Классификация металлов (сплавов) по свариваемости

Это способность металла образовывать соединения с близкими в шве механическими свойствами к основному металлу по установленной технологии сварки. Различают металлургическую, технологическую и эксплуатационную свариваемость. Под металлургической свариваемостью понимают процессы, протекающие в зоне сплавления свариваемых деталей. В результате образуются неразъемные сварные соединения. Под технологической свариваемостью понимают возможность получения качественного сварного соединения определенным способом сварки. С ее помощью устанавливают режимы и способы сварки, технологическую последовательность выполнения сварочных работ. Под эксплуатационной свариваемостью понимают прочность и пластичность сварных соединений при определенных условиях нагружения. Ее критерием считают разрушающее усилие, характеризующее механическую прочность при испытании на срез и растяжение.

Стали по свариваемости разделяют на четыре группы. К основным признакам групп стали относят склонность к образованию трещин и механические свойства сварного соединения. В первую группу входят хорошо сваривающиеся стали Ст1…Ст6, стали 08, 10…15, 20…25 и низколегированные 15Х, 15ХГ, 12ХН2 и др. Их сваривают по обычной технологии, т.е. без предварительного подогрева, а также без последующей термообработки. Ко второй относятся удовлетворительно сваривающиеся стали (стали 30 и 35, низколегированные с содержанием углерода 0,3…0,35 % – 20ХН3А, 20ХГСА И 30Х и высоколегированные – 12Х14А, 9Х14А, 30Х13 и др.). При их сварке и наплавке в нормальных условиях трещины не образуются, но желательна последующая термообработка. Третья группа представляет собой ограниченно сваривающиеся стали, склонные в обычных условиях сварки к образованию трещин (углеродистые 40, 45 и 50, низколегированные с содержанием углерода до 0,45 % – 30ХГС, 40ХМЮ и 45Л, высоколегированные – 20Х18Н9, 36Х18Н25С2, 20Х23Н18 и др.). После сварки их подвергают термообработке. К четвертой группе относят плохо сваривающиеся стали, которые наиболее трудно поддаются сварке и наплавке и склонны к образованию трещин (стали с содержанием углерода более 0,55% – стали 60...85, низко- и среднелегированные – 50Г, 50ХГСА и 45ХНЗМФА, высоколегированные с цементированными рабочими поверхностями – 18ХНЗА, 12Х2НЧА и ЗХ2В8Ф и др.). Чтобы предупредить образование трещин на границе наплавки с цементированным слоем, необходимо предварительно подогреть деталь до температуры 200...300 ºС и провести последующую термообработку.

Особенности сварки чугунов.

Сварка вызывает значительные трудности: · отсутствие площадки текучести у чугуна, повышенная хрупкость и небольшой предел прочности на растяжение, часто служит причиной образования трещин; · отсутствие переходного пластического состояния при нагреве до плавления. Высокая жидкотекучесть затрудняет ремонт деталей даже с небольшим уклоном от горизонтального положения; · получение отбеленных участков карбида железа (Fe3C – цементит) затрудняет механическую обработку и вызывает образование трещин.

Чугунные детали можно восстанавливать дуговой сваркой металлическим или угольным электродом, газовой сваркой, порошковой проволокой, аргонодуговой сваркой и т.д. Выбор способа сварки зависит от требований к соединению. При определении метода учитывают: необходимость механической обработки металла шва и околошовной зоны после сварки, получение однородности металла шва с металлом свариваемых деталей; требования к плотности шва; нагрузки, при которых должны работать детали. На получение качественного соединения влияют технологические и металлургические факторы. К первым относят силу тока, напряжение дуги и скорость наплавки, ко вторым – графитизацию, удаление углерода и карбидообразование. Холодную сварку выполняют как с подогревом, так и без предварительного подогрева деталей, для недопущения отбела чугуна и закалки сварного шва.