Форма |
I, °с |
|
|
поперечного |
|
|
|
сечения |
подо |
3 |
5 |
кромок |
грева |
тт, |
20 |
< 7 ,0 |
< 1 0 |
,0 |
|
100 |
< 5 ,0 |
< 8 |
,0 |
20 |
< 7 ,0 |
< 1 0 ,0 |
100 |
< 5 ,0 |
< 8 ,0 |
шея 10020
|
20 |
< 1 1 |
,0 |
Ш7К |
< 9 |
,0 |
|
1 |
100 |
||
|
q/v кДж/см при толщине металла, мм |
|
|
|||
8 |
|
12 |
16 |
20 |
24 |
30 |
< 1 6 |
,0 |
9,5—25,0 |
13,5—33,0 |
17,0—40,0 |
|
|
< 1 2 |
,0 |
7,0—20,0 |
9,5—25,0 |
12,0—30,0 |
|
|
< 1 6 ,0 |
10,0—25,0 |
14,0—33,0 |
17,5—42,0 |
19,5—50,0 |
21,0—63,0 |
|
< 1 2 ,0 |
7,0— 19,0 |
9,5—25,0 |
12,0—33,0 |
13,0—40,0 |
13,5—48,0 |
|
|
|
9,5—25,0 |
12,5—33,0 |
16,0—40,0 |
20,0—49,0 |
25,0—58,0 |
|
|
6,5— 18,0 |
9,0—25,0 |
11,5—30,0 |
14,5—35,0 |
18,0—48,0 |
< 2 1 ,0 |
12,5—32,0 |
17,0—43,0 |
22,0—50,0 |
27,0—60,0 |
33,0—75,0 |
|
< 1 6 ,0 |
9,0—24,0 |
12,0—32,0 |
15,5—50,0 |
19,0—45,0 |
23,0—58,0 |
|
Форма |
/, °с, |
|
q/v> кДж/см, при толщине металла, мм |
|
|||
поперечного |
|
|
|
|
|
||
сечения |
подо |
16 |
20 |
24 |
30 |
40 |
|
кромок |
грева |
||||||
У /уЖ Ш |
20 |
15,0—34,0 |
2 0 ,0 -4 2 ,0 |
|
|
|
|
100 |
12,0 -25,0 |
15,0—30,0 |
|
|
|
||
|
20 |
17,0—35,0 |
2 0 ,0 -4 4 ,0 |
|
|
|
|
|
100 |
12,5—27,0 |
15,0—34,0 |
16,0—42,0 |
17,0—48,0 |
18,0 -62,0 |
|
|
150 |
— |
— |
12,0—33,0 |
14,0—45,0 |
12,0 -50,0 |
|
|
20 |
17,0—35,0 |
2 0 ,0 -4 2 ,0 |
|
|
|
|
|
100 |
13,0 -28,0 |
14,0—34,0 |
19,0—38,0 |
21,0—48,0 |
25,0—60,0 |
|
|
150 |
|
|
14,0—32,0 |
18,0—39,0 |
20,0—50,0 |
|
Р л |
20 |
2 0 ,0 -4 3 ,0 |
26,0—47,0 |
|
|
|
|
100 |
15,0—34,0 |
19,0—43,0 |
23.0—47,0 |
27,0—60,0 |
30,0—70,0 |
||
|
|||||||
|
150 |
|
|
18,0—42,0 |
21,0—50,0 |
22,0—60,0 |
|
сти металла околошовного участка зоны термического влия ния. Поэтому максимально допустимые значения погонной энер гии целесообразно выбирать с учетом показателей ударной вязкости металла с надрезом по линии сплавления. С учетом полученных данных устанавливают допустимые пределы значе ний скорости охлаждения, обеспечивающие оптимальные свой ства металла зоны термического влияния и достаточную сопро тивляемость ее образованию холодных трещин. Совокупность перечисленных выше характеристик позволяет оценить свари ваемость металла и служит основой для выбора условий сварки различных соединений из низкоуглеродистых бейнитно-мартен- ситных сталей.
Диапазон оптимальных скоростей охлаждения до6/5опт У стали 14Х2ГМР: от 3,5 до 13,5 °С/с. Для сталей 12ГН2МФАЮ и 14ХГН2МДАФБ этот показатель находится соответственно в следующем диапазоне: 2,0—17,0 и 3,0—12,0 °С/с.
При сварке бейнитно-мартенситных сталей скорость охлаж дения целесообразно регулировать, изменяя как погонную энер гию, так и температуру предварительного или послесварочного подогрева соединений. Подогрев замедляет скорость осты-
7 Заказ № 149 |
193 |
вания при температуре ниже 300 °С и способствует более пол ному удалению водорода из наплавленного металла. При этом возрастает стойкость соединений против образования холодных трещин. Увеличение погонной энергии существенно продлевает пребывание металла в области высоких температур, что ухуд шает его механические свойства. Поэтому наилучшее сочета ние механических свойств соединений и их стойкости против трещин достигается при использовании оптимальных режимов сварки и температур предварительного и послесварочного по догрева.
При сварке соединений толщиной менее 20 мм скорость ох лаждения металла околошовной зоны следует регулировать в основном изменением погонной энергии сварки, при толщине
свыше 2 0 мм — погонной энергии |
сварки и температуры |
пред |
варительного и послесварочного |
подогрева в интервале |
50— |
150 °С. |
|
|
Установленные допустимые аУв/5 min и Шб/5 шах для каждой стали позволяют рассчитать оптимальные диапазоны режимов сварки различных соединений рассматриваемых сталей.
Погонные энергии сварки различных соединений низкоугле родистых мартенситно-бейнитных сталей приведены в зависи мости от толщины металла и температуры предварительного подогрева (табл. 10.3—10.6).
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛА ШВОВ СТЫКОВЫХ
Марка |
Род |
Марка стали, |
а0.2. |
|
в». |
% |
|
электродов |
тока |
толщина |
|
МПа |
|||
|
МПа |
% |
|||||
АНП-2 |
Постоянный |
14Х2ГМР, б = |
30 мм |
680 |
800 |
19,5 |
58,0 |
|
|
12ГН2МФАЮ, |
б = |
651 |
771 |
21,3 |
62,0 |
|
|
= 40 мм |
|
|
|
|
|
АНП-6 |
Постоянный |
14Х2ГМР, б = |
30 мм |
600 |
721 |
20,7 |
61,0 |
|
|
12ГН2МФАЮ, |
б = |
610 |
746 |
19,3 |
63,0 |
|
|
= 40 мм |
|
|
|
|
|
|
|
14Х2ГМРЛ, |
б = |
640 |
756 |
18,0 |
60,0 |
|
|
= 60 мм |
|
|
|
|
|
|
Перемен |
14Х2ГМР, б = |
30 мм |
606 |
722 |
20,0 |
60,0 |
|
ный |
|
|
|
|
|
|
10.3. Технология сварки и свойства соединений
10.3.1. Свароцные материалы
Электроды Для ручной электродуговой сварки имеют низково дородное фтористо-кальциевое покрытие. Широко применяются электроды марки АНП-2 типа Э-70 по ГОСТ 9467—75. Сварку выполняют Постоянным током при обратной полярности. Ме талл, наплавленный электродами АНП-2, соответствует сле
дующим требованиям, %: С<0,10; |
Мп 0,8—1 ,2 ; Si 0,2—0,4; |
Сг 0 ,6 —1 ,0 ; Мо 0 ,2 —0,4; Ni 1,3—1,8; |
S^0,03; Р^О.ОЗ. Коэф |
фициент наплавки — не менее 9 г/(А-ч), коэффициент перехода металла в шов — 96 %.
Более высокую производительность сварки, в среднем в 1,6— 1,8 раза, обеспечивают электроды АНП-6 П типа Э-70 (ТУ ИЭС
574—8 6 ). Они |
позволяют выполнять сварку на постоянном и |
на переменном |
токе. Химический состав металла, наплавлен |
ного электродами АНП-6 П, %: С ^ 0 ,1 0 ; Мп 1,1—1,4; Si 0,20— 0,35; Ni 1,3—1,6; Mo 0,4—0,6; S^0,025; P<0,035.
Металл шва, выполненный электродами АНП- 2 и АНП-6 П, устойчив против образования горячих и холодных трещин, об ладает достаточной сопротивляемостью хрупкому разрушению
при температурах до —60 °С. Критическая |
температура хруп |
|||||
кости |
металла шва, |
оцениваемая |
по |
условиям |
KCU= |
|
|
|
|
|
|
ТАБЛИЦА 10.7 |
|
СОЕДИНЕНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ЭЛЕКТРОДАМИ АНП-2 И АНП-6 |
|
|||||
КС и, Дж/сма, при °С |
|
|
KCV, Дж/сма, при СС |
|||
+20 |
—40 |
-70 |
+20 |
|
-40 |
-70 |
110— 130 |
80— 105 |
55—80 |
8 3 -9 5 |
|
35—41 |
24—31 |
120 |
89 |
70 |
89 |
|
38 |
27 |
117— 124 |
82—95 |
72—94 |
87— 102 |
|
37—44 |
22—37 |
122 |
87 |
82 |
93 |
|
40 |
31 |
9 5 -1 0 2 |
70—72 |
6 5 -7 7 |
7 6 -8 7 |
|
34—40 |
1 2 -2 5 |
98 |
71 |
70 |
83 |
|
37 |
17 |
96— 115 |
51—77 |
36—56 |
65—80 |
|
27—42 |
14—20 |
105 |
65 |
48 |
73 |
|
33 |
17 |
108— 112 |
5 7 -9 4 |
39—77 |
95— 109 |
|
40—42 |
1 5 -3 2 |
ПО |
75 |
59 |
102 |
|
41 |
24 |
9 8 -1 1 6 |
78—86 |
70—74 |
89— 101 |
|
3 8 -4 5 |
15—27 |
107 |
81 |
72 |
96 |
|
42 |
20 |
Марка стали |
Сварочная проволока |
ап,2, |
°в. |
«в. |
4>. |
|
|
МПа |
МПа |
% |
% |
14Х2ГМР, |
Св-10ХГ2СМА |
655 |
766 |
22,1 |
54,4 |
б = 20ч-30 мм |
|
|
|
|
|
|
ППгАН54 |
628 |
712 |
18,3 |
62,0 |
|
Св-08Х Н2Г2СМЮ |
865 |
975- |
14,0 |
55,0 |
14Х2ГМРЛ, |
ПП-АН57 |
656 |
785 |
19,0 |
56,0 |
6 = 120 мм |
|
|
|
|
|
12ГН2МФАЮ, |
Св-10ХГ2СМА |
628 |
804 |
17,6 |
55,1 |
6 = 20-т-ЗО мм |
|
|
|
|
|
|
ПП-АН54 |
618 |
740 |
15,3 |
59,9 |
|
Св-08Х Н2Г2СМЮ |
784 |
880 |
16,3 |
56,1 |
|
Св-08ХН2ГМЮ* |
885 |
998 |
15,0 |
55,6 |
14ХГН2МДАФБ, |
ПП-АН54 |
718 |
830 |
15,7 |
57,0 |
б = 20 мм |
|
|
|
|
|
|
Св-08ХН2ГМЮ* |
790 |
940 |
16,0 |
55,6 |
14Х2ГМР + 09Г2С, |
Св-08Г2С |
446 |
610 |
30,7 |
63,4 |
б= 20 мм
*Сварка в 785» Аг + 22ч СО».
=40 Дж/см2 и KCU = 21 Дж/см2, ниже —60 °С. Критическая температура перехода сварных соединений от вязкого к квазихрупкому разрушению по условию FB^ 50% при статическом изгибе образцов с усталостной трещиной ниже —60 °С. Типич ные механические свойства и ударная вязкость металла швов,
выполненных электродами АНП-2 й АНП-6 П, приведены в табл. 10.7.
Сварку низкоуглеродистых легированных сталей с низколе гированными сталями повышенной прочности 09Г2, 10Г2С1, 14Г2, 10ХСНД, 15ХСНД,_а также с низкоуглеродистой сталью