Сварка стали 40х технология - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Сварка стали 40х технология

Сварка стали 40х

Сталь 40х является конструкционным легированным металлом, который широко используется в промышленности. Технические характеристики и состав материала определяется по ГОСТ 453-71. Содержание углерода в ней должно быть, примерно, 0,4%, а хрома – 1%. Сварка стали 40Х является достаточно сложным процессом, так как материал относится к трудно свариваемым металлам. Для решения данной проблемы используют специальные технологии и методы.

Основная проблема заключается в том, что при сваривании получается большая вероятность появления трещин, раковин и прочих дефектов. Но характеристики самого металла являются весьма полезными при создании металлоконструкций, так что приходится подыскивать подходящие способы как варить сталь 40х.

Способы сварки стали 40Х

Самым качественным и распространенным способом сваривания этого сорта металла, является сварка стали 40х аргоном. Электродуговой аппарат обеспечивает достаточно высокое напряжение для плавления, а газ защищает от воздействия посторонних вещей, которые приводят к браку. В данном случае подбирается присадочный материал той же марки, что и заготовка. Также возможно варить газом с помощью ацетилена. Это более простой, но менее надежный метод. Он может не подойти для слишком толстых слоев листов, так что может потребоваться дополнительная подготовка металла под сварку. Наиболее простым способом, уступающим в надежности предыдущим, является обыкновенная ручная сварка специальными электродами.

Выбор способа

Для домашнего применения, когда на изделие не будет возлагаться большая ответственность, применяют самый простой способ – дуговую сварку. Ведь это самый дешевый метод, который не требует особой подготовки. Для сварки стали 40х электроды требуются специально предназначенные для этого дела. В промышленности для ответственных объектов применяют электродуговую сварку с аргоном. Несмотря на высокую себестоимость, это один из самых надежных методов, который обеспечивает длительный срок службы конструкции. Чтобы сделать процесс более дешевым, можно использовать газовую сварку с помощью ацетилена. Результат будет очень схожим, а в плане создания потолочных и вертикальных швов еще и более удобным. Другие виды и способы сварки металла применяются достаточно редко.

Сварка стали 40Х аргоном

Вне зависимости от выбранного способа следует тщательно подготовить поверхность перед свариванием.»

Свариваемость стали 40Х и ее свойства

Металл плохо сваривается. Если сам процесс плавления и образования сварочной ванны происходит еще относительно нормально, так как здесь проявляется лишь повышенная вязкость, но весь ряд проблем, которые возникают на шве после окончания, зачастую приводят к его негодности для эксплуатации. Сварка стали 40хн отлично проявляет ее свойства к отпускной хрупкости. Во время самой сварки, а также после нее могут появляться трещины и прочие дефекты, в том числе и деформации. Это возникает из-за резких перепадов температуры, которые вызваны электрической дугой, что особенно заметно, когда происходит сварка тонкого металла электродом. Также это получается при образовании напряжений, которые получаются из-за недостаточного обеспечения защиты. Таким образом, дополнительные действия нужны как перед сваркой, так и после нее.

Сварка стали 40Х

Выбор инструмента

Критерий при выборе материала сварочной проволоки или электрода – ровно один. Их металл должен максимально соответствовать составу того, который идет в заготовках. Следует только обращать внимание на толщину, чтобы она соответствовала толщине деталей, так как глубина приваривания должен быть максимальной из-за сложностей в податливости данной марки стали. Более важным параметром является защита. Сварка стали 40х полуавтоматом должна поддерживаться средой защитного газа, а при ручной – на электродах должно быть покрытие, рассчитанное на работу с этой маркой стали. Тут подойдут электроды марки Э85, у которых имеется пониженное содержание водорода в покрытии, а также которые стойки к образованию трещин при работе со сложными металлами.

Читайте также:  Как обозначается сварка на чертежах ГОСТ

Режимы

Чтобы повысить качество соединения, следует использовать уже проверенные параметры, которые рассчитаны для каждой толщины заготовки и соответствующего положения шва. Это существенно облегчит процесс работы.

40Х сталь конструкционная легированная ограниченной свариваемости

Сталь марки 40Х (ГОСТ4543-71) – это конструкционная легированная сталь содержащая от 0,36% до 0,44% углерода и хрома в интервале от 0,8% до 1,1%. Эквивалентами 40Х являются стали: 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР

Основными аналогами в некоторых других странах являются: Германия – 41Cr4 (DIN17204); США – 5140 (SAE J 404, AISI); Япония – S Cr4 (JIS G 4104); Китай – ML 40 Cr (GB 5067-85, 8162-87, 11251-89).

Поставляется сталь 40Х в основном: сортовым прокатом, в том числе фасонным (ГОСТ2590-88, ГОСТ2591-88, ГОСТ2879-88, ГОСТ10702-88); трубами (ГОСТ8731-87, ГОСТ8733-87, ГОСТ13663-86); поковкой (деталь получаемая методом ковки ГОСТ8479-70); листами толстыми (ГОСТ1577-93); шлифованным прутком и серебрянкой (ГОСТ14955-77); калиброванным прутком(ГОСТ7417-75, ГОСТ8559-75, ГОСТ8560-78, ГОСТ1050-73), полосой (ГОСТ103-76, ГОСТ1577-93, ГОСТ82-70).

По свариваемости сталь 40Х относится к 4 группе, это означает, что её довольно трудно сварить и после сваривания существует большая вероятность образования трещин на сварном шве. Сваривается тремя видами сварки: ручной дуговой сваркой (РДС), электрошлаковой сваркой (ЭШС) и контактно точечной сваркой (КТС). Сваривают эту марку стали обязательно с предварительной термообработкой, подогревом в процессе сварки, а при КТС с еще и обязательной последующей термообработкой. При сваривании стали 40Х ручной дуговой сваркой используется тип электрода Э85, тип сварного шва значения не имеет.

Данная марка стали флокеночувствительна то есть в процессе изготовления стальных поковок и проката, при переходе стали из жидкого состояния в твердое выделяется водород из-за чего могут возникать полости и трещины (флокены). Чтобы предотвратить образование флокенов нужно вакуумировать сталь дабы снизить процент содержания водорода в сплаве.

Температура ковки данной марки стали – начала 1250С, конца 800С. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.

Сталь 40Х склонна к отпускной хрупкости, при отпуске в определенном диапазоне температур у стали понижается вязкость, а также сопротивляемость хрупкому разрушению. Данная сталь закаливается при температуре 860С, затем охлаждается в масле. Отпуск же осуществляется при температуре 500С, охлаждающей средой при отпуске могут являться как масленая среда так и водная.

Область применения этой стали довольно разнообразна хоть и сводится в большинстве своем к созданию из неё деталей вращения таких как: валы, оси, плунжеры, вал-шестерни, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, рейки, шпиндели, зубчатые венцы, оправки, белиты, полуоси, втулки и многих других деталей повышенной прочности, подвергающихся улучшению термообробатываемым методом. В частности данная марка стали часто применяется для изготовления нерабочих элементов составного режущего инструмента (элементы не подвергающиеся непосредственному контакту с обрабатываемой поверхностью детали): резцов с пластинами из быстрорежущей стали и с пластинами из твердого сплава (из этой стали изготавливается державка), зенкеров с пластинами из твердого сплава (корпус), разверток насадных (корпус), метчиков сварных (хвостовик). В основном сталь 40Х используется при производстве деталей машиностроения, и в некоторых случая при производстве крепежа применяемого на открытом воздухе в случаях строительства автомобильных и железнодорожных мостов в местностях с северным климатом.

Читайте также:  Техника электросварки для начинающих

Из вышесказанного можно вывести несколько полезных свойств которые несомненно играют роль в выборе данного материала:

высокая механическая прочность;
устойчивость к резким перепадам температур;
пониженная чувствительность к коррозии; что позволяет использовать изделия из этой стали на открытом воздухе и в некоторых агрессивных средах;
эстетические, декоративные качества.
В настоящее время реализацией всего сортамента стали 40Х занимается довольно большое количество крупных и не очень торговых компаний. Правда, не всегда можно приобрести количество меньшее определенного установленного минимума закупок, это не очень удобно для небольших коммерсантов или предприятий создающих пробные макеты своих изделий. В этом плане выгодно выделяется фирма из Санкт-Петербурга «МЕТБУРГ», готовая выполнить даже незначительные заказы своих клиентов, такие как нарезка самых мелких заготовок от любых профилей из стали 40Х.

Также плюсом компании является то что она заказывает сортамент данной стали на заводах изготовителях не пользуясь услугами посредников, также есть возможность изготовления заготовок под чистовую обработку. Компания по желанию потребителя организовывает поставки не только по городу где располагается но и в регионы (ж/д контейнерами) по ценам транспортных предприятий. Для удобства транспортировки осуществляется резка проката. А с постоянными покупателями компания может пойти на встречу и работать «в кредит».

По всем интересующим вопросам можно позвонить по номерам телефонов:

+7 (812) 493-35-10;
+7 (812) 920-84-10;

Какой сваркой варить сталь 40Х: к какой сварной группе она относиться и почему требует особого подхода?

Сталь 40Х – это конструкционная углеродистая легированная сталь. Свои качества сталь 40Х приобретает после закалки и последующего отпуска.

Особенности и требования, предъявляемые к стали 40Х

Вся выпускаемая металлопродукция, и сталь 40Х в том числе, должна соответствовать требованиям государственных стандартов.

ГОСТ 4543 от 2016 года определяет состав и требуемые эксплуатационные качества материала.

Для каждого вида изделий из этой стали существуют свои ГОСТы, которые регламентируют особенности всего выпускаемого ассортимента.

Сталепрокатная промышленность выпускает из марки стали 40Х три вида заготовок: круг, шестигранник и лист.

Свойства и состав

Требуемые свойства этот сорт стали имеет, благодаря своему химическому составу:

  • железо (до 97%);
  • кремний;
  • марганец;
  • никель;
  • сера;
  • фосфор;
  • медь;
  • хром.

Буква Х говорит о наличии легирующего элемента – хрома (0,8-1,1%), что повышает стойкость стали к коррозии. 40 – это показатель концентрации углерода (0,44%).

Наряду с плюсами у этой марки есть и недостатки, которые нужно знать и учитывать при работе с изделиями из нее:

  • хрупкость, восприимчивость к ударной нагрузке;
  • плохая свариваемость.

По степени свариваемости структуры сталь 40Х относится к 4 группе.

Применяется для изготовления:

  • валов – шестерен редукторов;
  • зубчатых колес редукторов;
  • листовой металл применяется для штамповок;
  • листами обшиваются каркасные конструкции;
  • трубы: отопительные системы и транспортировка жидкостей;

Также используется в сфере машиностроения, транспорта, при строительстве железнодорожных мостов и т. д.

Способы сварки стали 40Х. Чему отдать предпочтение?

Основной проблемой при сварке такой стали являются появление трещин и внутренних дефектов.

Сваривать данный металл можно тремя видами сварки:

  • электродуговой;
  • электрошлаковой;
  • контактно-точечной.

Для снижения возможных появлений трещин обязательно выполняются следующее шаги:

  1. Предварительная термообработка.
  2. Подогрев в процессе сварки.
  3. При контактно-точечной сварке также выполняется термообработка в заключение.

Электродуговая сварка

Сварочные швы выполняются за счет горения электрической дуги.

ЭДС и ее сущность:

  • зажигание дуги – касанием электрода о металл детали;
  • поддержание длины дуги во время работы;
  • перемещение электрода вдоль сварного шва.

Сварочное соединение деталей из стали 40Х ведется постоянным током обратной полярности, когда соединение электрода с «плюсом», а изделия – с «минусом». Такое подключение клемм обеспечивает быстрый и значительный нагрев самой зоны соединения, а деталь практически не нагревается.

Выделяется три варианта электродуговой сварки:

  1. Ручная дуговая. Это самый простой и доступный метод для домашнего мастера или в небольшой мастерской, где не требуется большой ответственности по качеству. Он не требует специальной подготовки. Минимальный набор оборудования: специальный электрод для легированных сталей Э85 УОНИ – 13/85, имеющий покрытие с пониженным содержанием водорода; сварочные трансформаторы и выпрямители либо сварочные инверторы.
  2. Электродуговая с аргоном, являющаяся самым применяемым и качественным способом сваривания стали 40Х. Для защиты места сварки от газов, содержащихся в воздухе, применяется защита аргоном. Аргоновая дуговая сварка – это промышленный вариант соединения легированной стали. Может быть полуавтоматической и автоматической. Присадочный материал применяется той же марки, что и свариваемый металл.
  3. Газовая сварка с помощью ацетилена. Это более дешевый и простой способ, чем аргоновая сварка, но менее надежный. Он не подходит для толстых листов, и это усложняет работу.
Читайте также:  Как делают карбид для сварки?

Электрошлаковая сварка

Это бездуговой метод. Источником тепла служит флюс, находящийся между свариваемыми изделиями и нагреваемый проходящим через него электротоком.

Шлак-флюс защищает зону кристаллизации от окисления и насыщения водородом. Этот метод защищает соединяемые детали от образования трещин.

ЭШС выполняется снизу вверх, чаще при вертикальном расположении свариваемых деталей и с зазором между ними.

Контактно-точечная сварка

При такой сварке детали зажимаются в электродах сварочной машины или специальных сварочных клещах. Проходя между электродами, электрический ток разогревает металл деталей в месте их соединения до температуры плавления.

Далее ток отключается и происходит сильное сжатие электродов с деталями – проковка. В таком положении детали остывают и получается сварное соединение.

Электроды для КТС изготавливаются из высокоэлектропроводных сплавов, чтобы сопротивление контакта электрод-деталь было минимальным.

В месте соединения деталей сопротивление наибольшее и нагрев протекающими токами происходит именно там.

Разогрев и расплавление стали под воздействием тока приводит к образованию литого ядра сварной точки. Это и есть принцип работы КТС.

Технология сварного соединения изделий

Шаг 1. Подготовка металлических деталей:

  • подгонка по размеру, по форме;
  • зачистка металла от окисления и ржавчины.

Шаг 2. Подготовка кромок металла под сварку. Этот пункт особенно актуален при работе с толстыми заготовками (более 3 мм):

  • ширина зазора 1-2 мм;
  • угол разделки 45-60 0 ;
  • погон стыков у деталей разной толщины.

Шаг 3. Подготовка инструментов и оборудования:

  • требование к материалу сварочной проволоки и электрода: состав их должен как можно ближе соответствовать свариваемой марке стали;
  • для соединения сварочным методом стали 40Х удобно пользоваться техническими таблицами по выставлению величины тока в зависимости от толщины свариваемых поверхностей и размера электрода.

Шаг 4. Прогрев деталей до начала сваривания.

Сталь 40Х является чувствительной к перепадам температур и образованию трещин из-за этого. Прогревать деталь нужно газовой горелкой перед любым видом сварки.

Шаг 5. Точечно прихватить соединяемые части.

Чтобы избежать деформации или сдвига свариваемых деталей, практично сделать точечный прихват по всей длине планируемого сварного шва.

Шаг 6. Сварочный процесс выбранным методом.

Шаг 7. Прогрев сваренных деталей.

После сваривания прогрев нужен для снятия напряжения в деталях и выпаривания остатков водорода. Эта процедура особенно важна при контактно-точечной сварке.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector