материалы, керамика, а также всевозможные сочетания разнородных материалов. Свариваются детали электроники толщиной в несколько микрон и детали тяжелого оборудования толщиной в несколько метров. Постоянно усложняются условия, в которых выполняются сварочные работы: сваривать приходится под водой, при высоких температурах, в глубоком вакууме, при повышенной радиации, в невесомости. Недаром сварка стала вторым после сборки технологическим процессом, впервые в мире опробованным нашими космонавтами в космосе. Современный технический прогресс в промышленности неразрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка, как высокопроизводительный процесс изготовления неразъемных соединений, находит широкое применение при изготовлении металлургического, кузнечнопрессового, химического и энергетического оборудования, различных трубопроводов, в сельскохозяйственном и тракторном машиностроении, в производстве строительных и других конструкций. Краткие сведения об углеродистых сталях Углеродистые стали - это сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14 % углерода (С) при малом содержании других элементов. Они обладают высокой пластичностью и хорошо деформируются. Углерод сильно влияет на свойства стали даже при незначительном изменении его содержания. Углеродистые стали можно классифицировать по нескольким параметрам: 1) По качеству. 2) По способу раскисления. Качество Стали обыкновенного качества Изготавливаются по ГОСТ 380-71. Обозначают буквами Ст и условными номерами от 0 до 6, например: Ст 0, Ст 1, ..., Ст 6. Степень Денисенко В.В. Изм. Лист № докум Лист КП.22.02.06.Д63.2022.ПЗ Подпись Дата 3 раскисления обозначают буквами сп (спокойная сталь), пс (полуспокойная), кп (кипящая), которые ставят в конце обозначения марки стали. В зависимости от назначения различают три группы сталей обыкновенного качества: А, Б и В. В марках указывают только группы Б и В, группу А не указывают. Группа А поставляются только по механическим свойствам, химический состав сталей этой группы не регламентируется, он только указывается в сертификатах завода-изготовителя. Стали этой группы обычно используются в изделиях в состоянии поставки без обработки давлением и сварки. Чем больше цифра условного номера стали, тем выше ее прочность и меньше пластичность. Группа Б поставляется только с гарантируемым химическим составом. Чем больше цифра условного номера стали, тем выше содержание углерода. Эти стали в дальнейшем могут подвергаться деформации (ковке, штамповке и др.), а в отдельных случаях и термической обработке. При этом их первоначальная структура и механические свойства не сохраняются. Знание химического состава стали позволяет определить температурный режим горячей обработки давлением и термообработки. Группа В могут подвергаться сварке. Их поставляют с гарантированным химическим составом и гарантированными свойствами. Стали этой группы маркируются буквой В и цифрой, например — В СтЗпс. Эта сталь имеет механические свойства, соответствующие ее номеру по группе А, а химический состав — номеру по группе Б с коррекцией по способу раскисления. Качественные углеродистые стали Этот класс углеродистых сталей изготавливается по ГОСТ 1050—74. Качественные стали поставляют и по химическому составу, и по механическим свойствам. К ним предъявляются более жесткие требования по содержанию вредных примесей (серы не более 0,04 %, фосфора не более 0,035 %). Качественные углеродистые стали маркируют двузначными цифрами 08, 10, 15, ..., 85, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента с указанием степени раскисленности (кп, пс). Качественные стали делят на две группы: с обычным содержанием марганца (до 0,8 %) и с повышенным содержанием (до 1,2 %). При обозначении последних в конце марки ставится буква Г, например, 60 Г. Марганец повышает прокаливаемость и прочностные свойства, но несколько снижает пластичность и вязкость стали. При обозначении кипящей или полуспокойной стали в конце марки указывается степень раскисленности: кп, пс. В случае спокойной стали степень раскисленности не указывается. По содержанию углерода качественные углеродистые стали подразделяются: низкоуглеродистые (до 0,25 % С). Денисенко В.В. Изм. Лист № докум Лист КП.22.02.06.Д63.2022.ПЗ Подпись Дата 4 среднеуглеродистые (0,3—0,55 % С). высокоуглеродистые (0,6—0,85 % С). Для изделий ответственного назначения применяют высококачественные стали с еще более низким содержанием серы и фосфора. Низкое содержание вредных примесей в высококачественных сталях дополнительно удорожает и усложняет их производство. Поэтому обычно высококачественными сталями бывают не углеродистые, а легированные стали. При обозначении высококачественных сталей в конце марки добавляется буква А, например сталь У10А. Углеродистые стали, содержащие 0,7—1,3 % С, используют для изготовления ударного и режущего инструмента. Их маркируют У7, У13, где У означает углеродистую сталь, а цифра — содержание углерода в десятых долях процента. По способу раскисления Кипящие содержат до 0,05% кремния, раскисляются марганцем. Имеют резко выраженную химическую неоднородность в слитке. Их преимущества – высокий выход годного продукта (более 95%), хорошая способность к штамповке в холодном состоянии. Недостатки –повышенный порог хладноломкости и невозможность широкого использования для территорий с холодным климатом. Полуспокойные: Содержат 0,05- 0,15% кремния, раскисляются марганцем и алюминием. Спокойные: Содержит 0,15-0,35% кремния, раскисляется кремнием, марганцем. Свариваемость углеродистых сталей Малоуглеродистые стали отличаются хорошей свариваемостью. Снижать свариваемость могут вредные примеси, если содержание их превышает норму. Вредные примеси могут ухудшать свариваемость даже и при среднем содержании, не выходящем из нормы, если они образуют местные скопления, например, вследствие ликвации. Вредными для сварки элементами в малоуглеродистой стали могут являться углерод, фосфор и сера, причём последняя особенно склонна к ликвации с образованием местных скоплений. Отрицательное влияние на свариваемость может оказывать также засорённость металла газами и неметаллическими включениями. Засорённость металла вредными примесями зависит от способа его производства и о ней частично можно судить по маркировке металла. Сталь повышенного качества сваривается лучше, чем сталь обычного качества соответствующей марки; сталь мартеновская лучше, чем сталь Денисенко В.В. Изм. Лист № докум Лист КП.22.02.06.Д63.2022.ПЗ Подпись Дата 5 бессемеровская, а сталь мартеновская спокойная лучше, чем кипящая. При изготовлении ответственных сварных изделий указанные отличия в свариваемости малоуглеродистых сталей должны обязательно приниматься во внимание и учитываться при выборе марки основного металла. Углеродистые стали, содержащие углерода более 0,25%, обладают пониженной свариваемостью по сравнению с малоуглеродистыми, причём свариваемость постепенно снижается по мере повышения содержания углерода. Стали с повышенным содержанием углерода легко закаливаются, что ведёт к получению твёрдых хрупких закалочных структур в зоне сварки и может сопровождаться образованием трещин. С повышением содержания углерода растёт склонность металла к перегреву в зоне сварки. Увеличенное содержание углерода усиливает процесс его выгорания с образованием газообразной окиси углерода, вызывающей вскипание ванны и могущей приводить к значительной пористости наплавленного металла. При содержании углерода свыше 0,4—0,5% сварка стали становится одной из сложнейших задач сварочной техники. Углеродистые стали вообще обладают пониженной свариваемостью и, если это возможно, рекомендуется заменять их низколегированными конструкционными сталями, которые дают ту же прочность при значительно меньшем содержании углерода за счёт других легирующих элементов. При сварке углеродистых сталей плавлением обычно не придерживаются соответствия химического состава присадочного и основного металла, стремясь получить наплавленный металл равнопрочным с основным за счёт легирования марганцем, кремнием и др. при сниженном содержании углерода. Сварка углеродистых сталей часто выполняется с предварительным подогревом и последующей термообработкой, причём, если возможно, во многих случаях стремятся совместить термообработку с процессом сварки, например, при газовой сварке мелких деталей, при газопрессовой сварке, при точечной и стыковой контактной сварке и т. д. Большинство низколегированных конструкционных сталей обладает удовлетворительной свариваемостью. Ввиду возросшего значения сварки новые марки конструкционных низколегированных сталей, как правило, выпускаются с удовлетворительной свариваемостью. В зависимости от степени раскисленности стали, содержания углерода, а также условий сварки и требований, предъявляемых кметаллу шва, для сварки углеродистых сталей применяют электроды с рудно-кислым, фтористо-кальциевым, рутиловым и органическим покрытиями. При сварке корневых швов в разделке на металле толщиной 10 мм и более используют электроды диаметром 3—4 мм. Рекомендуемые для данной марки электрода значения сварочного тока, его род и полярность выбирают согласно паспорту электрода, в котором обычно приведены и его сварочнотехнологические свойства, типичный химический состав шва и механические свойства. Рядовые и ответственные конструкции из низкоуглеродистых сталей Денисенко В.В. Изм. Лист № докум Лист КП.22.02.06.Д63.2022.ПЗ Подпись Дата 6 сваривают электродами типа Э42 и Э46 (табл. 1 и 2). В настоящее время электроды с рудно-кислым покрытием (ОММ-5, СМ-5, ЦМ-7) применяются редко. Электроды с фтористо-кальциевымпокрытием (типа Э42А- марок УОНИ-13/45, СМ-11, УП-1/45, ЦУ-1; типа Э50- марок УОНИ-13/55 и др.) применяют при сварке низкоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей. Возможно использование их и при сварке высокоуглеродистых сталей. При этом для понижения склонности к образованию кристаллизационных трещин содержание углерода в металле шва при сварке среднеуглеродистых и высокоуглеродистых сталей ограничивают, используя электроды, обеспечивающие необходимые свойства путем легирования наплавленного металла (главным образом кремнием и марганцем) при низком содержании углерода (обычно до 0,13—0,14%), а также путем уменьшения доли участия основного металла. Электроды с фтористо-кальциевым покрытием чувствительны к образованию пор при наличии на свариваемых кромках ржавчины, окалины или масла, при увлажнении покрытия и при случайном удлинении дуги. Подобные свойства электродов обусловлены особенностями шлаков, формирующихся на основе карбонатов и плавикового шпата, и высокой раскисленностью металла шва, что достигается за счет введения в состав покрытия ферромарганца, ферросилиция, а в некоторых случаях ферро титана и ферроалюминия. Электроды с рутиловым покрытием (типа Э42- марок АНО-1 АНО-5, АНО-6; типа Э46- марок МР-3, ОЗС-4, ЦМ-9, АНО-3) используют в основном для сварки низкоуглеродистых сталей. Металл шва, полученный данными электродами, по-своему качеству занимает промежуточное положение между металлами швов,полученных электродами срудно-кислым и фтористокальциевым покрытиями. Электроды с покрытием рутилового типа мало склонны к образованию пор при сварке по загрязненной и окисленной поверхности, при колебаниях длины дуги. Пористость в металле шва обнаруживается при сварке сталей с повышенным содержанием кремния, при сварке на повышенной силе тока и сварке электродами, прокаленными при относительно высокой температуре. Сохранение определенной гарантированной влажности электродного покрытия позволяет обеспечить наименьшую предрасположенность металла шва к пористости. С этой целью рекомендуют отсыревшие электроды с рутиловым покрытием прокаливать при температуре 180—200° С в течение 1 ч и использовать электроды для сварки через сутки после прокалки. Шлаковую основу рутилового покрытия составляют рутил, алюмосиликаты, карбонаты. Газовая защита создается за счет разложения карбонатов и органических составляющих покрытия. Металл швов, выполненных электродами с рутиловым покрытием в зависимости от состава покрытия представляет собой полуспокойную или Денисенко В.В. Изм. Лист № докум Лист КП.22.02.06.Д63.2022.ПЗ Подпись Дата 7 спокойную сталь. Раскисления металла шва осуществляется марганцем и кремнием. Источником марганца служит ферромарганец покрытия, кремний переходит в шов за счет развития кремний восстановительного процесса. Содержание кислорода в металле шва обычно не превышает 0,04—0,08%. Электроды с органическим покрытием (типа Э42- марок ОМА-2, ВСП1, ВСЦ-2) применяют относительно редко; их используют при сварке металла малых толщин, присварке трубопроводов. При сварке электродами с покрытием органического типа защита расплавленного металла в основном обеспечивается газами, образующимися в результате разложения органических составляющих покрытия. При сварке низкоуглеродистых сталей обычно обеспечиваются достаточно высокие механические свойства сварного соединения и поэтому в большинстве случаев не требуются специальные меры, направленные на предотвращение образования в нем закалочных структур. Однако при сварке угловых швов на толстом металле и первого слоя многослойного шва для повышения стойкости металла против кристаллизационных трещин может потребоваться предварительный подогрев до температуры 120—150° С. Для сварки рядовых конструкций из низкоуглеродистых сталей применяют электроды типа Э42А, а ответственных — типа Э46. Это обеспечивает получение металла швов с достаточной стойкостью против кристаллизационных трещин и требуемыми прочностными и пластическими свойствами. Техника сварки углеродистых сталей под флюсом Автоматическую сварку обычно выполняют электродной паволокой диаметром 3—5 мм, полуавтоматическую проволокой диаметром 1,2—2 мм. Равнопрочность соединения достигается за счет подбора соответствующих составов флюсов и электродных прополок и выбора режимов и техники сварки. При сварке низкоуглеродистых сталей в большинстве случаев применяют флюсы марок АН-348-А и ОСЦ-45, АН-60 и др. и низкоуглеродистые электродные проволоки марок Св-08 и Св-08А. При сварке ответственных конструкций, а также ржавого металла рекомендуется использовать электродную проволоку марки Св-08ГА. Использование указанных материалов позволяет получить металл шва с механическими свойствами, равными или превышающими свойства основного металла. Металл шва обладает малой склонностью к образованию пор и кристаллизационных трещин. Основу шлаковой системы флюсов АН-348-А и ОСЦ-45 составляют окислы марганца и кремния. Подобная композиция шлака обеспечивает переход элементов раскислителей кремния и марганца в сварочную ванну в результате развития на границе раздела шлака, металла, кремния и марганце восстановительных процессов. Основной недостаток подобного способа введения элементов раскислителей в сварочную ванну заключается в загрязнении металла шва микроскопическими шлаковыми включениями Денисенко В.В. Изм. Лист № докум Лист КП.22.02.06.Д63.2022.ПЗ Подпись Дата 3 8 (суммарное содержание кислорода в металле шва достигает 0,05%). Это вызывает некоторое снижение пластических свойств металла шва и его ударной вязкости. Однако, несмотря на некоторое загрязнение металла шва шлаковыми включениями, применительно к низкоуглеродистым сталям пластические свойства металла шва характеризуются достаточно высоким уровнем (ан = 1014 кгс-м/см). Для придания определенных физико-технологических свойств (вязкости, температуры плавления, чувствительности к влаге и др.) в состав флюса вводят фтористый кальций. Малая склонность металла шва к образованию кристаллизационных трещин при сварке под высокомарганцовистыми флюсами обусловлена тем, что значительная часть серы при наличии в шлаке больших количеств МпО находится в виде соединения MnS. При сварке под высокомарганцовистыми флюсами-силикатами возможен переход фосфора из шлака в сварочную ванну. Во флюс фосфор попадает как примесь с марганцевой рудой. Поскольку фосфор понижает ударную вязкость металла шва, то при использовании высокомарганцовистых флюсов особенно необходимо следить за чистотой флюса по фосфору. Малая склонность к образованию пор в металле шва при наличии окалины или ржавчины на свариваемых кромках обусловлена наличием в шлаке (Si02) и (CaF2). Окись кремния понижает концентрацию свободной закиси железа в шлаке, благодаря чему уменьшается переход кислорода в сварочную ванну. Развитие кремне восстановительного процесса до известных пределов (по содержанию окалины или ржавчины) обеспечивает достаточный переход кремния в сварочную ванну. Тем самым предотвращается образование пор, вызванных выделением СО. Малая чувствительность к влаге, входящей в состав ржавчины, или адсорбированной, обусловлена наличием во флюсе фтористого кальция. Фтористый кальций понижает стабильность горения дуги и служит источником образования вредных фтористых газов. Для повышения стабильности горения дуги при питании ее переменным током необходимы источники с повышенным напряжением холостого хода (не ниже 65—70 В). Необходимой защиты зоны сварки от атмосферы воздуха и устойчивого протекания процесса достигают при определенной толщине слоя флюса, которую назначают в зависимости от мощности дуги (толщина слоя флюса составляет 25—35 мм при силе сварочного тока Iсв = 200-400 А и 45— 60 мм при Iсв = 800-1200А). Формирование металла шва зависит от физического состояния флюса, пемзовидного или стекловидного. Пемзовидные флюсы (например, АН-60) обладают меньшей объемной массой, чем стекловидные (например, АН348А), и поэтому плавятся легче. Это обеспечивает большую подвижность дуги и способствует формированию широких швов с малым усилением. Пемзовидные флюсы используют при сварке на большой скорости. Однако Денисенко В.В. Изм. Лист № докум Лист КП.22.02.06.Д63.2022.ПЗ Подпись Дата 9 защитные свойства пемзовидного флюса ниже. Так, например, при сварке под стекловидным флюсом содержание азота в металле шва составляет 0,0025%, а под пемзовидным 0,038%. Пемзовидный флюс может вносить в зону дуги большее количество водорода (влаги), поэтому пемзовидные флюсы требуют более тщательного контроля влажности. Формирующая способность флюса зависит также от его грануляции, поскольку последняя определяет газопроницаемость флюса. С увеличением мощности дуги хорошее формирование шва сохраняется при обеспечении достаточной газопроницаемости. Поэтому с увеличением мощности дуги используют более крупнозернистый флюс. Режимы автоматической сварки под флюсом могут изменяться в широких пределах в зависимости от толщины свариваемых элементов, диаметра электрода, формы шва (прямолинейный, кольцевой), имеющегося оборудования и др. Металл швов, выполненных автоматической сваркой под флюсом, имеет достаточно высокие свойства: = 460-500мПа; =26-32%. Керамические флюсы (К-2, КВС-19, К-11 и др.) используют для сварки низкоуглеродистых сталей. По сравнению с плавлеными флюсами керамические менее чувствительны к образованию пор при наличии на свариваемых кромках ржавчины и влаги. Однако керамические флюсы обладают меньшей прочностью, что затрудняет их многократное использование, и более чувствительны к режиму сварки. Применительно к сварке низкоуглеродистых сталей наиболее рационально и экономически оправдано использовать керамические флюсы для сварки ржавого и увлажненного металла, когда операция зачистки, обеспечивающая полное удаление ржавчины, вызывает значительные трудности. В конструкциях из низкоуглеродистых сталей наряду со сваркой с разделкой кромок широко применяется сварка стыковых швов и швов без разделки кромок. Увеличение доли основного металла в металле шва, характерное для этого случая, и некоторое увеличение содержания в нем углерода могут повысить прочностные свойства и понизить пластические свойства металла шва. Режимы сварки низкоуглеродистых сталей зависят конструкции соединения, типа шва и техники сварки Свойства металла околошовной зоны зависят от термического цикла сварки. При сварке угловых однослойных швов и стыковых и угловых швов на толстолистовой стали типаВСтЗ на режимах с малой погонной энергией в околошовной зоне возможно образование закалочных структур с пониженной пластичностью. Предупредить это можно увеличением сечения швов или применением двухдуговой сварки. В зависимости от условий сварки и охлаждения свойства сварных соединений на низкоуглеродистых сталях изменяются в широких пределах. Денисенко В.В. Изм. Лист № докум Лист КП.22.02.06.Д63.2022.ПЗ Подпись Дата 10 Сварка углеродистых сталей в защитных газах Для сварки углеродистых сталей в качестве защитного газаиспользуют углекислый газ, реже смеси инертного газа с кислородом или углекислым газом; инертные газы (аргон) практически не используют. Сварку в атмосфере инертных газоввольфрамовым электродом применяют для металла толщиной до 2 мм.Часто для исключения присадочной проволоки сваривают соединения с отбортовкой кромок. В качестве защитного газа используют восновном аргон, для повышения стабильности горения дуги, улучшения формирования шваи понижения чувствительности процесса к пористости из-заводорода применяют аргон сдобавкой кислорода (до 5%) или углекислого газа (до 10%). Сварку плавящимся электродом применяют для металла толщиной более 0,8 мм. Диаметр электродной проволоки выбирают в зависимости оттолщины свариваемого металла в пределах 0,5—3 мм. Сварку в атмосфере углекислого газашироко используют при изготовлении изделий из углеродистых сталей. В зависимости от толщины свариваемого металла применяют или неплавящийся-угольный или графитовый электрод (для толщин до 2 мм), или плавящийся электрод (для толщин свыше 0,8 мм). Углекислый газ обеспечивает защиту металла в зоне сварки от атмосферы воздуха, но в то же время окисляет защищаемый металл. Окисление жидкого металла происходит в результате непосредственного взаимодействия металла с углекислым газом, а также с кислородом, образующимся в результате диссоциации углекислого газа: Окисление жидкого металла вызывает большие потери легирующих элементов из капель электродного металла, приводит к повышению содержания кислорода в металле сварочной ванны. В результате возрастает вероятность образования пор из-за выделения окиси углерода в процессе кристаллизации, и снижаются механические свойства металла шва. Окисление жидкого металла вызывает большие потери легирующих элементов из капель электродного металла, приводит к повышению содержания кислорода в металле сварочной ванны. В результате возрастает вероятность образования пор из-за выделения окиси углерода в процессе кристаллизации, и снижаются механические свойства металла шва. Образование пор из-за выделения окиси углерода при сварке углеродистых сталей предотвращается, если металл шва содержит до 0,12— 0,14% С, не ниже 0,17—0,20% Si, не ниже 0,5—0,8% Мп. При этом металл шва характеризуется малой склонностью к образованию кристаллизационных трещин и достаточно высокими механическими свойствами. Увеличение содержания углерода приводит кповышению вероятности образования кристаллизационных трещин. Повышение содержания кремния сверх 0,45% понижает пластические свойства металла шва и также увеличивает Денисенко В.В. Изм. Лист № докум Лист КП.22.02.06.Д63.2022.ПЗ Подпись Дата 11 вероятность образования кристаллизационных трещин. Вероятность их образования снижается при повышении содержания марганца до 1,2%. В большинстве случаев при сварке низкоуглеродистых сталей без пористые швы указанного выше состава получают при применении кремне марганцовистых электродных проволок Св-08Г2С и Св-08ГС, обеспечивающих малую загрязненность металла шва окисными включениями. Содержание окисных включений при сварке низкоуглеродистой стали проволокой Св-08ГС составляет 0,014%, а проволокой Св-08Г2С 0,009%. Меньшая загрязненность металла шва окисными включениями при сварке низкоуглеродистой стали проволокой Св-08Г2С обусловлена более рациональным содержанием кремния и марганца в металле шва (0,23% Si, 0,72% Мп), при котором продукты раскисления формируются в виде жидких силикатов. Процесс дуговой сварки в атмосфере углекислого газа менее чувствителен к ржавчине на свариваемых кромках по сравнению со сваркой под флюсом. Это обусловлено оттеснением газовой струей влаги, испаряющейся при сварке из ржавчины, и окислительными свойствами газовой среды. Однако подобный эффект достигается при использовании углекислого газа с малым содержанием паров воды. Использование углекислого газа с повышенным содержанием паров воды может привести к образованию пор в швах и снижению пластических свойств металла шва. В подобных случаях необходима предварительная осушка газов. Обычно для этой цели используют поглотители (хлористый кальций, силикагель и др.). На свойства металла шва (образование пор, механические свойства) большое влияние оказывают также загрязнения, имеющиеся на поверхности электродной проволоки: технологическая смазка (чаще всего мыло), антикоррозионная смазка (обычно нитрит натрия), ржавчина. Наиболее рациональный способ удаления поверхностных смазок — прокалка проволоки при температуре 150—250° С в течение 1,5—2 ч. Ржавчину удаляют травлением или зачисткой перед прокалкой. Образование пор при сварке в углекислом газе возможно при нарушении газовой защиты: при чрезмерном удлинении дуги, наличии сквозняков, значительных зазоров в соединениях. Нарушение защиты приводит к повышению содержания кислорода и азота в металле шва и образованию пористости. Для сварки в углекислом газе используют проволоки рутилфлюоритного (ПП-АН4, ПП-АН9 и др.) и рутилового (ПП-АН8 и др.) типов. Применение порошковой проволоки взамен проволоки сплошного сечения позволяет также повысить устойчивость горения дуги, уменьшить разбрызгивание электродного металла, повысить пластические свойства металла и улучшить формирование швов. При применении порошковой проволоки необходимо иметь в виду, что увлажнение материала сердечника проволоки может привести к образованию пор. Прокалка проволоки при Денисенко В.В. Изм. Лист № докум Лист КП.22.02.06.Д63.2022.ПЗ Подпись Дата 12 температуре 240—250°С позволяет предотвратить развитие указанных дефектов. При этом обеспечивается также удаление с поверхности проволоки технологической смазки. Сварку в атмосфере углекислого газа угольным или графитовым электродом выполняют на постоянном токе прямой полярности. При сварке на обратной полярности наблюдается науглероживание металла шва. Сварку плавящимся электродом выполняют на постоянном токе обратной полярности-. При сварке на прямой полярности снижается стабильность горения дуги и повышается разбрызгивание электродного металла. При сварке в углекислом газе наблюдается повышенное по сравнению сдругими способами сварки разбрызгивание электродного металла (даже при сварке на обратной полярности при достаточной плотности тока). Некоторая часть капель расплавленного металла, вылетающих из зоны сварки, прилипает или сплавляется со свариваемой деталью, соплом горелки и токоподводящим мундштуком. Налипание капель на поверхность сопла и токоподводящего мундштука может нарушить равномерную подачу электродной проволоки, ухудшить газовую защиту, поэтому необходимо периодически очищать сопло и токоподводящий мундштук от брызг. В некоторых случаях требуется удаление прилипших капель с поверхности изделия. Снижению разбрызгивания электродного металла способствуют увеличение тока, уменьшение диаметра электродной проволоки и напряжения дуги. Для уменьшения прилипания капель к деталям горелки и поверхности свариваемого изделия иногда применяют противопригарные смазки, например, алюминиевую пудру, замешенную на жидком стекле, или смесь циркона с жидким стеклом и др. Добавки в углекислый газ аргона (75% Ar, 25% CO2) (иногда в эту смесь вводят кислород) изменяют технологические свойства дуги (глубину проплавления и форму шва, стабильность дуги и др.) уменьшают разбрызгивание электродного металла и позволяют регулировать концентрацию легирующих элементов в металле шва. Углеродистая сталь - это сплав железа с углеродом, с содержанием углерода до 2%. По назначению углеродистые стали разделяют на конструкционные (с содержанием углерода в сотых долях процента) и инструментальные (с содержанием углерода в десятых долях процента). На производстве в основном работают с низкоуглеродистыми сталями. Углеродистые стали делятся на: низкоуглеродистые стали (содержание углерода до 0,25%); среднеуглеродистые стали (содержание углерода от 0,25% до 0,6%); высокоуглеродистые стали (содержание углерода 0,6% - 1,7%). Денисенко В.В. Изм. Лист № докум Лист КП.22.02.06.Д63.2022.ПЗ Подпись Дата 13 Низкоуглеродистые стали Данные стали имеют хорошую свариваемость ацетиленокислородным пламенем без применения флюса. Чем меньше содержание углерода в свариваемом металле, тем лучше будет происходить процесс сварки. В металлах с увеличенным содержанием углерода появляется вероятность образования хрупких структур, а также пористости металла шва. Улучшение структуры достигается путем проковки металла шва при температуре красного каления и медленным охлаждением. Когда сварное соединение должно работать на растяжение, изгиб и удар, это способ является особенно существенным. Для того, что бы устранить пористость металла шва нужно использовать присадочный металл с пониженным содержанием углерода (по отношению к основному металлу). В основном газовую сварку применяют для сварки тонколистового металла толщиной до 5 мм. Для больших толщин металла, сварку наиболее правильно проводить способами дуговой сварки плавлением. Так же и сваркой плавящимся электродом в среде углекислого газа. Пропан-бутан, природный газ и другие (газы-заменители ацетилена), возможны их использование для сварки металла из низкоуглеродистой стали, которые не подлежат сдаче Госгортехнадзору, так как зона термического влияния увеличивается примерно на 30%, в сравнении со сваркой ацетиленокислородным пламенем, так же снижаются механические свойства сварного соединения. Среднеуглеродистые стали У данных сталей присутствует свойство закаливаться после нагрева и быстрого охлаждения. Например, стали с содержанием углерода более 0,4% выгоднее сваривать дуговой сваркой плавлением, так же нельзя исключать возможность сварки ацетиленокислородным пламенем. Чтобы получить добротное сварное соединение сварочный процесс следует делать с максимальной скоростью, с предварительной и последующей термообработкой. Для газовой сварки сталей данного класса, следует применять присадочную проволоку с раскислителями (марганцем и кремнием), это делается для того, чтобы избежать выгорания углерода и образования пористости шва. Высокоуглеродистые стали Данные стали плохо свариваются газовой сваркой из-за сильного выгорания углерода и образования закалочных структур. Металла шва обычно содержит газовые раковины и включения. Сваривание изделия дуговой сваркой обеспечит значительно лучшие результаты. Денисенко В.В. Изм. Лист № докум Лист КП.22.02.06.Д63.2022.ПЗ Подпись Дата 14 Список литература 1.http://v-nayke.ru/ 2.http://electrogazosvarka.ru/ 3.http://svarochnik.ru/ 4.http://www.osvarke.com/ 5.http://www.drevniymir.ru/ 6.http://gardenweb.ru/ 7.http://otitb.com/ 8.weldingsite.com.ua Денисенко В.В. Изм. Лист № докум Лист КП.22.02.06.Д63.2022.ПЗ Подпись Дата 15