Saldueshmëria e çelikut: klasifikimi. Grupet e saldueshmërisë së çeliqeve

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-02 14:02

Çeliku është materiali kryesor strukturor. Është një aliazh hekur-karbon që përmban papastërti të ndryshme. Të gjithë përbërësit e përfshirë në përbërjen e tij ndikojnë në vetitë e shufrës. Një nga karakteristikat teknologjike të metaleve është aftësia për të formuar lidhje të salduara me cilësi të lartë.

Faktorët që përcaktojnë saldueshmërinë e çelikut

Vlerësimi i saldueshmërisë së çelikut bëhet nga vlera e treguesit kryesor - ekuivalenti i karbonit i С_{equiv. Ky është një koeficient i kushtëzuar që merr parasysh shkallën e ndikimit të përmbajtjes së karbonit dhe elementëve kryesorë aliazh në karakteristikat e saldimit.}

Faktorët e mëposhtëm ndikojnë në saldueshmërinë e çeliqeve:

1. Përmbajtje karboni.
2. Prania e papastërtive të dëmshme.
3. Shkalla e dopingut.
4. Pamje mikrostrukture.
5. Kushtet mjedisore.
6. Trashësia metalike.

Parametri më informues është përbërja kimike.

Shpërndarja e çeliqeve sipas grupeve të saldueshmërisë

I nënshtrohettë gjithë këta faktorë, saldueshmëria e çelikut ka karakteristika të ndryshme.

Klasifikimi i çeliqeve sipas saldueshmërisë.

• Mirë (kur С_{eq≧0, 25%): për pjesë çeliku me karbon të ulët; nuk varet nga trashësia e produktit, kushtet e motit, disponueshmëria e punës përgatitore.}
• E kënaqshme (0,25%≦С_{eq≦0,35%): ka kufizime në kushtet mjedisore dhe diametrin e strukturës së salduar (temperatura e ajrit deri në -5, në qetësi moti, trashësia deri në 20 mm).}
• I kufizuar (0,35%≦C_{eq≦0,45%): Kërkohet ngrohja paraprake për të formuar një shtresë cilësore. Promovon transformimet "të lëmuara" austenitike, formimin e strukturave të qëndrueshme (ferritiko-pearlitike, bainitike).}
• E keqe (С_{eq≧0, 45%): formimi i një bashkimi të salduar mekanikisht të qëndrueshëm është i pamundur pa përgatitjen e mëparshme të temperaturës së skajeve metalike, si dhe trajtimin e mëvonshëm termik. të strukturës së salduar. Kërkohet ngrohje shtesë dhe ftohje e qetë për të formuar mikrostrukturën e dëshiruar.}

Grupet e saldueshmërisë së çelikut e bëjnë të lehtë lundrimin në veçoritë teknologjike të saldimit të klasave specifike të lidhjeve hekur-karbon.

Trajtim termik

Në varësi të grupit të saldueshmërisë së çeliqeve dhe veçorive teknologjike përkatëse, karakteristikat e bashkimit të salduar mund të rregullohen duke përdorur efektet e njëpasnjëshme të temperaturës. Ekzistojnë 4 metoda kryesore të trajtimit termik: forcimi, kalitja,pjekja dhe normalizimi.

Më të zakonshmet janë shuarja dhe kalitja për fortësi dhe fortësi të njëkohshme të saldimit, lehtësimi i stresit, parandalimi i çarjeve. Shkalla e kalitjes varet nga materiali dhe vetitë e dëshiruara.

Kryhet trajtimi termik i strukturave metalike gjatë punës përgatitore:

• pjekja - për të lehtësuar stresin brenda metalit, duke siguruar butësinë dhe qëndrueshmërinë e tij;
• ngrohur paraprakisht për të minimizuar diferencën e temperaturës.

Menaxhimi racional i ndikimeve të temperaturës lejon:

• përgatitni pjesën për punë (lehtësoni të gjitha streset e brendshme duke bluar kokrrat);
• ulni dallimet e temperaturës në metalin e ftohtë;
• përmirësoni cilësinë e objektit të salduar duke korrigjuar termikisht mikrostrukturën.

Korrigjimi i vetive sipas ndryshimeve të temperaturës mund të jetë lokal ose i përgjithshëm. Ngrohja e skajit kryhet duke përdorur gaz ose pajisje me hark elektrik. Furrat speciale përdoren për të ngrohur të gjithë pjesën dhe për ta ftohur pa probleme.

Ndikimi i mikrostrukturës në vetitë

Esenca e proceseve të trajtimit termik bazohet në transformimet strukturore brenda shufrës dhe efektin e tyre në metalin e ngurtësuar. Pra, kur nxehet në një temperaturë prej 727 ˚C, është një strukturë austenitike e përzier me grimca. Metoda e ftohjes përcakton opsionet e transformimit:

1. Brenda furrës (shpejtësia 1˚C/min) - formohen struktura perliti me fortësi rreth 200 HB (fortësia Brinell).
2. Aktivajri (10˚С/min) – sorbitol (kokrra ferrit-perlit), fortësi 300 HB.
3. Vaj (100˚C/min) – troostit (mikrostrukturë ferrit-çimentit), 400 HB.
4. Ujë (1000˚C/min) – martensit: i fortë (600 HB) por strukturë akulare e brishtë.

Lidhja e saldimit duhet të ketë tregues të mjaftueshëm të fortësisë, forcës, cilësisë së plasticitetit, kështu që karakteristikat martenzitike të tegelit nuk janë të pranueshme. Lidhjet me karbon të ulët kanë një strukturë ferrite, ferrit-perlitike, ferrit-austenitike. Çelikë me karbon të mesëm dhe aliazh të mesëm - perlitik. Me përmbajtje të lartë karboni dhe me aliazh të lartë - martensitik ose troostit, i cili është i rëndësishëm për t'u sjellë në një formë feritiko-austenitike.

Saldim çeliku i butë

Saldueshmëria e çeliqeve të karbonit përcaktohet nga sasia e karbonit dhe papastërtive. Ato janë në gjendje të digjen, duke u shndërruar në forma të gazta dhe duke dhënë një porozitet tegel me cilësi të ulët. Squfuri dhe fosfori mund të përqendrohen në skajet e kokrrave, duke rritur brishtësinë e strukturës. Saldimi është më i thjeshtuari, megjithatë, kërkon një qasje individuale.

Çeliku i karbonit cilësor i zakonshëm ndahet në tre grupe: A, B dhe C. Punimet e saldimit kryhen me metal të grupit C.

Saldueshmëria e klasave të çelikut VST1 - VST4, në përputhje me GOST 380-94, karakterizohet nga mungesa e kufizimeve dhe kërkesave shtesë. Saldimi i pjesëve me diametër deri në 40 mm ndodh pa ngrohje. Treguesit e mundshëm në klasa: G - përmbajtje e lartë e manganit; kp, ps, cn - "valim", "gjysmë i qetë", "i qetë"përkatësisht.

Çeliku me cilësi të ulët të karbonit përfaqësohet nga notat me përcaktimin e të qindave të karbonit, që tregon shkallën e deoksidimit dhe përmbajtjes së manganit (GOST 1050-88): çeliku 10 (gjithashtu 10 kp, 10ps, 10G), 15 (gjithashtu 15 kp, 15 ps, 15 G), 20 (gjithashtu 20 kp, 20 ps, 20 G).

Për të siguruar një saldim cilësor, është e nevojshme të kryhet procesi i ngopjes së pishinës së saldimit me karbon C dhe mangan Mn.

Metodat e saldimit:

1. Hark manual duke përdorur elektroda speciale, fillimisht të kalcinuara, me diametër nga 2 deri në 5 mm. Llojet: E38 (për forcë mesatare), E42, E46 (për forcë të mirë deri në 420 MPa), E42A, E46A (për rezistencë të lartë të strukturave komplekse dhe funksionimin e tyre në kushte të veçanta). Saldimi me shufra OMM-5 dhe UONI 13/45 kryhet nën veprimin e rrymës direkte. Puna me elektroda TsM-7, OMA-2, SM-11 kryhet me një rrymë të çdo karakteristike.
2. Saldim me gaz. Më shpesh është e padëshirueshme, por e mundur. Ajo kryhet duke përdorur tela mbushëse Sv-08, Sv-08A, Sv-08GA, Sv-08GS. Metali i hollë me karbon të ulët (d 8 mm) është ngjitur në të majtë, i trashë (d 8 mm) - në mënyrën e duhur. Mangësitë në vetitë e shtresës mund të eliminohen duke normalizuar ose pjekje.

Saldimi i çeliqeve me pak karbon kryhet pa ngrohje shtesë. Për detajet e një formulari të thjeshtë, nuk ka kufizime. Është e rëndësishme të mbrohen strukturat vëllimore dhe grilë nga era. Është e dëshirueshme të bashkohen objektet komplekse në një punishte në një temperaturë jo më të ulët se 5˚С.

Kështu, për klasat VST1 - VST4, çeliku 10 - çeliku 20 - saldueshmëria është e mirë, praktikishtpa kufizime, që kërkon një përzgjedhje standarde individuale të metodës së saldimit, llojit të elektrodës dhe karakteristikave të rrymës.

Çeliqe strukturore me karbon të mesëm dhe të lartë

Ngopja e lidhjes me karbon redukton aftësinë e saj për të formuar komponime të mira. Në procesin e efekteve termike të një harku ose një flakë gazi, squfuri grumbullohet përgjatë skajeve të kokrrave, duke çuar në brishtësinë e kuqe, fosfori në brishtësinë e ftohtë. Më shpesh, materialet e lidhura me mangan saldohen.

Kjo përfshin çeliqet strukturorë të cilësisë së zakonshme VSt4, VSt5 (GOST 380-94), me cilësi të lartë 25, 25G, 30, 30G, 35, 35G, 40, 45G (GOST 1050-88) të prodhimit të ndryshëm metalurgjik.

Thelbi i punës është zvogëlimi i sasisë së karbonit në pishinën e saldimit, ngopja e metalit në të me silikon dhe mangan dhe sigurimi i teknologjisë optimale. Në të njëjtën kohë, është e rëndësishme të parandalohen humbjet e tepërta të karbonit, të cilat mund të çojnë në destabilizimin e vetive mekanike.

Veçoritë e saldimit me çelik me karbon mesatar dhe të lartë:

1. Ngrohja fillestare e skajit deri në 100-200˚С për gjerësi deri në 150 mm. Vetëm notat Vst4 dhe çeliku 25 janë ngjitur pa ngrohje shtesë. Për çeliqet me karbon të mesëm me saldim të kënaqshëm, normalizimi i plotë kryhet përpara fillimit të punës. Pjekja paraprake kërkohet për çeliqet me karbon të lartë.
2. Saldimi me hark kryhet me elektroda të kalcinuara të veshura, me madhësi nga 3 deri në 6 mm (OZS-2, UONI-13/55, ANO-7), nën rrymë të vazhdueshme. e mundur për të punuar nëfluksi ose gaze mbrojtëse (CO_{2, argon).}
3. Saldimi me gaz kryhet me flakë karburizuese, metodë e dorës së majtë, me parangrohje në temperaturën 200˚C, me një furnizim uniform të ulët të energjisë acetilen.
4. Trajtimi termik i detyrueshëm i pjesëve: forcim dhe kalitje ose kalitje e veçantë për të minimizuar sforcimet e brendshme, për të parandaluar plasaritjen, për të zbutur strukturat martenzitike dhe troostite të ngurtësuara.
5. Saldimi në pikë kontakti kryhet pa kufizim.

Kështu, çeliqet strukturore me karbon të mesëm dhe të lartë saldohen praktikisht pa kufizime, në një temperaturë të jashtme prej të paktën 5˚С. Në temperatura më të ulëta, paranxehja fillestare dhe trajtimi termik me cilësi të lartë janë të detyrueshme.

Saldim i çeliqeve me aliazh të ulët

Çeliqet e aliazhuar janë çeliqe që janë të ngopur me metale të ndryshme gjatë shkrirjes për të marrë vetitë e dëshiruara. Pothuajse të gjithë kanë një efekt pozitiv në ngurtësinë dhe forcën. Kromi dhe nikeli janë pjesë e lidhjeve rezistente ndaj nxehtësisë dhe inox. Vanadiumi dhe silikoni japin elasticitet, përdoren si material për prodhimin e sustave dhe sustave. Molibden, mangan, titan rrisin rezistencën ndaj konsumit, tungsten - fortësinë e kuqe. Në të njëjtën kohë, duke ndikuar pozitivisht në vetitë e pjesëve, ato përkeqësojnë saldueshmërinë e çelikut. Përveç kësaj, rritet shkalla e ngurtësimit dhe formimi i strukturave martenzitike, sforcimet e brendshme dhe rreziku i plasaritjes në tegela.

Saldueshmëria e çeliqeve të aliazhuar përcaktohet gjithashtu nga atopërbërja kimike.

Çeliqet me aliazh të ulët me karbon të ulët 2GS, 14G2, 15G, 20G (GOST 4543-71), 15HSND, 16G2AF (GOST 19281-89) janë salduar mirë. Në kushte standarde, ato nuk kërkojnë ngrohje shtesë dhe trajtim termik në fund të proceseve. Megjithatë, ekzistojnë ende disa kufizime:

• Diapazoni i ngushtë i kushteve termike të lejueshme.
• Puna duhet të kryhet në një temperaturë jo më të ulët se -10˚С (në kushte të temperaturave më të ulëta atmosferike, por jo më të ulëta se -25˚С, aplikoni ngrohjen paraprake deri në 200˚С).

Mënyra të mundshme:

• Saldim me hark elektrik me rrymë të vazhdueshme 40 deri në 50 A, elektroda E55, E50A, E44A.
• Saldim automatik me hark në ujë duke përdorur tela mbushëse Sv-08GA, Sv-10GA.

Saldueshmëria e çelikut 09G2S, 10G2S1 është gjithashtu e mirë, kërkesat dhe metodat e mundshme të zbatimit janë të njëjta si për lidhjet 12GS, 14G2, 15G, 20G, 15KhSND, 16G2AF. Një karakteristikë e rëndësishme e lidhjeve 09G2S, 10G2S1 është mungesa e nevojës për përgatitjen e skajeve për pjesët me diametër deri në 4 cm.

Saldim i çeliqeve me aliazh mesatar

Çeliqet me lidhje mesatare 20KhGSA, 25KhGSA, 35KhGSA (GOST 4543-71) prodhojnë rezistencë më të madhe ndaj formimit të shtresave të lirshme. I përkasin grupit me saldueshmëri të kënaqshme. Ata kërkojnë ngrohje paraprake në temperaturat 150-200˚С, saldime me shumë shtresa, forcim dhe kalitje pas përfundimit të saldimit. Opsionet:

• Rryma dhe diametri i elektrodës gjatë saldimit me hark elektrikzgjidhet në mënyrë rigoroze në varësi të trashësisë së metalit, duke marrë parasysh faktin se skajet më të holla ngurtësohen më shumë gjatë punës. Pra, me një diametër produkti prej 2-3 mm, vlera aktuale duhet të jetë brenda 50-90 A. Me një trashësi buzë 7-10 mm, rryma direkte e polaritetit të kundërt rritet në 200 A duke përdorur elektroda 4-6 mm. Përdoren shufra me veshje mbrojtëse celuloze ose fluori kalciumi (Sv-18KhGSA, Sv-18KhMA).
• Kur punoni në një mjedis mbrojtës me gaz CO_{2 është e nevojshme të përdorni tela Sv-08G2S, Sv-10G2, Sv-10GSMT, Sv-08Kh3G2SM me diametër lart deri në 2 mm.}

Për këto materiale përdoren shpesh metoda me hark argon ose saldimi me hark në ujë.

Çeliqe rezistente ndaj nxehtësisë dhe me forcë të lartë

Saldimi me lidhje hekur-karbon rezistente ndaj nxehtësisë 12MX, 12X1M1F, 25X2M1F, 15X5VF duhet të kryhet me paranxehje në temperaturat 300-450˚С, me forcim përfundimtar dhe kalitje të lartë..

• Saldim me hark elektrik në një mënyrë kaskadë për të projektuar një shtresë shumështresore, duke përdorur elektroda të veshura të kalcinuara UONII 13 / 45MH, TML-3, TsL-30-63, TsL-39.
• Saldim me gaz me furnizim me acetilen 100 dm3/mm duke përdorur materiale mbushëse Sv-08KhMFA, Sv-18KhMA. Lidhja e tubit kryhet me ngrohjen e mëparshme me gaz të të gjithë bashkimit.

Kur saldoni materiale me aliazh të mesëm me rezistencë të lartë 14Kh2GM, 14Kh2GMRB, është e rëndësishme të ndiqni të njëjtat rregulla si për çeliqet rezistente ndaj nxehtësisë, duke marrë parasysh disa nuanca:

• Pastrim i plotëskajet dhe përdorimi i kapakëve.
• Pjekja e elektrodës në temperaturë të lartë (deri në 450˚C).
• Ngrohni paraprakisht deri në 150˚C për pjesët mbi 2 cm të trasha.
• Ftohje e ngad altë e tegelave.

Çeliqe me aliazh të lartë

Përdorimi i një teknologjie të veçantë është i nevojshëm gjatë saldimit të çeliqeve me aliazh të lartë. Këto përfshijnë një gamë të madhe lidhjesh çelik, rezistente ndaj nxehtësisë dhe rezistente ndaj nxehtësisë, disa prej tyre: 09Kh16N4B, 15Kh12VNMF, 10Kh13SYu, 08Kh17N5MZ, 08Kh18G8N2T, 05MKh16N4B. Saldueshmëria e çeliqeve (GOST 5632-72) i përket grupit të 4-të.

Karakteristikë e saldueshmërisë së çelikut me aliazh të lartë me karbon të lartë:

1. Është e nevojshme të zvogëlohet forca aktuale me një mesatare prej 10-20% për shkak të përçueshmërisë së tyre të ulët termike.
2. Saldimi duhet të kryhet me një hendek, elektroda deri në 2 mm në madhësi.
3. Zvogëloni përmbajtjen e fosforit, plumbit, squfurit, antimonit, rrisni bollëkun e molibdenit, vanadiumit, tungstenit nëpërmjet përdorimit të shufrave të veshura speciale.
4. Nevoja për të formuar një mikrostrukturë saldimi të përzier (austenit + ferrit). Kjo siguron duktilitetin e metalit të depozituar dhe minimizimin e streseve të brendshme.
5. Ngrohja e detyrueshme e skajit në prag të saldimit. Temperatura zgjidhet në intervalin nga 100 deri në 300˚С, në varësi të mikrostrukturës së strukturave.
6. Zgjedhja e elektrodave të veshura në saldimin me hark përcaktohet nga lloji i kokrrave, vetitë dhe kushtet e punës së pjesëve: për çelik austenitik 12X18H9: UONII 13 / NZh, OZL-7, OZL-14 me Sv-06Kh19N9T veshjet,Sv-02X19H9; për çelik martensitik 20Kh17N2: UONII 10Kh17T, AN-V-10 i veshur me Sv-08Kh17T; për çelik austenitik-ferrit 12Kh21N5T: TsL-33 i veshur me Sv-08Kh11V2MF.
7. Kur saldohet me gaz, furnizimi i acetilenit duhet të korrespondojë me vlerën 70-75 dm3/mm, teli mbushës i përdorur është Sv-02Kh19N9T, Sv-08Kh19N10B.
8. Operacionet e harkut të zhytur janë të mundshme duke përdorur NZh-8.

Saldueshmëria e çelikut është një parametër relativ. Varet nga përbërja kimike e metalit, mikrostruktura e tij dhe vetitë fizike. Në të njëjtën kohë, aftësia për të formuar nyje cilësore mund të rregullohet me ndihmën e një qasjeje teknologjike të menduar mirë, pajisjeve speciale dhe kushteve të punës.