материалы для сварки и их применение

Сплавы алюминия находят широкое применение в промышленности в виде отливок, листов, а также профилей сложной формы. При небольшой плотности сплавы алюминия отличаются высоким уровнем прочности, коррозионной стойкости и пластичности. Это достигается благодаря легированию их различными добавками — марганцем (Mn), магнием (Mg), кремнием (Si), хромом (Cr) и никелем (Ni).

Сплавы алюминия можно разделить на две группы:

• деформируемые, которые в свою очередь могут быть неупрочняемыми (сплавы алюминия с марганцем и магнием) и упрочняемые термообработкой (дюралюмины).
• литейные, используются для деталей со сложной конфигурацией.

Для сварки алюминия используются следующие виды сварки:

• ручная дуговая сварка угольными и штучными электродами;
• дуговая сварка в защитных газах неплавящимися электродами — аргонодуговая сварка – позволяет получить наилучшее качество сварного соединения. Однако требует высокой квалификации сварщика;
• полуавтоматическая дуговая сварка в защитных газах сварочной проволокой;
• газоплазменная и контактная;
• дуговая сварка под флюсом.

Практически при всех вышеуказанных способах сварки используется присадочная проволока или прутки. Наша компания предлагает для сварки алюминия следующие виды проволоки и прутков — ER5183 (AlMg5,5Mn), ER4043 (AlSi5) аналог Св-АК5 и ER5356 (AlMg5) аналог Св-AMr5, для аргонодуговой сварки вольфрамовые (неплавящиеся) электроды марок WP, WL15, WL20, WC20, WZ8, для ручной дуговой сварки – угольные электроды марки CARBON.

Главная проблема при сварке алюминия – это образование на поверхности алюминия или его сплавов оксидной пленки, затрудняющей плавление металла из-за ее тугоплавкости (температура плавления — 2050⁰С), а так же высокая теплопроводность алюминия – из-за чего сложно прогреть место сварки.

Далее давайте рассмотрим более подробно виды сварки, которые применяются для сварки алюминия и материалы для нее применяются:

• pучная дуговая сварка. При данном виде сварки используют угольные электроды диаметром 4, 6, 8 и более мм. Штучные прокрытые электроды, соответствующие составу свариваемого сплава;
• aргонодуговая сварка неплавящимся электродом на переменном токе – оптимальный вариант сварки алюминия, в том числе тонколистового. Этот способ обеспечивает минимальную деформацию свариваемой конструкции и высокое качество шва. Но этот вид сварки требует высокой квалификации сварщика. Ручная сварка в защитных газах напоминает газопламенную сварку. Ванна из жидкого металла образуется под неподвижным электродом, затем в нее подают присадочный пруток до его расплавления и заполнения ванны. После чего присадку отводят и электрод быстро перемещают по направлению сварки на нерасплавленные кромки. Далее снова разводят сварочную ванну и процесс повторяют. При вертикальных и горизонтальных сварочных работах необходимо отслеживать объем расплавленного металла и вовремя подавать присадочный материал для охлаждения металла ванны и предотвращения его вытекания. Подачу газа прекращают не раньше, чем через 3…5 с после обрыва дуги, что обеспечит сохранность вольфрамового электрода, позволит избежать включения частиц вольфрама в шов (частая причина брака при аргонодуговой сварке алюминия), предотвратит окисление шва в горячем состоянии и появление трещин. Определить рабочее состояние вольфрамового электрода можно по цвету рабочего конца электрода. Если конец электрода серебристо-белого цвета без налипания и трещин — электрод готов для дальнейшей сварки. Не подходит для дальнейшей работы электрод с концом темно-синего или черного цвета;
• полуавтоматическая и автоматическая сварка алюминия отличается от ручной, автоматической подачей присадочной проволоки в зону сварки. В данном случае функцию электрода берета на себя сварочная проволока;
• газопламенная сварка алюминия производится кислородно-ацетиленовым пламенем при соотношении 02/С2Н2 = 1,1…1,2. Чтобы защитить алюминий от окисления во время данного вида сварки применяют флюсы на основе хлоридов и фторидов натрия, калия и лития. По окончании сварочных работ с применением флюсов необходимо очистить поверхность металла от шлака.

Учитывая вышеизложенные особенности при сварке алюминия, не последнюю роль играет выбор качественных сварочных материалов. Наша компания предлагает сварочные материалы для сварки алюминия отличного качества, поставляемые под брендом GWC, приобрести которые можно в розницу в нашем интернет-магазине и оптом отправив запрос менеджерам.

Сварка алюминия в домашних условиях

Внушительный список достоинств сделал алюминий востребованным материалом во всех отраслях экономики, включая корабле- и самолетостроение. Но, как и любой другой металл, он имеет и недостатки. Один из них – технологические сложности при сваривании заготовок из алюминия и его сплавов. Качественно выполнить подобную работу могут только высококвалифицированные специалисты.

СОДЕРЖАНИЕ

• Почему свариваемость алюминия низкая
• Способы сварки алюминия
• Что нужно для сварки алюминия
• Чем варить алюминий в домашних условиях
• Сварка вольфрамовыми электродами в инертной среде
• Задействуем полуавтомат
• Выполняем работы инвертором
• Технология сварки алюминия при помощи флюсов
• Заключение

Почему свариваемость алюминия низкая

Мягки серебристый металл сложно поддается сварке в силу объективных причин, которые вытекают из его свойств. А именно:

• На поверхности алюминия образуется окислительная пленка. И если температура плавления металла составляет всего лишь 660 градусов Цельсия, то защитной пленки – 2044 °C.
• В процессе работы очень сложно контролировать сварочную ванну из-за высокой текучести металла. Необходимо использовать специальные теплоотводящие подкладки.
• Расплавляясь, алюминий выделяет много водорода. В результате после остывания расплава внутри и на поверхности остается много микропустот.
• Алюминий характеризуется высокой степенью усадки. Из-за этого во время охлаждения не исключена деформация шва.
• Высокая теплопроводность вынуждает использовать ток, сила которая намного больше, чем при исполнении аналогичных работ с другими металлами. Сравнительно с обычной сталью разница составляет 100 процентов.

Необходимо подчеркнуть, что в домашних условиях любителям не приходится иметь дело с чистым алюминием. Сваривать приходится его сплавы. Это усложняет и без того непростой процесс, поскольку для каждого сплава (а чаще всего его марка неизвестна) нужно подобрать конкретный режим и дополнительные материалы. Унифицировать сварочный процесс в данной ситуации практически невозможно.

Способы сварки алюминия

На практике есть большое количество приемов и разных способов сварки алюминия и его сплавов. Они отличаются не только методами работы, но и оборудованием, дополнительными материалами. Наиболее часто применяется три способа сварки:

• с использованием вольфрамовых электродов и инертного газа;
• в инертной среде полуавтоматической сваркой;
• без газов с применением плавящихся электродов.

Третий способ представляет собой распространенную технологий сварки алюминиевых заготовок без аргона.

Важно! Сварочные работы со сплавами алюминия подразумевают необходимость разрушения оксидного слоя, образованного на поверхности в результате окисления металла. Для достижения результата используется переменный ток или постоянный с обратной полярностью.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими сварочными столами собственного производства от компании VTM.

Что нужно для сварки алюминия

Традиционно процесс начинается с подготовки соединяемых заготовок. Основная задача здесь очень проста – очистить поверхность от посторонних включений и грязи. Кромка алюминия очищается с помощью химических составов. Далее после полного высыхания поверхность обезжиривается бытовым растворителем. Пригодны любые обезжиривающие составы: уайт-спирит, ацетон, бензин с высоким октановым числом и т.д.

При работе с заготовками толщиной от 4 мм и больше предварительно нужно «разделать кромки». Способов выполнения данной работы несколько, включая наиболее распространенный – создание конусовидной формы. Завершающим этапом является удаление оксидной пленки при помощи напильника либо любого иного абразива, в том числе наждачной бумаги с крупным зерном.

Чем варить алюминий в домашних условиях

Соединение алюминиевых заготовок с использованием покрытых электродов обозначается аббревиатурой ММА. Режим Manual Metal Arc применяется при работе с металлическими заготовками толщиной от 4 мм и в случаях соединения конструкций с невысокими требованиями к качеству. Этот метод не относится к числу высокотехнологичных: во время выполнения работ внутри швов остаются поры, которые заметно снижают их прочность. Еще одни большой минус – очень сложно застывший шлак, который в конечном итоге приводит к усилению коррозии.

Особенности сварочных работ по алюминию электродами со специальным покрытием:

• используется только обратно полярный постоянный ток;
• величина силы тока определяется, выходя из соотношения 25-30 А на каждый миллиметр толщины заготовки;
• качественный шов может получиться только при условии, что кромка детали средней толщины нагрета до температуры 300 градусов Цельсия. Толстые детали разогреваются до 400 °C;
• в обязательном порядке необходимо медленное остывание. В противном случае шов будет хрупким;
• электрод нужно сжигать «за один присест». В случае разрыва электрической дуги на поверхности алюминия и электрода образуется слой из шлака, который препятствует протеканию тока. Повторно разжечь дугу будет затруднительно.

По завершению работы требуется хорошо очистить шов от шлака: в дальнейшем он становится причиной активной коррозии металла. Для этого достаточно иметь горячую воду и обыкновенную щетку по металлу.

Сварка вольфрамовыми электродами в инертной среде

Когда прочность и качество сварного шва поставлены во главу угла, то самое время прибегнуть к технологии сварки алюминия вольфрамовыми электродами с использованием инертного газа. Для защиты подойдет аргон или гелий. Электроды применяются диаметром от 1,6 до 5 мм. Дополнительно используется присадочная проволока толщиной 1,6-4 мм.

Сварка подключается к сети переменного тока, а технологические параметры подбираются в зависимости от оборудования. Другими словами, под определенные режимы сварки приобретаются электроды и проволока нужной толщины; определяется скорость подачи инертного газа, сила тока и прочие параметры.

Особенности сварки:

• Важно, чтобы длина дуги не превышала 2,5 мм.
• Электрод по отношению к поверхности ставится под углом порядка 80 градусов.
• Между присадочной проволокой и электродом выдерживается прямой угол.
• Изначально по шву перемещается проволока и только следом проходит горелка с электродом.
• Ровность шва можно обеспечить при условии продольного перемещения электрода. Нежелательно двигать электродом в поперечном направлении.
• Чтобы ванна заполнялась равномерно проволоку в рабочую зону следует подавать возвратно-поступательным перемещением.
• Свариваемые элементы следует укладывать на железный стол. Черный метал будет отводить избыточное тепло.
• Подача инертного газа начинается за 4-5 сек до образования и прекращается через 6-7 секунд после прерывания сварочной дуги.

Задействуем полуавтомат

Применение для сварки алюминиевых сплавов полуавтоматического аппарата является идеальным решением. Устройство генерирует импульсы тока высокого напряжения, благодаря чему отлично разрушается пленка оксида металла. Но полуавтоматы с режимом сварки алюминия стоят очень дорого. Поэтому в бытовых условиях умельцы приспособились обходиться обычными полуавтоматами без такого функционала. Метод идентичен технологии сваривания черных металлов, но вместо обычной присадочной проволоки используется алюминиевая.

Еще несколько особенностей:

• В силу того, что алюминиевая проволока расплавляется с большей скоростью по сравнению со стальной, соответственно, подавать ее надо в несколько раз быстрей.
• Коэффициент расширения алюминия больше, чем стали. Чтобы выровнять ситуацию, необходимо приобрести специальный наконечник с обозначением «Al».
• Мягкая проволока может стать причиной образования скрутки или петли, что приведет к прерывания сварочных работ. Желательно предусмотреть специальный механизм подачи. Его несложно смастерить самостоятельно из трех-четырех направляющих роликов.

Выполняем работы инвертором

Для сваривания алюминиевых заготовок нередко используется инвертор. Очень важно правильно подобрать силу тока и электрод. Лучше всего подходят продукты марки ОЗАНА, ОЗА или ОЗР. Выбор силы тока выполняется с учетом высоких плавильных свойств материала. В остальном все идентично процессу сваривания черных металлов.

Важно! Вначале электроды желательно прокалить в печи, специально предназначенной для их термической обработки.

Читайте также: Как правильно варить электросваркой

Технология сварки алюминия при помощи флюсов

На рынке флюсы представлены в большом ассортименте, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант для сваривания конкретного вида алюминиевого сплава. Флюсы с этой целью применяются достаточно давно и призваны разрушить защитную оксидную оболочку. Под воздействием высокой температуры флюс растворяется и вступает в реакцию с оксидом алюминия, разрушая его. В этот же момент заготовки соединяются между собой.

Можно приобрести флюсы, которые предназначены отдельно для дуговой или газовой сварки. Помимо этого, для работы с дуговой сваркой можно использовать графитовые или угольные электроды.

Заключение

Из материала статьи несложно сделать основные выводы. Прежде всего то, что для сваривания алюминия есть множество вариантов, которые отличаются оборудованием и способом. Но в любом случае важна тщательная предварительная подготовка, правильный выбор материалов и настройка аппарата.

Читайте также: Виды электродов для сварки

Как и чем варить алюминий

Оцените, пожалуйста, статью

12345

Всего оценок: 62, Средняя: 2

Какой сварочный аппарат мне нужен для сварки алюминия?

••• Photos.com/Photos.com/Getty Images

Обновлено 24 апреля 2017 г.

Автор: Сьюзан Кристофф

Алюминиевые сплавы представляют собой большую проблему для сварщиков, чем стальные сплавы. Алюминий имеет более низкую температуру плавления и более высокую проводимость, чем стали, что может привести к прожогам, особенно в более тонких алюминиевых листах. Алюминиевая фидерная проволока мягче, чем ее стальной аналог, и может спутываться в фидере. Выбор метода сварки алюминия зависит от потребностей конкретного применения и навыков сварщика, который будет выполнять изготовление.

Сварка ВИГ

Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (ВИГ) является основным методом сварки алюминия. Поскольку алюминиевая заготовка требует много тепла, чтобы нагреться до температуры, но может удерживать это тепло в течение длительного времени, сварочный аппарат с контролем тока полезен для предотвращения перегрева алюминиевой заготовки, вызывающего прожог. Сварка TIG может применяться как для тонкого алюминиевого листа, так и для более толстого алюминиевого листа. Поскольку для сварки TIG требуется отдельный присадочный стержень, сварщик должен выбрать сварочный стержень из сплава, максимально близкого к сплаву заготовок.

Сварка MIG

Сварка металлов в среде инертного газа (MIG) может быть успешно использована для сварки алюминия. При выборе сварщика необходимо решить, будет ли использоваться дуговая сварка со струйным распылением или импульсная сварка. Для импульсной сварки требуется инверторный источник питания, в то время как для дуговой сварки со струйным распылением можно использовать машины постоянного тока и постоянного напряжения. Сварка MIG лучше всего подходит для тонких алюминиевых листов из-за необходимого количества тепла. При выборе защитного газа для сварки MIG алюминия лучше всего подходит 100-процентный аргон. Сварщик должен выбрать сварочную проволоку или стержень, сплав которого максимально похож на сплав обрабатываемых деталей, чтобы обеспечить качественный сварной шов.

Газовая сварка

Алюминий можно сваривать газовой горелкой, но этот метод сложнее, чем сварка MIG и TIG. Горелкой труднее контролировать тепло, подаваемое на заготовку, а при использовании горелки более вероятно прогорание. Для сварки алюминия с горелкой требуется ловкий сварщик, который может адекватно управлять горелкой и присадочной проволокой.

Очистка алюминиевых деталей

Независимо от того, какой сварочный аппарат используется для сварки алюминиевых деталей, перед началом сварки детали должны быть очень чистыми. Оксид алюминия имеет гораздо более высокую температуру плавления, чем основной алюминий, поэтому любые оксиды, которые остаются на поверхности заготовки, могут привести к оксидным включениям в сварном шве, снижая общую прочность и внешний вид сварного шва. Заготовки можно очищать с помощью химического травления или механически с помощью проволочной щетки.

Статьи по теме

Ссылки

• Miller Welds: Советы по сварке алюминия

Об авторе

Сьюзен Кристофф занимается написанием инженерных статей уже 13 лет. Ее статьи публиковались на eHow.com, Suite101, на ее личных веб-сайтах и ​​на веб-сайтах многих клиентов-гостеррайтеров. Опыт Кристоффа включает проектирование, конструкции, датчики, сбор данных и производство.

Авторы фотографий

Photos.com/Photos.com/Getty Images

Руководство для начинающих по сварке алюминия

Эта страница не является исчерпывающим руководством; это всего лишь несколько советов и несколько ссылок на более авторитетную информацию. Он предназначен для людей, которые хотят научиться сваривать алюминий, но не имеют опыта сварки алюминия или даже сварки в целом.

Это было описание меня пару месяцев назад. В своих попытках научиться сваривать алюминий я собрал всю информацию, которую смог найти, из множества различных источников — очень упрощенное и малоинформативное руководство, прилагаемое к сварочному аппарату, много литературы в Интернете, основные книги по сварке с очень короткие разделы по алюминию и очень продвинутые книги, написанные для инженеров, в которых больше уравнений и формул, чем практических советов по сварке.

Затем, используя то, что я узнал, в сочетании с большим количеством проб и ошибок, я в конце концов понял, как склеить два куска алюминия, не трескаясь, не деформируясь, не усыхая и не ломаясь. Попутно я сделал несколько ключевых открытий, которые сэкономили бы мне много времени на пробы и ошибки, если бы кто-то просто рассказал мне о них. Я подумал, что поделюсь тем немногим, что знаю, и, возможно, это поможет кому-то научиться сваривать алюминий быстрее, чем в противном случае.

Какое оборудование вам нужно?

Сварочный аппарат TIG

Сварочный аппарат TIG (GTAW). Большинство источников говорят, что сварочный аппарат TIG (вольфрамовый инертный газ), также называемый GTAW (газовая вольфрамовая дуговая сварка), является лучшим методом сварки алюминия. Я слышал, что алюминий также можно сваривать с помощью сварочного аппарата MIG, сварочного аппарата или даже с помощью газовой горелки.

Так как я использовал TIG только для алюминия, я буду писать об этом. Сварочные аппараты TIG довольно дороги, и трудно оправдать покупку даже устройств самого низкого качества, если вы не зарабатываете деньги на сварке. Более дорогие устройства (6000 долларов) имеют ряд функций, которые позволяют выполнять высококачественную сварку алюминия.

У нас есть недорогой (2500 долларов) сварочный аппарат Hobart, который описывается как хороший для любителей или фермеров. Как бы ни было заманчиво обвинить машину, пока я делал обугленные куски искривленного металла вместо аккуратно сваренных соединений, я понял, что адекватные сварные швы можно сделать даже с дешевой машиной.

Что вы получите, потратив лишние деньги на сварщика? Больше сила тока (имеется в виду возможность сваривать более толстый металл), водяное охлаждение (не знаю, какое преимущество это дает, но на нашем агрегате с воздушным охлаждением колпак горит оранжевым, когда он работает на максимальной мощности, а это всего 165А), прямоугольная волна AC (это позволяет шлифовать вольфрам с церием до точки для более стабильной дуги), регулировка частоты и регулировка соотношения положительного и отрицательного тока для лучшей очистки или проплавления. Поскольку на моей машине нет ни одной из этих функций, я не могу дать совет, как их использовать.

СИЗ

1. Хорошие сварочные перчатки. У меня есть дрянные сварочные перчатки и болезненные волдыри, чтобы доказать это.
2. Хороший сварочный шлем. Я слышал, что лучшими являются автоматически затемняемые шлемы с золотым оттенком. У меня есть шлем за 20 долларов с крошечным окном, которое падает с моей головы, когда я его опускаю.

Аргон

1. Газ аргон. Смеси не подходят для алюминия, за исключением смеси аргона и гелия. Не берите бак у сварщика MIG, чтобы использовать его на сварочном аппарате TIG — он вообще не будет работать. Вы просто сделаете кучу сгоревшего металла и копоти.

Алюминиевый сварочный пруток

1. Алюминиевый сварочный пруток. Я получил 4043, который кажется наиболее рекомендуемым. На http://www.tinmantech.com есть хорошая таблица, где показано, какой стержень использовать для каких сплавов, а также масса отличной информации по металлообработке и сварке алюминия. На данный момент я понятия не имею, как отличить один сплав от другого, и я не занимаюсь особо важной сваркой, так что не беспокойтесь об этом. У меня 4043 хорошо работает.

Щетка из нержавеющей стали

1. Специальная щетка из нержавеющей стали, которую можно использовать только для алюминия. Напишите на нем «алюминий», чтобы он не использовался ни для чего другого.

Место для сварки

1. Металлическая скамья не помешала бы. У меня его нет. Остановка сварочного шва, чтобы потушить пожар, — это заноза в заднице. Это происходит со мной все время.

Опрыскиватель для растений

1. Пульверизатор с водой. Это не для охлаждения работы, а для тушения небольших пожаров, которые недостаточно велики, чтобы использовать огнетушитель. Быстрое охлаждение алюминия может привести к его растрескиванию в сварном шве или вблизи него.

Огнетушитель

1. Огнетушитель может быть неплохой идеей, если вы не хотите, чтобы вас уволили за поджог магазина.

Рубашка с длинным рукавом

1. Это ОЧЕНЬ важно: тяжелая хлопковая рабочая рубашка с длинным рукавом. Сварка TIG производит больше УФ-излучения, чем любой другой процесс сварки. В первый раз, когда я использовал TIG, я был одет в футболку. Я использовал сварщик в течение 10 минут, если даже это. Я был болезненно обожжен волдырями и шелушением кожи на бицепсах и шее. Мне просто нужно несколько минут, чтобы сделать серьезное сжигание.

Удерживающая работа

•  Зажимы или тиски Захваты или что-то еще, что вы собираетесь использовать, чтобы удерживать вашу работу на месте, а также несколько блоков или стержней из алюминия или меди, которые можно использовать в качестве радиаторов.

Достаточно списка покупок. Далее полезные советы

Советы

Совет №1 — Очистите алюминий

Это самый важный совет, который у меня есть. Я читал это в нескольких местах до того, как начал практиковаться в сварке, но это не казалось таким уж въевшимся, и я потратил много металла, пытаясь сварить вместе два куска грязного алюминия. АЛЮМИНИЙ, КОТОРЫЙ ВЫГЛЯДИТ СОВЕРШЕННО НОВЫМ И ЧИСТЫМ, НА САМОМ ДЕЛЕ ГРЯЗЕН. ЭТО НЕ КАК СТАЛЬ.

• Блуждающая дуга — Вы не можете запустить лужу, не прожигая или не искажая металл
• Ваш наполнитель не смешается с лужей, вместо этого он скатывается в трудно переплавляемый шар.
• Алюминий, кажется, имеет поверхностное натяжение, как капли воды на вощеной поверхности.
• При попытке соединить 2 детали края скручиваются друг от друга и образуют еще больший зазор.

Вот почему

Вот что происходит: Алюминий быстро образует более или менее невидимое покрытие из оксида алюминия. Оксид алюминия плавится при температуре, в три раза превышающей температуру алюминия. Когда вы пытаетесь сварить неочищенный алюминий, алюминий под покрытием из оксида алюминия расплавится, но покрытие из оксида алюминия останется твердым и будет действовать как мембрана, как воздушный шар с водой. Когда вам, наконец, удастся проникнуть через покрытие, очень жидкий алюминий внутри сразу же вытечет наружу, как лопнувший воздушный шар с водой.

• Сначала я распыляю ацетон на алюминий. Не используйте очиститель тормозов, если это не 100% ацетон. Если вам нужно убедить, проверьте это — Brewer Racing Frames. Спасибо за подсказку, Андрей!
• Затем я промываю алюминий в воде на случай, если на нем останутся неприятные следы. Перед сваркой алюминий должен быть полностью сухим, включая все уголки и закоулки.
• Затем я использую щетку из нержавеющей стали (убедитесь, что щетка из нержавеющей стали, я читал, что это важно), чтобы очистить алюминий до блеска вокруг области, подлежащей сварке.

В некоторых статьях, которые я читал, говорится, что алюминий следует очищать только в одном направлении, чтобы избежать попадания загрязняющих веществ в алюминий. Я не всегда соблюдаю это правило и не замечал вытекающих из него проблем, но я не работаю над чем-то слишком критичным и я далеко не эксперт. Я также читал, что колодки 3M Scotchbrite — хороший способ подготовки алюминия. Если вы не привариваете алюминий сразу после очистки, перед началом сварки его следует подкрасить. Я читал, что восьмичасовая выдержка после очистки — это максимально допустимое без повторной очистки.

Совет № 2. Прикрепите свою работу к радиатору

Радиатор из меди или алюминия, если это возможно. Алюминий очень хорошо проводит тепло. Как только область, которую вы пытаетесь сварить, становится достаточно горячей, чтобы расплавиться, остальная часть работы, вероятно, будет настолько горячей, что она сожмется и деформируется. Использование теплоотвода под свариваемой областью поглотит часть тепла и предотвратит деформацию изделия.

Совет №3. Предварительный нагрев перед сваркой

Это НАМНОГО облегчает сварку алюминия. Это не предмет споров. Проблема в том, что некоторые виды алюминия подвергаются термообработке, и при нагревании и охлаждении термообработанный алюминий становится мягче.

Я читал мнения, начиная от «термически обработанный алюминий никогда не следует предварительно нагревать» и «предварительный нагрев — это костыль для неопытных сварщиков» до противоположной крайности «алюминий всегда следует предварительно нагревать, чтобы предотвратить растрескивание».

Рекомендуемая температура предварительного нагрева от 275 град. Ф, до 500 град. F. Я подозреваю, что многие из этих мнений верны в своем собственном контексте. Правильная процедура, вероятно, различается для сварки двери космического корабля в вакуумной камере и сварки треснувшей головки блока цилиндров.

Одно я знаю точно: сварка более толстых деталей из алюминия нашим сварочным аппаратом на 165А без предварительного нагрева невозможна. Однажды я попытался сварить два куска алюминия толщиной 8 мм без предварительного нагрева. В результате получился очень неглубокий и слабый шов, автоматический выключатель сработал дважды, а сварочный аппарат перегрелся и отключился после каждых двух дюймов сварки.

У меня нет под рукой духовки, поэтому я использую пропановую горелку, направленную на радиатор, к которому я прикрепляю работу, и инфракрасный термометр, чтобы определить, достаточно ли жарко. Обычно я не могу нагреть работу выше 350 градусов, так что это температура, которую я использую. Я подумывал приобрести дешевую бывшую в употреблении электрическую духовку или электрическую плиту, но пока не решился. Я не использую горелку непосредственно на работе. Я не знаю, вызовет ли это проблему или нет, вместо этого я чувствую себя более комфортно, нагревая радиатор.

Совет № 4. Если вольфрам загрязнится, прекратите сварку и исправьте его.

Когда вольфрам соприкасается со сварочной ванной или присадочным материалом, дуга становится нестабильной и качество сварки значительно снижается. Со мной это часто случается, к сожалению. Лучший способ исправить это — снять вольфрам, положить его на плоскую поверхность так, чтобы загрязненная часть вольфрама свисала с края, ударить по загрязненной части вольфрама (он сразу отломится), переустановить вольфрам, изменить полярность на DCEP (положительный электрод постоянного тока), зажгите дугу на металлическом ломе, чтобы снова скатать вольфрам, переключитесь обратно на высокий уровень переменного тока, и вы снова готовы к сварке. Кстати, ДЕРЖИТЕ ВАШИ ПЕРЧАТКИ, ПОКА ВЫ ДЕЛАЕТЕ ЭТО! Иначе получите неприятный ожог. Это займет всего около 30 секунд после того, как вы сделали это несколько раз.

Совет № 5. Соедините детали как можно плотнее.

Не оставляйте зазоров или как можно меньше зазоров. При использовании сварочного аппарата MIG мне довольно легко заполнить зазоры между двумя свариваемыми стальными частями. Однако мне было очень трудно сделать это при сварке алюминия с помощью TIG. Тепло от TIG очень локализовано.

Когда есть зазор и нагревается металл с одной стороны, металл сливается с этой стороны, но металл с другой стороны остается твердым. Вы можете чередовать из стороны в сторону, чтобы обе стороны объединились, но когда я делаю это, я обычно получаю более широкий разрыв, чем в начале.

Единственный найденный мной способ заполнить щель — это «выплеснуть» каплю наполнителя через щель, затем работать с наполнителем до тех пор, пока он не растает с обеих сторон, а затем наращивать наполнитель. Это трудно сделать. Вы можете сэкономить много времени, используя напильник или шлифовальный станок и лучше подогнать детали перед началом сварки. Чем плотнее детали прижаты друг к другу и чем меньше зазоров, тем легче сварка.

Совет № 6. Несколько практических правил

• Используйте один ампер на 0,001 дюйма толщины материала. Установите силу тока выше максимальной, которую вы предполагаете использовать, и используйте ножную педаль, чтобы уменьшить ее.
• Используйте чистый вольфрам для алюминия, если у вас есть более дешевый (не прямоугольный) сварочный аппарат, как я.
• Если у вас есть более дорогой сварочный аппарат (прямоугольная волна), используйте вольфрамовый сплав с 2% церия 130 А
  Используйте чистый вольфрам 1/8″ для тока от 100 до 180 А.
  Используйте поток аргона от 15 до 20 CFH
• Используйте размер присадочного стержня, равный размеру вольфрама. Отрегулируйте вольфрам так, чтобы он выступал из колпака на расстояние, примерно равное диаметру вольфрама.
  

Пропано-кислородная сварка — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Пропано-кислородная сварка в последние годы получает все более широкое распространение.
 [1]

Пропано-кислородная сварка выполняется следующим образом.
 [3]

Пропано-кислородная сварка в последние годы получает все более широкое распространение.
 [4]

Газовая пропано-воздушная и пропано-кислородная сварка применяется чаще, чем другие способы газовой сварки. Она основана на выделении тепла при сгорании горючего газа пропан-бутана в смеси с кислородом. С помощью газовой сварки в съемных металлических формах выполняют соединение и оконцевание алюминиевых жил всех сечений. Защита металла от окисления, осуществляемая газовым пламенем, обеспечирает высокое качество соединений. Обнаруженные дефекты сварки при необходимости могут быть легко устранены.
 [5]

При газовой пропано-кислородной сварке применяют наборы принадлежностей НСЩС-1, НСПК-2 или НСПУ. При отсутствии этих проволок в качестве присадочного материала используют проволоки жил и флюс АФ-4а или ВАМИ.
 [6]

При пропано-воздушной и пропано-кислородной сварке применяют сжиженные топливные газы — бутан, пропан или их смеси. Состав смеси определяют в зависимости от температуры окружающей среды. В теплое время года применяют смеси с большим содержанием бутана, а в холодное — с меньшим.
 [7]

Горючая смесь для пропано-кислородной сварки образуется пропан-бутаном и кислородом. Это обусловливает некоторую громоздкость и малоподвижность сварочного оборудования.
 [8]

Установка ПГУ-3 предназначена для пропано-кислородной сварке деталей, толщиной до 4 ми и резки металла толщиной до 12 мм при ремонте авто — в сельскохозяйственных машин в волевых условиях, при выполнения кратковременных аварийных и сантехнических работ, а также в передвижных ремонтных мастерских. Может быть также использована ври обучении газосварщиков и резчиков. Она представляет собой переносный футляр, внутри которого размещены пропановый в кислородный баллоны вместимостью по 5 л, редуктор ДКП-1-65 и ДГЩ-1-65, резинотканевые рукава, горелка ГЗУ-3 и вставной резак РГС-70. При резке стали кислородный баллов требует перезарядки через 15 мин работы.
 [9]

Наконечники ЛАС-1000 и ЛАС-1500 применяются только для электродуговой и пропано-кислородной сварки.
 [11]

Присоединение ответвлений к сборным шинам может выполняться пропано-кислородной сваркой без флюса с помощью набора типа НГО, состоящего из двухрожковой горелки с рукавами, зажимного устройства для крепления сварочных форм на проводах, стойки для крепления проводов и комплекта форм. Указанные наборы изготовляются предприятиями Минмонтажспецстроя. При сварке ответвлений в смонтированных пролетах на проводах сборных шин устанавливают скобы для разгрузки проводов.
 [12]

В последнее время соединение алюминиевых жил кабелей 800 — 1500 мм2 стали выполнять также пропано-кислородной сваркой с помощью трехрожковой горелки с большой эффективностью нагрева.
 [14]

Надежным является также оконцевание алюминиевых и сталеалюминиевых проводов аппаратным зажимом из алюминия или алюминиевого сплава, привариваемым к проводу пропано-кислородной сваркой. По технологии, предложенной Г. Г. Ковалевым ( Волгоэлектромонтаж), сварка сталеалюминиевого провода с аппаратным зажимом выполняется без операции вы-кусывания стальных проволок в проводах АС.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

Сварка, резка и пайка металлов

При ремонте сельскохозяйственной техники широко применяются газовая сварка и резка.

Накопленный производственный опыт показал, что пропан и бутан являются хорошими заменителями ацетилена и керосина для газопламенной обработки металла. Сжиженный газ дешевле ацетилена, а качество резки пропан-бутан-кислородным пламенем выше, чем ацетилено-кислородным. При работах в зимних условиях получение газа из баллона с пропан-бутановой смесью не вызывает обычно затруднений. Ведение работ с применением сжиженных газов значительно более безопасно, чем при использовании карбида кальция и ацетилена.

Газовая сварка производится сварочным пламенем, образующимся при сгорании смеси кислорода с горючим газом, который может являться сжиженным газом (пропан или пропан-бутановая смесь). Сварочное пламя в зависимости от соотношения кислорода и пропан-бутана бывает нормальным, окислительным и науглероживающим.

Для сварки большинства металлов используют нормальное пламя с небольшим избытком кислорода. Сварка малоуглеродистой стали пропан-бутан-кислородной смесью производится при соотношении газа и кислорода 1 : 3.

Уменьшением содержания пропан-бутана или увеличением количества кислорода получают окислительное пламя, а при увеличении количества пропан-бутана науглероживающее пламя.

Газокислородная сварка и резка металла может производиться как в условиях мастерских, так и в полевых условиях, для чего обычно используются одиночные баллоны.

Питание передвижного поста от баллона ввиду небольшого количества отбираемого газа может осуществляться без испарителя при температуре воздуха до минус 25—30 °С. При питании нескольких постов от газовой сети, т. е. при белое значительном расходе газа, может быть применена групповая баллонная установка.

Газы доставляются на рабочее место или по трубопроводу от стационарных емкостей, или в стальных баллонах.

Для снижения давления сжиженного газа могут быть использованы обычные редукторы типа РДК, РДГ-6 и другие.

Применяя ацетиленовый редуктор, надо притяжной хомут заменить переходным штуцером с накидной гайкой.

Корпус водородного, кислородного или ацетиленового редуктора, используемого для снижения давления сжиженного газа, и корпус манометра окрашиваются в красный цвет. На циферблате манометра надписи «Водород», «Кислород», «Ацетилен» заменяются надписью «Пропан».

Правила обращения с редукторами для сжиженного газа такие же, как и с кислородными редукторами. Применение кислородного и водородного редукторов для кислорода, после использования их для сжиженного газа, во избежание взрыва категорически запрещается.

Отбор газа из баллона без редуктора запрещается.

При испытании поста газовой резки от газовой сети с давлением газа от 1 до 5 кГ/см² установка редуктора также совершенно обязательна.

При работе с пропан-бутановыми смесями необходимо тщательно следить за резиновыми мембранами, так как при выходе из баллона газа в жидком виде и проникновении его в редуктор резиновая мембрана постепенно разъедается и приходит в негодность.

Пропускная способность редукторов по сжиженному газу составляет для РДК-00 — 1,3; для РД-1-0,25 — 5 м³/ч.

Для присоединения горелки (резака) к редуктору, установленному на баллоне, применяют резино-тканевые шланги по ГОСТ 8318—57, рассчитанные на рабочее давление 10 кГ/см².

Конструкция газосварочной горелки проста и изготовить ее можно в условиях любых мастерских.

Для сварки малоуглеродистых сталей толщиной от 0,5 до 5 мм и других видов газопламенной обработки металлов (пайка, подогрев и др.) с применением в качестве горючего газа пропана или пропан-бутана можно использовать сварочную горелку «Уфа», схема которой показана на рис. 40.

Наконечник горелки «Уфа» отличается от существующих ацетилено-кислородных наконечников наличием камер предварительного и окончательного подогрева горючего газа перед инжектором.

При отборе газа из газовых сетей с давлением от 70 мм вод. ст. до 10 тыс. мм вод. ст. (1 кГ/см²) редуктор может не устанавливаться, а устанавливается предохранительный водяной затвор.

При давлении газа в газовых сетях от 70 до 200 мм вод. ст. на спуске к рабочему посту устанавливается водяной затвор ЗГГ-3 конструкции ВНИИавтоген. При давлении от 200 до 1000 мм вод. ст. устанавливаются водяные затвори открытого типа ВЗНД-3 с предельной пропускной способностью 3 м³/ч. При давлении газа от 1000 до 7000 мм вод. ап. устанавливаются водяные затворы закрытого типа (среднего давления ЗСД-З-07 и высокого ВЭС-10) на 1,5 кГ/см² и с пропускной способностью в 3 и 10 м³/ч. Поминальная пропускная способность водяного затвора должна соответствовать наибольшему возможному отбору газа.

Собранная горелка вставляется в гнездо ствола и крепится гайкой, причем предварительно между венчиком сместителя и уплотнительной шайбой следует подмотать асбестовый шнур.

Выполнив эту операцию, можно открыть вентили на баллонах с кислородом и сжиженным газом, затем открыть вентили сжиженного газа и кислорода на стволе, зажечь смесь на наконечнике. После 2—3 мин горения горелки производится регулировка необходимого пламени кислородным и газовым вентилями на стволе. Подбор пламени производится в течение нескольких секунд.

Кислород и пропан-бутан, проходя через ствол, вентили, попадает в камеру смешения. Часть смеси попадает в горелку для подогрева камеры, а основная масса смеси идет в камеру подогрева, заполненную катализатором (никелевая лента толщиной 0,2 мм, свернутая в виде пружины), где подогревается до 270° С. После этого смесь попадает в конус и к мундштуку. При сгорании получается пламя с температурой до 3100° С, достаточной для сварки малоуглеродистой стали.

Сварка в зависимости от толщины свариваемого материала ведется при давлении кислорода 3,5 —5 кГ/см² и давлении газа 0,8—1,3 кГ/см². При удлинении шлангов давление несколько увеличивается.

Длина пламени горелки должна быть в пределах 12—23 мм. Его цвет должен быть бледно-голубым.

Сварщику необходимо следить за процессом в сварочной ванночке и вести более интенсивное перемешивание расплавленного металла. Пламя следует держать под углом 60—80° относительно поверхности металла, ведя сварку слева направо, выдувая возможный шлак из ванночки (незачищенные торцы). При зачищенных торцах шлаковые отложения незначительные.

При необходимости замены большего номера мундштука на меньший размер в комплект горелки должен входить переходник.

В зависимости от номера мундштука заменяется и наконечник. При большем номере мундштука ставится больший номер наконечника, и наоборот. Соответственно изменяется и кислородный инжектор.

Необходимо упомянуть, что при освоении сварщиком сварки стали пропан-бутан-кислородной смесью в первое время возможны трудности и недостатки в сварке, но когда сварщик освоит регулировку пламени, в зависимости от толщины свариваемого металла, сварка проходит нормально и швы получаются хорошими.

Из практики сварки пропан-бутан-кислородной смесью известно, что для более интенсивного парообразования желательно баллон ставить в отапливаемое помещение.

По данным ВНИИавтогена хорошие результаты при сварке малоуглеродистой стали можно получить, применяя и присадочную проволоку марок СВ-08ГС и СВ-082ГС.

Можно еще отметить, что с повышением содержания пропана в пропан-бутан-кислородной смеси качество сварки улучшается.

Практически пропан-бутан-кислородная смесь в сельской местности может быть использована для сварки водогазопроводных труб диаметром до 4″, листовой малоуглеродистой стали толщиной до 5—6 мм, сварки емкостей и бидонов для молока, деталей сельскохозяйственных машин, крыльев и капотов автомашин и для пайки цветных металлов.

Невысокая температура плавления алюминия позволяет в условиях сельскохозяйственных мастерских использовать для их сварки пропан-бутановые смеси.

Челябинским межотраслевым научно-исследовательским и проектно-технологическим институтом автоматизации и механизации машиностроения была проведена серия опытов по сварке и резке пропаном в совхозе «Степной» Челябинской области. Эти опыты показали, что применение пропана вместо ацетилена дает положительные результаты.

Для резки использовались ацетиленовые резаки РР-53 с переделкой (увеличивались отверстия в инжекторе и смесительной камере соответственно до 1 и 3 мм, увеличивался кольцевой зазор между внутренним и наружным мундштуком). Аналогичные изменения в инжекторе и смесительной камере делались и у ацетиленовой горелки ГС-53 (для наконечника № 5). После этих переделок и с применением пропана можно было производить сварку цветных металлов и чугуна.

Пропан-кислородным пламенем производилась приварка алюминиевых фланцев всасывающего коллектора трактора «Белорусь», ремонт алюминиевых емкостей, трубопроводов и бидонов для молока на маслозаводе. Производительность при сварке алюминиевых листов толщиной 3—4 мм пропан-кислородным пламенем выше, чем ацетилен-кислородным: за 6 ч работы сваривается 46 пог. м шва.

Основная трудность сварки алюминия, как известно, заключается в образовании пленки тугоплавких окислов алюминия на поверхности металла, препятствующей сплавлению. Эти окислы не восстанавливаются пропан-кислородным пламенем; они тяжелее алюминия и тонут в нем. Для достижения высокого качества кромки детали перед сваркой очищают стальной щеткой; пламя горелки должно быть нормальным. На присадочный пруток марки АД или АК наносится флюс АФ-4а.

При сварке алюминия толщиной до 3 мм горелке дают только поступательное движение, а прутком совершают колебательные движения, чем удаляются пленка и шлак и облегчается всплывание газовых пузырей на поверхность. Пламя горелки направляют на присадочный стержень под углом 40—60° и одновременно охватывают свариваемые кромки.

При сварке ядро пламени должно находиться на расстоянии не более 3 мм от поверхности ванны. При выполнении этих требований качество сварки высокое, пористости нет, кристаллизационные трещины не образуются. Прочность алюминиевых швов, полученных при сварке с использованием пропана и ацетилена, практически одинакова. Хотя теплопроводность алюминия почти в 5 раз, а теплоемкость в 2 раза больше, чем стали, пропан-кислородной горелкой № 5 можно сваривать алюминиевые шины толщиной до 10—12 мм, не применяя предварительного подогрева.

Сварка свинца. Сварка свинца ведется нейтральным пламенем с минимально возможным углом наклона пламени к поверхности детали. При толщине металла свыше 2 мм шов накладывается в несколько слоев (отдельные участки перекрывают друг друга).

Практика показала, что сварку свинца пропан-кислородным пламенем можно с успехом производить горелкой ГСМ без ее переделки. Сварные швы обладают достаточно высоким качеством. Такой метод успешно применен для сварки свинцовых клемм кислотных аккумуляторных батарей.

Сварка меди. В связи с большой теплопроводностью меди при ее сварке требуется большой подвод тепла, поэтому пламя горелки следует держать перпендикулярно к поверхности сварочной ванны; горелку выбирают на два номера большую, чем для сварки стали такой же толщины, а в ряде случаев сварку производят двумя горелками.

Сварка производится нейтральным пламенем, по возможности без перерывов. Кромки и проволоку необходимо расплавлять одновременно. Не следует доводить ванну до очень подвижного состояния. В качестве флюса применяется бура или смесь буры и борной кислоты. В качестве присадочного прутка хорошие результаты дает медная проволока, раскисленная фосфором (содержание фосфора 0,03—0,08%), а также кремнием (содержание кремния 0,5—1,0%). Для лучшего качества шва при толщине изделия до 5 мм производится проковка. Проковку ведут в холодном состоянии, а при больших толщинах — при температуре 400—500° С. Для уменьшения хрупкости после остывания сваренной детали до 500° С изделие быстро охлаждают погружением в воду. Скорость сварки пропан-кислородным пламенем медных листов толщиной 4— 5 мм одинакова со скоростью сварки ацетиленом.

Сварка латуни. Бронза и латунь также легко свариваются пропан-кислородным пламенем. Главное затруднение при сварке латуни газо-кислородным пламенем состоят в испарении цинка (до 20%), вследствие чего шов получается пористым. Угар цинка при пропан-кислород ном пламени менее 1 %, благодаря чему шов получается плотным. Присадочная проволока берется такого же состава, как основной металл. В качестве флюса рекомендуется плавленая бура. При применении присадочной проволоки ЛК-02-05 при известном навыке возможна сварка в любых пространственных положениях.

В одном совхозе таким способом наплавлялись бронзой изношенные бронзовые вкладыши подшипников и различные детали из латуни. Качество сварки и наплавки во всех случаях было хорошее.

Пропан-бутановые смеси являются также полноценными заменителями ацетилена и при пайке твердыми припоями ПМЦ-54 и Л-02.

Сварка чугуна. Серый чугун широко используется в деталях тракторов и сельскохозяйственных машин. Все сложные детали: блоки цилиндров, головки блоков, картеры, коробки передач и сцепления, выпускные и впускные трубы, шкивы, звездочки цепные и рад других деталей, отливаются из чугуна.

Как известно, в случае ремонта чугунных деталей сложной геометрической формы, например головок блоков, требуется предварительный нагрев детали. Однако многие детали сельскохозяйственных машин — кронштейны, рычаги, ценные звездочки — могут быть отремонтированы без предварительного подогрева.

При сварке чугуна имеет место большое выгорание углерода и кремния. Поэтому сварочные прутики должны иметь повышенное содержание этих элементов. Хорошие результаты получены при использовании в качестве присадочного материала изношенных чугунных поршневых колец двигателей.

При заварке дефектов сложных чугунных деталей целесообразно производить пайку чугуна латунью. Графит с поверхности удаляют выжиганием, сварочной горелкой с окислительным пламенем, причем деталь нагревается до температуры 750—900° C. Затем ремонтируемое место посыпают флюсом и покрывают слоем латуни. После пайки деталь покрывают листом асбеста и медленно охлаждают. В этом случае в детали не возникает больших напряжений и шов хорошо обрабатывается.

Как показала практика, для ремонта чугунных деталей, в основном для заварки трещин, может быть с успехом применен пропан.

Резка металла. Для разделительной резки сжиженным газом металлов применяются резаки типов РЗР-01-55, УРЗ и РЗП, а также резаки бензиновые и керосиновые.

При отсутствии этих резаков можно использовать обыкновенный резак УР, увеличив диаметр отверстия инжектора до 0,3—0,9 мм.

Наружный мундштук № 2, имеющий диаметр 5,5 мм, следует применять вместо мундштука № 1, а мундштук № 1 с отверстием 0,5 мм — вместо мундштука № 2. Для резки листа большой толщины диаметр сопла инжектора увеличивается до 0,95 мм, а диаметр отверстия наружного мундштука — до 7 мм. Диаметр канала смесительной камеры при резке больших толщин можно увеличить до 3 мм.

Уход за резаками, работающими на пропан-бутановой смеси, аналогичен уходу за ацетилено-кислородными резаками.

Подготовка рабочего места к работе, редукторов, шлангов, резака и горелки, продувка баллонов, установка редуктора, заливка водяного затвора водой, крепление шлангов резака и горелки, проверка наличия подачи в резаке, зажигание и тушение резака и горелки производятся в той же последовательности, как и при ацетилено-кислородной резке и сварке.

Правильно отрегулированное пламя при горении пропан-бутановой смеси в струе кислорода имеет ярко очерченное ядро, горит спокойно и устойчиво. Длина пламени пропан-бутановой смеси больше длины пламени ацетилено-кислородной смеси.

Подогревательное пламя регулируется в резаке на максимальную температуру (с небольшим избытком кислорода) по пламени на мундштуке.

Применение пропан-бутановой смеси вполне возможно для резки углеродистых и конструкционных (низколегированных) сталей, а также чугуна, хромо-никелевых сталей и цветных металлов.

Величина давления кислорода устанавливается в зависимости от толщины разрезаемого металла в пределах от 2 до 15 кГ/см². Давление пропан-бутановой смеси может быть в пределах от 0,007 до 0,5 кГ/см², при длинных шлангах и в стационарных сетях — до 1 кГ/см².

Резку обычно начинают с кромки, предварительно очищенной от грязи и окалины. Если надо начать резку с середины (при большой толщине металла), то необходимо просверливать или прожигать отверстие диаметром 5—10 мм.

Для увеличения скорости нагрева металла в начальный период (при круглых сечениях металла) необходимо сделать надрубы зубилом или подставить в месте начала реза металлический пруток. Подогревательным пламенем вначале нагревают металл в том месте, откуда начинается резка, до температуры его воспламенения (для стали 100—1200° С, светло-красное каление), потом пускают режущую струю кислорода и перемещают резак по линии разреза. Расстояния резака от линии разреза должны быть по возможности равномерными. Для выполнения этого условия необходимо применять приспособления (направляющую линейку и др.). При очень большой скорости перемещения резака резка может прекратиться, а при малой скорости — верхние кромки разрезаемого металла оплавляются.

При резке труб на фаску угол опережения резака должен составлять 5—10°, а при резке труб без фаски — 10—15°.

В остальном технология резки стали пропан-бутановой смесью не отличается от технологии резки ацетилено-кислородным пламенем.

При сварке и резке металла необходимо соблюдать мероприятия по технике безопасности.

Газовая сварка – ацетилен против пропана

Факты

• Температура пламени при горении пропана в кислороде составляет 2800 градусов по Цельсию
• Температура пламени при горении ацетилена в кислороде 3100 град С

Пропан (также называемый СНГ — сжиженный нефтяной газ — или сжиженный нефтяной газ) является широко используемым топливом. Он транспортируется или хранится в виде очень холодной жидкости и может вызвать «морозный ожог» или обморожение при контакте с кожей. Жидкий пропан превращается в газ внутри резервуара или баллона. В естественной форме пропан бесцветен и не имеет запаха. Чтобы облегчить обнаружение пропана в случае утечки или разлива, производители добавляют химическое соединение, придающее ему характерный запах.

Сварка

Во-первых: Пропан нельзя использовать для газовой сварки. Когда ацетилен сгорает в кислороде, он создает зону восстановления, которая очищает стальную поверхность. Пропан не имеет восстановительной зоны, как ацетилен, и поэтому не может использоваться для газовой сварки.

Пайка

Пропан, как и ацетилен, можно использовать для пайки. Для капиллярной пайки (серебряной пайки) одинаковый результат. Для «сварки» пайки (густотекучие припои) ацетилен будет преимуществом

Резка

Пропан, как и ацетилен, можно использовать для резки. Если вы режете ацетиленом, вы обычно кладете кончик внутреннего конуса пламени на металл (1 мм от поверхности пластины). Если вы сделаете то же самое с пропаном, вам придется долго ждать. Если вы поднимете горелку так, чтобы использовался внешний конус пламени, процесс предварительного нагрева начнется быстрее. Пропан выделяет лишь небольшую долю тепла во внутреннем конусе пламени (менее 10%), поэтому большая часть тепла пламени приходится на внешний конус. Ацетилен выделяет почти 40% своего тепла во внутреннем конусе пламени.

Следовательно, ацетилен лучше подходит для резки, чем пропан. Хотя с точки зрения температуры ацетилен горячее, чем пропан, факт заключается в том, что люди неправильно используют пропан для резки. Ошибка, которую они совершают, заключается в том, что они режут пропаном так же, как режут ацетиленом. Там, где тепло в пламени предварительного нагрева пропана , нет там, где оно есть с ацетиленом. Короче говоря, для использования пропана для резки требуется другая техника, и, как правило, ацетилен предварительно нагревается быстрее. Судоразборочные верфи и свалки часто используют пропан для резки, потому что качество резки не имеет значения.

Отопление

…другое дело. Говорить, что пропан выделяет меньше тепла, неправильно (на самом деле просто неправильно). Ацетилен горячее, но выделяет меньше тепла. Большая часть предварительного нагрева выполняется кислородом/пропаном. Это факт. Доступное тепло от пропана выше.

Оборудование

Для резки требуются различные режущие приспособления и режущие насадки

Эконом

Пропан имеет более высокие стехиометрические потребности в кислороде, чем ацетилен. Для максимальной температуры пламени в кислороде отношение объема кислорода к горючему газу составляет 1,2:1 для ацетилена и 4,3:1 для пропана. Таким образом, при использовании пропана потребляется гораздо больше кислорода. Несмотря на то, что пропан дешевле ацетилена, этому противодействует более высокое потребление кислорода.

Безопасность

Самым важным недостатком использования пропана на борту является аспект безопасности.

Удельный вес ацетилена 0,9, поэтому он легче воздуха (1). Если газ просочится, он поднимется. Удельный вес пропана составляет 1,6 и тяжелее воздуха (то же самое для других углеводородных газов, таких как бутан и MAPP* (модифицированный газ пропан)). Любая утечка пропана в закрытом помещении будет тонуть и концентрироваться на уровне палубы, накапливаться и иногда оставаться незамеченной.

Для эффективного сжигания пропана кислородно-газовая смесь должна находиться в определенном диапазоне. В идеальных условиях должно быть четыре части пропана на 96 частей кислорода. Когда газ сгорает за пределами этих параметров, происходит неполное сгорание; это приводит к чрезмерному угарному газу. Это может быть очень опасно, если помещение не имеет надлежащей вентиляции. На борту корабля иногда работают в закрытых помещениях, таких как балластные цистерны и двойное дно. Отравление угарным газом может привести к смерти, поскольку токсичный газ заменяет кислород в кровотоке.

* «MAPP gas» является торговой маркой, принадлежащей The Linde Group. Название происходит от исходного химического состава: метилацетилен-пропадиенпропан. «MAPP gas»

Загрузить техническое обновление — Газовая сварка — Ацетилен против пропана

Посмотреть каталог продукции для газовой сварки

Блог Welders Warehouse

Я принимаю много звонков по поводу использования кислорода + пропана или кислорода + пропилена вместо ацетилена + Кислород.

Короткий ответ на вопрос заголовка: «Да» и «Нет».

Извините за двусмысленность, но все зависит от того, что вы хотите сделать! Позволь мне объяснить!

Варианты топливного газа

Комплекты кислород + топливный газ раньше были простыми, у вас был кислород + ацетилен! Однако в настоящее время вода замутна рядом факторов.

• Ацетилен может быть трудно и дорого достать.
• Аренда баллонов для ацетиленовых баллонов резко подорожала.
• Ацетилен часто вызывает тревогу у должностных лиц, заботящихся о здоровье и безопасности, из-за его горючести и нестабильности!

К сожалению, кислород/ацетилен по-прежнему является лучшей комбинацией газа для всех целей, но есть жизнеспособные альтернативы, если вы знаете, что хотите делать, и тщательно выбираете.

Oxy Propane

Пропан является наиболее легкой альтернативой ацетилену в качестве топливного газа и обычно поставляется в баллонах под залог, а не берется напрокат (как это обычно бывает с ацетиленом).

Для большинства пользователей пропан обходится дешевле, особенно для нечастых пользователей комплектов кислород + топливо. Единственным реальным недостатком использования кислорода/пропана является то, что его нельзя использовать для реальной сварки. Однако комплекты, работающие на кислороде и пропане, идеально подходят для серебряного припоя, пайки, резки и нагрева. Так что, если вы не хотите сваривать, кислород и пропан — отличный способ! Кислород + пропан обеспечивает температуру пламени около 1800⁰C.

Oxy Propylene

ProGas 2000 Kit

Пропилен представляет собой смесь газов, включая пропан, и доступен в одноразовых канистрах ряда брендов, включая Gasex, Mapp и Turbo Gas, а также в больших многоразовых баллонах. Смесь кислорода и пропилена горит немного горячее, чем кислород и пропан, обычно около 3100 ⁰C, и поэтому ее можно считать лучшей, поскольку работа быстрее достигает рабочей температуры.

К сожалению, как и пропан, пропилен не подходит для сварки плавлением. Вы найдете людей, которые скажут вам, что его можно использовать для сварки, но в ходе испытаний, которые я проводил, сварные швы, которые он производил, были довольно хрупкими, поэтому я определенно буду делать что-то структурное или от чего зависит моя жизнь. с этим!!!

Кислород + пропилен отлично подходит для серебряного припоя, пайки и нагрева.

Оборудование кислород + пропан также должно использоваться для кислород + пропилен.

The Welders Warehouse предлагает ряд отличных комплектов. Пожалуйста, зайдите на нашу страницу кислородно-пропановых/пропиленовых комплектов, чтобы ознакомиться с ассортиментом!

Кислородно-пропановая/пропиленовая горелка

Хотя стандартная кислородно-ацетиленовая горелка может использоваться для кислородно-пропановой/пропиленовой горелки, она далека от идеала. Пропан и пропилен — газы с более медленным горением.

Пропан и пропилен также проходят через систему в виде пара, а не газа, фактически не превращаясь в газ, пока не встретятся с воздухом.

Компания Welders Warehouse разработала две специальные многоструйные горелки для кислорода, пропана и пропилена.

Легкая кислородная пропановая/пропиленовая горелка

Мощная кислородная пропановая/пропиленовая горелка

В обеих моделях используется наша собственная, специально разработанная многоструйная насадка, которую намного легче зажечь и с меньшей вероятностью продуть по сравнению с кислородной горелкой.

температура, режимы, технология, твердость стали после закалки

Для придания стали определенных эксплуатационных качеств на протяжении многих десятилетий проводится термообработка. Сегодня, как и несколько столетий назад, закалка стали предусматривает нагрев металла и его последующее охлаждение в определенной среде. Температура нагрева стали под закалку должна быть выбрана в соответствии с составом металла и механическими свойствами, которые нужно получить. Допущенные ошибки при выборе режимов закалки приведут к повышению хрупкости структуры или мягкости поверхностного слоя. Именно поэтому рассмотрим способы закалки стали, особенности применяемых технологий, а также многие другие моменты.

Закалка стали

Содержание

Какой бывает закалка метала?

Для чего нужна закалка стали знали еще древние кузнецы. Правильно выбранная температура закалки стали позволяет изменять основные эксплуатационные характеристики материала, так как происходит преобразование структуры.

Закалка – термообработка стали, которая сегодня проводится для улучшения механических качеств металла. Процесс основан на перестроении атомной решетки за счет воздействия высокой температуры с последующим охлаждением.

Технология закалки стали позволяет придать недорогим сортам металла более высокие эксплуатационные качества. За счет этого снижается стоимость изготавливаемых изделий, повышается прибыльность налаженного производства.

Основные цели, которые преследуются при проведении закалки:

1. Повышение твердости поверхностного слоя.
2. Увеличение показателя прочности.
3. Уменьшение пластичности до требуемого значения, что существенно повышает сопротивление на изгиб.
4. Уменьшение веса изделий при сохранении прочности и твердости

Существуют самые различные методы закалки стали с последующим отпуском, которые существенно отличаются друг от друга. Наиболее важными режимами нагрева можно назвать:

1. Температуру нагрева.
2. Время, требующееся для нагрева.
3. Время выдержки металла при заданной температуре.
4. Скорость охлаждения.

Изменение свойств стали при закалке может проходить в зависимости от всех вышеприведенных показателей, но наиболее значимым называют температуру нагрева. От нее зависит то, как будет происходить перестроение атомной решетки. К примеру, время выдержки при закалке стали выбирается в соответствии с тем, какой прочностью и твердостью должно обладать зубчатое колесо для обеспечения длительной эксплуатации в условиях повышенного износа.

Цвета закалки стали

При рассмотрении того, какие стали подвергаются закалке стоит учитывать, что температура нагрева зависит от уровня содержания углерода и различных примесей. Единицы закалки стали представлены максимальной температурой, а также временем выдержки.

При рассмотрении данного процесса изменения основных эксплуатационных свойств следует учитывать нижеприведенные моменты:

1. Закалка направлена на повышение твердости. Однако с увеличением твердости металл становится и более хрупким.
2. На поверхности может образовываться слой окалины, так как потеря углерода и других примесей у поверхностных слоев больше, чем в середине. Толщина данного слоя учитывается при расчета припуска, максимальных размеров будущих деталей.

Выполняется закалка углеродистой стали с учетом того, с какой скоростью будет проходить охлаждение. При несоблюдении разработанных технологий может возникнуть ситуация, когда перестроенная атомная решетка перейдет в промежуточное состояние. Это существенно ухудшит основные качества материала. К примеру, охлаждение со слишком большой скоростью становится причиной образования трещин и различных дефектов, которые не позволяют использовать заготовку в дальнейшем.

Процесс закалки сталей предусматривает применение камерных печей, которые могут нагревать среду до температуры 800 градусов Цельсия и поддерживать ее на протяжении длительного периода. Это позволяет продлить время закалки стали и повысить качество получаемых заготовок. Некоторые стали под закалку пригодны только при условии нагрева среды до температуры 1300 градусов Цельсия, для чего проводится установка иных печей.

Отдельная технология разрабатывается для случая, когда заготовка имеет тонкие стены и грани. Представлена она поэтапным нагревом.

Полную закалку используют обычно для сталей и деталей, которые не подвержены растрескиванию или короблению.

Зачастую технология поэтапного нагрева предусматривает достижение температуры 500 градусов Цельсия на первом этапе, после чего выдерживается определенный промежуток времени для обеспечения равномерности нагрева и проводится повышение температуры до критического значения. Холодная закалка стали не приводит к перестроению всей атомной сетки, что определяет только несущественное увеличение эксплуатационных характеристик.

Как ранее было отмечено, есть различные виды закалки стали, но всегда нужно обеспечить равномерность нагрева. В ином случае перестроение атомной решетки будет проходить так, что могут появиться серьезные дефекты.

Методы предотвращения образования окалины и критического снижения концентрации углерода

Назначение закалки стали проводится с учетом того, какими качествами должна обладать деталь. Процесс перестроения атомной сетки связан с большими рисками появления различных дефектов, что учитывается на этапе разработки технологического процесса.

Даже наиболее распространенные методы, к примеру, закалка стали в воде, характерно появления окалины или существенного повышения хрупкости структуры при снижении концентрации углерода. В некоторых случаях закалка стали проводится уже после финишной обработки, что не позволяет устранить даже мелкие дефекты. Именно поэтому были разработаны технологии, которые снижают вероятность появления окалины или трещин. Примером можно назвать технологию, когда закалка стали проходит в среде защитного газа. Однако сложные способы закалки стали существенно повышают стоимость проведения процедуры, так как газовая среда достигается при установке печей с высокой степенью герметичности.

Более простая технология, при которой проводится закалка углеродистой стали, предусматривает применение чугунной стружки или отработанного карбюризатора. В данном случае сталь под закалку помещают в емкость, заполненную рассматриваемыми материалами, после чего только проводится нагрев. Температура закалки несущественно корректируется с учетом созданной оболочки из стружки. Технология предусматривает обмазывание емкости снаружи глиной для того, чтобы избежать попадание кислорода, из-за чего начинается процесс окислений.

Температура нагрева стали при термообработке

Как ранее было отмечено, термообработка предусматривает и охлаждение сталей, для чего может использоваться не только водяная, но, к примеру, и соляная ванная. При использовании кислот в качестве охлаждающей жидкости одним из требований является периодическое раскисление сталей. Данный процесс позволяет исключить вероятность снижения показателя концентрации углерода в поверхностном слое. Чтобы провести процесс раскисления используется борная кислота или древесный уголь. Также не стоит забывать о том, что процесс раскисления сталей приводит к появлению пламя на заготовки во время ее опускания в ванную. Поэтому при закалке, закалкой сталей с применением соляных ванн следует соблюдать разработанную технику безопасности.

Рассматривая данные методы термической обработки с последующим охлаждением следует отметить, что они существенно повышают себестоимость заготовки. Однако сегодня охлаждение в воде или закалка при заполнении камеры кислородом не позволяют повысить показатели свойств стали без появления дефектов.

Закалка стали — технологический процесс

Процедура охлаждения

Рассматривая все виды закалки стали стоит учитывать, что не только температура нагрева оказывает сильное воздействие на структуру, но и время выдержки, а также процедура охлаждения. На протяжении многих лет для охлаждения сталей использовали обычную воду, в составе которой нет большого количества примесей. Стоит учитывать, что примеси в воде не позволяют провести полную закалку с соблюдением скорости охлаждения. Оптимальной температурой воды, используемой для охлаждения закалённой детали, считают показатель 30 градусов Цельсия. Однако стоит учитывать, что жидкость подвергается нагреву при опускании раскаленных заготовок. Холодная проточная вода не может использоваться при охлаждении.

Обычно используют воду при охлаждении для получения не ответственных деталей. Это связано с тем, что изменение атомной сетки в данном случае обычно приводят к короблению и появлению трещин. Закаливание с последующим охлаждением в воде проводят в нижеприведенных случаях:

1. При цементировании металла.
2. При поверхностной закалке.
3. При простой форме заготовки.

Детали после финишной обработки подобным образом не охлаждаются.

Для придания нужной твердости заготовкам сложной формы используют охлаждающую жидкость, состоящую из каустической соды, нагреваемой до температуры 60 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что закаленное железо при использовании данной охлаждающей жидкости приобретает более светлый оттенок. Специалисты уделяют внимание важности соблюдения техники безопасности, так как могут выделяться токсичные вещества при нагреве рассматриваемых веществ.

Процесс закалки стали

Тонкостенные детали также подвергаются термической обработке. Закалочное воздействие с последующим неправильным охлаждением приведет к тому, что концентрация углерода снизиться до критических значений. Выходом из сложившейся ситуации становится использование минеральных масел в качестве охлаждающей среды. Используют их по причине того, что масло способствует равномерному охлаждению. Однако попадание воды в состав масла становится причиной появления трещин. Поэтому заготовки должны подвергаться охлаждению при использовании масла с соблюдением мер безопасности.

Рассматривая назначение минеральных масел в качестве охлаждающей жидкости следует учитывать и некоторые недостатки этого метода:

1. Соблюдая режимы нагрева можно создать ситуацию, когда раскаленная заготовка контактирует с маслом, что приводит к выделению вредных веществ.
2. В определенном интервале воздействия высокой температуры масло может загореться.
3. Подобный метод охлаждения позволяет выдержать требуемую твердость, измеряемую в определенных единицах, а также избежать появления трещин в структуре, но на поверхности остается налет, удаление которого также создает весьма большое количество проблем.
4. Само масло со временем теряет свои свойства, а его стоимость довольно велика.

Какие именно жидкости используют для охлаждения стали?

Вышеприведенная информация определяет то, что жидкость и режим охлаждения выбираются в зависимости от формы, размеров заготовки, а также того, насколько качественной должна быть поверхность после закалки.  Комбинированным методом охлаждения называется процесс применения нескольких охлаждающих жидкостей. Примером можно назвать закалку детали сложной формы, когда сначала охлаждение проходит в воде, а потом масляной ванне. В этом случае учитывается то, до какой температуры на каком этапе охлаждается металл.

Закалка стали :: Технология металлов

Закалкой  называется операция термической обработки, состоя­щая из нагрева до температур выше верхней критической точки A_C3  для доэвтектоидной стали и выше нижней критической точки А_С1

 для заэвтектоидной стали и выдержки при данной температуре с последующим быстрым охлаждением (в воде, масле, водных раство­рах солей и пр.).

В результате закалки сталь получает структуру мартенсита и благодаря этому становится твердой.

Закалка повышает прочность конструкционных сталей, придает твердость и износостойкость инструментальным сталям.

Режимы закалки определяются скоростью и температурой на­грева, длительностью выдержки при этой температуре и особенно скоростью охлаждения.

Выбор температуры закалки.

Температура нагрева стали для закалки зависит в основном от химического состава стали. При за­калке доэвтектоидных сталей нагрев следует вести до температуры на 30 — 50° выше точки А_С3 . В этом случае сталь имеет структуру однородного аустенита, который при последующем охлаж­дении со скоростью, превышающей критическую скорость закалки, превращается в мартенсит. Такая закалка называется   полной. При нагреве доэвтектоидной стали до температур A_C1 — А_C3 в структуре мартенсита сохраняется некоторое количество оставше­гося после закалки феррита, снижающего твердость закаленной ста­ли. Такая закалка называется неполной.

Для заэвтектоидной ста­ли наилучшая температура закалки — на 20—30° выше А_С1 , т. е. неполная закалка. В этом случае сохранение цементита при нагреве и охлаждении будет способствовать повышению твердости, так как твердость цементита больше твердости мартенсита. Нагревать заэвтектоидную сталь до температуры выше А_ст не следует, так как твердость получается меньшей, чем при закалке с температуры выше А_С1,за счет растворения цементита и увеличения количества остаточного аустенита. Кроме того, при охлаждении с более высоких температур могут возникнуть большие внутренние напря­жения.

Скорость охлаждения.

Для получения структуры мартенсита требуется переохладить аустенит путем быстрого охлаждения ста­ли,находящейся при температуре наименьшей устойчивости аусте­нита, т. е.при 650—550° С.

В зоне температур мартенситного превращения, т. е,ниже 240°С, наоборот, выгоднее применять замедленное охлаждение, так как образующиеся структурные напряжения успевают выравняться, а твердость образовавшегося мартенсита практически не снижается.

Правильный выбор закалочной среды имеет большое значение для успешного проведения термической обработки.

Наиболее распространенные закалочные среды —вода, 5—10%-ный водный раствор едкого натра или поваренной соли и минераль­ное масло. Для закалки углеродистых сталей можно рекомендовать воду с температурой 18° С; а для закалки большинства легирован­ных сталей — масло.

Закаливаемость и прокаливаемость стали.

При закалке стали важно знать еезакаливаемость и прокаливаемость. Эти характерис­тикине следует смешивать.

Закаливаемость показывает способность стали к повы­шению твердости при закалке. Некоторые стали обладают плохой закаливаемостью, т. е.имеют недостаточную твердость после за­калки. О таких сталях говорят, что они «не принимают» закалку.

Закаливаемость стали зависит восновном от содержания в ней углерода. Это объясняется тем, что твердость мартенсита зависит отстепени искажения его кристаллической решетки. Чем меньше вмартенсите углерода, тем меньше будет искажена его кристалли­ческая решетка и, следовательно, тем ниже будет твердость стали.

Стали, содержащие менее 0,3% углерода, имеют низкую зака­ливаемость и поэтому, как правило, закалке не подвергаются.

Прокаливаемость стали характеризуется ееспособ­ностью закаливаться на определенную глубину. При закалке по­верхность детали охлаждается быстрее, так как она непосредствен­носоприкасается с охлаждающей жидкостью, отнимающей тепло. Сердцевина детали охлаждается гораздо медленнее, тепло из цент­ральной части детали передается через массу металла к поверх­ности итолько на поверхности поглощается охлаждающей жидкостью.

Прокаливаемость стали зависит от критической скорости за­калки: чем ниже критическая скорость, тем на большую глубину прокаливаются стальные детали. Например, сталь с крупным при­родным зерном аустенита (крупнозернистая), которая имеет низ­кую критическую скорость закалки, прокаливается на большую глу­бину, чем сталь с мелким природным зерном аустенита (мелкозернистая), имеющая высокую критическую скорость закалки. Поэто­му крупнозернистую сталь применяют для изготовления деталей, которые должны иметь глубокую или сквозную прокаливаемость, амелкозернистую — для деталей с твердой поверхностной закален­ной   коркой и вязкой незакаленной сердцевиной.

На глубину прокаливаемости влияют также исходная структура закаливаемой стали, температура нагрева под закалку и закалочная среда.

Прокаливаемость     стали можно определить по излому, по микроструктуре и по твер­дости.

Виды закалки стали.

Су­ществует несколько способов закалки, применяемых в за­висимости от состава стали, характера обрабатываемой де­тали, твердости, которую не­обходимо получить, и усло­вий охлаждения.

Закалка в  одной  среде схематично показана на рис. 1 в виде кривой 1. Такую закалку проще выполнять, но ее можно применять не для каждой стали и не для любых деталей, так как быстрое охлаждение деталей переменного сечения в боль­шом интервале температур способствует возникновению температур­ной неравномерности и больших внутренних напряжений, что может вызвать коробление детали, а иногда и растрескивание (если вели­чина внутренних напряжений превзойдет предел прочности).

Чем больше углерода в стали, тем больше объемные изменения и структурные напряжения, тем больше опасность возникновения трещин.

Рис.  1.   Кривые охлаждения   для различных способов закалки

Заэвтектоидные стали закаливают в одной среде, если детали имеют простую форму (шарики, ролики и т. д.). Если детали слож­ной формы, применяют либо закалку в двух средах, либо ступенча­тую закалку.

Закалку в двух средах (кривая 2)применяют для инструмента из высокоуглеродистой стали (метчики, плашки, фре­зы). Сущность способа состоит в том, что деталь вначале замачива­ют в воде, быстро охлаждая ее до 300—400° С, а затем переносят в масло, где оставляют до полного охлаждения.

Ступенчатую закалку (кривая 3) выполняют путем быстрого охлаждения деталей в соляной ванне, температура кото­рой намного выше температуры начала мартенситного превращения (240—250° С). Выдержка при этой температуре должна обеспечить выравнивание температур по всему сечению детали. Затем детали охлаждают до комнатной температуры в масле или на спокойном воздухе, устраняя тем самым термические внутренние напряжения.

Ступенчатая закалка уменьшает внутренние напряжения, ко­робление и возможность образования трещин.

Недостаток этого вида закалки в том, что горячие следы не мо­гут обеспечить большую скорость охлаждения при температуре 400—600° С. В связи с этим ступенчатую закалку можно применять для деталей из углеродистой стали небольшого сечения (до 8—10 мм). Для легированных сталей, имеющих небольшую критическую ско­рость закалки, ступенчатая закалка применима к деталям большого сечения (до 30 мм).

Изотермическую  закалку (кривая 4)проводят так же, как ступенчатую, но с более длительной выдержкой при темпера­туре горячей ванны (250—300° С), чтобы обеспечить полный распад аустенита. Выдержка, необходимая для полного распада аустенита, определяется по точкам а и b и по S-образной кривой (см. рис. 1). В результате такой закалки сталь приобретает структуру игольча­того троостита с твердостью HRC45 55 и с сохранением необхо­димой пластичности. После изотермической закалки охлаждать сталь можно с любой скоростью. В качестве охлаждающей среды ис­пользуют расплавленные соли: 55% KNO₃ + 45% NaNO₂ (темпе­ратура плавления 137° С) и 55% KNO₃ + 45% NaNO₃ (температура плавления 218° С), допускающие перегрев до необходимой темпера­туры.

Изотермическая закалка имеет следующие преимущества перед обычной:

минимальное коробление стали и отсутствие трещин; большая вязкость стали.

В настоящее время широко используют ступенчатую и изотерми­ческую светлую закалки.

Светлую  закалку стальных деталей проводят в специ­ально оборудованных печах с защитной средой. На некоторых инст­рументальных заводах для получения чистой и светлой поверхности закаленного инструмента применяют ступенчатую закалку с ох­лаждением в расплавленной едкой щелочи. Перед закалкой инстру­мент нагревают в соляной ванне из хлористого натрия при темпера­туре на 30—50° С выше точки А_С1 и охлаждают при 180—200° С в ванне, состоящей из смеси 75% едкого калия и 25% едкого натра сдобавлением 6—8% воды (от веса всей соли). Смесь имеет тем­пературу плавления около 145° С и, благодаря тому что в ней находится вода, обладает очень высокой закаливающей способ­ностью.

При  ступенчатой  закалке стали с переохлажде­нием аустенита в расплавленной едкой щелочи с последующим окон­чательным охлаждением на воздухе детали приобретают чистую светлую поверхность серебристо-белого цвета; в этом случае отпа­дает необходимость в пескоструйной очистке деталей и достаточна промывка их в горячей воде.

Закалка  с  самоотпуском широко применяется в инструментальном производстве. Сущность ее состоит в том, что детали не выдерживают в охлаждающей среде до полного охлажде­ния, а в определенный момент извлекают из нее, чтобы сохранить в сердцевине изделия некоторое количество тепла, за счет которого производится последующий отпуск. После достижения требуемой температуры отпуска за счет внутреннего тепла деталь окончатель­но охлаждают в закалочной жидкости.

Проконтролировать отпуск можно по цветам побежалости (см. рис. 2), появляющимся на зачищенной поверхности стали при 220—330° С.

Рис. 2. Цвета побежалости при отпуске

Закалку ссамоотпуском применяют для зубил, кувалд, слесарных молотков, кернеров и другого инструмента, требующего высокой твердости на поверхности и сохранения вязкой сердцевины.

Способы охлаждения при закалке.

Быстрое охлаждение стальных деталей при закалке является причиной возникновения в них боль­ших внутренних напряжений. Эти напряжения иногда приводят к короблению деталей, а в наиболее тяжелых случаях — к трещинам. Особенно большие и опасные внутренние напряжения возни­кают при охлаждении в воде. Поэтому там, где можно, следует ох­лаждать детали в масле. Однако в большинстве случаев для деталей из углеродистой стали это невозможно, так как скорость охлаждения в масле значительно меньше критической скорости, необходи­мой для превращения аустенита в мартенсит. Следовательно, мно­гие детали из углеродистых сталей рекомендуется закаливать с ох­лаждением в воде, но при этом уменьшать неизбежно возникающие внутренние напряжения. Для этого пользуются некоторыми из описанных способов закалки, в частности, закалкой в двух средах, закалкой с самоотпуском и т. д.

Внутренние напряжения зависят также от способа погружения деталей в закалочную среду. Необходимо придерживаться следую­щих основных правил:

детали, имеющие толстую и тонкую части, погружать в закалоч­ную среду сначала толстой частью;

детали, имеющие длинную вытянутую форму (метчики, сверла развертки), погружать в строго вертикальном положении, иначе они покоробятся (рис. 3).

Рис. 3. Правильное погружение деталей и инструментов в за­каливающую среду

Иногда по условиям работы должна быть закалена не вся деталь, а лишь часть ее. В этом случае применяют местную закалку: деталь нагревают не полностью, а в закалочную среду погружают целиком. В этом случае закаливается только нагретая часть детали.

Местный нагрев мелких деталей производят в соляной ванне, погружая в нее только ту часть детали, которую требуется закалить; так закаливают, например, центры токарных станков. Можно по­ступать и так: нагреть деталь полностью, а охладить в закалочной среде только ту часть, которая должна быть закалена.

Дефекты, возникающие при закалке стали.

Недостаточ­ная твердость закаленной детали — следствие низкой тем­пературы нагрева, малой выдержки при рабочей температуре или недостаточной скорости охлаждения.

 Исправление де­фекта: нормализация или отжиг с последующей закалкой; при­менение более энергичной закалочной среды.

Перегрев связан с нагревом изделия до температуры, значительно превышающей необходимую температуру нагрева под закалку. Перегрев сопровождается образованием крупнозернистой структуры, в результате чего повышается хрупкость стали.

И справление  дефекта: отжиг (нормализация) и последущая закалка с необходимой температуры.

Пережог возникает при нагреве стали до весьма высоких температур, близких к температуре плавления (1200—1300° С) в окислительной атмосфере. Кислород проникает внутрь стали, и по границам зерен образуются окислы. Такая сталь хрупка и исправить ее невозможно.

Окисление и  обезуглероживание стали ха­рактеризуются образованием окалины (окислов) на поверхности дета­лей и выгоранием углерода в поверхностных слоях. Этот вид брака термической обработкой неисправим. Если позволяет припуск на механическую обработку, окисленный и обезуглероженный слой нужно удалить шлифованием. Чтобы предупредить этот вид брака, детали рекомендуется нагревать в печах с защитной атмосфе­рой.

Коробление и трещины — следствия внутренних напряжений. Во время нагрева и охлаждения стали наблюдаются объемные изменения, зависящие от температуры и структурных пре­вращений (переход аустенита в мартенсит сопровождается увеличе­нием объема до 3%). Разновременность превращения по объему за­каливаемой детали вследствие различных ее размеров и скоростей охлаждения по сечению ведет к развитию сильных внутренних нап­ряжений, которые служат причиной трещин и коробления деталей в процессе закалки.

Образование трещин обычно наблюдается при температурах ниже 75—100° С, когда мартенситное превращение охватывает значительную часть объема стали. Чтобы предупредить образова­ние трещин, при конструировании деталей необходимо избегать резких выступов, заостренных углов, резких переходов от тонких сечений к толстым; следует также медленно охлаждать сталь в зоне образования мартенсита (закалка в масле, в двух средах, ступенча­тая закалка). Трещины являются неисправимым браком, коробле­ние же можно устранить последующей рихтовкой или правкой.

Источник:
Остапенко Н.Н.,Крапивницкий Н.Н. Технология металлов. М. Высшая школа,1970г.

Закалка и отпуск сталей

Что такое лечение?

Закалка и отпуск инженерных сталей выполняется для придания компонентам механических свойств, подходящих для их предполагаемого использования. Стали нагревают до соответствующей температуры закалки (обычно между 800-900°C), выдерживают при температуре, затем «закаливают» (быстро охлаждают), часто в масле или воде. Затем следует закалка (выдержка при более низкой температуре), которая улучшает окончательные механические свойства и снимает напряжения. Фактические условия, используемые для всех трех этапов, определяются составом стали, размером компонентов и требуемыми свойствами.

Закалка и отпуск могут проводиться в «открытых» печах (в воздухе или продуктах сгорания) или в защитной среде (газовая атмосфера, расплавленная соль или вакуум), если требуется поверхность, свободная от окалины и обезуглероживания (потеря углерода) ( «нейтральное отверждение», также называемое «чистым отверждением»).

В особых случаях могут быть применены два специальных варианта тушения:

Закалка на мартенсит (также известная как «маркерная закалка») использует закалку при повышенной температуре (в расплавленной соли или горячем масле), которая может существенно уменьшить деформацию компонента. Этот процесс ограничен выбранными сталями, содержащими сплав, и подходящими размерами сечения.

Austempering может быть применен к тонким сечениям некоторых средне- или высокоуглеродистых сталей или к сплавосодержащим сталям более толстого сечения. Он требует высокотемпературной закалки и выдержки, обычно в расплавленной соли, что приводит к малому искажению в сочетании с прочной структурой, не требующей отпуска. Он широко используется для небольших пружин и прессов.

Каковы преимущества?

Закалка и отпуск обеспечивают оптимальное сочетание твердости, прочности и ударной вязкости конструкционной стали и предлагают разработчикам компонентов путь к экономии веса и материала. Компоненты могут быть подвергнуты механической обработке или формованию в мягком состоянии, а затем закалены и отпущены до высокого уровня механических свойств.

Закалка в открытых печах часто используется для таких изделий, как прутки и поковки, которые впоследствии должны быть полностью обработаны в компоненты. Нейтрально чистая закалка применяется к компонентам, которые требуют сохранения целостности поверхности; примеры включают гайки, болты, пружины, подшипники и многие автомобильные детали. Нейтральная чистая закалка выполняется в строго контролируемых условиях для получения прецизионного компонента, требующего минимальной окончательной обработки.

Какие стали можно обрабатывать?

Почти все конструкционные стали, содержащие более 0,3% углерода, поддаются закалке и отпуску. 8S970 и 8S EN 10083-1 и -2 (которые заменили части BS 970) перечисляют большинство закаливаемых сталей, используемых для инженерных компонентов. (Ряд других стандартов включает закаливаемые стали для специальных применений; например, авиационные стандарты «S», BS3111 для крепежа и BS5770 для пружин)

Каковы ограничения?

Реакция на укрепление

Реакция стального компонента на закалку и отпуск зависит от состава стали, размера компонента и метода обработки. Руководство дано в BS970 и BS EN 1 0083-1 и -2 по механическим свойствам, достигаемым в сталях с различными размерами сечения при использовании рекомендуемых параметров обработки. Используйте их в качестве руководства по выбору стали.

Каждая сталь имеет «предельный» размер сечения («линейное сечение»), выше которого не может быть достигнута полная закалка. Для обеспечения оптимальных свойств в большем сечении потребуется более высокая марка стали.

Можно упрочнить более крупные компоненты из низкосортных сталей, используя нестандартные методы обработки, такие как более высокая скорость закалки или низкотемпературный отпуск. Более высокая скорость закалки всегда увеличивает риск деформации или растрескивания, а низкотемпературный отпуск может серьезно ухудшить механические свойства, такие как ударная вязкость. Этим фактам следует уделить серьезное внимание, прежде чем просить о проведении нестандартного лечения.

Отрицательный эффект алюминия

Простые углеродистые нелегированные стали и некоторые низколегированные стали могут содержать чрезмерное количество алюминия, что может оказать вредное влияние на реакцию закалки (твердость ниже ожидаемой). Технический паспорт CHT A «Ожидание реакции закалки алюминийсодержащих углеродистых сталей» дает рекомендации, как избежать этой серьезной проблемы. Важно убедиться, что содержание алюминия и азота указано в заводском сертификате от поставщика стали.

Состояние стали

Стали, приобретенные после открытой обработки (например, «черный стержень»), могут потерять некоторое количество углерода из поверхностных слоев (обезуглероживание). Обезуглероженные слои должны быть полностью удалены механической обработкой со всех поверхностей перед закалкой компонентов, в противном случае вероятны чрезмерная деформация или даже растрескивание.

Стали, приобретаемые в нагартованном состоянии, такие как «полированный прокат», содержат остаточные напряжения. Эти напряжения могут способствовать деформации во время механической обработки и закалки. Рекомендуется удалять эти напряжения из черновых заготовок путем нормализации или мягкого отжига перед закалкой, чтобы уменьшить риск чрезмерной деформации.

Охрупчивание при отпуске

Некоторые стали, особенно легированные стали, содержащие никель и хром, подвержены охрупчиванию. закалка в интервале 250-450°С; это ограничивает приемлемые механические свойства, которых они могут достичь. Убедитесь, что выбранная сталь не подвержена этой проблеме, и в случае сомнений проконсультируйтесь со своим термообработчиком.

Размер и форма компонента

Размер и форма компонента, который может быть подвергнут закалке и отпуску, зависит от типа оборудования, на котором работает термическая обработка. В целом, изделия, которые можно обрабатывать в рамках контрактной термообработки, варьируются от изделий весом от нескольких граммов до компонентов весом в несколько тонн каждый. Для крупных компонентов проверьте наличие помещений подходящего размера на ранней стадии.

Какие проблемы могут возникнуть?

Деформация или растрескивание

Изменения размера или формы могут возникать в закаленных компонентах по целому ряду причин, некоторые из которых связаны с процессом высокотемпературного/быстрого охлаждения, некоторые связаны с недостатками конструкции компонента, а другие связаны с более ранними производственными этапами (например, термическое снятие напряжений, вызванных предварительное формирование).
В тех случаях, когда окончательные размеры имеют решающее значение, необходима чистовая шлифовка или механическая обработка, которые должны быть запланированы. Компоненты, закаленные и отпущенные до высоких уровней механических свойств, часто невозможно выпрямить позже.
В экстремальных условиях напряжения, возникающие при закалке, могут быть даже достаточно высокими, чтобы привести к растрескиванию компонентов. Изготовителю необходимо принять все разумные меры для минимизации риска за счет тщательного проектирования компонентов (например, избегания элементов, вызывающих напряжение, таких как внезапные изменения сечения, глубокие пазы, вырезы) и выбора стали.
Всегда полезно учитывать возможные проблемы с закалкой и отпуском на этапе проектирования.

Окалинообразование и обезуглероживание

Если выбрана обработка в открытой печи, вероятны образование накипи и обезуглероживание. крупные компоненты дольше находятся при высоких температурах и больше страдают.
Должен быть сделан допуск на удаление пораженных слоев после обработки. Альтернативой является чистое/нейтральное отверждение в защитной среде, что позволяет избежать образования накипи и обезуглероживания.

Смешанные партии

Компоненты

C, изготовленные из смешанных партий («отливок») материалов, создают проблемы для вашей установки для термообработки. Он не может разделить компоненты, поставляемые в одной партии, изготовленные из сталей с одинаковыми характеристиками материала, но с разным составом. Компоненты, изготовленные из сталей с различным составом, могут по-разному реагировать на закалку, что приводит к браку, доработке и дополнительным затратам для всех сторон. Помогите своему специалисту по термообработке, сохраняя отдельные партии материала.

Как указать?

По возможности следует включить всю следующую информацию:

• Требуемая обработка: это может быть закалка и отпуск, мартенсит или аустемпер. Укажите, необходима ли нейтральная/чистая обработка или удовлетворительна открытая обработка.
• Спецификация стали: включая обозначение стали и стандарт, по которому она взята, а также фактический состав, указанный в заводском сертификате поставщика.
• Требуемые механические свойства: обычно диапазон твердости или диапазон предела прочности на растяжение можно указать в стандарте, в соответствии с которым ведется работа. Невозможно получить конкретную цифру из-за переменных, не зависящих от термообработчика; позволяют реалистичный рабочий диапазон.
• Требуемые испытания: укажите тип (типы) необходимых испытаний (например, твердость по Виккерсу, Роквеллу или Бринеллю) и любые специальные места для испытаний или удаления образцов для испытаний.
• Сертификация: существуют ли какие-либо специальные сертификаты или данные, которые должны быть предоставлены вашим термообработчиком?
• Чертежи/стандарты: предоставьте подробную информацию о любых чертежах или стандартах, особенно корпоративных или внутренних стандартах, которые содержат важные детали, которых необходимо придерживаться.
• Другие требования: укажите, требуются ли другие услуги, например. правка (с рабочими ограничениями), очистка/струйная очистка, лабораторный или специализированный неразрушающий контроль и т. д.

Что такое стали?

Инструменты и штамповая сталь подпадают под действие BS 4659:1989, хотя также используются как американская номенклатура, так и различные торговые наименования. Доступные в высококачественных сортах, эти специально разработанные стали можно разделить на группы в зависимости от их предполагаемого применения:

• Быстрорежущие стали (серии ВМ и ВТ по BS 4659) для сверления/резания, со способностью сохранять твердость в горячем состоянии
• Стали холоднодеформированные (серии ВА, БД и БО) для штамповки, вырубки, штамповки и формовки.
• Стали для горячей обработки (серия BH) для горячей штамповки и литья под давлением
• Стали для литья пластмасс (серия BP) для литья пластмасс и полированных штампов, где требуется ударная вязкость.
• Стали ударопрочные (серия SR) или долота, пробойники и инструменты, подверженные ударным нагрузкам.
• Штамповые стали для ковки, ковки и штамповки.

Что такое лечение?

Все инструментальные и штамповые стали должны быть обработаны для достижения оптимальных свойств с точки зрения твердости, прочности, ударной вязкости и износостойкости. Почти все закалены и отпущены.

Закалка включает контролируемый нагрев до критической температуры, определяемой типом стали (в диапазоне 760-1300°С), с последующим контролируемым охлаждением. В зависимости от типа материала подходящая скорость охлаждения варьируется от очень быстрой (закалка водой) до очень медленной (охлаждение воздухом).

Отпуск включает в себя повторный нагрев закаленного инструмента/матрицы до температуры 150-657°С, в зависимости от типа стали. Процесс, который контролирует окончательные свойства при одновременном снятии напряжений после закалки и отпуска, может быть сложным; некоторые стали должны подвергаться многократным отпускам.

В некоторых случаях в цикл закалки и отпуска может быть включена субсерообработка для достижения максимальной твердости и оптимизации размеров и металлургической стабильности.

Какие есть варианты обработки?

Большинство инструментов и штампов должны быть защищены от окисления и обезуглероживания во время обработки. Для теплопередачи используются четыре основных типа печей с различными рабочими средами для удовлетворения этого требования:

• Соляные ванны — традиционный способ обработки всего спектра инструментальных сталей с жестким контролем.
• Кипящие слои – новейшая разработка, позволяющая обрабатывать широкий спектр инструментальных сталей, кроме тех, которые требуют высоких температур закалки.
• Герметичные закалочные печи — области применения, ограниченные более низкими температурами закалки и возможностью выбора закалки в масле или охлаждения «спокойным» газом.
• Вакуумные печи – самый чистый способ, в основном с газовой закалкой; недавнее внедрение закалки газом под высоким давлением расширило диапазон сталей, которые можно успешно обрабатывать.

Каковы ограничения?

Прокаливаемость

Мера способности стали к закалке в глубину, прокаливаемость может сильно зависеть от типа используемой инструментальной стали. Например, марки BW с низкой прокаливаемостью закаляются только на глубину нескольких миллиметров даже при жесткой закалке в воде, в то время как стали с высокой прокаливаемостью, такие как марки BH, могут упрочняться на сечение более 1 метра при газовой закалке. .

В сочетании с размером сечения прокаливаемость стали может ограничить выбор способа обработки. Рекомендуется обсудить требования с термическим обработчиком на ранней стадии.

Температура закалки

Для некоторых быстрорежущих сталей требуются чрезвычайно высокие температуры закалки, что может ограничить варианты технологических операций.

Физический размер

Контрактные печи для термообработки бывают разных размеров, как и работы клиентов. Всегда проверяйте наличие соответствующей мощности на ранней стадии.

Какие проблемы могут возникнуть?

Искажение

Деформация закаленных и отпущенных инструментов и штампов может быть вызвана множеством факторов. Многие из них находятся вне контроля специалиста по термообработке, который, следовательно, не может взять на себя ответственность за их предсказание или последствия.

Сложные формы и резкие изменения сечения вызывают напряжение и, следовательно, деформацию во время быстрого охлаждения для закалки. Если невозможно избежать таких источников напряжения, выберите сталь с высокой прокаливаемостью, чтобы можно было использовать более медленные скорости охлаждения. Возможность деформации также можно уменьшить, указав снятие напряжения перед окончательной механической обработкой.

Крекинг

Растрескивание обычно происходит из-за таких факторов, как:

• Некачественная или неподходящая сталь
• Дефекты стали
• Обезуглероживание — обычно из-за недостаточного или неравномерного съема металла при начальной механической обработке «черной» заготовки.
• Неправильный дизайн и выбор материала
• Плохая практика последующей термообработки, например, неправильное шлифование или электроэрозионная обработка
• Неправильная термическая обработка.

Последнее не должно иметь место, если используется специализированный термообработчик CHTA. Он также посоветует избегать других факторов на ранней стадии.

Как обеспечить успешное лечение?

• Используйте сталь хорошего качества от надежного поставщика
• При проектировании термообработки исключаются такие особенности, как острые углы и резкие изменения сечения.
• Поговорите со своим термообработчиком, прежде чем принимать решение о конструкции и технических характеристиках.
• Укажите сталь, способную обеспечить требуемую твердость в соответствующем размере сечения.
• Удалите все «черные» и обезуглероженные слои, а также поверхностные дефекты — убедитесь, что начальный размер секции достаточно велик для этого.
• Рассмотрите возможность промежуточного снятия напряжения, чтобы свести к минимуму искажения.
• При изготовлении инструмента/штампа необходимо учитывать любую шлифовку после термообработки и т. д.
• Убедитесь, что все ваши требования указаны правильно.

Как указать?

Если вы не уверены, проконсультируйтесь со своим специалистом по термообработке перед составлением спецификации. Всегда включать:

• Используемый материал с указанием класса BS, другого стандартного обозначения или торговой марки
• Требуемая твердость (HRC, Hb или HV) с указанием реального диапазона
• Требуемый способ обработки, если это уместно (например, «вакуумная обработка» или «солевая ванна»)
• Любые особые требования (например, «область, которая должна оставаться мягкой», «отжимать, чтобы сохранять плоскость»)
• Любая область, где тестирование должно или не должно применяться
• Любые специальные требования к сертификации или испытаниям.

Руководство столяра по инструментальной стали и термообработке

О программе
Верстак
Инструментальная сталь
Проекты
Подъемный рубанок

Деревообрабатывающие звенья
фракталы
СПАМ Хайку
Карта сайта
Контакт
Главная

Руководство столяра по инструментальной стали и нагреву
Обработка

Вы когда-нибудь задумывались, с помощью какой волшебной стали можно сделать твердую или
мягкий? Я тоже. После закалки моего первого рубанка я решил
выяснить. Эта страница является результатом моего исследования. Пока
существуют десятки различных составов инструментальной стали,
только один, с которым у меня есть опыт, это Масло О-1
Упрочняющая инструментальная сталь . Я использую O-1 для следующего
причины:

• Дешево и доступно
• Имеет одну из самых низких температур закалки среди всех
  инструментальные стали, поддающиеся термообработке в домашних условиях
• Обладает хорошей устойчивостью к короблению при закалке
• Справочник по машинному оборудованию рекомендует O-1 для
  «инструменты с острыми краями (ножи, бритвы)» и «инструменты для
  операции, где не требуется высокая скорость, но стабильность
  в термообработке и существенной стойкостью к истиранию являются
  нужно»

В последующих обсуждениях термины «сталь», «инструмент
сталь», а «углеродистая сталь» следует понимать как относящуюся к
к О-1. В то время как физические изменения и фазовые соотношения в
термическая обработка практически одинакова для всех инструментальных сталей,
требуемые температуры (и другие физические свойства)
сильно различаются по составу. Отметим также, что др.
жидкости (вода, воздух), кроме масла, используются для тушения различных
инструментальные стали и процедуры отпуска также различаются.

Определения:

Отжиг — Размягчение инструмента
стали для обработки, нагревом до температуры закалки
и медленно остывает. Медленное охлаждение может быть достигнуто путем
закапывание стали в изолирующую среду, такую ​​как известь или
вермикулита и дайте ему остыть до комнатной температуры.

Закалка — Нагрев стали до закалки
температура и резкое охлаждение путем закалки в масле
ванна.

Отпуск — Повторный нагрев закаленной стали до
температура отпуска для снятия напряжений, возникающих в
процесс затвердевания и удалить часть твердости в
обмен на жесткость. Неотпущенная, закаленная инструментальная сталь
почти такой же хрупкий, как стекло.

Что происходит при термообработке инструмента
Стали?

Углерод и железо существуют вместе в нескольких
различные фазы, в зависимости от процентного содержания углерода и
температура. Фазовая диаграмма Fe-C показывает эти отношения.

Упрощенная фаза Fe-C
Диаграмма (Стальная часть)

Для нашего обсуждения важны четыре фазы:

• феррит
• цементит
•  аустенит
• мартенсит

Обратите внимание, что показанная диаграмма относится только к стальной части.
системы. При содержании углерода от 2 до 6,67 % сплав
чугун. Свыше 6,67% углерода сплав состоит из
цементит и графит.

Сплав, состоящий точно из 0,76 % углерода и 99,24 % Fe, имеет самую низкую температуру, при которой
превращение феррита и цементита в аустентит завершено. Это известно как эвтектоидная сталь .
Увеличение содержания углерода сверх этого количества, а также добавление других легирующих элементов,
также повышает температуру полного фазового превращения (т. е. твердения).

Полностью отожженная углеродистая сталь состоит, помимо
примеси и другие легированные элементы, механические
смесь железа и карбида железа. Железо берет на себя
кристаллическая форма феррита, а карбид железа занимает
кристаллическая форма цементита. Общая структура состоит из
полосы этих двух компонентов и известен как перлит. В этом состоянии сталь мягкая.
и работоспособный.

При нагреве стали выше критической температуры,
около 1335 ° F (724 ° C) он претерпевает фазовый переход,
перекристаллизовывается в аустенит. Продолжение нагрева до
температура закалки, 1450-1500°F (788-843°C)
обеспечивает полное превращение в аустенит. В этот момент
сталь больше не магнитится, и ее цвет вишнево-красный.

Если аустенитная сталь охлаждается медленно (процесс
известный как отжиг), он вернется к перлиту
структура. Однако если его резко охладить закалкой в
масляная ванна, новая кристаллическая структура, мартенсит,
сформировался. Мартенсит характеризуется угловатым игольчатым
структуру и очень высокую твердость.

Хотя мартенситная сталь очень твердая, она также
чрезвычайно хрупкий и будет ломаться, скалываться и крошиться вместе с
малейший шок. Кроме того, внутренние напряжения остаются в
средство от внезапной закалки; это также облегчит
поломка инструмента. Закалка снимает эти напряжения и
вызывает частичный распад мартенсита на феррит
и цементит. Величина этого частичного изменения фазы равна
регулируется температурой отпуска. Закаленная сталь не такая твердая, как чистая
мартенсит, но намного прочнее.

Влияние легирующих элементов на свойства инструментальной стали:

• Углерод: Повышение содержания углерода незначительно увеличивает твердость и значительно увеличивает износостойкость.
• Марганец: Небольшие количества марганца уменьшают хрупкость и улучшают ковкость. Большие суммы
  марганца улучшают прокаливаемость, допускают закалку в масле и уменьшают деформацию при закалке.
• Кремний: Повышает прочность, ударную вязкость и ударопрочность.
• Вольфрам: Улучшает «горячую твердость» — используется в быстрорежущей инструментальной стали.
• Ванадий: Улучшает структуру карбида и улучшает способность к ковке, а также повышает твердость и износостойкость.
• Молибден: Улучшает глубокую закалку, ударную вязкость и, в больших количествах, «горячую твердость». Используется в быстрорежущей инструментальной стали, потому что она дешевле вольфрама.
• Хром: Улучшает прокаливаемость, износостойкость и прочность.
• Никель: В меньшей степени повышает прочность и износостойкость.

Включение этих элементов в различные комбинации может действовать синергетически, усиливая эффект от их использования по отдельности.

Типы инструментальной стали, кроме О-1:

Серии A и D (A-2, D-2 и т. д.) содержат больше хрома и поэтому более износостойкие.
Серия S содержит больше кремния и поэтому более устойчива к ударам. Серии M и T содержат либо больше молибдена, либо вольфрама.
быстрорежущие стали, обладающие гораздо большей жаропрочностью. Все они требуют значительно более высоких температур для закалки, чем О-1, и не являются
действительно подходит для закалки в домашних условиях.

Зачем криогенно обрабатывать инструментальную сталь?

В некоторых легированных инструментальных сталях значительное количество аустенита не превращается в
мартенсит при закалке. Это особенно верно для A-2 и D-2; эти стали выбирают для кромочных инструментов из-за их более высокой
износостойкость, которая снижается за счет остаточного аустенита. Поскольку аустенит нестабилен при комнатной температуре, он постепенно превращается в
мартенсит в течение определенного периода времени — но мы говорим о годах, слишком долго, чтобы быть практичным. Так переохлаждая закаленное,
закаленная сталь ускоряет преобразование до нескольких часов. Затем инструмент повторно закаляют после криогенной обработки, и исследования показывают, что
это приводит к значительному повышению износостойкости. Поскольку мартенситное превращение более полно в О-1, криогенная обработка
для этой инструментальной стали не требуется.

Цвет инструментальной стали в зависимости от температуры

Сталь окрашивается в разные цвета в зависимости от температуры.
Температуры выше 800°F (427°C) производят
яркие цвета; атомы в стали так заряжены
теплом, что они испускают фотоны. Температура ниже
800°F (427°C) дают цвета окисления. Как
сталь нагревается, на поверхности образуется оксидный слой; это
толщина (и, следовательно, интерференционный цвет, поскольку свет
отраженное) является функцией температуры. Эти цвета могут быть
используется для закалки инструментальной стали.

Если цвета вызывают затруднения:

Не всегда практично использовать цвет для определения температуры. От пяти до десяти процентов мужчин
население дальтоники; кроме того, цвет раскаленной стали гораздо труднее определить на солнце, если
ты делаешь термообработку
на открытом воздухе, что вам следует делать, если в вашем магазине нет вентиляционной вытяжки и дымохода. Закалка может быть
в духовке с точным термометром. Для температуры затвердевания,
есть несколько решений:

Магнетизм:
Помните, что при критической температуре, когда начинается фазовый переход в аустенит, сталь
стать немагнитным.

Пирометры: Хотя хорошие пирометры стоят дорого, термопару типа К можно купить за несколько долларов по
стекольный или керамический цех. Подключите его к цифровому мультиметру, загрузите диаграмму милливольт к температуре
для термопары, и все готово. Я сделал это, пропустив термопару через маленькое отверстие сбоку моей газовой горнила,
и это кажется довольно точным. Некоторые интернет-ресурсы:

• Создание пирометра
• Термопара типа K от милливольт до °F

Tempilstiks: Tempilstiks — это цветные мелки, которые гарантированно плавятся в пределах 1% от их номинальной температуры. Доступно в
широкий диапазон температур до 2500°F, их можно приобрести у торговцев кузнечным/кузнечным делом (онлайн по адресу
Кузница Кентавра).

Руководство по закалке и отпуску инструментальной стали O-1

Начните с отожженной стали. На этом этапе сталь мягкая.
достаточно для работы с файлом. Сделайте всю свою форму сейчас.
Однако, если вы делаете кромочный инструмент, пока не затачивайте острую кромку — остановитесь совсем чуть-чуть.
острого, оставляя его тупым.

Небольшая газовая горн с безнаддувной горелкой

(Острый край во время жары
обработка вызовет нежелательные напряжения в инструменте.)

Использование подходящего
источник тепла (или создание горелки Reil), нагрейте сталь до критической температуры.
Как узнать, когда вы достигнете критической температуры?
Аустенит, кристаллическая структура железа/углерода, образующаяся выше
критическая температура немагнитна. я держу старый
магнит держится в паре удобных тисков при закалке.
Когда сталь достаточно горячая, магнит не прилипает. В
в этот момент сталь вишнево-красная.

Изображение фактически показывает приближение темно-желтого цвета.
ярко-желтый; вишнево-красный можно увидеть дальше вниз
лезвие.

Теперь снимите сталь с огня и немедленно
потушить в масле. Подойдет любое масло; я утопил
на отработанном моторном масле, но теперь предпочитаю дешевое растительное масло в
металлическая ведро 5 литров. (Я бы предпочел думать о картофеле фри
чем двигатель, работающий на жидком топливе.)
Когда ты
погрузить раскаленную сталь в масло, сделать это вертикально — если
вы погружаете его под углом, он деформируется.
Аккуратно встряхните его в масле движениями вверх-вниз.
движение; перемешивание также может вызвать деформацию. Это

Хотя похоже, что я вхожу под углом в
изображение, клещи захватывают инструмент под одним и тем же углом,
и фактическое движение инструмента и моей руки
вертикальный.

важно, чтобы он двигался, чтобы пополнить масло в
поверхность стали; иначе образуется слой пара
что приводит к более медленному, чем хотелось бы, гашению. Если погасить
слишком медленно, инструмент не будет достаточно жестким. Держите сталь в
масло до тех пор, пока масло не перестанет пузыриться.

Как только сталь станет достаточно прохладной, чтобы с ней можно было обращаться, вытрите ее.
и проверьте его твердость. Если вы все сделали правильно, файл
не кусается — просто соскальзывает с края инструмента. Если
достаточно тяжело, пора закаляться; это важно
закалить как можно скорее после закалки. Вы можете просто
поместите инструмент в духовку, если вы доверяете его температуре
(возможно, хороший термометр был бы хорошей инвестицией), или
можно закалять так, как это делают кузнецы, нагревая инструмент до
он достигает нужного цвета. Чтобы увидеть цвета окисления,
вам придется полировать инструмент на грубой эмори-бумаге.
Мы не говорим здесь о зеркальной отделке — достаточно, чтобы разоблачить
голый металл (возможно, до зернистости 220). Теперь, используя
соответствующий источник тепла, осторожно нагрейте инструмент от
неделовой край. Идея состоит в том, чтобы смягчить к сокращению
кромка, поэтому режущая кромка будет тверже, чем другой конец
инструмента. Например, лезвие ножа будет тверже.
чем вдоль спины — спина бы больше закалялась, чтобы дать
это гибкость. По мере того, как инструмент нагревается, первый цвет, который вы
должен видеть слабый соломенный цвет. Продолжайте нагревать и дайте
этот цвет распространяется к режущей кромке. Так же, как это
достигает режущей кромки, погрузите инструмент в воду, чтобы
препятствуйте тому, чтобы это темперировало слишком много. Все готово, если инструмент
это плоское железо или долото — все, что вам нужно сделать сейчас, это сгладить
заднюю часть и заточить его. Для инструмента, которому нужна большая прочность
(меньше ломкости), как может холодная стамеска, следует
темперамент немного выше. Для настоящей гибкости, как пружина,
пройти весь путь до синего.

Твердость в зависимости от температуры отпуска

Отказ от ответственности

Огонь и раскаленный металл опасны по своей природе.

Электроды Э42

Электроды это самый доступный и распространенный сварочный материал в том числе Э42 . Каждая марка обладает различными свойствами и сочетанием, которые обеспечивают необходимые требования. Выбор марки электродов зависит от типа работы, которую надо выполнить.

Марки стали, ее толщины, условий работы и тому подобное. Современные типы электродов делятся исходя из технологических показателей и физических характеристик, которые и определяют материалы, с которыми они работают и допустимые условия сварки.

При этом сварочные электроды одной группы могут быть различных марок. Электроды Э42 имеют различные покрытия, а значит и определенные технологические отличия. Особенно распространенными электродами данного вида являются сварочные электроды типа Э42 АНО 6, которые применяются для работы с углеродистой сталью, которая состоит из углерода не выше чем на 0,25%.

Эти электроды работают от источника непрерывного тока либо переменного тока с обратной полярностью. В совокупности электроды Э42 имеют показатель наплавки вблизи 10 г/Ач. Сварочные электроды Э42 имеют, также различный диаметр от 4 до 6 миллиметров, и их составляет 1,6 кг электродов на 1 кг наплавленного металла. Шов имеет в своем составе такие элементы как фосфор, сера, марганец и кремний.

Электроды АНО 6 имеют рутиловое покрытие. Основу покрытия этих электродов составляет природный диоксид титана. Стойкость металла шва, вопреки образованию трещин, высокая. Эти электроды владеют целым рядом превосходств по сопоставлению с другими видами, а именно: обеспечивают сильное и стабильное горение дуги, небольшие потери металла, легкую отделимость корки шлака, и чудесное образование шва.

Электроды Э42 малочувствительны к образованию при сварке влажного или ржавого металла, или при изменении длины дуги. Поры в швах возникают при использовании повышенных режимов тока при работе с тавровыми швами, или при сварке электродом большого диаметра тонкого металла. Сварочные электроды АНО 6 дозволяют производить сварочные работы по грунтовочным покрытиям с толщиной около 20-25 мкм без снижения механических свойств и образования пор.

Рекомендовано:

• Электроды для сварки ответственных конструкций
• Все сварочные электроды выпускаемые в россии
• Какие лучше использовать электроды для сварки труб высокого давления
• Какие нужны электроды для электродуговой сварки
• Как сушить электроды в печи для прокалки электродов
• Хранение электродов

Значимым превосходством этих электродов является легкость зажигания дуги наименьшей плотностью тока, при котором вожможен дуговой разряд. Они гораздо превосходят электроды с основным покрытием по образованию шва и плавного перехода от него к основном металлу.

Электроды c минимальным количеством шлака   

Электроды Ergus   

Госты электродов   

Электроды АНЦ   

что это такое и как использовать?

18. 09.2018 Екатерина

Время чтения: ≈5 минут

Электродуговая сварка немыслима без электрода. От него зависит, с каким металлом вы можете работать, какую силу тока можете использовать, и каков будет конечный результат. Существует несколько десятков типов электродов, к которым относятся свои марки.

Электрод типа Э 42 широко применяется как в профессиональной, так и в домашней сварке. Поэтому мы решили рассказать вам все об этом типе электродов. В этой статье вы узнаете, какие марки относятся к Э42, в каких случаях применение таких электродов нежелательно, как выбирать и правильно хранить стержни для сварки.

Содержание статьи

• Общая информация
• Применение
• Аналоги
• Выбор
• Хранение
• Вместо заключения

Общая информация

Электроды марки э42 предназначены для электродуговой сварки. Данный тип электродов — один из самых часто применяемых. Им варят или ремонтируют металлические конструкции и изделия из стали. Электроды такого типа нередко можно встретить как в арсенале профессионального сварщика на заводе, так и у домашнего умельца в гараже.

Читайте также: Технология и особенности сварки стали

К типу Э42 относятся марки электродов АНО-6, АНО-6М, АНО-17, ВСЦ-4, ВСЦ-4М, ОЗС-23, ОМА-2. Это отечественная маркировка. У зарубежных производителей (например, ESAB или Kobelco) своя маркировка. Если вы не знаете, что марка электрода и как правильно выполняется расшифровка, то прочтите эту статью.

У каждой марки электродов, относящейся к типу Э42, свои технические характеристики. Поэтому их нужно изучать отдельно для каждой марки. Нельзя сказать, что все электроды типа Э42 имеют одно покрытие или один сценарий применения. Это ошибочное утверждение.

Применение

Но, несмотря на различия в марках, электроды типа Э42 все же имеют что-то общее. Все они предназначены для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Не стоит применять их при сварке особо ответственных конструкций и вести вертикальный шов сверху вниз. Еще одна общая черта всех электродов типа Э42 — возможность применения как постоянного, так и переменного тока. Но при работе с постоянным током рекомендуется установить обратную полярность.

Не рекомендуется варить электродами э42 нержавеющую сталь, поскольку в составе таких электродов нет хрома и никеля в нужной пропорции. А без этих компонентов нержавейку варить нельзя. Вы можете провести эксперимент и попробовать сварить нержавеющую сталь электродами э42. В результате металл потеряет все свои антикоррозийные свойства и станет хрупким.

При работе с электродами типа Э42 мастера отмечают стабильное горение дуги и ее легкий поджиг, в том числе повторный. По этой причине данный тип настолько популярен у всех категорий сварщиков. Так что можете использовать данные электроды для работы с любым сварочным аппаратом и уровнем подготовки.

Аналоги

Выше мы уже писали, что электроды Э42 очень распространены. Данные стержни выпускает сразу несколько компаний, поэтому вы можете найти продукцию под свои задачи и кошелек. Логично, что в этой ситуации не приходится искать аналог э42. Но у вас все же возникла такая необходимость, то обратите внимание на электроды типа Э42А. У них кислое покрытие, поэтому швы не будут пористыми. Но нужно учитывать, что такой тип электродов способствует образованию горячих трещин.

Если и Э42А вам не подходит, то ориентируйтесь на проволоку, из которой изготовлены электроды-аналоги. Узнайте, какой состав у стали, которую вы будете варить, и убедитесь, что электрод-аналог схож с металлом по своему составу. У Э42 чаще всего используется рутиловое покрытие, так что можете найти аналог еще и по этому критерию.

Выбор

Начнем с диаметра. Здесь все просто: обычно диаметр электрода равен толщине металла, с которым вы собираетесь работать. Так электроды диаметром 4 мм или электроды диаметром 6 мм отлично подходят для толстых деталей, а 2мм и менее незаменимы при сварке тонких сталей.

Что касается марок, то ориентируйтесь на свои потребности. Если для вас важнее качество, то покупайте ОК 46. 00. Если важнее цена — АНО-6. Проконсультируйтесь с продавцом в магазине и прочтите ГОСТы для каждой отдельной марки, чтобы лучше разбираться в этом вопросе.

Выбор производителя так же не должен быть проблемой. Если вы не готовы тратиться на электроды, то выбирайте продукцию российского производства. Если качество стоит на первом месте, а цена на последнем, то присмотритесь к зарубежным электродам. Например, к компании Kobelco.

Куда важнее сертификат качества, который вы можете запросить у продавца или производителя. Сертификат подтверждает, что купленные вами электроды соответствуют всем современным стандартам и являются подлинными. Есть одно «но»: на данный момент производитель не обязан проходить контроль качества. Это добровольное мероприятие. Но, с другой стороны, если компания все же снабдила свою продукцию сертификатами, значит она действительно ручается за их достойное качество.

Поэтому, если при покупке электродов у одного производителя есть сертификат, а другого нет, то конечно лучше предпочесть первого.

Хранение

Вместо заключения

Электроды э42 — отличный выбор для всех сварщиков. От новичков, до мастеров своего дела. Главное — правильно подобрать марку и приобрести качественные стержни. Если у вас скромный бюджет, купите отечественные электроды. У них неплохие характеристики и возможности. Ну а если цена электрода играет далеко не первую роль, то обратите внимание на японских и европейских производителей. Желаем удачи в работе!

Похожие публикации

Стали и нержавеющие стали – электроды и сплавы

Электроды из углеродистой стали

Очень заметным сектором этой группы продуктов являются электроды с рутиловым покрытием типа «13». Команда отдела исследований и разработок Selectrode провела много лет, сравнивая наш электрод 6013 со всеми наиболее популярными брендами на рынке по всему миру. Этот процесс привел к получению действительно выдающегося универсального продукта, превосходящего все категории производительности. Наше флюсовое покрытие типа «13» можно сгибать без образования трещин и разрывов. Эта функция позволяет оператору получить доступ к труднодоступным местам. Переход сварного шва чрезвычайно гладкий с минимальной потерей разбрызгивания. Шлак удаляется автоматически сам по себе, а швы получаются однородными и плавно волнистыми. Все позиционные возможности также превосходны. Сочетание всех этих выдающихся характеристик с тем фактом, что мы производим и храним эти электроды в нескольких цветах, обеспечивает полную победу для компаний, которые хотят продавать самое лучшее, имея при этом легкий доступ к уникальному цвету и отличительной презентации. Окончательным преимуществом является то, что эта группа продуктов производится в диапазоне диаметров от 1/16” (1,6 мм) до ¼” (6,4 мм).

Дополняет группу продуктов с рутиловым покрытием наш целлюлозный электрод 6010 для сварки труб . Этот электрод прошел всемирные критические испытания с тщательным изучением в связи с позиционной сваркой труб . Наши электроды с основным покрытием возглавляет наш знаменитый и уникальный стеклянный шлаковый электрод с двойным покрытием, который превосходно работает на переменном токе.

Электроды из нержавеющей стали

Электроды типа 312 или 29/9 являются лидерами этой группы по популярности, а также по физическим свойствам. За последние 40 лет мы постоянно модифицировали и обновляли этот важный продукт, чтобы постоянно предлагать нашим клиентам самые последние технологические разработки. Ассортимент Selectrodes отличается легким зажиганием дуги, а также повторным зажиганием. Перенос дуги бесшумный и плавный даже при работе на небольших сварочных аппаратах переменного тока с низким напряжением холостого хода. Расплавленный шлак не мешает работе, а когда затвердевает, он поднимается и легко удаляется. Лучше всего то, что мы производим этот электрод в 8 разных цветах. Специальная модифицированная версия на этом типе электрода — наша 9.Электрод 0009 Stud Pull со специальным флюсом для сварки в труднодоступных местах при удалении сломанных шпилек или болтов.

Пристальное внимание и ресурсы, вложенные в электрод 312 (29/9), перенесены на весь наш ассортимент электродов из нержавеющей стали. Все они разработаны с одинаковыми характеристиками покрытия и соответствуют определенным основным металлам из нержавеющей стали, для соединения или ремонта которых они предназначены. Уникальная линейка проволок Tig с флюсовым покрытием дополняет электроды для дуговой сварки в нашем ассортименте. Они облегчают сварку труб из нержавеющей стали без использования дорогостоящей внутренней продувки инертным газом.

В дополнение к стандартным продуктам мы также предлагаем уникальные и специальные продукты, в том числе:

Разнородные стали

• Тип 312 или 29/9 8 различных цветов
• Специальный электрод «Stud Pull»
• Диаметр от 1/16″ (1,6 мм) до 1/4″ (6,4 мм)

Выберите номер продукта из списка ниже, чтобы просмотреть спецификации или паспорта безопасности для этого продукта.

СохранитьСохранить

СохранитьСохранить

Электроды для электродуговой сварки металлическим электродом с низким уровнем выбросов марганца

– Zika Industries Ltd.

Роль марганца в сталях и сварке сталей

(Mn) является очень важным и важным легирующим элементом в стали. Вместе с углеродом марганец отвечает за твердость и прочность стали. Кроме того, марганец значительно повышает пластичность стали и ее ударную вязкость. Он также работает как раскислитель и десульфуризатор. Не существует конструкционной стали, не содержащей марганец.

Источники марганца

• Сердечник (0,4-0,5 мас.% Mn)
• Флюсовое покрытие (содержание Mn зависит от состава флюса)
  • Ферромарганцевый порошок
  • Электролитический порошок Mn

Воздействие марганца на здоровье

Высокое воздействие марганца связано с воздействием на центральную нервную систему, обозначаемым как манганизм .

Симптомы, сходные с болезнью Паркинсона:

– Тремор

– Замедленность движений

– Ригидность мышц

– Плохой баланс

Работники-мужчины также имеют более высокий риск проблем с фертильностью.

Влияние на нервную систему считается постоянным.

Если вы хотите узнать больше о влиянии марганца на здоровье, нажмите здесь или здесь

• Концентрация TWA для обычного 8-часового рабочего дня и 40-часовой рабочей недели
•  Считается, что почти все работники могут подвергаться многократному воздействию, день за днем, в течение всей трудовой жизни без неблагоприятных последствий

TLV – Пороговое предельное значение

Марганец, элементарные и неорганические соединения

• 2011: предложено, TLV-TWA, 0,02 мг/м3 в пересчете на Mn,
  вдыхаемый твердые частицы и 0,1 мгn,m3 в пересчете на Mn вдыхаемый вещество
• 2013: 2011 предложенные значения приняты

Организации

ACGIH – Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене

OSHA – Управление по безопасности и гигиене труда (регулирующий орган США).

Как измерить воздействие марганца?

Стандартный метод отбора проб воздуха из зоны дыхания сварщика

Сравнение качества по выбросу марганца

СВАРОЧНАЯ КАМЕРА

Почти весь дым проходит через фильтр

Содержание марганца в обычных электродах

Содержание марганца в низкомарганцевых электродах Zika

Предварительные результаты эмиссии марганца – Рутиловое покрытие E6013

Предварительные результаты эмиссии марганца – базовое покрытие E7018

93)