Сварка среднелегированных сталей Ч.2 Сварка высокопрочных сталей

Статья "Сварка среднелегированных сталей Ч.2 Сварка высокопрочных сталей" является продолжением статьи "Сварка среднелегированных сталей Ч.1 Сварка теплоустойчивых сталей".

Сварка среднелегированных высокопрочных сталей таких марок как 14Х2ГМРБ, 14Х2ГМРЛ, 14Х2ГМ и 12ГН2МФАЮ связана с определёнными трудностями. Данные стали используются для сварки ответственных металлоконструкций, к которым предъявляются высокие эксплуатационные требования.

Трудности при сварке высокопрочных сталей

Основной трудностью, которая возникает при сварке данного вида сталей - это высокая вероятность образования холодных трещин при сварке в металле сварного шва и в зоне термического влияния.

Кроме этого, высок риск образования закалочных структур, которые заметно снижают стойкость металлоконструкции к хрупкому разрушению. Ещё одна трудность заключается в том, что требуемое качество сварки и требуемые рабочие параметры должны быть обеспечены сразу же после сварки, без выполнения последующей термической обработки.

Для того чтобы уменьшить риск возникновения холодных трещин при сваривании высокопрочных сталей, лучшим вариантом будет использование электродов, которые содержать как можно меньше водорода в своём составе. Кроме того, необходимо придерживаться определённых рекомендаций при подготовке металла к сварке и строго соблюдать технику выполнения швов. О том, как повысить качество сварки таких сталей, рассказано ниже по тексту.

Технология сварки высокопрочных сталей

Подготовка металла к сварке

Перед началом сварки, сварные кромки и зачищают до металлического блеска. Зачистке также подлежат близлежащие к ним участки на расстоянии 20мм в каждую сторону от стыка. На свариваемых поверхностях не должно быть грязи, воды, масляных плёнок, ржавчины и других загрязнений.

Для фиксации свариваемых деталей в нужном положении выполняют технологические прихватки. Длина технологических прихваток составляет 50-100мм, и выполняются они электродами типа УОНИ-13/45А или АПН-2. Рекомендуемое расстояние между прихватками составляет 400-500мм. При этом не допускается выполнение прихваток в тех местах, где сварные швы пересекаются друг с другом. Перед началом сварки необходимо зачистить прихватки до металлического блеска. При обнаружении дефекта на прихватке, её необходимо удалить.

Техника сварки высокопрочных сталей

Сварку высокопрочных сталей начинают и заканчивают на технологических планках, которые приваривают к изделию. Кроме этого, при сварке необходимо создавать плавные переходы от сварных швов к основному металлу.

При двусторонней сварке стыковых швов, первый валик лучше наплавлять с противоположной стороны от прихваток. После наплавления каждого слоя, наплавленный металл и околошовную зону тщательно зачищают перед тем, как наплавить последующий слой. Если электрическая дуга оборвалась, то образовавшийся кратер зачищают и только после этого возбуждают дугу заново и продолжают сварку.

В процессе сварки не допускается попадание в зону сварки воды и недопустимо быстрое охлаждение сварного изделия по окончании сварки. Сварочные работы необходимо планировать таким образом, чтобы сварка выбранного участка была произведена в течение одной рабочей смены.

После окончания сварки в монтажных условиях необходимо укрыть сварное соединения асбестовой тканью или мешками с песком, чтобы обеспечить медленное охлаждение соединения.

На практике часто применяется сварка высокопрочных сталей совместно с низколегированными конструкционными сталями повышенной прочности, такими как 09Г2, 10Г2С1, 14Г2, 10ХСНД, 15ХСНД или с низкоуглеродистой сталью Ст3. Для совместного сваривания таких сталей применяются электроды типа УОНИ-13/45А или УОНИ-13/55А.

Применение в металлоконструкциях высокопрочных сталей вместо низкоуглеродистых или низколегированных сталей позволяет уменьшить их массу, повысить эксплуатационные характеристики, увеличить долговечность.

Ручная дуговая сварка высокопрочных сталей

Для ручной дуговой сварки высокопрочных сталей выбирают электроды типа АНП-2. Эти электроды показывают хорошие результаты как при сварке в нижнем положении, так и при сварке в других пространственных положениях.

Сварка производится на постоянном токе обратной полярности. Силу сварочного тока выбирают, исходя из диаметра электрода и пространственного положения сварного соединения. При сварке в нижнем положении рекомендуемая сила сварочного тока составляет 40-50А из расчёта на 1мм диаметра электрода. При сварке в других пространственных положениях рекомендуемая сила тока несколько изменяется. Подробнее об этом на странице: "Сварка вертикальных, горизонтальных и потолочных швов". Перед сваркой электроды необходимо прокалить при температуре 420-450°C.

Как повысить качество сварки высокопрочных сталей

Для того чтобы исключить появление холодных трещин при сварке высокопрочных сталей большой толщины и высокой жёсткости, необходимо выполнять предварительный подогрев свариваемых деталей. Выполнять подогрев рекомендуют, если толщина свариваемого металла превышает 20мм. Температура предварительного подогрева 60-150°C.

Кроме этого, предотвратить образование холодных трещин помогает технология сварки с "мягкими прослойками". Схемы выполнения сварных соединений с "мягкими" прослойками при сварке стыковых швов и тавровых, показана на рисунке выше. Сущность такого метода в том, что при сварке многослойных швов, наплавка первых валиков производится менее прочным, но более пластичным материалом, по сравнению с наплавкой последующих валиков. В некоторых случаях такие пластичные валики выполняют в процессе заполнения сварной разделки. Для наплавки "мягких" валиков можно выбрать электроды типа УОНИ-13/45.

Дополнительные материалы по теме: