Сварка обычно используемых стальных труб из металлических материалов

1. Что такое свариваемость? Попробуйте описать свариваемость углеродистой стали.

Свариваемость означает способность материалов свариваться в компоненты в соответствии с заданными проектными требованиями в ограниченных условиях строительства и соответствовать заранее определенным требованиям эксплуатации. На свариваемость влияют четыре фактора: материал, метод сварки, тип компонента и требования к использованию. Углеродистая сталь основана на железе, железоуглеродистом сплаве, с углеродом в качестве легирующего элемента. Массовая доля углерода не превышает 1%. Кроме того, массовая доля марганца не превышает 1,2%, а массовая доля кремния не превышает 0,5%. Последние два не являются легирующими элементами. Другие элементы, такие как Ni, Cr, Cu и т. д., контролируются в пределах остаточного количества и не используются в качестве легирующих элементов. Содержание примесей, таких как S, P, O, N и т. д., строго ограничено в зависимости от типа и марки стали. Поэтому свариваемость углеродистой стали в основном зависит от содержания углерода. По мере увеличения содержания углерода свариваемость постепенно ухудшается, среди которых лучшей свариваемостью обладают низкоуглеродистые стали.

2. Что такое углеродный эквивалент? Как рассчитать углеродный эквивалент углеродистой стали?

Содержание легирующих элементов (в том числе углерода) в стали, пересчитанное в эквивалентное содержание углерода по их воздействию, называется углеродным эквивалентом стали, который можно использовать как эталонный показатель для оценки свариваемости стали.

Помимо углерода, элементами углеродистой стали являются в основном Mn и Si. С увеличением их содержания свариваемость ухудшается, но их действие не такое сильное, как у углерода.

По мере увеличения значения углеродного эквивалента свариваемость стали ухудшается. Когда значение CE превышает 0,4–0,6%, чувствительность холодных трещин увеличивается, и во время сварки требуется ряд технологических мер, таких как предварительный нагрев, последующий нагрев и сварка сварочными материалами с низким содержанием водорода.

3. Каковы ограничения использования значений углеродного эквивалента для оценки свариваемости стали?

Значение углеродного эквивалента можно использовать только для общей и относительной оценки свариваемости стали в определенном диапазоне. Это потому, что:

1) Если значения углеродного эквивалента двух листов стали равны, но содержание углерода различно, то сталь с более высоким содержанием углерода с большей вероятностью будет образовывать закаленные структуры при сварке, и ее склонность к растрескиванию больше, чем у стали. с меньшим содержанием углерода, и его свариваемость хуже. Следовательно, при равных значениях углеродного эквивалента сталей нельзя считать, что свариваемость одинакова.

2) Рассчитанное значение углеродного эквивалента отражает только влияние химического состава на свариваемость и не учитывает, что разные скорости охлаждения могут привести к образованию разных структур. При высокой скорости охлаждения легко образуются закаленные структуры, и свариваемость ухудшается.

3) К факторам, влияющим на структуру металла шва и, следовательно, на свариваемость, помимо химического состава и скорости охлаждения, относятся такие параметры, как максимальная температура нагрева и время выдержки при высоких температурах в сварочном цикле, не выраженные в углероде. формула расчета эквивалентной стоимости.

Следовательно, формула расчета значения углеродного эквивалента может оценивать свариваемость стали только в общем и относительном порядке в определенном диапазоне марок стали и не может использоваться в качестве точного оценочного показателя.

4. Охарактеризуйте свариваемость низкоуглеродистой стали.

Поскольку низкоуглеродистая сталь имеет низкое содержание углерода, а также низкое содержание марганца и кремния, она обычно не дает структуры сильного упрочнения или закалки из-за сварки. Пластичность и ударная вязкость соединения после сварки низкоуглеродистой стали хорошие. Во время сварки, как правило, нет необходимости в предварительном нагреве и контроле межслойной температуры и последующем нагреве. Для улучшения конструкции после сварки не требуется применять термическую обработку. Для всего сварочного процесса не требуется никаких специальных технологических мер, свариваемость отличная.

Однако в некоторых случаях при сварке могут возникнуть трудности:

1) Конвертерная сталь, полученная старым способом выплавки, имеет повышенное содержание азота и повышенное содержание примесей, что приводит к высокой хладноломкости, повышенной чувствительности к старению, снижению качества сварных соединений, плохой свариваемости.

2) Кипящая сталь не полностью раскислена, имеет высокое содержание кислорода, а примеси типа Р распределены неравномерно. Содержание в некоторых областях будет превышать стандарт, чувствительность к старению и чувствительность к хладноломкости высоки, а также увеличивается склонность к образованию горячих трещин.

3) Использование сварочных стержней, не соответствующих требованиям качества, приведет к слишком высокому содержанию углерода и серы в металле шва, что приведет к образованию трещин. Например, когда на заводе для сварки стали Q235-A используются прутки для кислотной сварки, содержание углерода ферромарганца в покрытии сварочного стержня слишком велико, что приводит к термическим трещинам в сварном шве.

4) Некоторые методы сварки снижают качество сварных соединений низкоуглеродистых сталей. Например, при электрошлаковой сварке из-за большой энергии линии зерна в крупнозернистой зоне зоны термического влияния сварки становятся очень крупными, что приводит к серьезному снижению ударной вязкости. После сварки необходимо провести нормализующую обработку для измельчения зерен и повышения ударной вязкости.

Короче говоря, низкоуглеродистая сталь — это сталь с лучшей свариваемостью и самой простой в сварке. Для сварки низкоуглеродистой стали можно применять все способы сварки.

5. Как правильно подобрать сварочные материалы при сварке низкоуглеродистой стали?

⑴ Выбор электродов для ручной дуговой сварки. Средний предел прочности широко используемой низкоуглеродистой стали Q235 составляет 417,5 МПа. Согласно принципу равной прочности соответствующий сварочный стержень должен быть серии E43.

⑵ Подбор и подбор проволоки и флюса для сварки под флюсом Подбор и подбор сварочной проволоки и флюса для сварки низкоуглеродистой стали под флюсом.

⑶ Выбор сварочной проволоки CO2. Сплошная сварочная проволока выбирается из двух марок: H08Mn2Si и H08Mn2SiA. Прочность наплавленного металла после сварки сравнительно высока. Марки порошковой сварочной проволоки: YJ502-1, YJ506-2, YJ506-3 и YJ506-4.

⑷ Соответствие и выбор проволоки и флюса для электрошлаковой сварки. Температура расплавленной ванны при электрошлаковой сварке ниже, чем при сварке под флюсом, поэтому эффект снижения кремния и марганца во флюсе слабый, а сварочная проволока с более высоким содержанием марганца и содержание кремния должно быть выбрано. Часто используется сварочная проволока H10Mn2, H10MnSi с флюсом HJ360 или сварочная проволока H10MnSi с флюсом HJ431.

6. Как сваривать низкоуглеродистую сталь при низких температурах?

При сварке конструкций из низкоуглеродистых сталей в суровых зимних условиях склонность к образованию трещин увеличивается из-за быстрой скорости остывания сварного соединения, особенно при склонности к растрескиванию первого шва толстых и крупных конструкций. Поэтому необходимо принять следующие технологические меры:

1) Предварительный нагрев перед сваркой и строго поддерживайте температуру промежуточного слоя не ниже температуры предварительного нагрева во время сварки.

2) Используйте сварочные материалы с низким или сверхнизким содержанием водорода.

3) Увеличьте сварочный ток во время позиционной сварки, уменьшите скорость сварки, соответствующим образом увеличьте площадь поперечного сечения и длину позиционирующего сварного шва и при необходимости выполните предварительный нагрев.

4) Весь сварной шов должен быть сварен как можно непрерывнее, чтобы избежать прерываний.

5) Дуга не должна зажигаться на основном материале, кроме поверхности канавки, и дуговая яма должна заполняться после гашения дуги.

6) Старайтесь не сгибать, исправлять и собирать сварные детали в условиях низких температур.

Температура предварительного подогрева для низкотемпературной сварки различных металлоконструкций. Температура предварительного подогрева для низкотемпературной сварки трубопроводов и сосудов под давлением.