Технология сварки углеродистых и низкоуглеродистых сталей

Для различных способов сварки требования к конструктивным элементам подготовки кромок и размерам швов регламентируются соответствующим ГОСТом. Сварные соединения для фиксации входящих в них деталей относительно друг друга и выдерживания необходимых зазоров перед сваркой собирают в сборочных приспособлениях или при помощи прихваток. Длина прихваток зависит от толщины металла. Площадь сечения прихваток равна примерно 1/3 площади сечения шва, но не более 25 ... 30 мм2. Прихватки выполняют обычно покрытыми электродами или полуавтоматами в углекислом газе. Их рекомендуется накладывать со стороны, обратной наложению основного однопроходного шва или первого слоя в многопроходных швах.

При сварке прихватки следует переплавлять полностью, так как в них могут образовываться трещины ввиду высокой скорости теплоотвода. Поэтому перед сваркой прихватки тщательно зачищают и осматривают. При наличии в прихватке трещины ее выругают или удаляют другим способом.

При электрошлаковой сварке детали, как правило, устанавливают с зазором, расширяющимся к концу шва. Взаимное положение деталей фиксируют скобами, установленными на расстоянии 500 ... 1000 мм друг от друга и удаляемыми по мере наложения шва. При автоматических способах дуговой сварки и электрошлаковой сварке в начале и конце шва устанавливают входные и выходные планки для обеспечения сварки начала шва с установившимся термическим циклом (требуемыми размерами шва) и вывода кратера с основного шва.

Сварку стыковых швов газовую, вручную покрытыми электродами или полуавтоматами в защитных газах и порошковыми проволоками обычно выполняют на весу. При автоматической сварке предусматривают применение приемов, обеспечивающих предупреждение прожогов и качественный провар корня шва. Для предупреждения образования в швах пор, трещин, непроваров и других дефектов свариваемые кромки перед сваркой тщательно зачищают от шлака, оставшегося после термической резки, ржавчины, масла и других загрязнений.

Дуговую сварку ответственных конструкций лучше проводить с двух сторон. Более благоприятные результаты получаются при многослойной сварке. В этом случае, особенно на толстом металле, достигаются более благоприятные структуры в металле шва и околошовной зоне. Однако выбор способа заполнения разделки при многослойной сварке зависит от толщины металла и термообработки стали перед сваркой. При появлении в швах дефектов (пор, трещин, непроваров, подрезов и т.д.) металл в месте дефекта удаляется механическим путем, газопламенной, воздушно-дуговой или плазменной строжкой и после зачистки подваривается.

Следует помнить, что при сварке низколегированных сталей выбор техники и режима сварки влияет на форму провара, долю участия основного металла в формировании шва, а также на его состав и свойства.

Газовая сварка. Низкоуглеродистые и низкоуглеродистые низколегированные стали удовлетворительно свариваются газовой сваркой. Для сварки используется нормальное пламя. Применение флюсов не требуется. В качество присадочного металла используются сварочные проволоки марок Св-08; Св-08А; Св-08ГС; Св-12ГС; Св-08Г2С. Мощность пламени при левом способе сварки 100 ... 130 л/мм, при правом 120 ... 150 л/мм.

Металл шва содержит небольшое количество азота. Это объясняется его небольшой концентрацией в пламени. Водород остается в шве в значительных количествах и может вызывать в них поры. Окисление FeO за счет углерода с образованием СО также может привести к пористости шва. Поэтому рекомендуется применять присадочный металл с пониженным содержанием углерода. Выгорание кремния и марганца может привести к снижению пластичности металла шва - механические свойства металла шва могут быть в некоторой степени улучшены горячей проковкой или последующей термообработкой (нормализация или низкотемпературный отжиг).

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами. В зависимости от назначения конструкции и типа стали электроды можно выбирать согласно таблице. Режим сварки выбирают в зависимости от толщины металла, типа сварного соединения и пространственного положения сварки.

Марки электродов и их назначения приведены в таблицах 41-47.

Таблица 41. Электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей

Марка электрода Тип покрытия Род тока и полярность Коэффициент наплавки, г/А.ч Назначение
Тип Э42
ОМА-2 АЦ Постоянный и переменный 7,0-9,0 Для сварки конструкций из тонколистовых сталей
АНО-5 РЖ Постоянный и переменный 11,0 Для сварки ответственных конструкций, работающих при статических и динамических нагрузках
АНО-1 РЖ Постоянный и переменный, 65В 15,0 Для сварки длинных и многопроходных швов
ВСЦ-4 Ц Постоянный, любая полярность 10,5 Сварка первого и второго слоев стыков труб из низкоуглеродистых сталей
Тип Э42А
СМ-11 Б Постоянный, обратная полярность 9,5 Сварка особо ответственных конструкций, в том числе работающих при отрицательной температуре
Тип Э46
АНО-3/АНО-4 Р Постоянный, любая полярность 8,5 Сварка ответственных конструкций, в том числе работающих при динамических нагрузках
ОЗС-4/МР-3 Р Переменный, постоянный, обратная полярность 8,0-9,0 Сварка ответственных металлоконструкций
ОЗС-6 РЖ Переменный, постоянный, обратная полярность 8,5 Сварка ответственных конструкций из низкоуглеродистых сталей
ОЗС-12 Р Постоянный и переменный 7,5-8,5 Сварка ответственных конструкций из низкоуглеродистых сталей, наиболее пригодны для сварки тавровых соединений
РБУ-4/РБУ-5 Р Переменный, обратная полярность 9,5-10,5 Сварка ответственных конструкций из низкоуглеродистых сталей
ОЗС-3 РЖ Переменный, постоянный, обратная полярность, 65В 15,0 Сварка ответственных конструкций из низкоуглеродистых сталей, сварка опиранием электрода
ОЗСЧ-17Н РЖ Постоянный и переменный 9-10 Сварка методом наклонного электрода на специальных установках
Тип Э46А
УОНИ 13/45 Б Постоянный, обратная полярность 8,5-10 Сварка особо ответственных конструкций, в том числе работающих при низких температурах
Э138/45Н Б Постоянный, обратная полярность 8,5 Сварка подводной части корпусов судов
Тип Э50
ВСЦ-4А Ц Постоянный, любая полярность 10,0-10,5 Сварка первого и второго слоев стыков труб из низколегированных сталей
ВСН-3 Б Постоянный, обратная полярность 9,0 Сварка трубопроводов из стали 10Г2, работающих при температуре до -70°С
Тип Э50А
УОНИ-13/55 Б Постоянный, обратная полярность 9,0 Сварка ответственных конструкций из низко- и среднеуглеродистых сталей, работающих в условиях севера
ДСК-50 Б Постоянный, обратная полярность, переменный 10,0 Ответственные конструкции из низколегированных сталей 14ХГС и 15ХСНД
ОЗС-18 Б Постоянный, обратная полярность 9-9,5 Ответственные конструкции из низколегированных сталей 10ХНДП, толщиной до 15 мм
К-5А Б Постоянный, обратная полярность, переменный, 65В 9,0 Ответственные конструкции из углеродистых и низколегированных сталей
Э-138/50Н Б Постоянный, обратная полярность 9,0 Сварка подводной части морских судов
АНО-9 Б Постоянный, обратная полярность, переменный 9,5-10,0 Сварка ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей
ЦУ-5 Б Постоянный, обратная полярность 8,0-9,0 Сварка труб поверхностей нагрева котлов, тонкостенных труб из сталей 10 и 20
ТМУ-21 Б Постоянный, обратная полярность 9,5-10,0 Сварка трубопроводов из углеродистых и кремнемарганцевых сталей
Э55, Э60
УОНИИ-13/55У Б Постоянный, обратная полярность 9,5 Сварка ванным способом стержней арматуры железобетона из сталей Ст5, 18Г2С, 25ГС, 15ГС и др.
УОНИИ-13/65 Б Постоянный, обратная полярность 9,0 Сварка ответственных машиностроительных конструкций из среднеуглеродистых, а также хромистых, хромо-молибденовых и хромокремнемарганцевых сталей
ВСФ-65 Б Постоянный, обратная полярность 8,5-9,5 Сварка ответственных машиностроительных конструкций из среднеуглеродистых, а также хромистых, хромомолибденовых и хромокремнемарганцевых сталей
Э70, Э85
ВСФ-75 Б Постоянный, обратная полярность 8,5-9,5 Сварка высоконагруженных машиностроительных конструкций из среднеуглеродистых и низколегированных сталей повышенной и высокой прочности
ЛКЗ-70 Б Постоянный, обратная полярность 9,5 Сварка высоконагруженных машиностроительных конструкций из среднеуглеродистых и низколегированных сталей повышенной и высокой прочности
УОНИИ-13/85 Б Постоянный, обратная полярность 9,5-10,5 Сварка высоконагруженных машиностроительных конструкций из среднеуглеродистых и низколегированных сталей повышенной и высокой прочности
НИАТ-3М Б Постоянный, обратная полярность 9,0-10,0 Сварка конструкций из сталей с временным сопротивлением разрыву 60-100 кгс/мм2 (30ХГСА, 30ХГСНА и др.)

Таблица 42. Электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталей

Марка электрода Тип электрода Коэффициент наплавки, г/А.ч Назначение Рекомендуемая термообработка деталей
ЦЛ-14 Э-09МХ 10,5 Сварка котлов и трубопроводов из сталей 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ и других, работающих при температуре до 540°С Предварительный подогрев до 200-300°С, после сварки отпуск 710-730°С
ОЗС-11 Э-09МХ 8,0-9,0 Сварка конструкций из сталей 12МХ, 15МХ, 12ХМФ, 15Х1М1Ф и других, работающих при температуре до 510°С Предварительный и сопутствующий подогрев до 150-200°С, после сварки отпуск 710°С
ТМЛ-1 Э-09М1Х 9,5-10,2 Сварка паропроводов из хромомолибденовых, хромомолибдено-ванадиевых сталей, работающих при температуре до 570°С  
ТМЛ-2 Э-09Х1МФ 9,5-10,2  
ТМЛ-3 Э-09Х1МФ 9,5-10,2  
ЦЛ-20 Э-09Х1М 10,3 Сварка паропроводов из хромомолибденовых, хромомолибдено-ванадиевых сталей, работающих при температуре до 570°С, кроме тонкостенных труб  
ЦЛ-38 Э-09Х1М 9,0-10,0 Сварка тонкостенных трубопроводов из хромомолибденовых, хромомолибдено-ванадиевых сталей, работающих при температуре до 540°С Отпуск 710-730°С, 3 ч
ЦЛ-39 Э-09Х1МФ 9,0-10,0 Сварка паропроводов из хромомолибденовых, хромомолибдено-ванадиевых сталей, работающих при температуре до 585°С Отпуск 730-750°С, 5 ч
ЦЛ-26М Э-10Х3-М1БФ 10,5 Сварка паропроводов из хромомолибденовых, хромомолибдено-ванадиевых сталей, работающих при температуре до 600°С, сварка разнородных сталей (например, 1Х11В2МФ и 12Х1МФ) Отпуск 740-760°С
ЦЛ-17 Э-10Х5МФ 9,5-10,5 Сварка конструкций из сталей 15Х5М, 12Х5МА, 15Х5МФА, работающих в агрессивных средах при температуре до 450°С Предварительный и сопутствующий подогрев до 350-400°С

Таблица 43. Электроды для сварки коррозионностойких сталей

Марка электрода Тип электрода Материал стержня электрода Коэффициент наплавки, г/А.ч Применение
ОЗЛ-8 Э-07 Х20Н9 Св-04 Х19Н9 12-14 Сварка хромоникелевых сталей, когда к металлу шва не предъявляется жестких требований против межкристаллической коррозии
ОЗЛ-3 Э-10Х17-Н13С4 Св-15Х-18Н12С-4ТЮ 11,5-12,5 Сварка сталей типа 15Х18Н12С4ТЮ, когда к металлу шва не предъявляется жестких требований против межкристаллической коррозии
ЗИО-8 Э-10Х25 Н13Г2 Св-07Х-25Н13 13,3 Сварка конструкций и трубопроводов из двухслойных сталей, когда к металлу шва не предъявляется жестких требований против межкристаллической коррозии
УОНИИ-13/НЖ Э-12Х13 Св-12Х13 10-12 Сварка ответственных конструкций из хромистых сталей 08X13, 12X13
ОЗЛ-22 Э-02Х21 Н10Г2 Св-01Х-18Н10 12-14 Сварка конструкций из сталей Х8Н10, Х18Н12 и других, работающих в окислительных средах типа азотной кислоты
ОЗЛ-14А Э-04 Х20Н9 Св-01 Х19Н9 10-12 Сварка хромоникелевых сталей, когда к металлу шва не предъявляется жестких требований против межкристаллической коррозии
ОЗЛ-36 Э-04 Х20Н9 Св-01 Х19Н9 13-14 Сварка хромоникелевых сталей, когда к металлу шва не предъявляется жестких требований против межкристаллической коррозии
ОЗЛ-7 Э-08Х20 Н9Г2Б Св-01 Х19Н9 11,5-12 Сварка хромоникелевых сталей, когда к металлу шва предъявляются жесткие требования против межкристаллической коррозии
ЦЛ-11 Э-08Х20 Н9Г2Б Св-07Х19-Н10Б 1-12 Сварка хромоникелевых сталей, когда к металлу шва предъявляются жесткие требования против межкристаллической коррозии
ЦЛ-9 Э-10Х25-Н13Г2Б Св-07 Х2513 10,5-11,5 Сварка хромоникелевых сталей со стороны легированного слоя двухслойных сталей, когда к металлу шва предъявляются жесткие требования против межкристаллической коррозии
ОЗЛ-20 Э-02Х20-Н14Г2М2 Св-01Х17-Н14М2 12,5-14,5 Сварка конструкций из сталей 03Х16Н15Мз, 03Х17Н14М2, когда к металлу шва предъявляются жесткие требования против межкристаллической коррозии
НИАТ-1 Э-08Х17 Н8М2 Св-04 Х19Н9 10-11 Сварка конструкций из хромоникелевых и хромоникелемолибденовых сталей; наиболее пригодны для сварки тонколистного металла
ЭА-400/10У Э-07Х19-Н11М3Г2 Св-01Х19-Н11М3 12 Сварка корпусов энергооборудования и трубопроводов, работающих в контакте с агрессивной средой при температуре до 350°С
ХА-400/10Т Э-07Х19-Н11М3Г2 Св-01Х19-Н11М3 14,5 Сварка корпусов энергооборудования и трубопроводов, работающих в контакте с агрессивной средой при температуре до 350°С

Таблица 44. Электроды для сварки жаростойких сталей

Марка электрода Тип электрода Материал стержня электрода Коэффициент наплавки, г/А.ч Применение
ОЗЛ-6 Э-10Х25-Н13Г2 Св-07Х-25Н13 11-12 Сварка слабонагруженных конструкций, работающих в окислительных средах при температуре до 1000°С
ОЗЛ-5 Э-12Х24-Н14С2 Св-10Х20-Н15 12,5 Сварка конструкций из стали Х25Н2С2 и др., работающих при температуре 900-1100°С, также сварка коррозионно-стойких сталей, работающих при температуре 350°С
ОЗЛ-9А Э-28Х-24Н16Г6 Св-30Х-25Н16Г7 13-14 Сварка хромоникелемарганцевых и хромоникелекремниевых сталей, работающих в окислительных средах при температуре до 1050°С
ОЗЛ-29 Э-10Х17-Н13С4 Св-02Х17-Н14С4 14,5-16 Сварка конструкций из стали 20Х20Н14С2, работающих в окислительных средах при температуре до 1100°С
ОЗЛ-25 Э-10Х-20Н70-Г2М2В Св-ХН78Т 10,5-11,5 Сварка тонколистовых конструкций и нагревательных элементов из сплава ХН78Т и сплавов типа ХН70Ю
НИАТ-5 Э-11Х-15Н25-М6АГ2 Св-10Х16-Н25АМ6 12,5 Сварка паропроводов и пароперегревателей котлов, сварка стали 30ГСА в закаленном состоянии
032Л (ТУ14-4-237-72) Св-10Х20-Н15 11,5-12,5 Сварка сталей типа 20Х23Н13, работающих при температуре до 900°С в газовых средах, содержащих сернистые соединения
ГС1 (ТУ14-4-222-72) Св-08Х21-Н10Г6 10-11 Сварка сталей малой толщины, работающих в науглероживающих средах при температуре до 1000°С
ОЗЛ-35 (ТУ14-4-168-21-77) ХН70Ю 13,2 Сварка сплавов на никелевой основе, работающих при температуре до 1200°С
ОЗЛ-31 (ТУ14-4-395-73) Св-30Х15-Н35В3Б3Т 9-11 Сварка сталей типа 20Х25Н20С2, работающих в науглероживающих средах
ЦТ-1 Э-09Х19-Н11Г3-М2Ф Св-04-Х19Н9 13 Сварка узлов установок сверхвысокого давления, турбин, трубопроводов из сталей 12Х18Н9Т, 1Х14Н14В2М, работающих при температуре до 620°С
ЦТ-7-1 Э-09Х19-Н11Г3-М2Ф Св-06-Х19Н9Т 10,5 Сварка узлов установок сверхвысокого давления, турбин, трубопроводов из сталей 12Х18Н9Т, 1Х14Н14В2М, работающих при температуре до 620°С
ЦТ-7 Э-09Х19-Н11Г3-М2Ф Св-08Х19-Н12М3 13 Сварка узлов установок сверхвысокого давления, турбин, трубопроводов из сталей 12Х18Н9Т, 1Х14Н14В2М, работающих при температуре до 620°С
ЦТ-15-1 Э-08Х20-Н9Г2Б Св-07Х19-Н10Б 12 Сварка конструкций и паропроводов из жаропрочных сталей, работающих при температуре до 650°С
ЦТ-15 Э-08Х20-Н9Г2Б Св-08Х19-Н10Т 12 Сварка конструкций и паропроводов из жаропрочных сталей, работающих при температуре до 650°С
ЦТ-26-1 Э-08Х16-Н8М2 Св-0Х15-Н8М2 10,5 Сварка узлов паропроводов и теплообменников из жаропрочных и жаростойких сталей, работающих при температуре до 850°С
ЦТ-26 Э-08Х16-Н8М2 Св-Х16-Н9М2 (ЭП-377) 10,5 Сварка узлов паропроводов и теплообменников из жаропрочных и жаростойких сталей, работающих при температуре до 850°С
ЦТ-28 Э-08Х14-Н65М15-В4Г2 Св-Х15-Н60М15 (ЭП-367) 10,5 Сварка узлов энергоустановок из разнородных сталей, сварка сталей со сплавами на никелевой основе
КТИ-7А Э-27Х15-Н35В3-Г2Б2Т Св-30Х15-Н353Б3Т 9-11 Сварка реакционных труб из сталей, работающих при температуре до 900°С
ВИ-ИМ-1 (ТУ14-4-358-73) Св-06Х15-Н60М15 12 Сварка жаропрочных сталей и сплавов типа ВЖЛ-8, ЭИ-435 и др.
ИМ-ЕТ-10 Э-04Х10-Н60М24 67Н26М (НИМО-25. ЭИ-639) 14-16 Сварка жаропрочных сталей и сплавов типа ВЖЛ-8, ЭИ-435 и др.
АН-ЖР-1 (ТУ14-4-568-74) Св-08Х25-Н60М10 (ЭИ-606)   Сварка разнородных сталей (высоколегированных со средне- и низколегированными теплоустойчивыми): закаливаемых сталей без последующей термообработки, работающих при температуре 450-600°С
АН-ЖР-2 (ТУ14-4-568-75) Св-Х25-Н40М7 (ЭП-675)   Сварка разнородных сталей (высоколегированных со средне- и низколегированными теплоустойчивыми): закаливаемых сталей без последующей термообработки, работающих при температуре 450-600°С
КТИ-10 Э-12Х11-НВМФ Св-10Х11-ВМФН 9,2 Сварка азотированных и литых элементов турбин из высокохромистых сталей, работающих при температуре 535-585°С
ОЗЛ-19 (ТУ14-4-560-74) Св-07Х25-Н13 12-13 Сварка высокомарганцевой стали 110Г13Л и сочетаний ее со сталями типа 30ХГСА
АНВ-20 (ТУ14-4-597-75) Св-01Х19-Н15Г6-М2АВ2 10,5-11 Сварка ответственных конструкций из сталей, применяемых в технике низких температур (криогенное машиностроение)

Таблица 45. Электроды для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами

Марка электрода Тип электрода Коэффициент наплавки, г/А.ч Твердость наплавленного металла, HRG Назначение
ОЗН-250у Э-10Г2 7-8 20-28 Наплавка постоянным и переменным током быстро изнашивающихся деталей из углеродистых и низколегированных сталей, подвергающихся ударным нагрузкам (оси, валы, автосцепки, железнодорожные крестовины, рельсы, узлы сельскохозяйственных машин)
ОЗН-300у Э-11Г3 7-8 28-35 Наплавка постоянным и переменным током быстро изнашивающихся деталей из углеродистых и низколегированных сталей, подвергающихся ударным нагрузкам (оси, валы, автосцепки, железнодорожные крестовины, рельсы, узлы сельскохозяйственных машин)
ОЗН-350у Э-12Г4 7-8 35-40 Наплавка постоянным и переменным током быстро изнашивающихся деталей из углеродистых и низколегированных сталей, подвергающихся ударным нагрузкам (оси, валы, автосцепки, железнодорожные крестовины, рельсы, узлы сельскохозяйственных машин)
ОЗН-400у Э-15Г5 7-8 40-44 Наплавка постоянным и переменным током быстро изнашивающихся деталей из углеродистых и низколегированных сталей, подвергающихся ударным нагрузкам (оси, валы, автосцепки, железнодорожные крестовины, рельсы, узлы сельскохозяйственных машин)
ОЗШ-1 Э-16-Г2ХМ 8-8,5 35-39 Наплавка штампов для холодной штамповки
ОЗШ-2 (ТУ14-4-317-73) 9-10 Не менее 56 Для наплавки в нижнем и вертикальном положениях штампов горячей штамповки и режущего инструмента
ОЗШ-3 Э-70Х3-СМТ 9-10 25-58 Наплавка в нижнем положении обрезных и вырубных штампов и быстроизнашивающихся деталей машин
ЭН-60М Э-37 Х9С2 8-9 25-60 Наплавка штампов, работающих с нагревом контактных поверхностей до 400°С, деталей станков: направляющих, шестерен, эксцентриков и др.
УОНИИ-13/НЖ Э-20Х13 10-12 33-48 Наплавка штампов, работающих с нагревом контактных поверхностей до 400°С, деталей станков: направляющих, шестерен, эксцентриков и др.
ЦН-6Л Э-08Х17-Н8С6Г - 28-37 Наплавка уплотнительных поверхностей арматуры котлов, работающих при температуре до 570°С и удельном давлении до 800 кгс/см2
ЦН-12М-67 Э-13Х-16Н8-М5С5Г4Б 13-14 38-50 Наплавка уплотнительных поверхностей арматуры котлов, работающих при температуре до 600°С и высоком давлении
ОЗИ-3 Э-90Х4-М4ВФ 9-10 58-63 Наплавка штампов горячей и холодной штамповки и быстроизнашивающихся деталей станков и горно-металлургического оборудования
ОЗШ-4 Э-10М9Н8К8-Х2СФ 10-12 55-60 Наплавка штампов горячей и холодной штамповки и деталей станков и металлургического оборудования (конусов и клапанов доменных печей, прокатных валков, ножей для резки металла и др.)
ОЗИ-4 Э-10К15-В7М5-Х3СФ 10-11 52-58 Наплавка штампов и металлорежущего инструмента и деталей, работающих в особо тяжелых температурно-силовых условиях
ОЗИ-5 Э-10К18-В11М10-Х3СФ 10-11 62-65 Наплавка штампов и металлорежущего инструмента и деталей, работающих в особо тяжелых температурно-силовых условиях
ВСН-6 Э-110-Х14-В13Ф2 9-10 50-55 Наплавка быстроизнашивающихся деталей, работающих при значительных ударных нагрузках в условиях абразивного износа
ВСН-8 (ТУ14-4-779-76) 9-10 Не менее 57 Наплавка быстроизнашивающихся деталей, работающих при значительных ударных нагрузках в условиях абразивного износа
ЭНУ-2 (ТУ14-4-633-75) 8,5-9,5 Не менее 57 Наплавка быстроизнашивающихся стальных и чугунных деталей, работающих при умеренных ударных нагрузках в условиях абразивного износа
12АН/ЛИВТ Э-95Х7-Г5С 8,3 25-32 Наплавка деталей экскаваторов, землеройных машин, работающих при умеренных ударных нагрузках
Т-590 Э-320-Х25С2ГР 8,5 57-65 Наплавка стальных и чугунных деталей, подверженных абразивному износу
Т-620 Э-320-Х25С2ГР 8,5 55-62 Наплавка стальных и чугунных деталей, подверженных абразивному износу
ЭН-60М Э-70-Х3СМТ 9 56-62 Наплавка штампов для холодной штамповки
ОМГ-Н Э-65-Х11Н3 9,2 25-33 Наплавка щек дробилок, железнодорожных крестовин и других деталей из стали Г13Л
ЦН-2 Э-190-К62Х-29В5С2 12,2 59-65 Наплавка уплотнительных поверхностей деталей арматуры котлов и паропроводов, работающих при температуре 450-580°С и удельном давлении до 800 кгс/см2
ЦН-3 Э-200-Х29Н6Г2 - Не менее 40 Наплавка стальных и чугунных деталей, подверженных абразивному износу

Таблица 46. Электроды для сварки и наплавки чугуна

Марка электрода Род тока и полярность Положение в пространстве Применение
ОМЧ-1 Постоянный, обратная полярность, переменный Нижнее Ремонт чугунных изделий методом горячей сварки; трещины, отколы; сварка с частичным нагревом при ремонте крупных изделий
ВЧ-3 Постоянный, обратная полярность, переменный Нижнее Исправление дефектов чугунного литья методом горячей сварки
ЭПЧ Постоянный, обратная полярность, переменный Нижнее Исправление дефектов чугунного литья методом горячей сварки
МПЧ-1 Постоянный, обратная полярность Нижнее Сварка и наплавка изделий без подогрева, когда требуется получение вязких, хорошо отрабатываемых швов. Исправление дефектов на обработанных поверхностях
ОЗЧ-1 Постоянный, обратная полярность Нижнее и вертикальное Заварка без подогрева трещин на изделиях, требующих герметичности швов и подлежащих механической обработке
ОЗЧ-3 Постоянный, обратная полярность Нижнее и вертикальное Заварка без подогрева трещин на изделиях, требующих герметичности швов и подлежащих механической обработке
ЦЧ-4 Постоянный, обратная полярность Нижнее Сварка изделий из высокопрочного чугуна, заварка дефектов. Сварка чугуна со сталью
АНЧ-1 Постоянный, обратная полярность Нижнее и вертикальное Заварка без подогрева трещин на изделиях, требующих герметичности швов и подлежащих механической обработке
ОЗЖН-1 Постоянный, обратная полярность Нижнее и вертикальное Сварка изделий из высокопрочного чугуна, заварка дефектов. Сварка чугуна со сталью
ЦЧ-3А Постоянный, обратная полярность Нижнее Сварка без подогрева поврежденных деталей из серого и высокопрочного магниевого чугуна

Таблица 47. Электроды для сварки цветных металлов

Марка электрода Тип металла стержня Коэффициент наплавки, г/А.ч Расход электродов на 1 кг наплавлен-
ного металла
Временное сопротивление наплавленного металла, кгс/мм2 Примечание
Электроды для сварки алюминия и его сплавов
ОЗА-1 СвА5 6,32 2,3 6,5-8,5 Сварка и наплавка при изготовлении и ремонте изделий из алюминия марок А6, АД0, АД1, Ад
Аф-4аКр СвА5 7,5-7,8 2,5 6,5-8,5 Сварка и наплавка при изготовлении и ремонте изделий из алюминия марок А6, АД0, АД1, Ад
А2 СвАМц или СвАК5 7,5-7,8 2,5 11,0 Сварка при изготовлении и ремонте изделий из сплавов Амц и АЛ-9
ОЗА-2 СвАК5 6,25-6,5 2,3 Не менее 10 Сварка и наплавка деталей из литейных сплавов АЛ-2, АЛ-4, АЛ-5, АЛ-9, АЛ-11
Электроды для сварки никелевых сплавов
"Комсомо-лец-100" Медь 14,0 1,4 27,0 Сварка листовой меди, содержащей не более 0,01% кислорода и меди с низко-углеродистой сталью
МН-5 МН-5 12,0 1,4 25,0 Сварка медно-никелевых труб из сплава МНЖ5-1 и сварка этих труб латунью Л90 и бронзой БрАМц9-2
АНМц ЛКЗ-АБ БрАНМЦ 8-5-1,5 16,5 1,2 50,0 Исправление дефектов в отливках из бронз типа БрАМц9 и АН
Электроды для сварки меди и ее сплавов
М30К НМЖ-Мц28-2,5-1,5 13,0 1,4 Не менее 40,0 Сварка деталей из монель-металла и других медно-никелевых сплавов
ХН-1 НИМО-25 14,0 - 65,0 Сварка изделий из никеле-молибденового сплава (25-30% молибдена), работающих в агрессивных средах (соляная и серная кислота)

Табл. 2 Соответствие марок электродов типу электродов

Тип электрода по ГОСТ 9467-75

Марки электродов

Э42

ОММ-5, СМ-5, ЦМ-7, АНО-1, АНО-5, АНО-6,

ОМА-2, ОЗС-23

Э42А

Э46

УОНИ-13/45, СМ-11, ОЗС-2

АНО-3, АНО-4, МР-1, МР-3, ОЗС-3, ОЗС-4, ОЗС-6, ОЗС-12, ЭРС-1, ЭРС-2, РБУ-4, РБУ-5

Э46А

Э50

Э50А

Э-138/45Н, УОНИ-13/55К

ВСН-3

УОНИ-13/55, ДСК-50, К-5А, ОЗС-18, ОЗС-25,

ОЗС-33

Табл. 3 Режимы сварки под флюсом

Толщина металла или катет шва, мм

Подготовка кромок

Тип шва и способ сварки

Диаметр электропроводной проволоки, мм

Сила тока. А

Напряжение дуги, В

Скорость сварки, м/ч

А. Автоматическая сварка стыковых швов

8

Без разделки, зазор

2 ... 4 мм

Односторонний

4

550 ... 600

26 ... 30

48... 50

12

Свыше 16

Тоже

V-образные

Двусторонний Односторонний

5

5

650 ... 700

1-й проход 750... 800

2-й проход

30 ...34

30... 35

30... 32 20 ... 22

Б. Автоматическая сварка угловых швов

5

Без разделки

Наклонным электродом

2

260 ... 280

28 ... 30

28 ...30

7

Тоже

Тоже

 

500... 530

30... 32

44 ... 46

8

»

В лодочку

3

550 ... 600

32 ...34

28... 30

12

»

Тоже

3

600... 650

32 ... 34

18 ...20

Примечание. Ток постоянной обратной полярности.

Аргон и гелий в "чистом" виде в качестве защитных газов находят ограниченное применение - только при сварке конструкций ответственного назначения.

Сварку в углекислом газе и его смесях выполняют плавящимся электродом. В некоторых случаях для сварки в углекислом газе используют неплавящийся угольный или графитовый электрод. Однако этот способ находит ограниченное применение, например при сварке бортовых соединений низкоуглеродистых сталей толщиной 0,3 ... 2 мм (канистр, корпусов конденсаторов и т.д.). Так как сварка выполняется без присадки, содержание кремния и марганца в металле шва невелико. В результате прочность соединения обычно составляет 50 ... 70 % прочности основного металла.

При автоматической и полуавтоматической сварке плавящимся электродом швов, расположенных в различных пространственных положениях, обычно используют электродную проволоку диаметром до | 1,2 мм; при сварке в нижнем положении - диаметром 1,2 ... 3,0 мм. Для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей используют легированные электродные проволоки марок Св-08ГС и Св-08Г2С.Проволоку марки 12ГС можно использовать для сварки низколегированных сталей 14ХГС, 10ХСНД и 15ХСНД и спокойных углеродистых сталей марок Ст1сп и Ст2сп. Однако с целью предупреждения значительного повышения содержания углерода в верхних слоях многопроходных швов эту проволоку обычно применяют для сварки одно-трехслойных швов.

Повышение коррозионной стойкости швов в морской воде достигается использованием электродной проволоки марки Св-08ХГ2С. Структура и свойства металла шва и околошовной зоны на низкоуглеродистых и низколегированных сталях зависят от марки использованной электродной проволоки, состава и свойств основного металла и режима сварки (термического цикла сварки, доли участия основного металла в формировании шва и формы шва). Влияние этих условий сварки и технологические рекомендации примерно такие же, как и при ручной дуговой сварке и сварке под флюсом.

На свойства металла шва значительное влияние оказывает качество углекислого газа. При повышенном содержании азота и водорода, а также влаги в швах могут образоваться поры. Сварка в углекислом газе менее чувствительна к отрицательному влиянию ржавчины. Увеличение напряжения дуги, повышая угар легирующих элементов, приводит к снижению механических свойств шва. Некоторые рекомендации по режимам сварки приведены в табл. 4.

Табл. 4 Режимы полуавтоматической и автоматической сварки в углекислом газе.

Толщина металла, мм

Катет шва, мм

Зазор, мм

Число слоев

Диаметр электродной проволоки, мм

Сила тока, А

Напряжение дуги, В

Скорость сварки оного слоя, м/ч

Расход газа на один слой, л/мин

Стыковые швы

1,2 ... 2,0

-

0,8 ... 1,0

1 ... 2

0,8... 1,0

70 ... 100

18 ... 20

18 ... 24

10 ... 12

3 ... 5

-

1,6 ... 2,0

1 ... 2

1,6... 2,0

180 ... 200

28 ... 30

20 ... 22

14 ... 16

6 ... 8

-

1,8 ... 2,2

1 ... 2

2,0

250 ... 300

28 ... 30

18 ... 22

16 ... 18

8 ... 2

-

1,8 ... 2,2

2 ... 3

2,0

250 ... 300

28 ... 30

16 ... 20

18 ... 20

Угловые швы

1,5 ... 2,0

1,2 ... 2,0

-

1

0,8

60 ... 75

18 ... 20

16 ... 18

6 ... 8

3,0 ... 4,0

3,0 ... 4,0

-

1

1,2

120 ... 150

20 ... 22

16 ... 18

8 ... 10

5,0 ... 6,0

5,0 ... 6,0

-

1

2,0

260 ... 300

28 ... 30

29 ... 31

16 ... 18

Сварка на повышенных силах тока приводит к получению металла швов с пониженными показателями пластичности и ударной вязкости, что, вероятно, объясняется повышенными скоростями охлаждения. Свойства металла шва, выполненного на обычных режимах, соответствуют свойствам металла шва, выполненного электродами типа Э50А. В промышленности находит применение и сварка в углекислом газе порошковыми проволоками. Технология этого способа сварки и свойства сварных соединений примерно те же, что и при использовании их при сварке без дополнительной защиты.

Сварка порошковой проволокой. Сварка открытой дугой порошковой проволокой является одним из перспективных способов. В промышленности находят применение порошковые проволоки марок ПП-1ДСК, ПП-2ДСК, ПП-АНЗ, ПП-АН4, ЭПС-15/2 и др. Использование проволоки ПП-1ДСК при сварке угловых и стыковых швов с зазором между кромками может привести к получению в швах пор.

Проволока ЭПС-15/2 для получения швов без пор требует соблюдения режимов в узком диапазоне. Большие рабочие токи ограничивают применение этой проволоки для сварки металла малых толщин.

Проволоки ПП-АН7 и ЛП-2ДСК имеют хорошие сварочно-технологические свойства в широком диапазоне режимов (табл. 5).

Табл. 5. Оптимальные режимы сварки порошковыми проволоками(нижнее положение)

Марка проволоки

Диаметр проволоки, мм

Стыковой шов

Угловой шов в лодочку

Сила тока, А

Напряжение дуги, В

Скорость подачи проволоки, м/ч

Сила тока, А

Напряжение дуги, В

Скорость подачи

проволоки, м/ч

ПП-1ДСК

1,8

200 ... 350

25 ... 30

200 ... 300

26 ... 31

-

ПП-2ДСК

2,3

400 ... 450

25 ... 31

382

340 ... 380

29 ... 32

382

ПП-АНЗ

3,2

450 ... 525

26 ... 32

265

450 ... 560

27 ... 31

265

ПП-АН4

2,3

500 ... 600

28 ... 29

382

440 ... 475

30 ... 34

382

ЭПС-15/2

2,2

320 ... 360

29 ... 32

337

320 ... 330

29 ... 32

337

Приведенные в табл. 6 данные показывают, что механические свойства металла швов при сварке порошковыми проволоками находятся примерно на уровне свойств соединений, выполненных электродами типа Э50А по ГОСТ 9467-75. Для сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей можно рекомендовать проволоки ПП-2ДСК и ПП-АН4, обеспечивающие хорошие показатели хладноломкости швов.

Табл. 6 Механические свойства швов при сварке низкоуглеродистых сталей порошковыми проволоками

Марки проволоки

σт ,МПа

σв,

МПа

δ5, %

Ударная вязкость (Дж/см2) при температуре,°С

+20

-20

-40

-60

ПП-1ДСК

-

536

26,0

78

43

8

6

ПП-2ДСК

360

481

30,1

160

139

123

84

ПП-АНЗ

395

514

30,2

-

126

92

27

ПП-АН4

416

530

26,7.

-

111

129

27

ПП-АН7

-

520

28,4

199

143

26

12

ЭПС-15/2

416

501

26,6

163

140

63

7

Электрошлаковая сварка. Электрошлаковую сварку широко применяют при изготовлении конструкций из толстолистовых низкоуглеродистых и низколегированных сталей. При этом равнопрочность сварного соединения достигается за счет легирования металла шва через электродную проволоку и перехода элементов из расплавляемого металла кромок основного металла. Последующая термообработка помимо снижения остаточных напряжений благоприятно влияет и на структуру и свойства сварных соединений.

При электрошлаковой сварке рассматриваемых сталей используют флюсы АН-8, АН-8М, ФЦ-1, ФЦ-7 и АН-22. Выбор электродной проволоки зависит от состава стали. При сварке спокойных низкоуглеродистых сталей с содержанием до 0,15% углерода хороших результатов достигают при использовании проволок марок Св-08А и Св-08ГА. Для предупреждения образования газовых полостей и пузырей при сварке кипящих сталей, содержащих мало кремния, рекомендуется электродная проволока Св-08ГС с 0,6 ... 0,85 % Si. При сварке сталей марок СтЗ и некоторых марок низколегированных сталей удовлетворительные результаты получают при использовании электродных проволок марок Св-08ГА, Св-10Г2 и Св-08ГС, а стали ЮХСНД-Св-08ХГ2СМА (табл. 7).

Табл. 7 Ориентировочные режимы электрошлаковой сварки низкоуглеродистых сталей

Толщина металла, мм

Сила тока на один электрод, А

Напряжение сварки, В

Число электродов

Диаметр (сечение) электродов, мм

Расстояние между электродами, мм

Скорость, м/ч

подачи электродов

сварки

Проволочный электрод

30

70

350 ... 370

650

32 ... 34

47

1

2,5

-

172

0,9 ... 1,0

 

-

371 ...400

1,0 ... 1,16

90 150 200 250

600 ... 620

450 ... 500

550

500 ... 550

42 ... 46 44 ... 50 46 ... 48 50 ... 55

2

3,0

45... 50

65

90

125

300

220 ... 240

250

230... 250

1,6

0,8 ... 0:9 0,5

0,4 ... 0,5

340

400 ... 450

46 ...48

3

 

110

200... 220

0,3

Пластинчатый электрод

100

200

300

1000 ... 1200

1000 ... 1200

1500 ... 1800

28 ... 30

28 ... 30

30 ... 32

1

2

3

10x90

10x90

10х135

 

1,6

1,6

1,6

0,5

0,5

0,45