강철의 용접성 : 분류. 강철 그룹의 용접성

철강은 주요 구조재입니다. 그것은 다양한 불순물과 철 - 탄소 합금입니다. 조성을 구성하는 모든 구성 요소는 잉곳의 특성에 영향을 미칩니다. 금속의 기술적 특성 중 하나는 고품질의 용접 조인트를 형성하는 능력입니다.

강철의 용접성을 결정하는 요인

강철의 용접성 평가는 주 지시기의 값 (C _eq 의 탄소 _{당량)을 기준으로} 합니다. 이것은 탄소와 기본 합금 원소의 함량이 관절의 특성에 미치는 영향의 정도를 고려한 조건부 계수입니다.

철강의 용접성은 다음 요인에 의해 영향을받습니다.

1. 탄소 함량.
2. 유해한 불순물의 존재.
3. 도핑도.
4. 미세 구조 유형.
5. 환경 조건.
6. 금속의 두께.

가장 유익한 매개 변수는 화학 조성입니다.

용접성 그룹에 의한 강의 분포

이러한 모든 요소를 염두에두고 철강의 용접성에는 다른 특성이 있습니다.

용접성을위한 강재의 분류 .

• 양호 (C _eq ≥ 0.25 %의 값에서) : 저탄소 강 부품; 제품의 두께, 기상 조건, 준비 작업 가능 여부에 달려 있지 않습니다.
• 만족스러운 (0,25 % ≤S _eq ≤0.35 %) : 환경 조건과 용접 구조의 직경에 제한이 있습니다 (기온이 -5, 바람이없는 날씨, 두께가 최대 20 mm).
• 제한됨 (0,35 % ≤S _eq ≤0,45 %) : 품질 용접을 형성하기 위해 이전 가열이 필요합니다. 그것은 "부드러운"오스테 나이트 변태, 안정한 구조 (ferritic-pearlitic, bainitic)의 형성을 촉진합니다.
• 불량 (C _eq ≥0.45 %) : 기계적으로 안정한 용접 조인트의 형성은 용접 된 구조물의 후속 열처리뿐만 아니라 금속 가장자리의 이전 온도 준비 없이는 불가능합니다. 필요한 미세 구조를 만들기 위해서는 추가적인 가열과 부드러운 냉각이 필요합니다.

용접 용접성 그룹은 특정 철 - 탄소 합금 용접의 기술적 특징을 쉽게 탐색 할 수 있도록합니다.

열처리

강재의 용접성 및 해당 기술 특징에 따라 용접 관절의 특성은 연속적인 온도 영향으로 보정 될 수 있습니다. 열처리에는 4 가지 주요 방법이 있습니다 : 경화, 템퍼링, 어닐링 및 표준화.

가장 보편적 인 방법은 용접 이음새의 경도와 동시 강도, 응력 제거, 균열 방지를위한 담금질 및 템퍼링입니다. 템퍼링의 정도는 재료 및 원하는 특성에 따라 다릅니다.

예비 작업 중 금속 구조물의 열처리가 수행됩니다.

• 어닐링 - 금속 내부의 응력을 완화하고 부드러움과 순응을 보장합니다.
• 이전의 가열로 온도 차이를 최소화합니다.

온도 효과의 합리적인 관리는 다음을 가능하게합니다 :

• 공작물 준비 (곡물을 연마하여 내부 응력을 제거하십시오);
• 차가운 금속의 온도 저하를 줄입니다.
• 미세 구조의 열 보정을 통해 용접 된 물체의 품질을 향상시킵니다.

온도 차이에 의한 성질의 수정은 지역적이거나 일반적 일 수 있습니다. 가장자리는 가스 또는 전기 아크 장비로 가열됩니다. 전체 부품을 가열하고 부드럽게 냉각하기 위해 특별한 용광로가 사용됩니다.

특성에 미치는 미세 구조의 영향

열처리 공정의 본질은 잉곳 내부의 구조적 변형과 응고 된 금속에 미치는 영향을 기반으로합니다. 따라서, 727 ℃의 온도로 가열되면 혼합 된 입상 오스테 나이트 구조가됩니다. 냉각 방법에 따라 변형 옵션이 결정됩니다.

1. 노 내부 (속도 1 ℃ / 분) - 약 200 HB (브리넬 경도)의 경도를 갖는 펄라이트 구조가 형성된다.
2. 공기 중 (10˚C / 분) - 솔비톨 (페라이트 - 펄라이트 결정립), 경도 300 НВ.
3. 오일 (100 ℃ / 분) - 포로 사이트 (페라이트 - 세멘 타이트 미세 구조), 400 HB.
4. 물 (1000˚C / 분) - 마르텐 사이트 : 고체 (600ℓ)이지만 깨지기 쉬운 바늘 구조.

용접에는 충분한 경도, 강도, 가소성에 대한 질적 지표가 있어야하므로 용접의 마텐 자이 트 특성은 허용되지 않습니다. 저탄소 합금은 페라이트, 페라이트 - 펄라이트, 페라이트 - 오스테 나이트 구조를 가지고 있습니다. 중간 탄소 및 중간 합금강은 펄라이트 계입니다. 고 탄소 및 고 합금 - 마텐 자이 트 또는 트로 타이트는 페라이트 - 오스테 나이트 계의 외관을 유도하는 데 중요합니다.

저탄소 강재 용접

탄소강의 용접성은 탄소 및 불순물의 양에 의해 결정됩니다. 그들은 연소되어 기체 형태로 바뀌고 다공성의 낮은 품질의 봉합사를 제공 할 수 있습니다. 유황과 인은 곡물의 가장자리를 따라 집중하여 구조물의 취약성을 증가시킬 수 있습니다. 용접은 가장 간단하지만 개별 접근이 필요합니다.

보통 품질 의 탄소강 은 A, B 및 B의 세 그룹으로 나뉩니다. B 그룹 금속으로 용접 작업이 수행됩니다.

GOST 380-94에 따라 강재 등급 VSt1 - VSt4의 용접성 은 제한 사항 및 추가 요구 사항이 없음을 특징으로합니다. 가열없이 최대 직경 40mm의 부품 용접이 발생합니다. 브랜드의 가능한 지표 : D - 증가 된 망간 함유량; Kp, ps, cn - "끓는", "반 - 조용한", "차분한"각각.

저탄소 고품질 강은 10 번째 탄소 (10kp, 10ps, 10g), 15 일 (15kp, 15ps, 15g), 20 일 (20kp, 20kp, 20kp, 20ps, 20G).

품질 용접을 보장하기 위해 탄소 C 및 망간 Mn으로 용접 조의 포화 공정을 수행 할 필요가있다.

용접 방법 :

1. 직경이 2 ~ 5 mm 인 초기의 특수 소성 전극을 사용한 수동 아크. 유형 : E38 (중간 강도의 경우), E42, E46 (420MPa까지의 우수한 강도의 경우), E42A, E46A (복잡한 구조의 강도가 높고 특수한 조건에서 작동하는 경우). OMM-5 및 SSSI 13/45로드 용접은 직류 작용으로 수행됩니다. 전극의 도움으로 작업 ЦМ-7, ОМА-2, СМ-11은 어떤 특성의 전류로도 수행됩니다.
2. 가스 용접. 대부분의 경우 바람직하지 않지만 가능합니다. 그것은 필러 와이어 Sv-08, Sv-08A, Sv-08HA, Sv-08GS를 사용 하여 수행됩니다. 얇은 저탄소 금속 (d 8mm)은 왼쪽으로 두껍고 (d 8mm) 오른쪽으로 용접됩니다. 솔기의 특성의 단점은 정규화 또는 어닐링으로 제거 할 수 있습니다.

저탄소 강 용접은 추가 가열없이 수행됩니다. 간단한 양식의 세부 사항에는 제한이 없습니다. 풍량 및 격자는 바람으로부터 보호하는 것이 중요합니다. 복잡한 물체는 최소한 5 ° C의 온도에서 상점에서 용접해야합니다.

따라서, 등급 ВСт1 - ВСт4의 경우 강철 10 - 강철 20 - 용접성이 실질적으로 제한이 없으므로 용접 방법, 전극 유형 및 전류 특성에 대한 표준 개별 선택이 필요합니다.

중 탄소 및 고 탄소 구조용 철강

탄소로 채워진 합금은 좋은 화합물을 형성하는 능력을 감소시킵니다. 아크 또는 가스 화염의 열 효과 과정에서 유황은 곡물의 가장자리를 따라 누적되어 적색으로 이어지고 인은 차가운 취성으로 이어진다. 대부분의 경우 재료는 망간으로 도핑됩니다.

이것은 다양한 야금 생산을위한 일반 품질 VS4, VST5 (GOST 380-94), 정성 25, 25G, 30, 30G, 35, 35G, 40, 45G (GOST 1050-88)의 구조용 강을 포함합니다.

이 작업의 핵심은 용접 풀의 탄소 양을 줄이고 최적의 기술을 보장하기 위해 규소와 망간으로 금속을 포화시키는 것입니다. 탄소의 과도한 손실을 허용하지 않는 것이 중요하며, 이로 인해 기계적 성질이 불안정해질 수 있습니다.

중 탄소 함량이 높은 강재의 용접 작업 특징 :

1. 폭 150mm까지 100-200 ° C의 가장자리 가열. 등급 ВСт4 및 강 25 만 추가 가열없이 용접됩니다. 중간 탄소의 경우 용접성이 만족 스럽다면 작업을 시작하기 전에 전체 표준화를 수행해야합니다. 고 탄소 준비 어닐링이 필요합니다.
2. 아크 용접은 일정 전류 하에서 3 ~ 6 mm 크기의 코팅 된 하소 전극 (OZS-2, UONI-13 / 55, ANO-7)으로 수행됩니다. 플럭스 또는 보호 가스 (CO ₂ , 아르곤)의 매개체로 작업하는 것이 가능합니다.
3. 가스 용접은 이전의 200 ° C 로의 가열과 함께 아세틸렌의 균일 한 저전력 공급으로 침탄 화염, 왼쪽 방법으로 수행됩니다.
4. 부품의 강제 열처리 : 경화 및 템퍼링 또는 별도의 템퍼링으로 내부 응력을 최소화하고 균열을 방지하며 경화 된 마르텐 사이트 및 트루 사이트 구조를 부드럽게합니다.
5. 접촉 스폿 용접은 제한없이 수행됩니다.

따라서, 중 탄소 및 고 탄소 구조용 강은 적어도 5 ℃의 주위 온도에서 실질적으로 제한없이 용접된다. 낮은 온도에서는 초기 가열과 고품질 열처리가 필수적입니다.

저 합금강 용접

합금강은 특정 특성을 얻기 위해 용융 중에 다양한 금속으로 포화 된 철강입니다. 사실상 그것들 모두는 경도와 강도에 긍정적 인 영향을줍니다. 크롬 및 니켈은 내열 합금 및 스테인레스 합금의 일부입니다. 바나듐과 실리콘은 탄성을 부여하기 때문에 스프링과 스프링을 만드는 재료로 사용됩니다. 몰리브덴, 망간, 티타늄 증가 내마 모성, 텅스텐 - 적색. 동시에 부품의 성질에 긍정적 인 영향을 미치기 때문에 철의 용접성을 저해합니다. 또한, 마텐 자이 트 구조의 경화 및 형성 정도가 증가하고, 내부 응력 및 접합부에서 균열이 형성 될 위험이 있습니다.

합금강 의 용접성은 또한 화학적 조성에 따라 결정됩니다.

저 합금 저탄소 2GS, 14G2, 15G, 20G (게스트 4543-71), 15HSND, 16G2AF (GOST 19281-89)는 잘 용접되어 있습니다. 표준 조건 하에서는 공정을 완료 할 때 추가 가열 및 열처리가 필요하지 않습니다. 그러나 몇 가지 제한 사항이 있습니다.

• 허용 열 조건의 범위가 좁습니다.
• 작업은 적어도 -10 ° C (대기 온도가 더 낮지 만 -25 ° C 이하, 200 ° C로 예열하지 않는 조건)에서 수행해야합니다.

가능한 방법 :

• 직류 전력 40 ~ 50A, 전극 E55, E50A, E44A의 전기 아크 용접.
• 필러 와이어 Sv-08HA, Sv-10GA를 사용하여 플럭스를 이용한 자동 아크 용접.

강철 09G2S, 10G2S1의 용접성은 또한 합금 12GS, 14G2, 15G, 20G, 15HSND, 16G2AF를 위해와 같은 실행의 좋은 필요 조건 및 가능한 방법이다. 합금 09G2S, 10G2S1의 중요한 특징은 직경이 최대 4cm 인 부분에 대한 모서리 준비의 필요성이 없다는 것입니다.

중간 합금강 용접

중간 합금강 20ХГСА, 25ХГСА, 35ХГСА (гость 4543-71)는 스트레스가없는 솔기의 형성에 더 큰 저항을 일으 킵니다. 그들은 만족스러운 용접성을 가진 그룹에 속합니다. 용접 작업이 끝날 때 150 ~ 200 ° C의 온도로 예열해야하며, 다층 접합, 담금질 및 템퍼링이 필요합니다. 구현 옵션 :

• 전기 아크 용접시 현재 강도와 전극 직경은 작업 중에 얇은 모서리가 경화되기 어렵다는 점을 고려하여 금속 두께에 따라 엄격하게 선택됩니다. 따라서 제품 직경이 2 ~ 3 mm 인 경우 현재 값은 50 ~ 90 A의 범위 내에 있어야합니다. 두께가 7 ~ 10 mm 인 경우 4-6 mm 전극을 사용하면 역 극성의 DC 강도가 200 A로 증가합니다. 셀룰로오스 또는 불화물 - 칼슘 보호 코팅 (Sv-18HGSA, Sv-18XMA)과 함께 사용 된 막대.
• CO ₂ 차폐 가스에서 작업 할 때 직경 2mm 이하의 S-08G2S, S-10G2, S-10GSMT, S-08X3G2SM 와이어를 사용할 필요가 있습니다.

종종 이러한 재료의 경우 아르곤 아크 방법 또는 서브 머지 드 아크 용접이 사용됩니다.

내열성 및 고강도 강재

내열성 철 - 탄소 합금으로 용접 작업 12МХ, 12Х1М1Ф, 25Х2М1Ф, 15Х5ВФ 300-450 ° C의 온도로 예열하여 최종 경화 및 고 템퍼링을 수행해야합니다.

• 하소 된 코팅 전극을 사용하는 다층 솔기 디자인의 캐스케이드 방식에 의한 전기 아크 용접.
• 첨가제 재료 Sv-08HMFA, Sv-18KhMA를 사용하여 아세틸렌 공급량 100 dm ³ / mm로 가스 용접. 파이프 조인트는 전체 조인트의 이전 가스 가열로 수행됩니다.

중 도핑 된 고강도 재료 14H2GM, 14X2GMRB를 용접 할 때 뉘앙스를 고려하여 내열강과 동일한 규칙을 따르는 것이 중요합니다.

• 조심스럽게 모서리를 다듬고 주전자를 사용하십시오.
• 전극의 고온 소성 (최대 450 ° C).
• 두께 2cm 이상의 부품에 대해서는 150 ° C로 예열하십시오.
• 이음새의 천천히 냉각.

고 합금강

특수 기술의 사용은 고 합금강을 용접 할 때 필요합니다. 여기에는 스테인레스, 내열 합금 및 고온 합금의 거대한 범위가 포함되며 그 중 일부는 09H16N4B, 15H12VNMF, 10X13SU, 08H17N5MZ, 08H18G8N2T, 03H16N15MZB, 15H17G14A9입니다. 철강의 용접성 (GOST 5632-72)은 네 번째 그룹을 나타냅니다.

고 탄소 고 합금강의 용접성 특성 :

1. 열 전도율이 낮기 때문에 전류를 평균 10-20 % 줄이는 것이 필요합니다.
2. 용접은 간격이 최대 2 mm 인 전극을 사용하여 수행해야합니다.
3. 특수 코팅 막대를 사용하여 인, 납, 황, 안티몬의 함량을 감소시키고 몰리브덴, 바나듐, 텅스텐의 수치 적 존재를 증가시킵니다.
4. 솔기 (오스테 나이트 + 페라이트)의 혼합 된 미세 구조를 형성 할 필요성. 이는 용접 금속의 연성과 내부 응력의 최소화를 보장합니다.
5. 용접 직전에 가장자리의 필수 가열. 온도는 구조의 미세 구조에 따라 100 ~ 300 ° C 범위에서 선택됩니다.
6. 아크 용접에서 코팅 된 전극의 선택은 부품의 입자, 특성 및 작업 조건의 유형에 따라 결정됩니다. 오스테 나이트 강철 12:18, УНИНИИ 13 / НЖ, ОЗЛ-7, ОЗЛ-14 with coatings СН-06Х19Н9Т, S-02Х19Н9; 마텐 자이 트강의 경우 20:17:12 코팅 : Sv-08Х17t; 오스테 나이트 - 페라이트 강철의 경우 12KA21Н5Т : 코팅이있는 -33, Sv-08Х11В2МФ.
7. 가스 용접에서 아세틸렌 공급은 70-75dm3 / mm의 값에 해당해야하며, 사용되는 필러 와이어는 Sv-02Kh19N9T, Sv-08Kh19N10B입니다.
8. NZH-8을 사용하여 유출이 가능한 작업.

철강 용접성 - 상대 매개 변수입니다. 이것은 금속의 미세 구조 및 물성의 화학적 조성에 의존한다. 높은 품질의 연결을 형성하기 때문에 능력은 의도적 기술적 접근 방식, 특수 장비 및 작업 성능 조건을 통해 조정할 수 있습니다.