УРОК ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ОБУЧЕНИЯ ТЕМА « ТЕХНОЛОГИЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ» Разработала преподаватель специальных дисциплин по профессии "Сварщик" ГБПОУ "Злат. ИК им. П. П. Аносова" Т. П. Ганиева
Цели урока: - приобретение теоретических знаний по выполнению ручной дуговой сварки легированных сталей для применения их в профессиональной деятельности - развитие навыков самостоятельной работы и их последующее применение в практической деятельности
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ ПРОЙДЕННОГО МАТЕРИАЛА 1. Что такое сталь? 2. Как классифицируются стали по химическому составу? 3. Назовите легированные стали по содержанию легирующих элементов. 4. Какие легирующие элементы вы знаете? 5. Для какой цели в состав сталей вводят легирующие элементы?
Основные понятия Элементы, специально вводимые в сталь в определенных концентрациях с целью изменения ее строения и свойств, называются легирующими элементами (присадками), а стали – легированными.
Легирующие элементы и их влияние на свойства стали Наименование легирующего элемента Обозначение легирующего элемента Буква, соответствующая легирующему элементу Азот N А Ванадий V Ф Вольфрам W В Кобальт Co К Кремний Si С Марганец Mn Г Молибден Mo М Тантал Ta Т Титан Ti Т Хром Cr Х
Влияние легирующих элементов на свойства сталей Ванадий повышает твердость и прочность измельчает зерно. Вольфрам образует в стали очень твердые химические соединения – карбиды, резко увеличивающие твердость и красностойкость. Кобальт повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару. Кремний увеличивает электросопротивление и магнитопроницаемость, упругость, кислотостойкость, окалиностойкость Марганец увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок, не уменьшая пластичности.
Молибден увеличивает красностойкость, упругость, предел прочности на растяжение, антикоррозионные свойства и сопротивление окислению при высоких температурах. Титан повышает прочность и плотность стали, способствует измельчению зерна, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии. Хром повышает твердость и прочность, незначительно уменьшая пластичность, увеличивает коррозионную стойкость; Никель придает стали коррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность.
Маркировка легированных сталей -первые цифры марки указывают среднее содержание углерода в сотых долях %; -одна цифра перед маркой соответствует содержанию углерода в десятых долях %; -каждая марка стали состоит из букв и цифр; -цифры, стоящие за буквами, означают среднее содержание данного легирующего элемента в стали в целых %; -буква А в конце марки указывает на высококачественную сталь, а тире и буква Ш – на особовысококачественную сталь; -отсутствие цифр перед маркой стали означает, что углерода в стали содержится от 1 до 1, 5%; -отсутствие цифр после букв означает, что данного легирующего элемента в стали содержится от 1 до 1, 5%.
Некоторые высоколегированные стали выделены в особые группы, их обозначают буквами, которые ставят впереди: Ш – шарикоподшипниковые стали; Р – быстрорежущие стали; А – автоматные стали; Ж – хромистые нержавеющие стали; Я – хромоникелевые нержавеющие стали; Е – электротехнические стали с особыми магнитными свойствами и т. д.
Классификация легированных сталей по числу введенных легирующих элементов; по суммарному массовому содержанию легирующих элементов; по характеру взаимодействия легирующих элементов с железом и с углеродом; по структуре в отожженном и нормализованном состояниях; по качеству; по назначению и применению.
Относительная свариваемость легированной стали ХОРОШАЯ - если содержание углерода до 0, 2% и легирующих компонентов до 3% (в сумме) УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНАЯ - если содержание углерода до 0, 3% и легирующих компонентов до 5% ОГРАНИЧЕННАЯ - если содержание углерода до 0, 4% и легирующих компонентов до 10% ПЛОХОЯ - если содержание углерода более 0, 4% и легирующих компонентов более 10%
Особенности сварки низколегированных сталей -Электроды для сварки зависимости от марки и диаметра низколегированных электрода, при этом учитывают сталей ручной дуговой положение шва в пространстве, сваркой имеют низководородное вид соединения и толщину фтористо-кальциевое покрытие. свариваемого металла. Широко применяют электроды Сварку технологических типа Э 70 по ГОСТ 9467 -75. участков нужно производить Сварку выполняют без перерывов, не допуская постоянным током при охлаждения сварного обратной полярности. Металл, соединения ниже температуры предварительного подогрева и наплавленный электродами, нагрева его перед выполнением должен соответствовать следующего прохода выше следующему химическому 200 С°. составу, %: -С до 0, 10 ; Mn 0. 8… 1, 2 ; Si 0, 2… 0. 4 ; Cr 0, 6… 1, 0 ; Mo 0, 2… 0. 4 ; Ni 1, 3… 1, 8 ; S до 0, 03 ; Р до 0, 03% Сварочный ток выбирают в
Особенности технологии сварки среднелегированных сталей • • Чтобы обеспечить эксплуатационную надежность сварных соединений, нужно при выборе сварочных материалов стремиться к получению швов такого химического состава, при котором их механические свойства имели бы требуемые значения. Степень изменения этих свойств зависит от доли участия основного металла в формировании шва. Поэтому следует выбирать такие сварочные материалы, которые содержат легирующих элементов меньше, чем основной металл. Легирование металла шва за счет основного металла позволяет повысить свойства шва до необходимого уровня. При сварке среднелегированных глубоко прокаливающихся высокопрочных сталей нужно выбирать такие сварочные материалы, которые обеспечат получение швов, обладающих высокой деформационной способностью при минимально возможном количестве водорода в сварочной ванне. Это достигается применением низколегированных сварочных электродов, не содержащих в покрытии органических веществ и подвергнутых высокотемпературной прокалке. Одновременно при выполнении сварочных работ следует исключить другие источники насыщения сварочной ванны водородом (влага, ржавчина и другие) .
Сварка среднелегированных сталей • Свариваемость таких сталей зависит от содержания углерода и легирующих компонентов и ухудшается с ростом содержания углерода и легирующих компонентов. Стали кремне-марганцевой группы 15 ГС, 18 Г 2 С и 25 Г 2 С сваривают электродами типа Э 60 А марки УОНИ-13/65. Перед сваркой кромки тщательно зачищают от грязи, ржавчины и окалины. Сварку выполняют предельно короткой дугой. Изделие перед сваркой подогревают до температуры 200° С, электроды перед сваркой прокаливают при 400° С в течение одного часа
Марки электродов для сварки среднелегированных сталей
• • • Особенности технологии сварки высоколегированных сталей Особенности сварки высоколегированных сталей определяются наличием у них характерных теплофизических свойств. Пониженный коэффициент теплопроводности сильно изменяет распределение температур в шве и околошовной зоне. Это увеличивает глубину проплавления основного металла, а с учетом повышенного коэффициента теплового расширения возрастает и коробление изделий. Поэтому для уменьшения коробления нужно применять способы и режимы, отличающиеся максимальной концентрацией тепловой энергии. При ручной дуговой сварке высоколегированных сталей сварочные проволоки одной по ГОСТу марки имеют широкий допуск по химическому составу. Применением электродов с фтористокальциевым покрытием достигается получение металла шва с нужным химическим составом. Тип покрытия электродов для данной сварки диктует необходимость применения тока обратной полярности. Тщательная прокалка электродов способствует уменьшению вероятности образования в швах пор и вызываемых водородом трещин К сварным соединениям высоколегированных сталей и сплавов кроме требований по пределу прочности, а также пластичности предъявляются и другие требования, которые определяются назначением конструкции и свойствами свариваемого металла. Эти требования следующие:
Особенности технологии сварки высоколегированных сталей • для коррозионно-стойких (нержавеющих) сталей — возможность противостоять межкристаллитной, общей жидкостной, ножевой коррозии и коррозии под напряжением; • для окалиностойких сталей и сплавов — способность противостоять окалинообразованию и межкристаллитной газовой коррозии; • для жаропрочных сталей и сплавов — обеспечение длительной прочности, сопротивляемости ползучести, стабильности микроструктуры, стойкости против хрупкости при длительном воздействии высоких температур и нагрузок и малой чувствительности к надрезу и окалиностойкости. Основными трудностями при сварке высоколегированных сталей и сплавов являются: обеспечение стойкости сварных соединений против образования кристаллизационных трещин, коррозионной стойкости, а также сохранения свойств соединений под действием рабочих температур и напряжений.
Марки электродов для сварки высоколегированных сталей
Трудности при сварке легированных сталей Легированные стали имеют в своем составе дополнительный легирующий элемент, который значительно улучшает свойства стали, повышает механическую стойкость, придает антикоррозийные свойства. Это делает незаменимым использование легированных стальных конструкции в условиях агрессивных сред, а также при низких или высоких температурах окружающей среды. Качественные свойства стали во многом зависят от легирующей добавки. В состав легирующей стали могут входить никель, хром, ванадий, молибден, ванадий и др. От количественного состава легирующего элемента стали делятся на низколегированные, среднелегированные и высоколегированные. Трудности при сварке легированных сталей -При сварке легированных стальных конструкций идет выгорание легирующих элементов, - выделяются тугоплавкие карбиды, - возникает самозакаливаемость металла в местах сварки, - вследствие усадочного напряжения могут появляться трещины, так как теплопроводность у легированной стали значительно ниже, чем у обычной углеродистой.
Технологические приемы сварки легированных сталей *- не допускать перегрева металлоконструкции при сварке, *- строго соблюдать рекомендованные режимы сварки для данного вида легированной стали, *- использовать флюсы определенного состава, *- соблюдать температурный режим для соединяемой конструкции до и после сварки. *Свариваемость низколегированных и среднелегированный стальных конструкций, прежде всего, зависит от количественного состава углерода. *- выбирать сварочные материалы с низким содержанием углерода и вредных примесей- серы и фосфора. . *Хромистые нержавеющие стали имеют в своем составе около десяти процентов хрома, 0. 1 -0. 4% углерода. Свариваются такие стали достаточно неплохо при содержании углерода не более 0. 2%. *-Для защиты от выгорания при сварке хромированной стали необходимо использовать защитное покрытие для собираемой поверхности, а также использовать легированные присадки или электроды, содержащие хром. *-*-*-*Сварку такой стали лучше производить с использованием электрической дуги с предварительным подогревом металла перед сваркой до 300 градусов и последующим отжигом швов после сварки до 800 градусов, чтобы восстановить вязкость металла
Выбор сварочного материала для сварки легированных сталей При выборе электрода для сварки обратите внимание на тип электрода. Тип электрода обозначается буквой Э, затем следуют цифры и буквы обозначающие химический состав электродного стержня, который должен соответствовать химическому составу и прочности основного металла. Например, тип электрода -Э-04 Х 20 Н 10 Т 2 — тип электрода по химическому составу для сварки высоколегированной стали. -Э-70 А – тип электрода по механическим свойствам с временным сопротивлением на разрыв 70 кг. с/см в квадрате. Если в обозначении после цифр стоит буква « А» , то это означает, что электрод данного типа обеспечивает более высокие пластические свойства и ударную вязкость наплавленного металла по сравнению с электродами соответствующего типа без этой буквы.
Контрольные вопросы: • • • Какие стали называются легированными? Какие элементы являются легирующими? Для чего легируют стали? Каковы правила обозначения легированных сталей? Расшифровать марки сталей: Х 10 С 2 М; Н 35 ХМВ. Записать марку стали, содержащую 1% углерода, 18% никеля, 8% кобальта, 5% молибдена, 1% титана. По каким признакам классифицируют легированные стали? Назовите особенности сварки низколегированных сталей? Назовите особенности сварки среднелегированных сталей? Назовите особенности сварки высоколегированных сталей?
Домашнее задание Закрепить изученный материал, используя конспект и учебник Г. Г. Чернышов «Сварочное дело. Сварка и резка металлов. Учебник» Серия: "Начальное профессиональное образование» , 2012 г. , стр. 294 -306
Скачать презентацию УРОК ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ОБУЧЕНИЯ ТЕМА ТЕХНОЛОГИЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ
1a36e2e62f3a879f6f8c7d02dc24bb1a.ppt