Навигация по таблицам
- Таблица режимов сварки разнородных соединений
- Таблица присадочных материалов для разных сочетаний металлов
- Таблица электродов для сварки разнородных сталей
- Таблица режимов TIG сварки
- Таблица совместимости металлов при сварке
Таблица режимов сварки разнородных соединений
| Сочетание металлов | Толщина, мм | Способ сварки | Ток, А | Напряжение, В | Скорость, м/ч | Подогрев, °C |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Углеродистая сталь + Нержавеющая сталь (304) | 3-6 | TIG | 80-120 | 12-16 | 8-12 | 150-200 |
| Углеродистая сталь + Нержавеющая сталь (316L) | 6-10 | MMA | 120-160 | 22-28 | 10-15 | 200-250 |
| Низколегированная сталь + Хромистая сталь (12% Cr) | 8-15 | MIG/MAG | 180-220 | 24-30 | 20-30 | 250-300 |
| Перлитная сталь + Аустенитная сталь | 10-20 | SAW | 400-600 | 28-32 | 15-25 | 300-350 |
| Углеродистая сталь + Дуплексная сталь | 5-12 | TIG | 100-150 | 14-18 | 12-18 | 100-150 |
Таблица присадочных материалов для разных сочетаний металлов
| Основной металл 1 | Основной металл 2 | Присадочная проволока/электрод | Тип покрытия | Содержание Ni, % | Применение |
|---|---|---|---|---|---|
| Ст3 | 12Х18Н10Т | ER309L / ЭА-395/9 | Основное | 12-15 | Общего назначения |
| 20 | 08Х18Н10 | ER309LSi / ОЗЛ-8 | Основное | 13-15 | Ответственные конструкции |
| 09Г2С | 12Х17 | ER410 / УОНИ-13/НЖ | Основное | ≤1.0 | Энергетическое оборудование |
| Ст3 | Инконель 625 | ERNiCrMo-3 / ЦН-6Л | Основное | 58-63 | Химическая промышленность |
| 15ХМ | 08Х22Н6Т | ER308L / АНП-10 | Основное | 9-11 | Нефтехимия |
Таблица электродов для сварки разнородных сталей
| Марка электрода | Диаметр, мм | Назначение | Род тока | Полярность | Расход, кг/кг |
|---|---|---|---|---|---|
| ЭА-395/9 | 2.5-5.0 | Аустенитные + углеродистые стали | DC | Обратная | 1.4-1.6 |
| ОЗЛ-8 | 3.0-4.0 | Нержавеющие + углеродистые стали | DC/AC | Обратная | 1.5-1.7 |
| УОНИ-13/НЖ | 3.0-5.0 | Хромистые + перлитные стали | DC | Обратная | 1.3-1.5 |
| ЦН-6Л | 3.2-4.0 | Никелевые сплавы + стали | DC | Обратная | 1.6-1.8 |
| АНП-10 | 2.5-4.0 | Теплоустойчивые + аустенитные стали | DC | Обратная | 1.4-1.6 |
Таблица режимов TIG сварки разнородных металлов
| Толщина, мм | Диаметр электрода WL-20, мм | Ток, А | Расход аргона, л/мин | Скорость сварки, мм/мин | Зазор, мм |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.0-1.5 | 1.6 | 30-50 | 6-8 | 150-200 | 0.5-1.0 |
| 2.0-3.0 | 2.4 | 60-90 | 8-10 | 120-150 | 1.0-1.5 |
| 4.0-6.0 | 3.2 | 120-180 | 12-15 | 100-120 | 2.0-2.5 |
| 8.0-10.0 | 4.0 | 200-280 | 15-18 | 80-100 | 3.0-4.0 |
| 12.0-15.0 | 4.8 | 300-400 | 18-22 | 60-80 | 4.0-5.0 |
Таблица совместимости металлов при сварке
| Металл/Сплав | Углеродистая сталь | Нержавеющая сталь | Алюминий | Медь | Титан | Чугун |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Углеродистая сталь | Отлично | Удовлетворительно | Плохо | Удовлетворительно | Плохо | Удовлетворительно |
| Нержавеющая сталь | Удовлетворительно | Отлично | Плохо | Удовлетворительно | Удовлетворительно | Удовлетворительно |
| Алюминий | Плохо | Плохо | Отлично | Удовлетворительно | Плохо | Плохо |
| Медь | Удовлетворительно | Удовлетворительно | Удовлетворительно | Отлично | Плохо | Удовлетворительно |
| Титан | Плохо | Удовлетворительно | Плохо | Плохо | Отлично | Плохо |
Оглавление статьи
1. Основы сварки разнородных металлов
2. Классификация разнородных соединений
3. Технологические трудности и их решения
4. Методы сварки разнородных металлов
5. Выбор присадочных материалов
6. Контроль качества и дефекты
1. Основы сварки разнородных металлов
Сварка разнородных металлов представляет собой сложный технологический процесс соединения материалов, существенно отличающихся по физико-механическим свойствам, химическому составу и структуре. В современной промышленности такие соединения находят широкое применение в энергетике, химической промышленности, машиностроении и других отраслях, где требуется сочетание различных свойств материалов.
Основными проблемами при сварке разнородных металлов являются различия в температурах плавления, коэффициентах термического расширения, теплопроводности и формировании интерметаллических соединений в зоне сплавления. Эти факторы могут приводить к возникновению напряжений, трещин и снижению прочностных характеристик сварного соединения.
2. Классификация разнородных соединений
Согласно современным стандартам, разнородные металлы и сплавы классифицируются на несколько основных групп в зависимости от их структуры и свойств:
Группа А: Углеродистые и низколегированные стали (Ст3, 20, 09Г2С) - характеризуются хорошей свариваемостью и широким применением в строительных конструкциях.
Группа Б: Легированные стали повышенной и высокой прочности (15ХМ, 12Х1МФ, 25Х1МФ) - требуют специальных режимов сварки и термической обработки.
Группа В: Теплоустойчивые стали (15Х5М, 12Х2МФБ) - применяются в энергетическом оборудовании при высоких температурах.
Группа Г: Высоколегированные стали и сплавы (аустенитные, ферритные, дуплексные нержавеющие стали, никелевые сплавы) - обладают специальными свойствами коррозионной стойкости и жаропрочности.
3. Технологические трудности и их решения
Основные технологические проблемы при сварке разнородных металлов связаны с образованием переходных зон с неоднородной структурой, возникновением остаточных напряжений и склонностью к образованию трещин. Особенно критичными являются соединения перлитных сталей с аустенитными, где возможно образование мартенситных структур в зоне термического влияния.
Для решения этих проблем применяются следующие технологические приемы: использование буферных слоев из материалов с промежуточными свойствами, предварительная наплавка переходных слоев, контролируемое охлаждение и послесварочная термическая обработка. При сварке углеродистых сталей с нержавеющими часто используют никелевые электроды или проволоку с содержанием никеля 40-60%.
4. Методы сварки разнородных металлов
Выбор метода сварки разнородных металлов зависит от толщины свариваемых элементов, их химического состава, требований к качеству соединения и условий производства. Наиболее распространенными являются следующие методы:
Ручная дуговая сварка (MMA) - применяется для сварки деталей толщиной от 3 до 30 мм, обеспечивает хорошее качество швов при правильном выборе электродов. Преимущества: универсальность, возможность сварки в любых пространственных положениях. Недостатки: относительно низкая производительность, зависимость качества от квалификации сварщика.
Аргонодуговая сварка (TIG) - оптимальна для тонкостенных конструкций и ответственных соединений. Обеспечивает высокое качество шва, минимальное разбрызгивание и точный контроль процесса. Особенно эффективна при сварке нержавеющих сталей толщиной до 10 мм.
Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG) - используется для средних и больших толщин, обеспечивает высокую производительность. При сварке разнородных металлов применяются специальные защитные газы и проволоки.
5. Выбор присадочных материалов
Правильный выбор присадочных материалов является критически важным фактором для получения качественных разнородных соединений. Присадочный материал должен обеспечивать необходимые механические свойства шва, коррозионную стойкость и совместимость с основными металлами.
При выборе электродов или проволоки руководствуются следующими принципами: химический состав наплавленного металла должен быть близок к более легированному из свариваемых материалов; содержание углерода в присадочном материале должно быть минимальным для предотвращения образования карбидов; для соединений с большой разницей в коэффициентах расширения используют высоконикелевые материалы.
Современные присадочные материалы производства ведущих компаний (ESAB, Lincoln Electric, Böhler Welding) обеспечивают стабильные результаты при соблюдении технологических режимов. Важным аспектом является правильное хранение электродов - они должны прокаливаться при температуре 330-370°C в течение 2 часов для удаления влаги.
6. Контроль качества и дефекты
Контроль качества сварных соединений разнородных металлов включает визуальный контроль, неразрушающие методы испытаний и механические испытания. Особое внимание уделяется контролю химического состава наплавленного металла, структуры переходных зон и отсутствию трещин.
Типичными дефектами разнородных соединений являются: горячие трещины в металле шва из-за высокого содержания серы и фосфора; холодные трещины в зоне термического влияния при сварке закаливающихся сталей; отслоения и поры из-за неправильной подготовки кромок; межкристаллитная коррозия в нержавеющих сталях при нарушении режимов сварки.
Для предотвращения дефектов применяются следующие меры: тщательная подготовка кромок и удаление загрязнений; контроль температуры подогрева и межслойной температуры; использование качественных сварочных материалов; послесварочная термическая обработка при необходимости.
7. Практические применения и рекомендации
Разнородные соединения находят широкое применение в различных отраслях промышленности. В энергетике это соединения перлитных и аустенитных сталей в котельных установках, переходы от углеродистых сталей к нержавеющим в трубопроводах. В химической промышленности - соединения коррозионностойких материалов с конструкционными сталями.
При проектировании разнородных соединений рекомендуется: минимизировать количество переходов; располагать переходы в зонах с минимальными напряжениями; обеспечивать возможность термической обработки; предусматривать компенсацию температурных деформаций.
Современные тенденции в области сварки разнородных металлов связаны с развитием новых присадочных материалов, совершенствованием технологий предварительной и послесварочной обработки, применением роботизированных комплексов для обеспечения стабильности процесса.
