Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 29
Текст из файла (страница 29)
К стали, сварные соединения которой должны быть после отпуска равнопрочны основному металлу, относятся: теплоустойчивая низколегированная (12МХ, 35ХМ, 35ХМФ, 35ХВФ) и средиелегированная типа 20Х2, 5МВФ, 20Х2МФ; жаропрочная с 11 — 13% С; высокопрочная низколегированная (ЗОХГСА, 25ХГФА) и среднелегированная типа 22Х2, БНВФ и 17ХЗНВФ и т. д. 3.
Сталь перед сваркой подвергают термической обработке (нормализация, закалка с отпуском). После сварки отпуск исключен из-за больших габаритных размеров конструкции. По характеру эксплуатационной нагрузки (например, многократный удар при нормальных или отрицательных температурах) решающим является требование высокого сопротивления сварных конструкций хрупкому 121 Критерии выбора технологии и режимов сварки 120 Кристаллизация ванны, фазовые изменения и режим сварка разрушению. В ряде случаев жестких требований к равнопрочности сварных соединений основному металлу в условиях статического нагружения не предъявляется. Однако для определенных конструкций требование равнопрочности обязательно..
В обоих случаях структуру и механические свойства сварных соединений регулируют полностью при сварке. Рассчитывая технологию и режимы сварки, следует исходить не только из того, чтобы предупредить образование холодных трещин без отпуска, но и из необходимости обеспечить оптимальное соотношение механических свойств металла в околошовной зоне (для предупреждения охрупчивания вследствие закалки, роста зерна и перегрева), в зоне отпуска (для предупреждения отпускной хрупкости) и шве непосредственно после сварки. Для выполнения этих условий в качестве основного критерия расчета параметров технологии и режимов однопроходной и многослойной сварки длинными участками принимают скорость охлаждения о околошовной зоны.
Эту скорость выбирают в зависимости от толщины металла и конструкции соединения внутри ИНтЕРВаЛа СКОРОСтЕй Лропт (И СООтВЕтСтВУЮЩИХ ИМ ДЛИтЕЛЬНОСтЕй 7'+ Г"), В КОТО- ром достигается оптимальное сочетание механических свойств в зоне термического влияния и шве. Чтобы предупредить опасность образования холодных трещин, скорость охлаждения о следует назначать с учетом допустимой скорости и Д 1 которая в зависимости от типа стали и жесткости сварного соединения может в большей или меньшей мере ограничивать диапазон приемлемых скоростей охлаждения внутри интервала Ло,п, (группы стали 1 и 11 на рис, 16). Значения Лопат и о устанавливают методами, указанными в и. 2.
К стали, к которой предъявляют эти требования, относятся низколегированная сталь типа 12ХН2, 25НЗ, 35СГНА, 18Х2ВФ, 20НГМ, 23Г, 17ГС, 20ХГС, 35ХГСА, 40Х, а также сталь 45. 4. С)паль перед сваркой подвергают отжигу, а после сварки — полнои термической обработке (закалка и низкий отпуск) на сверхвысокую прочность 150— 2 200 кгсlмм . Требования к сварным соединениям те же, что и к соединениям 2-й группы, К этой группе относят сталь с высокой устойчивостью аустенита — низко- легированную с повышенным содержанием углерода (35ХГСА, 40ХГСА, 40ХГСНМТА, 45ХМА, 45ХНМТА), с 2 — 3% Сг (ЗОХ2ГСНВМ, 42Х2ГСНМ, 43ХЗСНМФА) и 12% Сг (15Х12НМВФА). Ее применяют для изделий малой толщины, которые сваривают преимущественно в один-три прохода.
Параметры сварки выбирают по скорости охлаждения околошовной зоны од, гарантирующей отсутствие холодных трещин при сварке и в течение вылеживания изделий до отпуска или полной термической обработки. Значении кРитеРиев од и Ло,пт длЯ стали Различных маРок пРиведены в табл.
1 и 2. Критерии выбора технологии и режимов сварки металлов и сплавов с малым объемным эффектом полиморфного превращения. В этом разделе рассмотрены принципы выбора технологии и режимов сварки сс- н с(+ р-сплавов титана. Сплавы титана, как и сталь, претерпевают в процессе обработки по термическому циклу сварки полиморфные превращения, однако если в железе у -+ а-превращение сопровождается увеличением удельного объема на 3%, то в титане () -ьапревращение имеет практически неощутимый объемный эффект противоположного знака (удельный объем уменьшается на 0,13%) (б!. Титан и его сплавы широко используют для ответственных сварных конструкций, работающих прн повышенных и при отрицательных температурах в условиях сложнонапряженного состояния. С точки зрения требований к механическим свойствам сварных соединений целесообразно подразделить сплавы на две основные группы.
1. Сплавы, применяемые в состоянии после прокатки или отж ига. Упрочняющую термическую обработку после сварки не проводят. Для изделий с жесткими соединениями назначают отжиг с целью снятия напряжений. К сплавам этой группы относят технический титан и его (х- и а+ р-сплавы мартенситного класса, упрочнение которых достигается целиком благодаря легированию (х-твердого ра- 1.
Оптимальный интервал скоростей охлаждения при сварке по данным изменения струк- туры и свойств сталей в околошовной зоне Оптимальный интервал око охлажден ия НВ, соответствующая пределам онт Сталь По каким свойствам выбран (пои +200 С) ее овт' 'С/с Сталь углеродистая обыкновенного качества Ст2 15)†!70 Валиковая (5 = 20 мм) Валиковая (5 = 12 мм) 1,2 — 12 Стзкп 125 †2 130 †2 !ЗΠ†1 155 — 165 0,1 — 20 0,1 — 30 МСтбГ пс МСт5сп МСт5 ИМЕТ-! 0,12 — 40 1,4 — !5 Валиковая (5 = 12 мм) Ьстз Сталь углероднстая качественная конструкционная Π— 30 ИМЕТ-1 Валиковая 35 40 45 0,12 — 7,0 2,4 — 5,0 2,0 — '1,0 !30 †2 265 †2 230 †2 аи) 2 о «3,5 или н- (5 = 16 мм) Сталь низколегирова иная конструкционная А( органцовнетач а„) 3 (при — 60 С) ан.-.
4 при — 60' С) 09Г2 1ОГ2У 215 — 185 205 †!80 Валиковая (5 = 12 мм) Валнковая (5 = 10 мм) 10Г2 Π— 10 210 †1 225 †2 190 †2 ИМЕТ-1 Валиковая (5 = 20 мм) ИМЕТ-! Ф~ )40; б~)!5 (при — 70' С) !Р ) 35; б « 17 14Г2 0 — 30 18Г2АФпс Кре,кнемаргониевая он~ )2 (прн — 60' С) он~ )6 1,0 — 12,0 1,0 — 6,0 1,0 — 8,5 Взликовав (5 = 20 мм) 16ГС 16ГС 16ГС Валиковая (5 = 12 мм) Валиковая (5 = 11 мм) Валнковая (5 = 12 мм) 17ГС 10 — 30 10Г2СД 1,0 — 15 М ареанповиетая е глипганом ! ан ) !О (прй — 40' С) 10ГТ О,! — 40 ИМЕТ.! 1,0 — 15 0,7 — 3,8 О,! — 70 1,0 — 1,2 0,1 — 12 он) 5 (при — 60 С) а )2 н (при — 50' С) $«~ 35; ан)~5 (при — 50' С) аи) 2 (при — 60* С) ан ~~4 (прп — 60' С) аи)2 (при — 60' С) 190 †2 235 †2 !70 †2 225 †2 Г85 — 250 127 126 2.
Допустимые скорости охлаждения при сварке по данным испытаний иа сопротивляе- мость стали образованию холодных трещин Проба СТЗ Крестовая проба ИМБТ-4 и и л ь" о и по 50 ям м Ось о„ е,. о о о м нее Тип стали 45 40Х 15 5,5 400 470 8 2,5*' 30 55 375 З90 58,0 46,0 1,7 6,6 80 ну бг (а у! 422 495 45 70 320 460 17 90 15 ! 70 430 21,0 / 3.4 467 7,0 420 36 ~ 90 ! 4!О 85 75 435 390 ЗО 310 360 ~~ 180 410 390 390 20 70 127,0 84,0 14,2 12,5 оО 55 440 о()!7 )4 'С/с ь! 4 та Ю() 1 40ХГСЛ 40Х ГСНМТЛ 45ХНМТА 494 490 480 76,0 ! 03,0 28,0 2,8 18 90 !7 10 400 !7Х2, 5ВФБ 20Х2, 5ВФ 35ХВФА 4,5 395 80,0 2,7 17ХЗ, 5НВФ (типа ЭИ 712) 22Х2, 5НВФ (типа ЭИ 659) 25 400 1О «» 173 420 410 20Х2МФ 16Х2, 5МВФ (типа ЭИ 415) 15 25 20 10 15Х11МФ 15Х 11МФБ 25~~ 40*~ 390 320 15Х12ВМФ 15Х1!ВФ 12Х13 100 380 390 380 (!33 124 " Отмечены о при условии сопутствующего подогрева не ниже 250 'С для стали марок 40ХГСА, 45ХМА, 4ОХГСНМТА и 45ХНМТА, предварительного подогоева не ниже 200'С для стали типа Х12 и не ниже 100 'С для стали марок 40Х, 30)(ГСА и 35ХГСА; сталь тех марок, для которых о не указана, практически иесклониа к обрах зованию трещин в пределах Ло; для стали марок ЗОХ2ГСНВМ~ 42Х2ГСНМ и 4ЗХЗСНВФМА Ло п и о не указаны, так как ее сваривают в отожженном состоянии с последующей полйой термообработкой; при свинке на морозе до -45' С хладостойкой стали марон 12ХН2, 20НГМ и 26НЗ о должна бйть снижена до 6 — 7'С1с.
х 2ЗГ 36СГНА 35ХМ 45ХМЛ 35ХМФЛ 25НЗ 12ХН2 20ХГСА 20ХГС ЗОХГСА 35ХГСА Кристаллизация ванны, фазовые изменения и режим сварки Критерии выбора технологии и режимов сварки створа. Содер)нацие (1-стабилизаторов в этнха+ р-сплавах ниже или несколько выше предела их растворимости в а-фазе (рис. 17, группа П!').
С руктура и свойства сварных соединений этих сплавов целиком определяются т технологией и режимом процесса сварки. Поэтому основным критерием выбор этих величин служит интервал скоростей охлаждения Ло „„в котором степень снижения уровня пластических свойств и ударной вязкости околошовной зоны н шва по сравнению с основным металлом наименьшая. Если сплавы применяют в деформированном состоянии и после сварки отжигу не подвергают, то в связи с опасностью резкого разупрочнения дополнительным критерием служит длительность 1 пребывания основного металла шва выше температуры рекристаллизар й7 г) узлг Рис.
17. Изменение механических свойств сплавов титана в околошовной зоне в зависимости от скорости охлаждения при сварке: 1 — сплавы со структурой чистой а-фазы или с малым количеством ы. и ()-фаз (техиический титан ВТ1, а.сплавы с З,тауа А1, ВТ5, ВТ5-1 и др.), иизколегированные а + (3-сплавы (АТЗ вЂ” ЛТ8, ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ВТ4, ОТ4-2, ВТ(8, ВТ20 и т. д.); П вЂ” сплавы с фазовой структурой а' + В + ы при малом и среднем количестве ()-фазы (среднелегированные а + ()-сплавы ВТ6, ВТ14, ВТ8, ВТ9, ВТЗ-1 и т, д,); 11/ — сплавы со структурой В + а' + а при повышенном и высоком содержании В-фазы (высоколегированиые а + В-сплавы ВТ!6, ВТ22, метастабильные В-сплавы ВТ15, ИВТ-1 и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
