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Soudabilité de l'acier: classification. soudabilité du groupe sidérurgique

Acier – est la principale matière structurelle. Il est un alliage fer-carbone avec une teneur en impuretés diverses. Tous les composants inclus dans sa composition, influencent les propriétés du lingot. L'une des caractéristiques technologiques des métaux est la capacité de former des soudures de haute qualité.

Facteurs déterminant la soudabilité de l'acier

Évaluation de la soudabilité de l' acier produit par la valeur d'index principal – équivalent carbone C eq. Ce coefficient conditionnel qui reflète le degré d'influence de la teneur en carbone et les principaux éléments d'alliage dans les caractéristiques de soudage.

Soudabilité d'acier affectée par les facteurs suivants:

  1. La teneur en carbone.
  2. La présence de contaminants.
  3. Le degré d'alliage.
  4. microstructure de vue.
  5. Conditions environnementales.
  6. l'épaisseur du métal.

Le paramètre le plus instructif est la composition chimique.

aciers soudabilité Groupements

Compte tenu de tous ces facteurs, la soudabilité de l'acier a des caractéristiques différentes.

Classification des aciers pour soudabilité.

  • Bon (une valeur de C eq ≥0,25%): pour les parties basses en acier au carbone; est indépendante de l'épaisseur du produit, le temps, la disponibilité des travaux préparatoires.
  • Satisfaisant (0,25% ≤S éq ≤0,35%): il y a des limitations aux conditions d'environnement et le diamètre de la structure à souder (la température à -5 ° C, par temps calme, épaisseur 20 mm).
  • Réservé (0,35% ≤S éq ≤0,45%): pour la formation de soudure de qualité nécessite l'affichage précédent. Elle contribue à « lisser » la transformation austénitique, la formation de structures stables (ferrite-perlite, bainite).
  • Mauvais (P eq ≥0,45%): formation de la soudure mécaniquement stable impossible sans bords métalliques de la température de préparation précédents, ainsi que d' un traitement thermique ultérieur de la structure soudée. Pour former la microstructure souhaitée, le chauffage supplémentaire et le refroidissement du fluide.

soudabilité des groupes d'acier, il est facile de naviguer dans les caractéristiques technologiques des marques spécifiques de soudage des alliages de carbone de fer.

traitement thermique

Selon le groupe correspondant à la soudabilité des aciers et des caractéristiques technologiques, les caractéristiques du joint soudé peut être ajustée au moyen d'influences thermiques successifs. Allouer 4 procédé fondamental de traitement thermique: trempe, revenu, recuit et de normalisation.

Les plus courantes sont la trempe et revenu pour la dureté et la résistance de la soudure à la fois, de relaxation des contraintes, ce qui empêche la fissuration. degré de trempe dépend du matériau et les propriétés souhaitées.

Le traitement thermique des structures métalliques dans le travail préparatoire est effectué:

  • recuit – pour soulager les contraintes dans le métal, assurant sa douceur et sa souplesse;
  • précédent chauffé de façon à minimiser la différence de température.

La bonne gouvernance température vliyaniemi vous permet de:

  • à préparer l'élément de travail (pour éliminer les contraintes internes par broyage des grains);
  • réduire les gradients de température sur le métal froid;
  • d'améliorer la qualité de l'objet soudé par la correction de la microstructure de la chaleur.

Modifier les propriétés de portable par les changements de température peuvent être locale ou générale. bord est chauffé par du gaz ou de l'équipement électrique. Pour chauffer toute la partie et des fours spéciaux sont utilisés refroidissement en douceur.

Effet de microstructures sur les propriétés

L'essence des processus de traitement thermique sur la base des transformations structurelles dans le lingot et leurs effets sur le métal solidifié. Ainsi, lorsqu'il est chauffé à une température de 727 ° C est une structure austénitique mixte de grains. Méthode de refroidissement détermine les options de conversion:

  1. A l'intérieur du four (vitesse 1S / min) – formée structure de perlite ayant une dureté d'environ 200 HB (dureté Brinell de).
  2. Dans l'air (10 ° C / min) – dureté sorbitol (grain ferritique-perlitique) de 300 HB.
  3. Huile (100 ° C / min) – troostite (microstructure ferrite-cémentite), 400 HB.
  4. Eau (1000S / min) – martensite: solide (600 HB), mais la structure aciculaire fragile.

Composé de soudure doit avoir une dureté suffisante, la force, les indicateurs de qualité de ductilité, mais les caractéristiques de soudure martensitiques ne sont pas acceptables. alliages à bas carbone sont ferritique, ferritique-perlitique, la structure ferritique-austénitique. acier à moyen et srednelegirovannye – pearlite. Haute teneur en carbone et haute – martensitique ou troostite qu'il est important d'apporter à l'esprit-ferritiques.

Le soudage des aciers au carbone

Soudabilité est déterminée par la quantité des aciers au carbone et les impuretés de carbone. Ils sont capables de brûler, se transformer en une forme gazeuse et en donnant la porosité de la soudure de faible qualité. Le soufre et le phosphore sont concentrées au niveau des bords des grains, ce qui augmente la fragilité de la structure. Cependant, le soudage des plus simplifiée, nécessite une approche individuelle.

L' acier au carbone de qualité ordinaire divisé en trois groupes: A, B et C. Les travaux de soudage est réalisé avec un métal du groupe B.

Soudabilité des nuances d'acier CNT1 – VSt4, selon GOST 380-94, caractérisé par l'absence de restrictions et des exigences supplémentaires. Détails de soudage diamètre jusqu'à 40 mm se produit sans chauffage. Possibles timbres indicateurs: T – haute teneur en manganèse; kp, ps, sp – "ébullition", "semi-tué", "calme", respectivement.

la qualité de l'acier doux est représenté par symbole indique la fraction de carbone des centièmes, ce qui indique le degré de désoxydation et la teneur en manganèse (GOST 1050-88): acier 10 (également 10pp, 10ps, 10G), 15 (également 15kp, 15 ps, 15G), 20 (également 20kp, 20ps, 20G).

Pour assurer bain de soudure du cordon de la qualité doit effectuer le processus de saturation en manganite de carbone C et de Mn.

Méthodes de soudage:

  1. MMA en utilisant un diamètre d'électrodes initialement calciné de 2 à 5 mm. Types: E38 (pour force moyenne), E42, E46 (pour une bonne résistance jusqu'à 420 MPa), E42A, E46A (pour les structures complexes de haute résistance et leur fonctionnement dans des circonstances particulières). Les baguettes de soudure 5 et GMM UONI 13/45 réalisées sous courant constant. Le travail par les électrodes CM-7, OMA-2, CM-11 sont effectués toutes les caractéristiques de courant.
  2. soudage au gaz. Plus souvent qu'autrement, il est pas souhaitable, mais possible. Est effectuée en utilisant un fil de remplissage St-08, St-08A, 08GA-St, St-08GS. nizkouglerodistyj métallique mince (d 8 mm) soudé procédé gauche, épaisseur (d 8 mm) – à droite. Inconvénients soudent propriétés est possible d'éliminer en normalisant ou recuit.

aciers à bas carbone de soudage fonctionnent sans chauffage supplémentaire. Pour plus d'informations sous forme simple, il n'y a aucune restriction. Volumiques et structures fermes importantes pour protéger du vent. Les objets complexes souhaitables à souder dans une installation à une température inférieure à 5 ° C.

Ainsi, le timbre CNT1 – acier VSt4 10 – 20 acier – bonne soudabilité, pratiquement sans restriction, la norme exige la sélection individuelle de la méthode de soudage, le type d'électrode et les caractéristiques actuelles.

Moyen et l'acier de construction à haute teneur en carbone

La saturation en alliage de carbone réduit sa capacité à former de bonnes articulations. La température de traitement des effets de la flamme de gaz d'arc ou de soufre accumulés sur les bords des grains, ce qui conduit à la fragilité, le phosphore – de la fragilité à froid. La plupart des matériaux souvent soudés dopés au manganèse.

Cela comprend VSt4 de la qualité d'acier de construction classique, VSt5 (GOST 380-94), la qualité 25, 25G, 30, 30G, 35, 35g, 40, 45G (GOSTt 1050-1088) métallurgie différente.

L'essence de l'opération est de réduire la quantité de carbone dans la saturation d'un métal de bain de fusion dans celle-ci de silicium et de manganèse, en veillant à la technologie optimale. Il est important de prévenir les pertes de carbone excessives, ce qui peut conduire à la déstabilisation des propriétés mécaniques.

Caractéristiques des aciers de soudage avec moyenne et haute teneur en carbone:

  1. affichage Primal 100-200˚S bords de la largeur à 150 mm. VSt4 seule marque et acier 25 soudées sans chauffage supplémentaire. Pour de milieu avec soudabilité satisfaisante, avant le début des travaux pour produire une normalisation complète. Pour recuit préparatoire haute teneur en carbone nécessaire.
  2. soudage à l'arc est réalisée électrodes revêtues calcinés dont la taille varie 3 à 6 mm (TAU-2, UONI-13/55, ELN-7) sous un courant constant. possible de travailler dans un flux moyen de protection ou de gaz (CO 2, l' argon).
  3. soudage au gaz réalisée cémentation flamme manière laissée à la précédente chauffé à 200 ° C température à un acétylène de l'alimentation uniforme faible.
  4. Le traitement thermique régulé de pièces: trempe et revenu ou location séparée afin de minimiser les contraintes internes empêchant la fissuration, l'adoucissement de la martensite et des structures de troostite trempé.
  5. soudage par résistance est effectué sans restrictions.

Ainsi, les aciers de construction à moyen et à haute teneur en carbone sont soudés avec pratiquement aucune restriction, à une température externe non inférieure à 5 ° C. A des températures plus basses, le chauffage nécessaire et de commencer un traitement thermique de haute qualité.

Le soudage des aciers faiblement alliés

acier allié – acier est que lors de la fusion saturé avec divers métaux pour obtenir les propriétés souhaitées. La quasi-totalité d'entre eux ont un effet positif sur la dureté et la force. Le chrome et le nickel inclus dans les résistants à la chaleur et alliages inoxydables. Vanadium et élasticité confèrent de silicium, le matériau utilisé pour la fabrication de ressorts. Le molybdène, le manganèse, le titane, d'améliorer la résistance à l'usure, le tungstène – dureté rouge. En même temps, un effet positif sur les propriétés des parties, ils dégradent la soudabilité de l'acier. En outre, augmenter le degré de durcissement et la formation de structures martensitiques, les contraintes internes et le risque de fissures dans les coutures.

Soudabilité des aciers alliés tels que définis par leur composition chimique.

faible teneur en carbone, faiblement allié 2GS, 14G2, 15G, 20G (GOST 4543-71), 15HSND, 16G2AF (GOST 19281-89) sont à souder. Dans des conditions standard ne nécessitent pas de chauffage supplémentaire et traitement thermique sur l'achèvement du processus. Dans ce cas, mais il y a certaines restrictions:

  • La gamme étroite de modes thermiques acceptables.
  • Les travaux effectués à une température non inférieure -10˚S (dans des conditions de basse température atmosphérique, mais pas au-dessous -25˚S applique un préchauffage à 200 ° C).

façons possibles:

  • Soudage à l'arc avec une alimentation en courant continu de 40 à 50 A, les électrodes E55, E50A, E44A.
  • arc de soudage automatique immergée en utilisant un fil de remplissage 08GA-St, St-10 ha.

Soudabilité 09G2S 10G2S1 aussi une bonne, les exigences et les possibilités de faire la même chose que pour les alliages 12GS, 14G2, 15G, 20G, 15HSND, 16G2AF. Une importante caractéristique 09G2S alliages 10G2S1 a pas besoin de préparation des bords des éléments à 4 cm de diamètre.

Les aciers de soudage Srednelegirovannoj

Srednelegirovannye acier 20HGSA, 25HGSA, 35HGSA (GOST 4543-71) produisent une plus grande résistance à la formation de coutures non déformées. Ils appartiennent à un groupe avec soudabilité satisfaisante. Exiger une pré-chauffage à des températures 150-200˚S, les coutures à couches multiples, trempe et revenu à la fin du soudage. : modes de réalisation

  • L'intensité du courant et le diamètre de l'électrode lors de soudage à l'arc choisi strictement en fonction de l'épaisseur du métal, en tenant compte du fait que le bord diluant solide soumis à la trempe pendant le travail. Ainsi, lorsque le produit de la valeur de diamètre 2-3 mm du courant doit être comprise entre 50 à 90 A. Lorsque l'épaisseur des bords de 7-10 mm alimentation en courant continu du courant de polarité opposée est augmentée à 200 A en utilisant 4-6mm électrodes. tiges utilisées avec des revêtements de protection Fluor-cellulose ou de calcium (18HGSA-St, St-18HMA).
  • En fonctionnement, le gaz de protection CO 2 est nécessaire d'utiliser un fil St-08G2S Sv-10G2, 10GSMT-St, St-08H3G2SM diamètre allant jusqu'à 2 mm.

Souvent, ces matériaux sont utilisés pour la méthode de soudage TIG ou submergées.

résistant à la chaleur et des aciers à haute résistance

Soudage avec 12MH d'alliage fer-carbone thermostable, 12H1M1F, 25H2M1F, 15H5VF doit être réalisé avec un préchauffage à des températures 300-450˚S avec refroidissement final et trempé.

  • Procédé de soudage à l'arc couture multicouche de dégagement en cascade utilisant des électrodes revêtues calcinées UONII 13 / 45MH, CCR-3, 30-63-CL, CL-39.
  • L' alimentation en gaz de soudage acétylène avec 100 dm 3 / mm en utilisant des matériaux de remplissage Sv-08HMFA, St-18HMA. Raccord de tuyauterie est réalisé avec le chauffage au gaz précédent dans tout le joint.

Lors du soudage de matériaux à haute résistance 14H2GM, 14H2GMRB important de se laisser guider par les mêmes règles que pour les aciers résistants à la chaleur, en tenant compte de certaines des nuances:

  • Un nettoyage en profondeur des arêtes et des poignées d'utilisation.
  • L'électrode de calcination à haute température (jusqu'à 450s).
  • Préchauffage à 150s pour plus de détails épaisseur supérieure à 2 cm.
  • Lente couture de refroidissement.

acier fortement allié

L'utilisation d'une technologie spéciale est nécessaire pour le soudage des aciers fortement alliés. Ceux-ci comprennent une vaste gamme d'acier inoxydable, les alliages résistants à la chaleur et résistant à la chaleur, certains d'entre eux: 09H16N4B, 15H12VNMF, 10H13SYU, 08H17N5MZ, 08H18G8N2T, 03H16N15MZB, 15H17G14A9. Soudabilité de l'acier (GOST 5632-72) appartient au groupe 4.

soudabilité de l'acier haute teneur en carbone haute fonction:

  1. Il est nécessaire de diminuer le courant moyen de 10-20% en raison de leur faible conductivité thermique.
  2. Le soudage doit être effectué avec un intervalle, les électrodes jusqu'à 2 mm.
  3. Réduction du phosphore, le plomb, le soufre, l'antimoine, l'élargissement de la présence de molybdène, de vanadium, de tungstène revêtu à l'aide de barres spéciales.
  4. La nécessité de former une microstructure mixte soudure (ferrite + austénite). Ceci fournit la ductilité du métal déposé et en minimisant les contraintes internes.
  5. bords de chauffage requis de soudage de veille. La température est choisie dans la plage de 100 à 300 s, en fonction des modèles de microstructure.
  6. Sélection des électrodes enrobées dans le soudage à l'arc est définie par le type de grain, les propriétés et les conditions de fonctionnement des éléments: pour l'acier austénitique 12H18N9: UONII 13 / VAW, RLA RLA-7-14-enduit 06H19N9T St, St-02H19N9; pour 20H17N2 en acier martensitique: UONII 10H17T, AN-B-10 revêtement St-08H17T; pour l'acier austénitique-ferritique 12H21N5T: CL-33 revêtement St-08H11V2MF.
  7. Lorsque l' alimentation de soudage à l'acétylène gazeux doit correspondre à la valeur de 70 à 75 dm3 / mm utilisé fil d'apport – 02H19N9T-St, St-08H19N10B.
  8. Possible le travail en utilisant submergées VAW-8.

Soudabilité en acier – paramètre relatif. Cela dépend de la composition chimique du métal, sa microstructure et les propriétés physiques. Ainsi, la capacité de former une connexion de haute qualité peut être ajustée par l'approche technologique délibérée, des équipements spéciaux et des conditions de performance de travail.