निम्न-कार्बन स्टील की फ्यूजन वेल्डिंग की तकनीक। वेल्डिंग कार्बन स्टील्स - वेल्डिंग के प्रकार और प्रौद्योगिकियाँ

वेल्डिंग कार्बन स्टील 45 में कुछ ख़ासियतें हैं और इस तथ्य के कारण कुछ कठिनाइयाँ भी हैं कि इसमें मुख्य मिश्र धातु घटक कार्बन है।

0.1-2.07 प्रतिशत कार्बन वाले स्टील को कार्बन स्टील के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। 0.6-2.07 प्रतिशत की सीमा में इस रासायनिक तत्व की सामग्री वाले मिश्र धातु को उच्च-कार्बन माना जाता है, 0.25 से 0.6 प्रतिशत की कार्बन क्षमता के साथ - मध्यम-कार्बन, और यदि मिश्र धातु में 0.25 प्रतिशत से कम कार्बन होता है - निम्न-कार्बन .

उपरोक्त प्रत्येक श्रेणी के लिए कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग इसके कार्यान्वयन की तकनीक में भिन्न है। लेकिन सामान्य आवश्यकताएं भी हैं जिनका वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान पालन किया जाना चाहिए:

• फ्लक्स-कोर तार के साथ अर्ध-स्वचालित वेल्डिंग, गैस वेल्डिंग, एक सुरक्षात्मक वातावरण में वेल्डिंग और लेपित इलेक्ट्रोड के साथ मैन्युअल रूप से वर्कपीस वेल्डिंग का उपयोग करते समय, वेल्ड अक्सर वजन द्वारा किया जाता है।
• स्वचालित वेल्डिंग का उपयोग करते समय, वेल्डिंग तकनीकों का चयन करना आवश्यक है जो वेल्ड की जड़ की आवश्यक पैठ प्रदान करते हैं, और सामग्री के जलने को भी खत्म करते हैं।
• उनमें शामिल तत्वों के विश्वसनीय निर्धारण के लिए वेल्डेड संरचनाओं को विशेष टैक और विभिन्न असेंबली उपकरणों का उपयोग करके इकट्ठा करने की सिफारिश की जाती है। टैक का उपयोग आमतौर पर अर्ध-स्वचालित कार्बन डाइऑक्साइड वेल्डिंग और लेपित इलेक्ट्रोड का उपयोग करके कार्बन मिश्र धातु स्टील्स के लिए किया जाता है।

विभिन्न वेल्डिंग प्रौद्योगिकियों के लिए, अलग-अलग मानक हैं जो वेल्ड के आकार और वेल्डेड उत्पादों के किनारों को तैयार करने की प्रक्रिया के लिए आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करते हैं।

वेल्डिंग कार्य करते समय टैक के उपयोग के लिए सिफ़ारिशें

• टैक की लंबाई वेल्ड की जाने वाली धातु की मोटाई के आधार पर निर्धारित की जाती है।
• टैक का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र 2.5-3 सेमी (वेल्ड के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र का लगभग 1/3) है।
• सिंगल-पास मुख्य सीम के सापेक्ष वर्कपीस के रिवर्स साइड पर टैक लगाने की सिफारिश की जाती है। यदि मल्टी-पास वेल्ड माना जाता है, तो ओवरले पहली परत के विपरीत दिशा में किया जाता है।
• वेल्डिंग कार्य शुरू करने से पहले, टैक को अच्छी तरह से साफ किया जाना चाहिए और निरीक्षण किया जाना चाहिए। यदि दरारें पाई जाती हैं, तो उन्हें हटा दिया जाना चाहिए।

महत्वपूर्ण बिंदु! वेल्डिंग करते समय, टैक को पूरी तरह से पिघलाना आवश्यक है, क्योंकि काफी तेजी से गर्मी हटाने के कारण दरारें बनने की संभावना होती है। दरारें, बदले में, वेल्डिंग कार्य की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकती हैं।

उच्च-मिश्र धातु स्टील्स से बने वेल्डिंग उत्पादों की विशेषताएं

उच्च-मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग निम्न-कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग से रैखिक विस्तार के उच्च गुणांक (1.5 गुना से अधिक) और तापीय चालकता के कम गुणांक (उच्च तापमान पर यह लगभग 2 गुना कम) द्वारा भिन्न होती है।

• वेल्डिंग कार्य के दौरान बढ़े हुए विस्तार गुणांक से वेल्डेड नमूनों में महत्वपूर्ण विकृतियाँ होती हैं, उत्पादों की उच्च कठोरता के कारण दरारें बनती हैं (बड़े वर्कपीस, बड़ी धातु की मोटाई, वेल्डेड तत्वों के कठोर बन्धन, उनके बीच अंतराल की अनुपस्थिति)।

• वेल्डिंग के दौरान कम तापीय चालकता गुणांक से ताप सांद्रता बढ़ती है, और धातु के प्रवेश की गहराई तदनुसार बढ़ जाती है। इससे बचने के लिए, वेल्डिंग करंट को लगभग 15 प्रतिशत (+/-5%) कम करना आवश्यक है।

दरारों का बनना

कम-कार्बन स्टील्स के विपरीत, एल्यूमीनियम के साथ मिश्रित स्टील्स में दरार पड़ने की संभावना अधिक होती है।सबसे अधिक बार, गर्म दरारें ऑस्टेनिटिक स्टील्स में बनती हैं, ठंडी दरारें - कठोर मार्टेंसिटिक, मार्टेंसिटिक-फेरिटिक स्टील्स में। अनाज की सीमाओं के साथ एक यूटेक्टिक नेटवर्क की उपस्थिति वेल्ड को भंगुर बना देती है।

ऐसी सामग्रियां जो संक्षारण प्रतिरोधी होती हैं, वैनेडियम के साथ मिश्रित होती हैं, और जिनमें नाइओबियम या टाइटेनियम नहीं होता है, यदि 500° से अधिक तक गर्म किया जाता है, तो वे अपने संक्षारण-रोधी गुण खो देती हैं। यह लौह और क्रोमियम कार्बाइड के अवक्षेपण के परिणामस्वरूप होता है।

उष्मा उपचार

गर्मी उपचार (आमतौर पर सख्त) की मदद से, धातु की जंग-रोधी विशेषताओं को बहाल किया जा सकता है। जब उत्पाद को 850 डिग्री के तापमान तक गर्म किया जाता है, तो अवक्षेपित क्रोमियम कार्बाइड फिर से ऑस्टेनाइट में घुल जाते हैं; तुरंत ठंडा होने पर, वे अवक्षेपित नहीं होते हैं। इस तरह के ताप उपचार को स्थिरीकरण कहा जाता है, लेकिन इससे स्टील की चिपचिपाहट और लचीलेपन में कमी आती है।

सामग्री की उच्च चिपचिपाहट, संक्षारण प्रतिरोध और प्लास्टिसिटी सुनिश्चित करने के लिए, आपको इसे 1000-1150 डिग्री तक गर्म करने और तुरंत इसे सख्त करने (पानी में ठंडा करने) की आवश्यकता है।

घर्षण हलचल वेल्डिंग प्रौद्योगिकी की विशेषताएं

घर्षण हलचल वेल्डिंग की तकनीकी प्रक्रिया में घर्षण से जुड़ने वाले हिस्सों को गर्म करना शामिल है (वेल्ड किए जा रहे तत्वों में से एक गति में है)।

परिचालन सिद्धांत

घर्षण द्वारा मजबूत स्टील से बने वेल्डिंग भागों में वेल्डिंग कार्य शामिल होता है, जिसके दौरान वेल्ड किए जा रहे तत्वों में से एक की यांत्रिक ऊर्जा, जो लगातार चलती (घूमती) है, थर्मल ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। आमतौर पर, या तो वेल्ड किए जा रहे हिस्सों में से एक या उनके बीच का इंसर्ट घूमता है। इस तरह से जुड़े धातु के वर्कपीस को एक साथ एक निर्धारित या धीरे-धीरे बढ़ते दबाव के तहत एक दूसरे के खिलाफ दबाया जाता है। इस मामले में, हीटिंग सीधे वेल्डिंग स्थल पर किया जाता है।

घर्षण वेल्डिंग प्रक्रिया के बुनियादी चरण

• घर्षण द्वारा ऑक्साइड फिल्मों का विनाश और उनका निष्कासन।
• वेल्ड किए जा रहे भागों के किनारों को प्लास्टिक अवस्था में गर्म करना, अस्थायी संपर्क को नष्ट करना।
• जोड़ से स्टील की सबसे अधिक लचीली मात्रा को बाहर निकालना।
• वेल्ड किए जा रहे तत्व की गति (घूर्णन) को रोकना, एक अखंड जोड़ बनाना।

मजबूत स्टील से बने वर्कपीस के लिए वेल्डिंग प्रक्रिया पूरी होने पर, एक समझौता होता है, जो शामिल उत्पाद के आंदोलन (रोटेशन) की तत्काल समाप्ति है। वेल्डिंग क्षेत्र में भागों की संपर्क सतहें, जैसे-जैसे रोटेशन की गति बढ़ती हैं, संपीड़ित दबाव के तहत एक-दूसरे के खिलाफ पीसती हैं।

जुड़े उत्पादों पर संपर्क और वसायुक्त फिल्में नष्ट हो जाती हैं। इसके बाद सीमा घर्षण शुष्क घर्षण में परिवर्तित हो जाता है। अलग-अलग माइक्रोप्रोट्रूशंस एक-दूसरे के संपर्क में आने लगते हैं और तदनुसार विरूपण होता है। किशोर क्षेत्र बनते हैं जिनमें सतह के परमाणुओं में संतृप्त बंधन नहीं होता है - उनके बीच तुरंत धातु बंधन बन जाते हैं, जो सतहों के सापेक्ष आंदोलन के कारण तुरंत नष्ट हो जाते हैं।

निष्कर्ष

उच्च-मिश्र धातु स्टील्स से बने वेल्डिंग संरचनाओं की तकनीकी प्रक्रिया की जटिलता को ध्यान में रखते हुए, वेल्डिंग कार्य केवल पेशेवर वेल्डर द्वारा ही किया जाना चाहिए।

रासायनिक संरचना के आधार पर, स्टील कार्बन या मिश्र धातु हो सकता है। कार्बन स्टील को निम्न-कार्बन (कार्बन सामग्री 0.25% तक), मध्यम-कार्बन (कार्बन सामग्री 0.25 से 0.6% तक) और उच्च-कार्बन (कार्बन सामग्री 0.6 से 2.07o तक) में विभाजित किया गया है। स्टील, जिसमें कार्बन के अलावा मिश्रधातु घटक (क्रोमियम, निकल, टंगस्टन, वैनेडियम, आदि) होते हैं, मिश्रधातु कहलाते हैं। मिश्र धातु इस्पात हैं: निम्न-मिश्र धातु (कार्बन को छोड़कर, मिश्र धातु घटकों की कुल सामग्री 2.5% से कम है); मध्यम मिश्रधातु (कार्बन को छोड़कर मिश्रधातु घटकों की कुल सामग्री, 2.5 से 10% तक), अत्यधिक मिश्रधातु (कार्बन को छोड़कर, मिश्रधातु घटकों की कुल सामग्री, 10% से अधिक)।

उनकी सूक्ष्म संरचना के आधार पर, स्टील्स को पर्लिटिक, मार्टेंसिटिक, ऑस्टेनिटिक, फेरिटिक और कार्बाइड वर्गों में वर्गीकृत किया गया है।

उत्पादन विधि के अनुसार, स्टील हो सकता है:

ए) सामान्य गुणवत्ता (कार्बन सामग्री 0.6% तक), उबलना, अर्ध-शांत और शांत। उबलता हुआ स्टील सिलिकॉन के साथ धातु के अपूर्ण डीऑक्सीडेशन द्वारा निर्मित होता है; इसमें 0.05% तक सिलिकॉन होता है। शांत स्टील में एक समान, सघन संरचना होती है और इसमें कम से कम 0.12% सिलिकॉन होता है। अर्ध-शांत स्टील उबलते और शांत स्टील्स के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति रखता है और इसमें 0.05-0.12% सिलिकॉन होता है;

बी) उच्च गुणवत्ता - कार्बन या मिश्र धातु, जिसमें सल्फर और फास्फोरस की मात्रा प्रत्येक तत्व के 0.04% से अधिक नहीं होनी चाहिए;

ग) उच्च गुणवत्ता - कार्बन या मिश्र धातु, जिसमें सल्फर और फास्फोरस की सामग्री क्रमशः 0.030 और 0.035% से अधिक नहीं होनी चाहिए। ऐसे स्टील में गैर-धातु समावेशन के लिए शुद्धता भी बढ़ी है और इसे अक्षर ए द्वारा नामित किया गया है, जो के बाद रखा गया है ब्रांड पदनाम.

अपने इच्छित उद्देश्य के अनुसार, स्टील का उपयोग निर्माण, इंजीनियरिंग (संरचनात्मक), उपकरण स्टील और विशेष भौतिक गुणों वाले स्टील के लिए किया जा सकता है।

मध्यम कार्बन स्टील से बनी संरचनाओं को अच्छी तरह से वेल्ड किया जा सकता है, बशर्ते चैप में निर्धारित नियम हों। 13, साथ ही निम्नलिखित अतिरिक्त निर्देश। बट, कोने और टी-जोड़ों में, जुड़े हुए तत्वों को इकट्ठा करते समय, GOST द्वारा प्रदान किए गए अंतराल को किनारों के बीच बनाए रखा जाना चाहिए ताकि वेल्डिंग अनुप्रस्थ संकोचन अधिक स्वतंत्र रूप से हो और क्रिस्टलीकरण दरारें न हों। इसके अलावा, 5 मिमी या उससे अधिक की स्टील मोटाई से शुरू करके, किनारों को बट जोड़ों में काटा जाता है, और वेल्डिंग कई परतों में की जाती है। वेल्डिंग करंट कम हो गया है। वेल्डिंग को विपरीत ध्रुवीयता के प्रत्यक्ष प्रवाह का उपयोग करके 4-5 मिमी से अधिक के व्यास वाले इलेक्ट्रोड के साथ किया जाता है, जो आधार धातु के किनारों को कम पिघलाना सुनिश्चित करता है और, परिणामस्वरूप, इसका एक छोटा अनुपात और कम सी सामग्री होती है। वेल्ड धातु. वेल्डिंग के लिए इलेक्ट्रोड E42A, E46A या E50A का उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोड की स्टील छड़ों में थोड़ा कार्बन होता है, इसलिए जब उन्हें पिघलाया जाता है और थोड़ी मात्रा में मध्यम-कार्बन बेस धातु के साथ मिलाया जाता है, तो वेल्ड में 0.1-0.15% से अधिक कार्बन नहीं होगा। इस मामले में, वेल्ड धातु पिघली हुई कोटिंग के कारण एमएन और सी के साथ मिश्रित होती है और इस प्रकार आधार धातु की ताकत के बराबर हो जाती है। 15 मिमी से अधिक मोटाई वाली धातु की वेल्डिंग धीमी शीतलन के लिए "स्लाइड", "कैस्केड" या "ब्लॉक" में की जाती है। प्रारंभिक और सहवर्ती हीटिंग का उपयोग किया जाता है (अगले "कैस्केड" या "ब्लॉक" को 120-250 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर वेल्डिंग करने से पहले आवधिक हीटिंग)। स्टील ग्रेड VSt4ps, VSt4sp और स्टील 25 से बनी संरचनाएं जिनकी मोटाई 15 मिमी से अधिक नहीं होती है और कठोर घटकों के बिना आमतौर पर हीटिंग के बिना वेल्डेड होती हैं। अन्य मामलों में, प्रारंभिक और सहायक हीटिंग और यहां तक ​​कि बाद के ताप उपचार की भी आवश्यकता होती है। आर्क को केवल भविष्य के सीम की साइट पर जलाया जाता है। आधार से जमा धातु, अंडरकट्स और सीम के चौराहों तक कोई अनवेल्ड क्रेटर और तेज संक्रमण नहीं होना चाहिए। बेस मेटल पर क्रेटर बनाना वर्जित है। मल्टी-लेयर सीम की अंतिम परत पर एक एनीलिंग रोलर लगाया जाता है।

वेल्डिंग मध्यम-कार्बन स्टील ग्रेड VSt5, 30, 35 और 40, जिसमें कार्बन 0.28-0.37% और 0.27-0.45% होता है, अधिक कठिन होता है, क्योंकि कार्बन सामग्री बढ़ने से स्टील की वेल्डेबिलिटी खराब हो जाती है।

प्रबलित कंक्रीट सुदृढीकरण के लिए उपयोग किए जाने वाले VSt5ps और VSt5sp ग्रेड के मध्यम-कार्बन स्टील को ओवरले (16.1) से कनेक्ट होने पर स्नान विधि और पारंपरिक विस्तारित सीम का उपयोग करके वेल्डेड किया जाता है। वेल्डिंग के लिए, जुड़ी हुई छड़ों के सिरों को तैयार किया जाना चाहिए: निचली स्थिति में वेल्डिंग के लिए, कटर या आरी से काट लें, और ऊर्ध्वाधर वेल्डिंग के लिए, काट लें। इसके अलावा, उन्हें जोड़ों पर वेल्ड या जोड़ से 10-15 मिमी अधिक लंबाई तक साफ किया जाना चाहिए। विस्तारित बीड सीम के लिए इलेक्ट्रोड E42A, E46A और E50A के साथ वेल्डिंग की जाती है। शून्य से 30 डिग्री सेल्सियस नीचे हवा के तापमान पर, 0 डिग्री सेल्सियस से तापमान में प्रत्येक 3 डिग्री सेल्सियस की गिरावट के लिए वेल्डिंग करंट को 1% बढ़ाना आवश्यक है। इसके अलावा, आपको जोड़ से 90-150 मिमी की लंबाई के लिए जुड़ी हुई छड़ों को 200-250 डिग्री सेल्सियस तक प्रीहीट करना चाहिए और वेल्डिंग के बाद जोड़ों को एस्बेस्टस से लपेटकर और स्नान के मामले में शीतलन दर को कम करना चाहिए। वेल्डिंग, बनाने वाले तत्वों को तब तक न हटाएं जब तक कि जोड़ 100 डिग्री सेल्सियस और उससे कम तक ठंडा न हो जाए।

कम परिवेश के तापमान (-30 से -50 डिग्री सेल्सियस तक) पर, आपको एक विशेष रूप से विकसित वेल्डिंग तकनीक द्वारा निर्देशित किया जाना चाहिए, जो प्रारंभिक और एक साथ हीटिंग और विशेष हॉटहाउस में सुदृढीकरण जोड़ों या वेल्डिंग के बाद के गर्मी उपचार प्रदान करता है।

मध्यम कार्बन स्टील ग्रेड VSt5, 30, 35 और 40 से बनी अन्य संरचनाओं की वेल्डिंग समान अतिरिक्त निर्देशों के अनुपालन में की जानी चाहिए। रेल ट्रैक जोड़ों को आमतौर पर सुदृढीकरण जोड़ों के समान, पहले से गरम करने और बाद में धीमी गति से ठंडा करने के साथ बाथ वेल्डिंग का उपयोग करके वेल्ड किया जाता है। इन स्टील्स से बनी अन्य संरचनाओं को वेल्डिंग करते समय, प्रारंभिक और सहायक हीटिंग, साथ ही बाद के ताप उपचार का उपयोग किया जाना चाहिए।

ग्रेड वीएसटीबी, 45, 50 और 60 के उच्च-कार्बन स्टील्स और 0.7% तक कार्बन सामग्री वाले कास्ट कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग और भी कठिन है। इन स्टील्स का उपयोग मुख्य रूप से कास्टिंग और उपकरण बनाने में किया जाता है। उनकी वेल्डिंग केवल 350-400 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर प्रारंभिक और सहवर्ती हीटिंग और बाद में हीटिंग भट्टियों में गर्मी उपचार के साथ संभव है। वेल्डिंग करते समय, मध्यम कार्बन स्टील के लिए निर्दिष्ट नियमों का पालन किया जाना चाहिए। प्रत्येक परत को ठंडा करने के साथ संकीर्ण मोतियों और छोटे क्षेत्रों को वेल्डिंग करने पर अच्छे परिणाम प्राप्त होते हैं। वेल्डिंग पूरी होने के बाद, ताप उपचार की आवश्यकता होती है।

कार्बन संरचनात्मक स्टील्स में 0.1 - 0.7% कार्बन युक्त स्टील्स शामिल हैं, जो इस समूह के स्टील्स में मुख्य मिश्र धातु तत्व है और उनके यांत्रिक गुणों को निर्धारित करता है। कार्बन सामग्री में वृद्धि से वेल्डिंग तकनीक और उच्च गुणवत्ता वाले वेल्डेड जोड़ प्राप्त करना जटिल हो जाता है। वेल्डिंग उत्पादन में, कार्बन सामग्री के आधार पर, कार्बन संरचनात्मक स्टील्स को पारंपरिक रूप से तीन समूहों में विभाजित किया जाता है: निम्न-, मध्यम- और उच्च-कार्बन। इन समूहों के स्टील्स की वेल्डिंग तकनीक अलग-अलग है।

अधिकांश वेल्डेड संरचनाएं वर्तमान में 0.25% तक कार्बन युक्त कम कार्बन स्टील्स से बनाई जाती हैं। कम-कार्बन स्टील्स लगभग सभी प्रकार और फ्यूजन वेल्डिंग के तरीकों से अच्छी तरह से वेल्डेड धातुएं हैं।

इन स्टील्स के लिए वेल्डिंग तकनीक को आवश्यकताओं के एक सेट के अनुपालन की शर्तों से चुना जाता है, सबसे पहले, आधार धातु के साथ वेल्डेड जोड़ की समान ताकत और वेल्डेड जोड़ में दोषों की अनुपस्थिति सुनिश्चित करना। वेल्डेड जोड़ को भंगुर अवस्था में संक्रमण के लिए प्रतिरोधी होना चाहिए, और संरचना का विरूपण उस सीमा के भीतर होना चाहिए जो इसके प्रदर्शन को प्रभावित न करे। कम कार्बन स्टील को वेल्डिंग करते समय वेल्ड धातु आधार धातु - कार्बन से संरचना में थोड़ा भिन्न होती है सामग्री कम हो जाती है और मैंगनीज और सिलिकॉन सामग्री बढ़ जाती है। हालाँकि, आर्क वेल्डिंग के दौरान समान ताकत सुनिश्चित करने से कठिनाई नहीं होती है। यह शीतलन दर को बढ़ाकर और वेल्डिंग सामग्री के माध्यम से मैंगनीज और सिलिकॉन के साथ मिश्रधातु बनाकर प्राप्त किया जाता है। शीतलन दर का प्रभाव एकल-परत सीमों के साथ-साथ बहु-परत सीम की अंतिम परतों में वेल्डिंग करते समय महत्वपूर्ण रूप से प्रकट होता है। गर्मी प्रभावित क्षेत्र में धातु के यांत्रिक गुणों में आधार धातु के गुणों की तुलना में कुछ परिवर्तन होते हैं - सभी प्रकार की आर्क वेल्डिंग के लिए, यह ओवरहीटिंग क्षेत्र में धातु की थोड़ी सी मजबूती है। जब गर्मी प्रभावित क्षेत्र के पुनर्संरचना क्षेत्र में वेल्डिंग उम्र बढ़ने (उदाहरण के लिए, उबलते और अर्ध-शांत) कम कार्बन स्टील्स, धातु की प्रभाव क्रूरता में कमी संभव है। सिंगल-लेयर वेल्डिंग की तुलना में मल्टीलेयर वेल्डिंग के दौरान गर्मी प्रभावित क्षेत्र की धातु अधिक तीव्रता से भंगुर हो जाती है। हल्के स्टील से बनी वेल्डेड संरचनाओं को कभी-कभी गर्मी उपचार के अधीन किया जाता है। हालाँकि, सिंगल-लेयर फ़िलेट वेल्ड और मल्टीलेयर वेल्ड के साथ संरचनाओं के लिए रुक-रुक कर उपयोग किया जाता है, सख्त होने को छोड़कर सभी प्रकार के ताप उपचार से ताकत में कमी आती है और वेल्ड धातु की लचीलापन में वृद्धि होती है। फ़्यूज़न वेल्डिंग के सभी प्रकार और तरीकों से बने सीम में कम कार्बन सामग्री के कारण क्रिस्टलीकरण दरारों के निर्माण के लिए काफी संतोषजनक प्रतिरोध होता है। हालाँकि, जब कार्बन सामग्री की ऊपरी सीमा के साथ स्टील वेल्डिंग करते हैं, तो क्रिस्टलीकरण दरारें दिखाई दे सकती हैं, मुख्य रूप से फ़िलेट वेल्ड में, मल्टी-लेयर बट वेल्ड की पहली परत, पूर्ण किनारे प्रवेश के साथ एकल-पक्षीय वेल्ड और वेल्डेड बट वेल्ड की पहली परत एक अनिवार्य अंतराल.

लेपित इलेक्ट्रोड के साथ मैनुअल वेल्डिंग कम कार्बन स्टील्स से बने संरचनाओं के निर्माण में व्यापक हो गई है। वेल्डेड संरचना की आवश्यकताओं और वेल्ड किए जाने वाले स्टील की ताकत विशेषताओं के आधार पर, इलेक्ट्रोड के प्रकार का चयन किया जाता है। हाल के वर्षों में, रूटाइल कोटिंग वाले E46T प्रकार के इलेक्ट्रोड का व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा है। विशेष रूप से महत्वपूर्ण संरचनाओं के लिए, E42A प्रकार के कैल्शियम फ्लोराइड और कैल्शियम फ्लोरीन-रूटाइल कोटिंग वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है, जो क्रिस्टलीकरण दरारों और उच्च प्लास्टिक गुणों के खिलाफ वेल्ड धातु का बढ़ा हुआ प्रतिरोध प्रदान करते हैं। लोहे के पाउडर कोटिंग के साथ उच्च प्रदर्शन वाले इलेक्ट्रोड और गहरी पैठ वेल्डिंग के लिए इलेक्ट्रोड का भी उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोड कोटिंग की विशेषताओं के आधार पर करंट के प्रकार और ध्रुवता का चयन किया जाता है।

कम कार्बन स्टील्स की अच्छी वेल्डेबिलिटी के बावजूद, कभी-कभी गर्मी प्रभावित क्षेत्र में सख्त संरचनाओं के गठन को रोकने के लिए विशेष तकनीकी उपाय किए जाने चाहिए। इसलिए, जब मोटी धातु पर मल्टीलेयर वेल्ड और फ़िलेट वेल्ड की पहली परत वेल्डिंग की जाती है, तो इसे 120-150 डिग्री सेल्सियस तक पहले से गरम करने की सिफारिश की जाती है, जो क्रिस्टलीकरण दरारों की उपस्थिति के खिलाफ धातु के प्रतिरोध को सुनिश्चित करता है। शीतलन दर को कम करने के लिए, दोषपूर्ण क्षेत्रों को ठीक करने से पहले, 150 डिग्री सेल्सियस तक स्थानीय हीटिंग करना आवश्यक है, जो जमा धातु के प्लास्टिक गुणों में कमी को रोक देगा।

कम-कार्बन स्टील्स को सामान्य लौ का उपयोग करके बिना किसी कठिनाई के और, एक नियम के रूप में, बिना फ्लक्स के गैस वेल्ड किया जा सकता है। बाईं विधि से ज्वाला शक्ति का चयन प्रति 1 मिमी धातु की मोटाई में 100--130 डीएम3/एच एसिटिलीन की खपत के आधार पर किया जाता है, और दाईं विधि से - 120--150 डीएम3/घंटा की खपत के आधार पर किया जाता है। उच्च योग्य वेल्डर पारंपरिक वेल्डिंग की तुलना में बड़े व्यास के फिलर तार का उपयोग करके उच्च-शक्ति लौ - 150-200 डीएम 3 / घंटा एसिटिलीन के साथ काम करते हैं। महत्वपूर्ण संरचनाओं को वेल्डिंग करते समय आधार धातु के साथ समान ताकत का कनेक्शन प्राप्त करने के लिए, सिलिकॉन-मैंगनीज वेल्डिंग तार का उपयोग किया जाना चाहिए। तार के सिरे को पिघली हुई धातु के स्नान में डुबो देना चाहिए। वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, वेल्डिंग लौ को पिघली हुई धातु के पूल से नहीं हटाया जाना चाहिए, क्योंकि इससे ऑक्सीजन के साथ वेल्ड धातु का ऑक्सीकरण हो सकता है। जमा धातु को संकुचित करने और उसकी लचीलापन बढ़ाने के लिए फोर्जिंग और उसके बाद ताप उपचार किया जाता है।

मध्यम-कार्बन स्टील्स और निम्न-कार्बन स्टील्स के बीच अंतर मुख्य रूप से विभिन्न कार्बन सामग्री में निहित है। मध्यम कार्बन स्टील्स में 0.26 - 0.45% कार्बन होता है। इन स्टील्स से वेल्डिंग संरचनाएं बनाते समय बढ़ी हुई कार्बन सामग्री अतिरिक्त कठिनाइयां पैदा करती है। इनमें क्रिस्टलीकरण दरारों के प्रति कम प्रतिरोध, गर्मी प्रभावित क्षेत्र में कम-प्लास्टिसिटी सख्त संरचनाओं और दरारों के गठन की संभावना और बेस धातु के साथ वेल्ड धातु की समान ताकत सुनिश्चित करने की कठिनाई शामिल है। कम कार्बन सामग्री के साथ इलेक्ट्रोड छड़ और भराव तार का उपयोग करके वेल्ड धातु में कार्बन की मात्रा को कम करने के साथ-साथ वेल्ड धातु में आधार धातु के अनुपात को कम करके क्रिस्टलीकरण दरारों के खिलाफ वेल्ड धातु के प्रतिरोध को बढ़ाया जाता है। जो कि किनारे की तैयारी के साथ वेल्डिंग द्वारा प्राप्त किया जाता है जो आधार धातु की न्यूनतम पैठ और वेल्ड आकार गुणांक के अधिकतम मूल्य को सुनिश्चित करता है। यह उच्च जमाव दर वाले इलेक्ट्रोड द्वारा भी सुगम होता है। मध्यम-कार्बन स्टील्स से बने उत्पादों की वेल्डिंग करते समय उत्पन्न होने वाली कठिनाइयों को दूर करने के लिए, प्रारंभिक और सहवर्ती हीटिंग, वेल्ड धातु का संशोधन और अलग-अलग पूल में डबल-आर्क वेल्डिंग का प्रदर्शन किया जाता है। मध्यम-कार्बन स्टील्स की मैनुअल वेल्डिंग यूओएनआई-13/55 और यूओएनआई-13/45 ग्रेड के कैल्शियम फ्लोराइड-लेपित इलेक्ट्रोड के साथ की जाती है, जो क्रिस्टलीकरण दरारों के गठन के खिलाफ वेल्ड धातु की पर्याप्त ताकत और उच्च प्रतिरोध प्रदान करते हैं। यदि वेल्डेड जोड़ पर उच्च लचीलापन की आवश्यकताएं लगाई जाती हैं, तो इसे बाद के ताप उपचार के अधीन करना आवश्यक है। वेल्डिंग करते समय, चौड़े मोतियों के प्रयोग से बचना चाहिए; वेल्डिंग एक छोटे चाप और छोटे मोतियों के साथ की जाती है। इलेक्ट्रोड के अनुप्रस्थ आंदोलनों को अनुदैर्ध्य के साथ प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए, क्रेटर को वेल्डेड किया जाना चाहिए या तकनीकी प्लेटों पर रखा जाना चाहिए, क्योंकि उनमें दरारें बन सकती हैं।

मध्यम-कार्बन स्टील्स की गैस वेल्डिंग केवल बाएं तरीके से प्रति 1 मिमी धातु की मोटाई में 75-100 डीएम3/एच एसिटिलीन की शक्ति के साथ सामान्य या थोड़ा कार्बराइजिंग लौ का उपयोग करके की जाती है, जिससे धातु की ओवरहीटिंग कम हो जाती है। 3 मिमी से अधिक मोटाई वाले उत्पादों के लिए, 250-350 डिग्री सेल्सियस तक सामान्य हीटिंग या 600-650 डिग्री सेल्सियस तक स्थानीय हीटिंग की सिफारिश की जाती है। ऊपरी सीमा पर कार्बन सामग्री वाले स्टील्स के लिए, विशेष फ्लक्स का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। धातु के गुणों को बेहतर बनाने के लिए फोर्जिंग और ताप उपचार का उपयोग किया जाता है।

उच्च कार्बन स्टील्स में 0.46-0.75% की सीमा में कार्बन सामग्री वाले स्टील्स शामिल हैं। ये स्टील्स आमतौर पर वेल्डेड संरचनाओं के निर्माण के लिए उपयुक्त नहीं हैं। हालाँकि, मरम्मत कार्य के दौरान वेल्डिंग की आवश्यकता उत्पन्न होती है। वेल्डिंग प्रारंभिक रूप से और कभी-कभी सहवर्ती हीटिंग और उसके बाद के ताप उपचार के साथ की जाती है। 5°C से कम तापमान पर और ड्राफ्ट में वेल्डिंग नहीं की जा सकती। शेष तकनीकी विधियाँ मध्यम-कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग के लिए समान हैं। उच्च-कार्बन स्टील्स की गैस वेल्डिंग सामान्य या थोड़ी कार्बराइजिंग लौ के साथ की जाती है, जिसमें प्रति 1 मिमी धातु की मोटाई में 75 - 90 डीएम 3 / घंटा एसिटिलीन की शक्ति होती है, जिसे 250 - 300 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है। बाएं हाथ की वेल्डिंग विधि का उपयोग किया जाता है, जो ओवरहीटिंग के समय और वेल्ड पूल की धातु के पिघले हुए अवस्था में रहने के समय को कम करने की अनुमति देता है। मध्यम-कार्बन स्टील्स के समान संरचना के फ्लक्स का उपयोग किया जाता है। वेल्डिंग के बाद, सीम को जाली बनाया जाता है, इसके बाद सामान्यीकरण या तड़का लगाया जाता है।

हाल के वर्षों में, गर्मी-मजबूत कार्बन स्टील्स का उपयोग पाया गया है। उच्च शक्ति वाले स्टील उत्पादों की मोटाई को कम करना संभव बनाते हैं। गर्मी-मजबूत स्टील्स के लिए वेल्डिंग मोड और तकनीक समान संरचना के पारंपरिक कार्बन स्टील के समान हैं। वेल्डिंग सामग्री का चयन आधार धातु के साथ वेल्ड धातु की समान ताकत सुनिश्चित करने को ध्यान में रखते हुए किया जाता है। वेल्डिंग में मुख्य कठिनाई गर्मी प्रभावित क्षेत्र के उस क्षेत्र का नरम होना है जिसे 400 - 700 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है। इसलिए, गर्मी-मजबूत स्टील के लिए, कम-शक्ति वाले वेल्डिंग मोड की सिफारिश की जाती है, साथ ही आधार धातु में न्यूनतम गर्मी हटाने के साथ वेल्डिंग विधियों की भी सिफारिश की जाती है।

सुरक्षात्मक कोटिंग वाले स्टील का भी उपयोग किया जाता है। सैनिटरी पाइपलाइनों के विभिन्न डिज़ाइनों के निर्माण में गैल्वेनाइज्ड स्टील का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। गैल्वेनाइज्ड स्टील की वेल्डिंग करते समय, यदि जस्ता वेल्ड पूल में चला जाता है, तो छिद्र और दरारें दिखाई देने की स्थिति पैदा हो जाती है। इसलिए, वेल्ड किए जा रहे किनारों से जिंक कोटिंग को हटाया जाना चाहिए। यह ध्यान में रखते हुए कि किनारों पर जस्ता के निशान बने हुए हैं, दोषों के गठन को रोकने के लिए अतिरिक्त उपाय किए जाने चाहिए: वेल्डिंग पारंपरिक स्टील की तुलना में, अंतर 1.5 गुना बढ़ जाता है, और वेल्डिंग की गति 10 ग्राम -20% कम हो जाती है, इलेक्ट्रोड को अनुदैर्ध्य कंपन के साथ सीम के साथ ले जाया जाता है। गैल्वनाइज्ड स्टील को मैन्युअल रूप से वेल्डिंग करते समय, रूटाइल-लेपित इलेक्ट्रोड के साथ काम करने पर सबसे अच्छे परिणाम प्राप्त होते हैं, जो वेल्ड धातु में न्यूनतम सिलिकॉन सामग्री सुनिश्चित करते हैं। लेकिन अन्य इलेक्ट्रोड का भी उपयोग किया जा सकता है। इस तथ्य के कारण कि जस्ता धुआं बेहद जहरीला होता है, गैल्वेनाइज्ड स्टील की वेल्डिंग मजबूत स्थानीय वेंटिलेशन की उपस्थिति में की जा सकती है। वेल्डिंग कार्य पूरा करने के बाद, सीम की सतह पर एक सुरक्षात्मक परत लगाना और गर्मी प्रभावित क्षेत्र के क्षेत्र में इसे बहाल करना आवश्यक है।

विषय 2.1 कार्बन स्टील्स के लिए वेल्डिंग तकनीक। स्टील्स का वर्गीकरण और विशेषताएं। कम कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग। वेल्डिंग की तकनीकी विशेषताएं। वेल्डिंग सामग्री. वेल्डिंग मोड. वेल्डिंग माध्यम कार्बन स्टील्स. वेल्डिंग की कठिनाइयाँ। वेल्डिंग तकनीक की विशेषताएं।

7.1 कार्बन स्टील्स के लिए वेल्डिंग तकनीक

कार्बन स्टील के लिए वेल्डिंग तकनीक

स्टील एक लौह मिश्र धातु है जिसमें 2% C तक होता है। कार्बन संरचनात्मक स्टील्स में, व्यापक रूप से मैकेनिकल इंजीनियरिंग, जहाज निर्माण आदि में उपयोग किया जाता है, कार्बन सामग्री आमतौर पर 0.05-0.9% होती है। कार्बन मुख्य मिश्र धातु तत्व है और स्टील्स के इस समूह के यांत्रिक गुणों को निर्धारित करता है। स्टील में इसकी सामग्री में वृद्धि से वेल्डिंग तकनीक जटिल हो जाती है और दोषों के बिना समान शक्ति वाला वेल्डेड जोड़ प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है। कार्बन के अलावा, स्टील में अशुद्धियाँ होती हैं: लाभकारी - मैंगनीज और सिलिकॉन, और हानिकारक - सल्फर, फास्फोरस।

कार्बन स्टील्स को दो वर्गों में विभाजित किया गया है: सामान्य गुणवत्ता (GOST 380-2005) और उच्च गुणवत्ता (GOST 1050-88)। डीऑक्सीडेशन की डिग्री के अनुसार, स्टील को उबलता हुआ, शांत और अर्ध-शांत बनाया जाता है (संबंधित सूचकांक "केपी", "एसपी" और "पीएस") होते हैं। 0.07% से अधिक Si युक्त उबलते स्टील को धातु के अपूर्ण डीऑक्सीडेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है। स्टील को रोल किए गए उत्पाद की पूरी मोटाई में सल्फर और फास्फोरस के स्पष्ट असमान वितरण की विशेषता है। सल्फर की स्थानीय बढ़ी हुई सांद्रता वेल्ड और गर्मी प्रभावित क्षेत्र में क्रिस्टलीकरण दरारें पैदा कर सकती है। गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में उबलते स्टील के पुराने होने और शून्य से कम तापमान पर भंगुर अवस्था में बदलने का खतरा होता है। कम से कम 0.12% Si युक्त हल्के स्टील में, सल्फर और फास्फोरस का वितरण अधिक समान होता है। इनमें उम्र बढ़ने की संभावना कम हो गई है। अर्ध-शांत स्टील उबलते और शांत स्टील के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति रखता है।

साधारण गुणवत्ता वाले स्टील की आपूर्ति बिना ताप उपचार के हॉट-रोल्ड अवस्था में की जाती है। इससे बनी संरचनाएं भी आमतौर पर बाद के ताप उपचार के अधीन नहीं होती हैं। इस स्टील की आपूर्ति सामान्य गुणवत्ता वाले कार्बन स्टील के लिए GOST 380-2005, बॉयलर निर्माण के लिए स्टील के लिए GOST 5520-79, जहाज निर्माण के लिए स्टील के लिए GOST 5521-76 के अनुसार की जाती है।

कार्बन स्टील्स की वेल्डेबिलिटी काफी हद तक कार्बन सामग्री से निर्धारित होती है। कार्बन स्टील्स को तीन समूहों में विभाजित किया गया है: निम्न-कार्बन (0.25% C तक), मध्यम-कार्बन (0.26-0.45% C) और उच्च-कार्बन (0.46-0.90% C)। वेल्डेड संरचनाओं के लिए, कम कार्बन स्टील्स का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है। मध्यम-कार्बन स्टील्स और उससे भी अधिक उच्च-कार्बन स्टील्स के उपयोग से वेल्डिंग तकनीक में एक महत्वपूर्ण जटिलता पैदा होती है।

GOST 380-2005 के अनुसार सामान्य गुणवत्ता वाले कार्बन स्टील को तीन समूहों में बांटा गया है। ग्रुप ए स्टील का उपयोग वेल्डेड संरचनाओं के उत्पादन के लिए नहीं किया जाता है। समूह बी स्टील की आपूर्ति उसकी रासायनिक संरचना के अनुसार की जाती है, और समूह बी स्टील की आपूर्ति उसकी रासायनिक संरचना और यांत्रिक गुणों के अनुसार की जाती है। आमतौर पर, समूह बी स्टील का उपयोग महत्वपूर्ण संरचनाओं के लिए किया जाता है।

वेल्डेड संरचनाओं के निर्माण के लिए उच्च गुणवत्ता वाले स्टील्स (GOST 1050-88) का उपयोग आमतौर पर हॉट-रोल्ड अवस्था में और, कुछ हद तक, गर्मी उपचार, सामान्यीकरण या सख्त होने और तड़के (गर्मी को मजबूत करने) के बाद किया जाता है।

उपयोग किए गए निम्न-कार्बन संरचनात्मक स्टील्स में निम्नलिखित पदनाम हैं: GOST 380-71 St1sp, St1ps, St2sp, St2ps, St3sp, St3ps; GOST 1050-74 स्टील 10, 20, 30; GOST 5520-69 स्टील्स 12K, 15K, 16K, 18K, 20K।

वेल्डिंग कार्बन स्टील्स की धातुकर्म विशेषताएं।

विचाराधीन स्टील्स में अच्छी वेल्डेबिलिटी है। उनकी वेल्डिंग तकनीक को आवश्यकताओं के एक निश्चित सेट को पूरा करना होगा, जिनमें से मुख्य संरचनाओं की विश्वसनीयता और स्थायित्व सुनिश्चित करना है (विशेष रूप से थर्मली कठोर स्टील्स से बने, जो आमतौर पर महत्वपूर्ण संरचनाओं के निर्माण में उपयोग किए जाते हैं)। विचाराधीन स्टील्स को वेल्डिंग करते समय एक महत्वपूर्ण आवश्यकता आधार धातु के साथ वेल्डेड जोड़ की समान ताकत और वेल्ड में दोषों की अनुपस्थिति सुनिश्चित करना है। ऐसा करने के लिए, वेल्ड धातु और गर्मी प्रभावित क्षेत्र के यांत्रिक गुण आधार धातु के संबंधित गुणों की निचली सीमा से कम नहीं होने चाहिए।

कुछ मामलों में, संरचनाओं की विशिष्ट परिचालन स्थितियां वेल्डेड जोड़ के यांत्रिक गुणों के कुछ संकेतकों में कमी की अनुमति देती हैं। हालाँकि, सभी मामलों में, विशेष रूप से महत्वपूर्ण संरचनाओं को वेल्डिंग करते समय, सीम में दरारें, पैठ की कमी, छिद्र या अंडरकट्स नहीं होने चाहिए। सीमों के ज्यामितीय आयाम और आकार आवश्यक आयामों के अनुरूप होने चाहिए। वेल्डेड जोड़ को भंगुर होने के प्रति प्रतिरोधी होना चाहिए। कभी-कभी वेल्डेड जोड़ पर अतिरिक्त आवश्यकताएं लगाई जाती हैं (कंपन और सदमे भार, कम तापमान, आदि के तहत संचालन क्षमता)। प्रौद्योगिकी को आवश्यक डिज़ाइन विश्वसनीयता के साथ वेल्डिंग प्रक्रिया की अधिकतम उत्पादकता और दक्षता सुनिश्चित करनी चाहिए।

वेल्ड धातु और वेल्डेड जोड़ के यांत्रिक गुण इसकी संरचना पर निर्भर करते हैं, जो रासायनिक संरचना, वेल्डिंग मोड, पिछले और बाद के ताप उपचार द्वारा निर्धारित होता है। विचाराधीन स्टील्स को वेल्डिंग करते समय वेल्ड धातु की रासायनिक संरचना बेस धातु की संरचना से थोड़ी भिन्न होती है। बढ़ी हुई शीतलन दरों पर सख्त-प्रकार की संरचनाओं के निर्माण को रोकने के लिए यह अंतर वेल्ड धातु में कार्बन सामग्री में कमी के कारण आता है। कार्बन सामग्री में कमी के कारण वेल्ड धातु की ताकत में संभावित कमी की भरपाई धातु को तार, कोटिंग या फ्लक्स के माध्यम से मैंगनीज या सिलिकॉन के साथ मिश्रित करके की जाती है।

इस प्रकार, वेल्ड धातु की रासायनिक संरचना वेल्ड धातु के निर्माण में मुख्य और अतिरिक्त धातुओं की भागीदारी और धातु, स्लैग और गैस चरण के बीच बातचीत पर निर्भर करती है। वेल्ड धातु की बढ़ी हुई शीतलन दर भी इसकी ताकत बढ़ाने में मदद करती है (चित्र 1), हालांकि, इससे इसकी प्लास्टिक गुण और प्रभाव शक्ति कम हो जाती है। इसे पर्लाइट चरण की मात्रा और संरचना में परिवर्तन द्वारा समझाया गया है। एकल-परत वेल्ड की धातु के भंगुर अवस्था में संक्रमण का महत्वपूर्ण तापमान व्यावहारिक रूप से शीतलन दर से स्वतंत्र होता है। वेल्ड धातु की शीतलन दर वेल्डेड धातु की मोटाई, वेल्डेड जोड़ के डिजाइन, वेल्डिंग मोड और उत्पाद के प्रारंभिक तापमान से निर्धारित होती है।

गति और शीतलन का प्रभाव सबसे अधिक तब स्पष्ट होता है जब आर्क वेल्डिंग सिंगल-लेयर फ़िलेट वेल्ड और मल्टी-लेयर फ़िलेट और बट वेल्ड की अंतिम परत को ठंडे, पूर्व-वेल्डेड सीमों पर लागू किया जाता है। मल्टी-लेयर वेल्ड की धातु, वेल्डिंग के बार-बार थर्मल चक्र के संपर्क में आने वाली अंतिम परतों को छोड़कर, अधिक अनुकूल महीन दाने वाली संरचना होती है। इसलिए, इसकी भंगुर अवस्था में संक्रमण का क्रांतिक तापमान कम होता है। वेल्डिंग तनाव के प्रभाव में वेल्ड धातु में होने वाला प्लास्टिक विरूपण भी वेल्ड धातु की उपज शक्ति को बढ़ाता है।

चित्र 1 - शीतलन दर और यांत्रिक गुणों के बीच संबंध

निम्न-कार्बन स्टील्स की आर्क वेल्डिंग में वेल्ड धातु

कम-कार्बन आर्क वेल्डिंग विधियों का उपयोग करके वेल्ड धातु की समान ताकत सुनिश्चित करना आमतौर पर कठिनाइयों का कारण नहीं बनता है। गर्मी प्रभावित क्षेत्र में धातु के यांत्रिक गुण विशिष्ट वेल्डिंग स्थितियों और वेल्डिंग से पहले स्टील के ताप उपचार के प्रकार पर निर्भर करते हैं।

जब कम शीतलन दर प्रदान करने वाली पारंपरिक परिस्थितियों में 15 मिमी तक की धातु की मोटाई के साथ कम कार्बन वाले हॉट-रोल्ड (जैसा कि वितरित) स्टील्स को वेल्डिंग किया जाता है, तो वेल्ड धातु और गर्मी से प्रभावित क्षेत्र की संरचना फेराइट-पर्लाइट होती है। मजबूर मोड, सिंगल-पास फ़िलेट वेल्ड, नकारात्मक तापमान आदि में बढ़ी हुई मोटाई की धातु की वेल्डिंग करते समय शीतलन दर में वृद्धि से वेल्ड धातु और गर्मी प्रभावित क्षेत्र में ओवरहीटिंग और पूर्ण के क्षेत्रों में सख्त संरचनाओं की उपस्थिति हो सकती है। और अपूर्ण पुनर्क्रिस्टलीकरण.

जैसा कि चित्र में दिए गए आंकड़ों से देखा जा सकता है। 2, निम्न-कार्बन स्टील्स के लिए शीतलन दर का उनके यांत्रिक गुणों पर बहुत प्रभाव पड़ता है। मैंगनीज की मात्रा बढ़ने से यह प्रभाव बढ़ता है। इसलिए, उपरोक्त शर्तों के तहत हॉट-रोल्ड लो-कार्बन स्टील ग्रेड VSt3 को वेल्डिंग करते समय भी, वेल्डेड जोड़ में सख्त संरचनाएं प्राप्त करने की संभावना से इंकार नहीं किया जा सकता है। यदि स्टील वेल्डिंग से पहले थर्मल सख्त - सख्त - हो गया है, तो पुन: क्रिस्टलीकरण और उम्र बढ़ने के क्षेत्रों में वेल्ड के गर्मी-प्रभावित क्षेत्र में, धातु का तड़का देखा जाएगा, अर्थात। इसकी ताकत गुणों में कमी। इन गुणों में परिवर्तन का स्तर ताप इनपुट, वेल्डेड जोड़ के प्रकार और वेल्डिंग की स्थिति पर निर्भर करता है।

सभी वेल्डिंग विधियों का उपयोग करके कम कार्बन स्टील्स पर वेल्ड किए गए सीम में क्रिस्टलीकरण दरारों के गठन के लिए संतोषजनक प्रतिरोध होता है। यह उनमें कम कार्बन सामग्री के कारण है। हालाँकि, ऊपरी सीमा (0.20% से अधिक) पर कार्बन युक्त कम कार्बन स्टील्स के लिए, जब वेल्डिंग फ़िलेट वेल्ड और पहले रूट वेल्ड और मल्टी-लेयर वेल्ड, विशेष रूप से बढ़े हुए अंतराल के साथ, क्रिस्टलीकरण दरारें का गठन संभव है, जो है मुख्य रूप से प्रवेश के प्रतिकूल रूप के कारण (आकार गुणांक 0.8-1.2 के साथ संकीर्ण गहरी प्रवेश आकृति)। कम मिश्रधातु स्टील्स में मिश्रधातु योजक क्रिस्टलीकरण दरारों की संभावना को बढ़ा सकते हैं।

चित्र 2 - 550 0 C के तापमान पर शीतलन दर का प्रभाव

स्टील्स के यांत्रिक गुण:

1-St3, 2-19G, 3-14G2

कम-कार्बन स्टील्स को लगभग सभी फ़्यूज़न वेल्डिंग विधियों द्वारा अच्छी तरह से वेल्ड किया जा सकता है।

मध्यम कार्बन स्टील्स में वेल्डेबिलिटी सीमित होती है क्योंकि वे गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में सख्त संरचनाएं बनाते हैं। अनुमेय शीतलन दरों की सीमा निम्न-कार्बन स्टील्स की तुलना में काफी कम है। उदाहरण के लिए, गर्मी प्रभावित क्षेत्र की धातु की अनुमेय शीतलन दर की सीमा, जो विचाराधीन क्षेत्र की धातु संरचना में 30% मार्टेंसाइट तक सुनिश्चित करती है, जब वेल्डिंग स्टील 20 अधिकतम गति तक सीमित होती है डब्ल्यू 0 = 150° C/s, और स्टील वेल्डिंग करते समय 35

डब्ल्यू 0 = 7° सेल्सियस/से. मध्यम-कार्बन स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, ठंडी दरारों के गठन को रोकने के लिए, एक नियम के रूप में, 250-300 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक हीटिंग का उपयोग किया जाता है। वेल्डिंग के बाद यांत्रिक गुणों को बराबर करने और लचीलापन बढ़ाने के लिए, वेल्डेड जोड़ का गर्मी उपचार किया जाता है किया गया।

उच्च कार्बन स्टील्स में भी सीमित ताप वेल्डेबिलिटी होती है। इन स्टील्स में मध्यम-कार्बन स्टील्स की तुलना में गर्मी प्रभावित क्षेत्र में सख्त संरचना बनाने की प्रवृत्ति अधिक होती है। चूंकि कार्बन सामग्री में वृद्धि के साथ क्रांतिक बिंदु में कमी आती है ए 3 , तब जिस तापमान पर गहन अनाज की वृद्धि शुरू होती है, उससे ऊपर गर्म किए गए क्षेत्र में एक अति तापकारी संरचना के निर्माण की संभावना बढ़ जाती है। उच्च-कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग करते समय, वेल्डिंग के बाद हीटिंग और ताप उपचार का उपयोग किया जाता है।

उच्च कार्बन स्टील्स, एक नियम के रूप में, वेल्डेड संरचनाओं के निर्माण के लिए उपयोग नहीं किए जाते हैं; उच्च-कार्बन स्टील्स के लिए वेल्डिंग समस्याएं मुख्य रूप से मरम्मत कार्य करते समय सामने आती हैं।

वेल्डिंग तकनीक और तकनीकों की विशेषताएं

उनमें शामिल भागों को एक-दूसरे के सापेक्ष ठीक करने और वेल्डिंग से पहले आवश्यक अंतराल बनाए रखने के लिए वेल्डेड जोड़ों को असेंबली फिक्स्चर में इकट्ठा किया जाता है या टैक का उपयोग किया जाता है। टैक की लंबाई मोटाई पर निर्भर करती है और उनके बीच की दूरी 500-800 मिमी के साथ 20-120 मिमी के बीच होती है। टैक का क्रॉस-सेक्शन सीम के क्रॉस-सेक्शन का लगभग 1/3 है, लेकिन 25-30 मिमी 2 से अधिक नहीं। टैक वेल्डिंग आमतौर पर कार्बन डाइऑक्साइड में लेपित इलेक्ट्रोड या अर्ध-स्वचालित मशीनों का उपयोग करके किया जाता है। उन्हें मुख्य सिंगल-पास सीम या मल्टी-पास सीम में पहली परत के आवेदन के विपरीत पक्ष पर लागू करने की अनुशंसा की जाती है। वेल्डिंग करते समय, टैक वेल्ड को पूरी तरह से पिघलाया जाना चाहिए, क्योंकि गर्मी हटाने की उच्च दर के कारण उनमें दरारें बन सकती हैं। इसलिए, वेल्डिंग से पहले, टैक को सावधानीपूर्वक साफ किया जाता है और निरीक्षण किया जाता है। यदि कील में दरार हो तो उसे काट दिया जाता है या दूसरे तरीके से हटा दिया जाता है।

इलेक्ट्रोस्लैग वेल्डिंग में, भागों को आमतौर पर एक अंतराल के साथ स्थापित किया जाता है जो वेल्ड के अंत की ओर चौड़ा होता है। भागों की सापेक्ष स्थिति एक दूसरे से 500-1000 मिमी की दूरी पर स्थापित स्टेपल के साथ तय की जाती है और सीम लगाने पर हटा दी जाती है। आर्क वेल्डिंग और इलेक्ट्रोस्लैग वेल्डिंग के स्वचालित तरीकों के साथ, एक स्थिर थर्मल चक्र (आवश्यक सीम आयाम) के साथ सीम की शुरुआत की वेल्डिंग सुनिश्चित करने और क्रेटर को हटाने के लिए सीम की शुरुआत और अंत में प्रवेश और निकास स्ट्रिप्स स्थापित की जाती हैं। मुख्य सीवन.

परिरक्षण गैसों और फ्लक्स-कोर तारों में बट सीम की वेल्डिंग मैन्युअल रूप से या अर्ध-स्वचालित रूप से आमतौर पर वजन द्वारा की जाती है। स्वचालित वेल्डिंग करते समय, ऐसी तकनीकों का उपयोग करना आवश्यक है जो जलने की रोकथाम और उच्च गुणवत्ता वाले वेल्ड रूट प्रवेश को सुनिश्चित करते हैं। छिद्रों, दरारें, संलयन की कमी और सीम में अन्य दोषों के गठन को रोकने के लिए, वेल्डिंग से पहले वेल्डेड किनारों को थर्मल कटिंग, जंग, तेल और अन्य दूषित पदार्थों के बाद शेष स्लैग से अच्छी तरह से साफ किया जाता है।

महत्वपूर्ण संरचनाओं की आर्क वेल्डिंग दोनों तरफ सबसे अच्छी तरह से की जाती है। मल्टीलेयर वेल्डिंग से अधिक अनुकूल परिणाम प्राप्त होते हैं। इस मामले में, विशेष रूप से मोटी धातु पर, वेल्ड धातु और गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में अधिक अनुकूल संरचनाएं प्राप्त की जाती हैं। हालाँकि, मल्टीलेयर वेल्डिंग के दौरान खांचे को भरने की विधि का चुनाव धातु की मोटाई और वेल्डिंग से पहले स्टील के ताप उपचार पर निर्भर करता है। यदि सीम (छिद्र, दरारें, संलयन की कमी, अंडरकट्स इत्यादि) में दोष दिखाई देते हैं, तो दोष स्थल पर धातु को गैस-लौ, वायु-चाप या प्लाज्मा गौजिंग द्वारा यंत्रवत् हटा दिया जाता है और, सफाई के बाद, वेल्ड किया जाता है।

यह याद रखना चाहिए कि जब वेल्डिंग स्टील्स, वेल्डिंग तकनीक और मोड की पसंद पैठ के आकार, वेल्ड के निर्माण में आधार धातु की भागीदारी के साथ-साथ इसकी संरचना और गुणों को प्रभावित करती है।

लेपित इलेक्ट्रोड के साथ मैनुअल आर्क वेल्डिंग

स्टील के डीऑक्सीडेशन की डिग्री, कार्बन सामग्री, साथ ही वेल्डिंग की स्थिति और आवश्यकताओं पर निर्भर करता है कोवेल्ड धातु; वेल्डिंग कार्बन स्टील्स के लिए, अयस्क एसिड, कैल्शियम फ्लोराइड, रूटाइल और कार्बनिक कोटिंग्स के साथ इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है।

संरचना के उद्देश्य और स्टील के प्रकार के आधार पर, तालिका के अनुसार इलेक्ट्रोड का चयन किया जा सकता है। 1. स्थानिक वेल्डिंग स्थिति में वेल्डेड जोड़ की मोटाई, प्रकार के आधार पर वेल्डिंग मोड का चयन किया जाता है।

जब वेल्डिंग रूट को 10 मिमी या अधिक की मोटाई के साथ धातु पर खांचे में वेल्ड किया जाता है, तो 3-4 मिमी व्यास वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है। किसी दिए गए ब्रांड के इलेक्ट्रोड के लिए अनुशंसित वेल्डिंग करंट के मान, इसके प्रकार और ध्रुवता का चयन इलेक्ट्रोड पासपोर्ट के अनुसार किया जाता है, जिसमें आमतौर पर इसकी वेल्डिंग और तकनीकी गुण, वेल्ड की विशिष्ट रासायनिक संरचना और यांत्रिक गुण शामिल होते हैं। निम्न-कार्बन स्टील्स से बनी सामान्य और महत्वपूर्ण संरचनाओं को E42 और E46 प्रकार (तालिका 1 और 2) के इलेक्ट्रोड के साथ वेल्ड किया जाता है।

तालिका 1 - लो-कार्बन वेल्डिंग में प्रयुक्त इलेक्ट्रोड के ब्रांड

इलेक्ट्रोड का उद्देश्य	इलेक्ट्रोड ब्रांड	टिप्पणी
कम कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग निम्न-कार्बन स्टील्स से बनी महत्वपूर्ण संरचनाओं की वेल्डिंग	ओएमएम-5, एएनओ-3, एएनओ-4। ANO-5, ANO-6, TsM-7, OZS-3, OZS-4, OZS-6, SM-5, MR-1, RBU-5, ERS-2, KPZ-32R ANO-1, DSK-50 , वीएसपी-1, वीएससी-2, के-5ए, यूओएनआई-13/45, यूपी-2/45, एसएम-11, ओजेडएस-2, ओएमए-2 एमआर-3, ईआरएस-1, ओएमए-2, यूओएनआई-13/55, यूपी-1/45, यूपी-1/55, यूपी-2/55, एएन-7, ई-138/45एन, ई-138/ 50एन, के-5ए, डीएसके-50	इलेक्ट्रोड: ए) कम कार्बन स्टील्स और 14KhGS, 15KhSND के लिए DSK-50; बी) निम्न-कार्बन के लिए ANO-1 और 09G2 इलेक्ट्रोड: ए) कम कार्बन स्टील्स और 14KhGS के लिए UONI-13/65; बी) जहाज निर्माण में कम कार्बन और कम मिश्र धातु सामग्री के लिए ई-138/45एन, ई-138/50एन; ग) स्टील 10G2 से बनी पाइपलाइनों के लिए VSN-3

तालिका 2 - इलेक्ट्रोड ब्रांडों का इलेक्ट्रोड प्रकार से पत्राचार

इलेक्ट्रोड प्रकार गोस्ट 9467-75	इलेक्ट्रोड ब्रांड
	ओएमएम-5, एसएम-5, टीएसएम-7, केपीजेड-32आर, एएनओ-1, एएनओ-5। एएनओ-6, ओएमए-2, वीएसपी-1, वीएससी-2
	यूओएनआई-13/45, एसएम-11, यूपी-1/45, यूपी-2/45, ओजेडएस-2
	ANO-3, ANO-4, MR-1, MR-3, OZS-3, OZS-4, OZS-6, ERS-1; ईआरएस-2, आरवीयू-4, आरबीयू-5
	यूओएनआई-13/55, यूपी-1/55, यूपी-2/55, डीएसके-50, के-5ए, ई-138/50एन

वर्तमान में, अयस्क-एसिड कोटिंग (ओएमएम-5, एसएम-5, टीएसएम-7) वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है।

इलेक्ट्रोड के साथ कैल्शियम फ्लोराइडकोटिंग (प्रकार E42A - ग्रेड UONI-13/45, SM-11, UP-1/45, TsU-1; प्रकार E50 - ग्रेड UONI-13/55, आदि) का उपयोग निम्न-कार्बन और मध्यम-कार्बन वेल्डिंग के लिए किया जाता है स्टील्स. इनका उपयोग उच्च-कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग करते समय भी किया जा सकता है। साथ ही, क्रिस्टलीकरण दरारें बनाने की प्रवृत्ति को कम करने के लिए, मध्यम-कार्बन और उच्च-कार्बन स्टील्स को वेल्डिंग करते समय वेल्ड धातु में कार्बन सामग्री को इलेक्ट्रोड का उपयोग करके सीमित किया जाता है जो जमा धातु (मुख्य रूप से सिलिकॉन और के साथ) को मिश्रित करके आवश्यक गुण प्रदान करते हैं। मैंगनीज) कम कार्बन सामग्री पर (आमतौर पर 0.13- 0.14% तक), साथ ही आधार धातु के हिस्से को कम करके।

कैल्शियम फ्लोराइड कोटिंग वाले इलेक्ट्रोड छिद्रों के निर्माण के प्रति संवेदनशील होते हैं जब वेल्डेड किनारों पर जंग, स्केल या तेल होता है, जब कोटिंग गीली होती है, और जब चाप गलती से बढ़ाया जाता है। इलेक्ट्रोड के ऐसे गुण कार्बोनेट और फ्लोरस्पार के आधार पर बने स्लैग की विशेषताओं और वेल्ड धातु के उच्च डीऑक्सीडेशन के कारण होते हैं, जो कोटिंग में फेरोमैंगनीज, फेरोसिलिकॉन और कुछ मामलों में फेरोटिटेनियम और फेरोएल्यूमीनियम को पेश करके प्राप्त किया जाता है। संघटन। कैल्शियम फ्लोराइड लेपित इलेक्ट्रोड से बनी वेल्ड धातु 0.3-0.6% Si युक्त गहरे तापमान वाला स्टील है।

रूटाइल कोटिंग वाले इलेक्ट्रोड (प्रकार E42 - ग्रेड ANO-1 ANO-5, ANO-6; प्रकार E46 - ग्रेड MR-3, OZS-4, TsM-9, ANO-3) मुख्य रूप से कम कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग के लिए उपयोग किए जाते हैं। इन इलेक्ट्रोडों द्वारा उत्पादित वेल्ड धातु इलेक्ट्रोडों द्वारा उत्पादित वेल्ड धातुओं के बीच गुणवत्ता में मध्यवर्ती है। वीअयस्क और कैल्शियम फ्लोराइड कोटिंग्स।

रूटाइल प्रकार से लेपित इलेक्ट्रोडों में चाप की लंबाई में उतार-चढ़ाव के साथ दूषित और ऑक्सीकृत सतह पर वेल्डिंग करते समय छिद्र बनने की संभावना कम होती है। वेल्ड धातु में सरंध्रता का पता उच्च सिलिकॉन सामग्री वाले स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, उच्च वर्तमान स्तर पर वेल्डिंग करते समय और अपेक्षाकृत उच्च तापमान पर कैलक्लाइंड इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग करते समय लगाया जाता है। इलेक्ट्रोड कोटिंग की एक निश्चित गारंटीकृत नमी सामग्री को बनाए रखने से वेल्ड धातु की सरंध्रता के लिए कम से कम संवेदनशीलता सुनिश्चित करना संभव हो जाता है। इस प्रयोजन के लिए, 1 घंटे के लिए 180-200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एक रूटाइल कोटिंग के साथ नम इलेक्ट्रोड को कैल्सिनेट करने और कैल्सीनेशन के एक दिन बाद वेल्डिंग के लिए इलेक्ट्रोड का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।

रूटाइल प्रकार की कोटिंग के स्लैग बेस में रूटाइल, एलुमिनोसिलिकेट्स और कार्बोनेट होते हैं। कोटिंग के कार्बोनेट और कार्बनिक घटकों के अपघटन के कारण गैस सुरक्षा बनाई जाती है।

रूटाइल-लेपित इलेक्ट्रोड से बने वेल्ड की धातु, कोटिंग की संरचना के आधार पर, अर्ध-शांत या शांत स्टील होती है। वेल्ड धातु का डीऑक्सीडेशन मैंगनीज और सिलिकॉन द्वारा किया जाता है। मैंगनीज का स्रोत कोटिंग का फेरोमैंगनीज है; सिलिकॉन कटौती प्रक्रिया के विकास के कारण सिलिकॉन वेल्ड में गुजरता है। वेल्ड धातु में ऑक्सीजन की मात्रा आमतौर पर 0.04-0.08% से अधिक नहीं होती है।

कार्बनिक कोटिंग वाले इलेक्ट्रोड (प्रकार E42 - ब्रांड OMA-2, VSP-1, VSC-2) अपेक्षाकृत कम ही उपयोग किए जाते हैं; इनका उपयोग छोटी मोटाई की धातु को वेल्डिंग करते समय, पाइपलाइनों को वेल्डिंग करते समय किया जाता है।

कार्बनिक प्रकार से लेपित इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग करते समय, पिघली हुई धातु की सुरक्षा मुख्य रूप से कोटिंग के कार्बनिक घटकों के अपघटन के परिणामस्वरूप बनने वाली गैसों द्वारा प्रदान की जाती है।

कम-कार्बन स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, वेल्डेड जोड़ के पर्याप्त उच्च यांत्रिक गुण आमतौर पर सुनिश्चित किए जाते हैं और इसलिए, ज्यादातर मामलों में, इसमें सख्त संरचनाओं के गठन को रोकने के उद्देश्य से विशेष उपायों की आवश्यकता नहीं होती है। हालाँकि, जब वेल्डिंग फ़िलेट को मोटी धातु और मल्टीलेयर वेल्ड की पहली परत पर वेल्ड किया जाता है, तो क्रिस्टलीकरण दरारों के खिलाफ धातु के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए 120-150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पहले से गरम करने की आवश्यकता हो सकती है।

निम्न-कार्बन स्टील्स से बनी सामान्य संरचनाओं की वेल्डिंग के लिए, प्रकार E42A के इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है, और महत्वपूर्ण इलेक्ट्रोडों के लिए - प्रकार E46 का उपयोग किया जाता है। यह क्रिस्टलीकरण दरारों के लिए पर्याप्त प्रतिरोध और आवश्यक ताकत और प्लास्टिक गुणों के साथ वेल्ड धातु का उत्पादन सुनिश्चित करता है।

सीम भरने की तकनीक और उसके द्वारा निर्धारित थर्मल वेल्डिंग चक्र स्टील के प्रारंभिक ताप उपचार पर निर्भर करता है। कैस्केड और स्लाइड में मोटी धातु को वेल्डिंग करना, वेल्ड धातु और गर्मी से प्रभावित क्षेत्र की शीतलन दर को धीमा कर देता है, उनमें सख्त संरचनाओं के गठन को रोकता है। इसे 150-200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पहले से गर्म करके प्राप्त किया जाता है। इसलिए, ये विधियां गैर-गर्मी-मजबूत स्टील्स पर अनुकूल परिणाम देती हैं। गर्मी से मजबूत स्टील को वेल्डिंग करते समय, गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में स्टील की नरमी को कम करने के लिए, ठंडे पिछले सीम के साथ लंबे सीम के साथ वेल्ड करने की सिफारिश की जाती है।

कम ताप इनपुट वाले वेल्डिंग मोड का चयन किया जाना चाहिए। साथ ही, गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में नरम धातु के क्षेत्र की लंबाई में भी कमी आती है। छोटे क्रॉस-सेक्शन के वेल्ड के साथ बढ़ी हुई मोटाई के कम-कार्बन स्टील्स के वेल्ड में दोषों को ठीक करते समय, महत्वपूर्ण शीतलन दर के कारण, वेल्ड की धातु और उसके गर्मी-प्रभावित क्षेत्र में प्लास्टिक के गुण कम हो जाते हैं। इसलिए, दोषपूर्ण क्षेत्रों को कम से कम 100 मिमी की लंबाई के साथ सामान्य खंड के सीम के साथ वेल्ड किया जाना चाहिए या 150-200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पहले से गरम किया जाना चाहिए।

सबमर्ज्ड आर्क वेल्डिंग

स्वचालित वेल्डिंग आमतौर पर 3-5 मिमी व्यास वाले इलेक्ट्रोड तार के साथ की जाती है, अर्ध-स्वचालित वेल्डिंग 1.2-2 मिमी व्यास वाले तार के साथ की जाती है। उपयुक्त फ्लक्स और इलेक्ट्रोड निराई रचनाओं के चयन और वेल्डिंग मोड और तकनीकों के चयन के माध्यम से समान संयुक्त ताकत हासिल की जाती है। कम-कार्बन स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, ज्यादातर मामलों में AN-348-A और OSTS-45, AN-60, आदि ग्रेड के फ्लक्स और Sv-08 और Sv-08A ग्रेड के कम-कार्बन इलेक्ट्रोड तारों का उपयोग किया जाता है। महत्वपूर्ण संरचनाओं, साथ ही जंग लगी धातु को वेल्डिंग करते समय, Sv-08GA इलेक्ट्रोड तार का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है।

इन सामग्रियों के उपयोग से आधार धातु के गुणों के बराबर या उससे अधिक यांत्रिक गुणों वाली वेल्ड धातु प्राप्त करना संभव हो जाता है। वेल्ड धातु में छिद्र और क्रिस्टलीकरण दरारें बनाने की प्रवृत्ति कम होती है।

फ्लक्स AN-348-A और OSTS-45 की स्लैग प्रणाली का आधार मैंगनीज और सिलिकॉन के ऑक्साइड हैं। इस तरह की स्लैग संरचना स्लैग-मेटल इंटरफ़ेस पर सिलिकॉन और मैंगनीज कटौती प्रक्रियाओं के विकास के परिणामस्वरूप वेल्ड पूल में सिलिकॉन और मैंगनीज डीऑक्सीडाइज़र तत्वों के संक्रमण को सुनिश्चित करती है। वेल्ड पूल में डीऑक्सीडाइज़र तत्वों को पेश करने की इस विधि का मुख्य नुकसान सूक्ष्म स्लैग समावेशन के साथ वेल्ड धातु का संदूषण है (वेल्ड धातु में कुल ऑक्सीजन सामग्री 0.05% तक पहुंच जाती है)। इससे वेल्ड धातु के प्लास्टिक गुणों और इसकी प्रभाव शक्ति में थोड़ी कमी आती है। हालाँकि, स्लैग समावेशन के साथ वेल्ड धातु के कुछ संदूषण के बावजूद, कम कार्बन स्टील्स के संबंध में, वेल्ड धातु के प्लास्टिक गुणों को काफी उच्च स्तर (ए = 10-14 केजीएफ-एम/सेमी) की विशेषता है।

कुछ भौतिक और तकनीकी गुण (चिपचिपापन, गलनांक, नमी के प्रति संवेदनशीलता, आदि) प्रदान करने के लिए, फ्लक्स में कैल्शियम फ्लोराइड मिलाया जाता है।

उच्च-मैंगनीज फ्लक्स के तहत वेल्डिंग करते समय वेल्ड धातु में क्रिस्टलीकरण दरारें बनाने की कम प्रवृत्ति इस तथ्य के कारण होती है कि स्लैग में एमएनओ की बड़ी मात्रा की उपस्थिति में सल्फर का एक महत्वपूर्ण हिस्सा एमएनएस यौगिक के रूप में होता है।

उच्च-मैंगनीज सिलिकेट फ्लक्स के साथ वेल्डिंग करते समय, फॉस्फोरस स्लैग से वेल्ड पूल में स्थानांतरित हो सकता है। फास्फोरस मैंगनीज अयस्क के साथ अशुद्धता के रूप में फ्लक्स में प्रवेश करता है। चूंकि फॉस्फोरस वेल्ड धातु की प्रभाव शक्ति को कम कर देता है, उच्च-मैंगनीज फ्लक्स का उपयोग करते समय, फॉस्फोरस के संदर्भ में फ्लक्स की शुद्धता की निगरानी करना विशेष रूप से आवश्यक है।

वेल्डेड किनारों पर स्केल या जंग की उपस्थिति में वेल्ड धातु में छिद्र बनाने की कम प्रवृत्ति स्लैग में (Si0 2) और (CaF 2) की उपस्थिति के कारण होती है। सिलिकॉन ऑक्साइड स्लैग में मुक्त फेरस ऑक्साइड की सांद्रता को कम कर देता है, जिससे वेल्ड पूल में ऑक्सीजन का स्थानांतरण कम हो जाता है। ज्ञात सीमाओं (स्केल या जंग सामग्री के संदर्भ में) तक सिलिकॉन कमी प्रक्रिया का विकास वेल्ड पूल में सिलिकॉन का पर्याप्त संक्रमण सुनिश्चित करता है। यह CO रिलीज के कारण होने वाले छिद्रों के निर्माण को रोकता है।

जंग में निहित या अधिशोषित नमी के प्रति कम संवेदनशीलता फ्लक्स में कैल्शियम फ्लोराइड की उपस्थिति के कारण होती है। कैल्शियम फ्लोराइड चाप की स्थिरता को कम कर देता है और हानिकारक फ्लोराइड गैसों के निर्माण के स्रोत के रूप में कार्य करता है। प्रत्यावर्ती धारा द्वारा संचालित होने पर चाप की स्थिरता को बढ़ाने के लिए, बढ़े हुए ओपन सर्किट वोल्टेज (65-70 वी से कम नहीं) वाले स्रोतों की आवश्यकता होती है।

वायु वायुमंडल से वेल्डिंग क्षेत्र की आवश्यक सुरक्षा और एक स्थिर प्रक्रिया फ्लक्स परत की एक निश्चित मोटाई के साथ हासिल की जाती है, जो चाप की शक्ति के आधार पर निर्धारित होती है (फ्लक्स परत की मोटाई 25-35 मिमी है) वेल्डिंग करंट Iw = 200-400 A और 45-60 मिमी Isv = 800-1200A के साथ)।

वेल्ड धातु का निर्माण फ्लक्स की भौतिक अवस्था, झांवे जैसा या कांच जैसा, पर निर्भर करता है। झांवे जैसे फ़्लक्स (उदाहरण के लिए, AN-60) का थोक घनत्व ग्लासी फ़्लक्स (उदाहरण के लिए, AN-348A) की तुलना में कम होता है, और इसलिए अधिक आसानी से पिघल जाते हैं। यह चाप की अधिक गतिशीलता प्रदान करता है और कम सुदृढीकरण के साथ चौड़े सीम के निर्माण को बढ़ावा देता है। प्यूमिस फ़्लक्स का उपयोग उच्च गति वेल्डिंग के लिए किया जाता है। हालाँकि, प्यूमिस फ्लक्स के सुरक्षात्मक गुण कम हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, जब ग्लासी फ्लक्स के तहत वेल्डिंग की जाती है, तो वेल्ड धातु में नाइट्रोजन सामग्री 0.0025% होती है, और जब प्यूमिस फ्लक्स के तहत वेल्डिंग की जाती है, तो यह 0.038% होती है। प्यूमिस फ्लक्स चाप क्षेत्र में अधिक हाइड्रोजन (नमी) ला सकता है, इसलिए प्यूमिस फ्लक्स को अधिक सावधानीपूर्वक नमी नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

फ्लक्स की निर्माण क्षमता उसके कणीकरण पर भी निर्भर करती है, क्योंकि उत्तरार्द्ध फ्लक्स की गैस पारगम्यता को निर्धारित करता है। बढ़ती आर्क शक्ति के साथ, पर्याप्त गैस पारगम्यता सुनिश्चित करते हुए अच्छा वेल्ड गठन बनाए रखा जाता है। इसलिए, जैसे-जैसे चाप की शक्ति बढ़ती है, मोटे दाने वाले फ्लक्स का उपयोग किया जाता है।

स्वचालित जलमग्न चाप वेल्डिंग मोड वेल्ड किए जाने वाले तत्वों की मोटाई, इलेक्ट्रोड के व्यास, वेल्ड के आकार (सीधे, गोलाकार), उपलब्ध उपकरण आदि के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न हो सकते हैं। स्वचालित जलमग्न चाप वेल्डिंग द्वारा बनाए गए वेल्ड की धातु इसमें काफी उच्च गुण हैं: = 460-500 एमपीए; = 26-32%.

सिरेमिक फ्लक्स (K-2, KVS-19, K-11, आदि) का उपयोग कम कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग के लिए किया जाता है। फ़्यूज्ड फ्लक्स की तुलना में, वेल्डेड किनारों पर जंग और नमी होने पर सिरेमिक फ्लक्स छिद्रों के निर्माण के प्रति कम संवेदनशील होते हैं। हालाँकि, सिरेमिक फ्लक्स में कम ताकत होती है, जिससे उनका पुन: उपयोग करना मुश्किल हो जाता है, और वे वेल्डिंग स्थितियों के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं। कम-कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग के संबंध में, जंग लगी और गीली धातु की वेल्डिंग के लिए सिरेमिक फ्लक्स का उपयोग करना सबसे तर्कसंगत और आर्थिक रूप से उचित है, जब स्ट्रिपिंग ऑपरेशन, जो जंग को पूरी तरह से हटाने को सुनिश्चित करता है, महत्वपूर्ण कठिनाइयों का कारण बनता है।

कम-कार्बन स्टील्स से बनी संरचनाओं में, किनारे के खांचे के साथ वेल्डिंग के साथ, बट वेल्ड और किनारे के खांचे के बिना वेल्ड की वेल्डिंग का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वेल्ड धातु में आधार धातु के अनुपात में वृद्धि, इस मामले की विशेषता, और इसमें कार्बन सामग्री में थोड़ी वृद्धि ताकत गुणों को बढ़ा सकती है और वेल्ड धातु के प्लास्टिक गुणों को कम कर सकती है।

तालिका 1 - जलमग्न आर्क वेल्डिंग मोड

धातु की मोटाई या वेल्ड पैर	तैयार करना का किनारा		इलेक्ट्रोड- कोई तार नहीं			रफ़्तार
स्वचालित बट वेल्डिंग
		दोहरा
स्वचालित और यंत्रीकृत फ़िलेट वेल्डिंग
	बिना काटे	परोक्ष इलेक्ट्रोड नाव में

नोट: डीसी करंट विपरीत ध्रुवता है।

कम-कार्बन स्टील्स के लिए वेल्डिंग मोड संयुक्त डिजाइन, वेल्ड के प्रकार और वेल्डिंग तकनीक (तालिका 1) पर निर्भर करते हैं।

गर्मी प्रभावित क्षेत्र में धातु के गुण वेल्डिंग के थर्मल चक्र पर निर्भर करते हैं। जब कम ताप इनपुट वाले मोड में VStZ प्रकार की मोटी शीट स्टील पर सिंगल-लेयर फ़िलेट वेल्ड और बट और फ़िलेट वेल्ड की वेल्डिंग की जाती है, तो गर्मी प्रभावित क्षेत्र में कम लचीलापन के साथ सख्त संरचनाओं का निर्माण संभव है। इसे सीम के क्रॉस-सेक्शन को बढ़ाकर या डबल-आर्क वेल्डिंग का उपयोग करके रोका जा सकता है।

वेल्डिंग और शीतलन स्थितियों के आधार पर, कम कार्बन स्टील्स पर वेल्डेड जोड़ों के गुण व्यापक सीमाओं के भीतर भिन्न होते हैं।

गैस परिरक्षित वेल्डिंग

कोयला वेल्डिंग के लिए ­ परिरक्षण गैस के रूप में शुद्ध स्टील्स कोयले का उपयोग करें ­ एसिड गैस, कम अक्सर ऑक्सीजन या कार्बन के साथ अक्रिय गैस का मिश्रण ­ एसिड गैस; अक्रिय गैसों (आर्गन) का व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।

वातावरण में वेल्डिंग अक्रिय गैसेंटंगस्टन इलेक्ट्रोड का उपयोग 2 मिमी तक मोटी धातु के लिए किया जाता है। अक्सर, भराव तार को खत्म करने के लिए फ्लैंग्ड जोड़ों को वेल्ड किया जाता है।

आर्गन का उपयोग मुख्य रूप से आर्क की स्थिरता बढ़ाने, वेल्ड गठन में सुधार करने और प्रक्रिया की सरंध्रता की संवेदनशीलता को कम करने के लिए एक परिरक्षण गैस के रूप में किया जाता है। - आर्गन का उपयोग हाइड्रोजन के लिए किया जाता है साथऑक्सीजन का योग (5% तक) या कार्बन डाइऑक्साइड (10% तक)।

उपभोज्य इलेक्ट्रोड वेल्डिंग का उपयोग धातु के लिए किया जाता है ­ मोटाई 0.8 मिमी से अधिक. इलेक्ट्रोड तार का व्यास 0.5-3 मिमी के भीतर वेल्डेड धातु की मोटाई के आधार पर चुना जाता है।

वातावरण में वेल्डिंग कार्बन डाईऑक्साइडकार्बन स्टील उत्पादों के निर्माण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वेल्ड की जाने वाली धातु की मोटाई के आधार पर, या तो गैर-उपभोज्य कार्बन या ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड (2 मिमी तक की मोटाई के लिए) या एक उपभोज्य इलेक्ट्रोड (0.8 मिमी से अधिक मोटाई के लिए) का उपयोग किया जाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड वेल्डिंग क्षेत्र में धातु को वायु वातावरण से बचाता है, लेकिन साथ ही संरक्षित धातु को ऑक्सीकरण करता है। तरल धातु का ऑक्सीकरण कार्बन डाइऑक्साइड के साथ धातु के सीधे संपर्क के परिणामस्वरूप होता है, साथ ही कार्बन डाइऑक्साइड के पृथक्करण के परिणामस्वरूप बनने वाली ऑक्सीजन के साथ भी होता है:

तरल धातु के ऑक्सीकरण से इलेक्ट्रोड धातु की बूंदों से मिश्रधातु तत्वों की बड़ी हानि होती है, जिससे वेल्ड पूल की धातु में ऑक्सीजन सामग्री में वृद्धि होती है। परिणामस्वरूप, क्रिस्टलीकरण के दौरान कार्बन मोनोऑक्साइड के निकलने के कारण छिद्र बनने की संभावना बढ़ जाती है और वेल्ड धातु के यांत्रिक गुण कम हो जाते हैं।

यदि वेल्ड धातु में 0.12-0.14% C, 0.17-0.20% Si से कम नहीं, 0.5-0.8% MP से कम नहीं हो, तो कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग के दौरान कार्बन मोनोऑक्साइड के निकलने के कारण छिद्रों का निर्माण रोका जाता है। इस मामले में, वेल्ड धातु को क्रिस्टलीकरण दरारें बनाने की कम प्रवृत्ति और काफी उच्च यांत्रिक गुणों की विशेषता है। कार्बन सामग्री में वृद्धि होती है क्रिस्टलीकरण दरारें बनने की संभावना बढ़ जाती है। सिलिकॉन सामग्री को 0.45% से ऊपर बढ़ाने से वेल्ड धातु के प्लास्टिक गुण कम हो जाते हैं और क्रिस्टलीकरण दरारें बनने की संभावना भी बढ़ जाती है। जैसे ही मैंगनीज की मात्रा 1.2% तक बढ़ जाती है, उनके बनने की संभावना कम हो जाती है।

ज्यादातर मामलों में, कम-कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग करते समय, सिलिकॉन-मैंगनीज इलेक्ट्रोड तारों Sv-08G2S और Sv-08GS का उपयोग करके उपरोक्त संरचना के छिद्र-मुक्त वेल्ड प्राप्त किए जाते हैं, जो ऑक्साइड समावेशन के साथ वेल्ड धातु के कम संदूषण को सुनिश्चित करते हैं। Sv-08GS तार के साथ निम्न-कार्बन स्टील वेल्डिंग करते समय ऑक्साइड समावेशन की सामग्री 0.014% है, और Sv-08G2S तार के साथ 0.009% है। Sv-08G2S तार के साथ कम कार्बन स्टील को वेल्डिंग करते समय ऑक्साइड समावेशन के साथ वेल्ड धातु का कम संदूषण वेल्ड धातु में सिलिकॉन और मैंगनीज की अधिक तर्कसंगत सामग्री (0.23% Si, 0.72% Mn) के कारण होता है, जिस पर डीऑक्सीडेशन उत्पाद होते हैं तरल सिलिकेट के रूप में बनता है।

जलमग्न आर्क वेल्डिंग की तुलना में कार्बन डाइऑक्साइड आर्क वेल्डिंग प्रक्रिया वेल्डेड किनारों पर जंग के प्रति कम संवेदनशील है। ऐसा गैस जेट द्वारा वेल्डिंग के दौरान जंग से वाष्पित होने वाली नमी और गैस वातावरण के ऑक्सीकरण गुणों को दूर धकेलने के कारण होता है। हालाँकि, जल वाष्प की कम सामग्री के साथ कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करने पर एक समान प्रभाव प्राप्त होता है। जल वाष्प की उच्च सामग्री के साथ कार्बन डाइऑक्साइड के उपयोग से सीम में छिद्रों का निर्माण हो सकता है और वेल्ड धातु के प्लास्टिक गुणों में कमी हो सकती है। ऐसे मामलों में, गैसों का प्रारंभिक सुखाने आवश्यक है। आमतौर पर, अवशोषक (कैल्शियम क्लोराइड, सिलिका जेल, आदि) का उपयोग इस उद्देश्य के लिए किया जाता है।

वेल्ड धातु के गुण (छिद्र निर्माण, यांत्रिक गुण) भी इलेक्ट्रोड तार की सतह पर मौजूद दूषित पदार्थों से काफी प्रभावित होते हैं: प्रक्रिया स्नेहक (आमतौर पर साबुन), जंग-रोधी स्नेहक (आमतौर पर सोडियम नाइट्राइट), जंग। सतह के स्नेहक को हटाने का सबसे तर्कसंगत तरीका तार को 1.5-2 घंटे के लिए 150-250 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर कैल्सीनेशन करना है। कैल्सीनेशन से पहले जंग को नक़्क़ाशी या स्ट्रिपिंग द्वारा हटा दिया जाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड में वेल्डिंग करते समय छिद्रों का निर्माण संभव है यदि गैस संरक्षण का उल्लंघन किया जाता है: चाप की अत्यधिक लंबाई के साथ, ड्राफ्ट की उपस्थिति, जोड़ों में महत्वपूर्ण अंतराल। सुरक्षा के उल्लंघन से वेल्ड धातु में ऑक्सीजन और नाइट्रोजन की मात्रा में वृद्धि होती है और सरंध्रता का निर्माण होता है।

कार्बन डाइऑक्साइड में वेल्डिंग के लिए, रूटाइल फ्लोराइट (पीपी-एएन 4, पीपी-एएन 9, आदि) और रूटाइल (पीपी-एएन 8, आदि) प्रकार के तारों का उपयोग किया जाता है। ठोस तार के स्थान पर फ्लक्स-कोर तार के उपयोग से चाप दहन की स्थिरता को बढ़ाना, इलेक्ट्रोड धातु के छींटे को कम करना, धातु के प्लास्टिक गुणों को बढ़ाना और सीम के गठन में सुधार करना संभव हो जाता है। कोरड तार का उपयोग करते समय, यह ध्यान में रखना चाहिए कि तार की मुख्य सामग्री में नमी से छिद्रों का निर्माण हो सकता है। 240-250°C के तापमान पर तार को कैल्सीनेशन करने से इन दोषों के विकास को रोकने में मदद मिलती है। यह तार की सतह से प्रक्रिया स्नेहक को हटाने को भी सुनिश्चित करता है।

कार्बन डाइऑक्साइड वातावरण में कार्बन या ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग सीधे ध्रुवीयता के प्रत्यक्ष प्रवाह का उपयोग करके किया जाता है।

रिवर्स पोलरिटी के साथ वेल्डिंग करते समय, वेल्ड धातु का कार्बराइजेशन देखा जाता है। उपभोज्य इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग रिवर्स पोलरिटी की प्रत्यक्ष धारा का उपयोग करके की जाती है। सीधी ध्रुवता के साथ वेल्डिंग करते समय, चाप की स्थिरता कम हो जाती है और इलेक्ट्रोड धातु का छींटा बढ़ जाता है।

वेल्डिंग करते समय कार्बन डाइऑक्साइड में वृद्धि होती है अन्य वेल्डिंग विधियों का उपयोग करते हुए, इलेक्ट्रोड धातु का बिखराव (यहां तक ​​​​कि जब पर्याप्त वर्तमान घनत्व पर रिवर्स पोलरिटी के साथ वेल्डिंग किया जाता है)। पिघली हुई धातु की कुछ बूंदें वेल्डिंग क्षेत्र से बाहर निकलकर वेल्ड किए जाने वाले हिस्से, टॉर्च नोजल और करंट ले जाने वाले नोजल से चिपक जाती हैं या फ्यूज हो जाती हैं। नोजल और करंट ले जाने वाले माउथपीस की सतह पर बूंदों का आसंजन इलेक्ट्रोड तार की समान आपूर्ति को बाधित कर सकता है और गैस सुरक्षा को ख़राब कर सकता है, इसलिए समय-समय पर नोजल और करंट ले जाने वाले माउथपीस को छींटों से साफ करना आवश्यक है। कुछ मामलों में, उत्पाद की सतह से चिपकने वाली बूंदों को हटाना आवश्यक है।

इलेक्ट्रोड धातु के छींटे को कम करने से करंट बढ़ने, इलेक्ट्रोड तार के व्यास और आर्क वोल्टेज को कम करने में मदद मिलती है। बर्नर भागों और वेल्डेड उत्पाद की सतह पर बूंदों के आसंजन को कम करने के लिए, कभी-कभी नॉन-स्टिक स्नेहक का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, तरल ग्लास के साथ मिश्रित एल्यूमीनियम पाउडर, या तरल ग्लास के साथ जिरकोन का मिश्रण, आदि।

आर्गन कार्बन डाइऑक्साइड (75% Ar, 25% CO 2) (कभी-कभी ऑक्सीजन को इस मिश्रण में पेश किया जाता है) के अतिरिक्त चाप के तकनीकी गुणों (प्रवेश की गहराई और वेल्ड आकार, चाप स्थिरता, आदि) को बदल देते हैं, बिखरने को कम करते हैं। इलेक्ट्रोड धातु और आपको वेल्ड धातु में मिश्रधातु तत्वों की सांद्रता को विनियमित करने की अनुमति देता है।

तालिका 2 कार्बन डाइऑक्साइड में मशीनीकृत और स्वचालित वेल्डिंग के तरीके दिखाती है

तालिका 2 - कार्बन डाइऑक्साइड में यंत्रीकृत और स्वचालित वेल्डिंग के तरीके

मोटाई हुंह, मिमी							रफ़्तार
बट वेल्ड
पट्टिका झालन

कोरयुक्त तार से और बिना ठोस तार से वेल्डिंग

अतिरिक्त सुरक्षा

फ्लक्स-कोर तार के साथ ओपन आर्क वेल्डिंग आशाजनक तरीकों में से एक है। वर्तमान में, उद्योग में PP-1DSK, PP-2DSK, PP-AN3, PP-AN4 और EPS-15/2 ब्रांडों के फ्लक्स-कोर तारों का उपयोग किया जाता है। किनारों के बीच अंतराल के साथ फ़िलेट और बट वेल्ड को वेल्डिंग करते समय PP-1DSK तार के उपयोग से सीम में छिद्र हो सकते हैं। छिद्र-मुक्त सीम प्राप्त करने के लिए, ईपीएस-15/2 तार को एक संकीर्ण सीमा के भीतर शर्तों के पालन की आवश्यकता होती है। उच्च ऑपरेटिंग धाराएं छोटी मोटाई की वेल्डिंग धातु के लिए इस तार के उपयोग को सीमित करती हैं। PP-AN7 और PP-2DSK तारों में विभिन्न प्रकार के मोड में अच्छी वेल्डिंग गुण होते हैं (तालिका 3)।

तालिका 3 फ्लक्स-कोर तारों के साथ इष्टतम वेल्डिंग मोड

तार ग्रेड		बट वेल्ड		नाव का कोना सीवन
			वोल्टेज		वोल्टेज

फ्लक्स-कोर तारों के साथ वेल्डिंग करते समय वेल्ड धातु के यांत्रिक गुण लगभग E50A प्रकार के इलेक्ट्रोड से बने जोड़ों के गुणों के स्तर पर होते हैं। कम कार्बन और कम मिश्र धातु स्टील्स से बने महत्वपूर्ण संरचनाओं की वेल्डिंग के लिए, हम PP-2DSK की सिफारिश कर सकते हैं और पीपी-एएन4 तार, जो वेल्ड की अच्छी ठंडी भंगुरता प्रदान करते हैं।

विशेष सुरक्षा के बिना इलेक्ट्रोड तारों से वेल्डिंग की विधि का उपयोग शुरू हो जाता है। इस विधि का उपयोग करके कम कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग के लिए, तार ग्रेड Sv-15GSTYUTSA और Sv-20GSTYUA का उपयोग किया जाता है। इस पद्धति का उपयोग करके वेल्डिंग करते समय चाप के तकनीकी गुण कुछ हद तक खराब होते हैं। सीम की सतह ऑक्साइड की एक मोटी फिल्म से ढकी हुई है जो सतह से कसकर चिपकी हुई है। वेल्ड धातु के यांत्रिक गुण E50 प्रकार के इलेक्ट्रोड से बने वेल्ड के गुणों के स्तर पर होते हैं।

मैकेनिकल इंजीनियरिंग, जहाज निर्माण आदि में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले कार्बन संरचनात्मक स्टील्स में, कार्बन सामग्री आमतौर पर 0.06-0.9% होती है। कार्बन मुख्य मिश्र धातु तत्व है और स्टील्स के इस समूह के यांत्रिक गुणों को निर्धारित करता है। स्टील में इसकी सामग्री में वृद्धि से वेल्डिंग तकनीक जटिल हो जाती है और दोषों के बिना समान शक्ति वाला वेल्डेड जोड़ प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है।

डीऑक्सीडेशन की डिग्री के अनुसार, स्टील को उबलता हुआ, अर्ध-शांत और शांत बनाया जाता है (संबंधित सूचकांक "केपी", "पीएस" और "एसपी") होते हैं।

निम्न-कार्बन स्टील्स, जिनमें कार्बन की मात्रा 0.25% से अधिक नहीं होती है, वेल्डिंग स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला में अच्छी तरह से वेल्डेड होते हैं, वेल्डेड किए जाने वाले तत्वों की मोटाई और हवा के तापमान की परवाह किए बिना।

साधारण गुणवत्ता वाले स्टील की आपूर्ति बिना ताप उपचार के हॉट-रोल्ड अवस्था में की जाती है। इससे बनी संरचनाएं आमतौर पर बाद के ताप उपचार के अधीन नहीं होती हैं। इस स्टील की आपूर्ति सामान्य गुणवत्ता वाले कार्बन स्टील के लिए GOST 380-71, बॉयलर निर्माण के लिए स्टील के लिए GOST 5520-69, जहाज निर्माण के लिए स्टील के लिए GOST 5521-76 के अनुसार की जाती है।

साधारण गुणवत्ता के कार्बन स्टील को तीन समूहों में बांटा गया है। ग्रुप ए स्टील का उपयोग वेल्डेड संरचनाओं के उत्पादन के लिए नहीं किया जाता है। समूह बी स्टील की आपूर्ति उसकी रासायनिक संरचना के अनुसार की जाती है, और समूह बी स्टील की आपूर्ति उसकी रासायनिक संरचना और यांत्रिक गुणों के अनुसार की जाती है। आमतौर पर, समूह बी स्टील का उपयोग महत्वपूर्ण संरचनाओं के लिए किया जाता है।

स्टील डीऑक्सीडेशन की डिग्री, कार्बन सामग्री, साथ ही वेल्डिंग की स्थिति और वेल्ड धातु की आवश्यकताओं के आधार पर, कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग के लिए एसिड, बेसिक, रूटाइल और सेलूलोज़ कोटिंग वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है। सभी मामलों में, इलेक्ट्रोड रॉड वेल्डिंग तार Sv-08 और Sv-08A से बनाई जाती है, और मिश्र धातु तत्व (डीऑक्सीडाइज़र) को कोटिंग के माध्यम से वेल्ड पूल में पेश किया जाता है।

इलेक्ट्रोड के प्रकार और ब्रांड का चयन निम्नलिखित आवश्यकताओं के आधार पर किया जाता है: आधार धातु के साथ वेल्डेड जोड़ की समान ताकत सुनिश्चित करना; सीमों में दोषों की अनुपस्थिति; वेल्ड धातु की आवश्यक रासायनिक संरचना प्राप्त करना; कम या उच्च तापमान पर कंपन और सदमे भार की स्थिति में वेल्डेड जोड़ों के प्रतिरोध को सुनिश्चित करना।

इलेक्ट्रोड चुनते समय, वेल्डेड उत्पाद के उद्देश्य और इसकी जिम्मेदारी की डिग्री को ध्यान में रखा जाता है। वेल्ड किए जाने वाले उत्पाद की जिम्मेदारी की डिग्री के आधार पर, E42 और E42A प्रकार के इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है (ग्रेड OMM-5, SM-5, TsM-7, OMA-2, UONI-13/45, SM-11, आदि)। ). प्रकार E42 के इलेक्ट्रोड - जिम्मेदार और E42A - विशेष रूप से जिम्मेदार।

निर्माण स्थलों पर, स्थापना स्थितियों में, वेल्डर के लिए असुविधाजनक स्थिति में मोटी शीट (10 मिमी या अधिक) से उत्पादों को वेल्डिंग करते समय जमा धातु और वेल्डेड जोड़ों की ताकत बढ़ाने के लिए, प्रकार E46 और E46A (ANO) के इलेक्ट्रोड -3, MR-3, OZS) का उपयोग किया जाता है -3, OZS-4, आदि) वेल्डिंग से पहले इलेक्ट्रोड का कैल्सीनेशन पासपोर्ट में निर्दिष्ट तापमान पर किया जाना चाहिए।

बढ़ी हुई कार्बन सामग्री (0.26-0.45% - मध्यम-कार्बन, ≥0.46% - उच्च-कार्बन) इन स्टील्स की वेल्डिंग को मुश्किल बनाती है - क्रिस्टलीकरण दरारों के गठन के लिए वेल्ड के कम प्रतिरोध के कारण, कम-प्लास्टिसिटी का निर्माण होता है वेल्डिंग के दौरान संरचनाओं को सख्त करना, और आधार धातु के साथ वेल्ड धातु की समान ताकत सुनिश्चित करने की आवश्यकता के कारण भी।

इन कठिनाइयों को दूर करने का एक सामान्य तरीका वेल्ड धातु की कार्बन सामग्री को कम करना और पहले से गरम वेल्डिंग करना है। इसलिए, जब मध्यम और उच्च कार्बन स्टील्स की मैनुअल आर्क वेल्डिंग की जाती है, तो वेल्डिंग की जाने वाली धातु की तुलना में कम कार्बन सामग्री वाली वेल्डिंग सामग्री का उपयोग करके आधार धातु की न्यूनतम पैठ के साथ वेल्डिंग की जाती है।

कार्बन के कम प्रतिशत के साथ वेल्डेड जोड़ की समान शक्ति प्राप्त करने का एक विश्वसनीय तरीका सिलिकॉन और मैंगनीज के साथ वेल्ड धातु को अतिरिक्त रूप से मिश्रित करना है।

मध्यम और उच्च कार्बन स्टील्स को इलेक्ट्रोड UONI-13/45, UONI-13/55, UONI-13/65, OZS-2, K-5A, ANO-7, ANO-8, आदि के साथ वेल्ड किया जाता है।

विषय 2.2 मिश्र धातु इस्पात के लिए वेल्डिंग तकनीक। मिश्र धातु इस्पात का वर्गीकरण. बुनियादी गुण. कम-मिश्र धातु स्टील्स वेल्डिंग की विशेषताएं। कम-मिश्र धातु स्टील्स के लिए वेल्डिंग के तरीके। वेल्डिंग सामग्री का चयन. वेल्डिंग मोड. कम-मिश्र धातु स्टील्स के लिए वेल्डिंग तकनीक।

मिश्रित इस्पात की वेल्डिंग तकनीक

मिश्र धातु तत्वों की सामग्री के आधार पर, स्टील्स को तीन समूहों में विभाजित किया जाता है: कम-मिश्र धातु, जिसमें कुल 2.5% तक मिश्र धातु तत्व होते हैं; मध्यम मिश्रधातु, जिसमें 2.5-10% मिश्रधातु तत्व होते हैं; अत्यधिक मिश्रधातु, जिसमें 10% से अधिक मिश्रधातु तत्व होते हैं।

स्टील में मिश्र धातु तत्वों की शुरूआत से इसमें कुछ यांत्रिक और भौतिक-रासायनिक गुण प्रदान करना संभव हो जाता है। गुणों में परिवर्तन की डिग्री न केवल मिश्र धातु तत्वों की सामग्री पर निर्भर करती है, बल्कि स्टील-लोहा और कार्बन तत्वों के साथ उनकी बातचीत की प्रकृति पर भी निर्भर करती है।

निकल समूह (निकल, मैंगनीज, तांबा, नाइट्रोजन, कार्बन) के मिश्र धातु तत्व सीमा का विस्तार करते हैं -ठोस समाधान. क्रोमियम समूह के तत्व (क्रोमियम, वैनेडियम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन, टाइटेनियम, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम, नाइओबियम, बेरिलियम, बोरॉन और ज़िरकोनियम) इस क्षेत्र को संकीर्ण करते हैं। सामग्री के आधार पर, पहले समूह के कुछ तत्व स्टील को एक स्थिर ऑस्टेनिटिक संरचना प्रदान कर सकते हैं, और दूसरे समूह के तत्व - एक स्थिर फेरिटिक संरचना प्रदान कर सकते हैं।

कार्बन के साथ उनकी अंतःक्रिया की प्रकृति के आधार पर, स्टील तत्वों को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: वे तत्व जो स्टील में कार्बाइड नहीं बनाते हैं (निकल, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम, तांबा, साथ ही फॉस्फोरस और सल्फर); तत्व जो कार्बाइड बनाते हैं (कार्बन की गतिविधि की घटती डिग्री में - टाइटेनियम, ज़िरकोनियम, वैनेडियम, नाइओबियम, टंगस्टन, मोलिब्डेनम, क्रोमियम, मैंगनीज और लौह)।

लोहे के एलोट्रोपिक परिवर्तनों के साथ-साथ कार्बाइड के गुणों और व्यवहार को प्रभावित करके, मिश्र धातु तत्व गर्मी उपचार के लिए स्टील की संवेदनशीलता को बदल देते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि मिश्र धातु तत्व पर्लाइट परिवर्तन के क्षेत्र में ऑस्टेनाइट अपघटन की दर को धीमा कर देते हैं, यानी, वे ऑस्टेनाइट अपघटन को दर्शाने वाले वक्रों को दाईं ओर स्थानांतरित कर देते हैं। परिणामस्वरूप, स्टील की कठोरता बढ़ जाती है। क्रोमियम, निकल, मोलिब्डेनम और मैंगनीज जैसे तत्वों से स्टील की कठोरता बढ़ जाती है। वैनेडियम, टाइटेनियम, नाइओबियम और आंशिक रूप से टंगस्टन जैसे मजबूत कार्बाइड बनाने वाले तत्वों की कठोरता पर प्रभाव अजीब है। लगभग 900°C के सख्तीकरण तापमान पर, इन तत्वों के कार्बाइड ऑस्टेनाइट में परिवर्तित नहीं होते हैं। इस मामले में, वे अपघटन को तेज करते हैं, क्योंकि अघुलनशील कार्बाइड ऑस्टेनाइट के अपघटन के दौरान तैयार क्रिस्टलीकरण केंद्र के रूप में काम करते हैं। सख्त करने के लिए उच्च ताप तापमान पर, जब विचाराधीन तत्वों के कार्बाइड ऑस्टेनाइट में घुल जाते हैं, तो इसके विपरीत, ठंडा होने पर ऑस्टेनाइट की स्थिरता बढ़ जाती है।

मिश्र धातु तत्व मार्टेंसिटिक परिवर्तन तापमान को भी प्रभावित करते हैं; उनमें से कुछ (एल्यूमीनियम, कोबाल्ट) इसे बढ़ाते हैं, अन्य (निकल, क्रोमियम, मोलिब्डेनम मैंगनीज) इसे कम करते हैं।

शीतलन प्रक्रिया के दौरान ऑस्टेनाइट के परिवर्तन की प्रकृति पर और साथ ही तड़के के दौरान कठोर स्टील के परिवर्तन पर मिश्र धातु तत्वों के अलग-अलग प्रभाव के कारण, गर्मी उपचार के प्रकार के आधार पर मिश्र धातु स्टील्स के गुण व्यापक रूप से भिन्न हो सकते हैं। हवा में ठंडा करने (छोटी मोटाई के नमूने) द्वारा प्राप्त संरचना की प्रकृति के आधार पर, स्टील्स को निम्नलिखित वर्गों में विभाजित किया जाता है: पर्लाइटिक, मार्टेंसिटिक, ऑस्टेनिटिक, फेरिटिक।

कुछ मिश्र धातु इस्पात (ज्यादातर मध्यम मिश्र धातु इस्पात) का नुकसान कुछ निश्चित तापमान स्थितियों के तहत भंगुर होने की उनकी प्रवृत्ति है - गुस्सा भंगुरता।

ताप उपचार के प्रकार के आधार पर मिश्र धातु इस्पात के गुणों में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन उन्हें वेल्डिंग के थर्मल चक्र के प्रति संवेदनशील बनाता है।

कम कार्बन स्टील्स की तुलना में मिश्र धातु स्टील्स, आमतौर पर धातुकर्म वेल्डिंग चक्र की प्रक्रियाओं के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं। गुणों में परिवर्तन चयनात्मक वाष्पीकरण और ऑक्सीकरण (विशेष रूप से कम मात्रा में पेश किए गए मिश्र धातु योजक) और क्रिस्टलीकरण के दौरान पृथक्करण प्रक्रियाओं में वृद्धि के कारण वेल्ड धातु की संरचना में बदलाव के कारण हो सकता है, जिसके कारण, कुछ मामलों में, की प्रवृत्ति वेल्डेड जोड़ क्षेत्र में क्रिस्टलीकरण दरारें बनाने के लिए स्टील बढ़ता है।

कम-मिश्र धातु इस्पात की वेल्डिंग तकनीक

कम-मिश्र धातु स्टील्स का उपयोग वेल्डेड संरचनाओं में किया जाता है, दोनों सरल संरचनात्मक (यांत्रिक और निर्माण) और गर्मी प्रतिरोधी। इन समूहों के स्टील न केवल उनके प्रदर्शन गुणों में भिन्न होते हैं, बल्कि वेल्डिंग प्रक्रिया के प्रति उनकी संवेदनशीलता में भी भिन्न होते हैं।

संरचनात्मक स्टील्स की विशेषताएं और उनकी वेल्डिंग की विशेषताएं कम-मिश्र धातु स्टील्स के गुणों को कार्बन और मिश्र धातु तत्वों की सामग्री को बदलकर कुछ सीमाओं के भीतर नियंत्रित किया जाता है। जैसे-जैसे कार्बन की मात्रा बढ़ती है, गर्म और ठंडी दरारों की संभावना बढ़ने के कारण स्टील की वेल्डेबिलिटी ख़राब हो जाती है। बढ़ती कार्बन सामग्री के साथ गर्म दरारों के बनने की संभावना में वृद्धि कार्बन के अलग होने की प्रवृत्ति के कारण होती है, और ठंडी दरारें - इस तथ्य के कारण होती हैं कि कार्बन मार्टेंसिटिक परिवर्तन के तापमान को कम करता है और कम-प्लास्टिसिटी के निर्माण को बढ़ावा देता है ( जुड़वाँ) मार्टेंसाइट। कार्बन सामग्री बढ़ने के साथ ऑस्टेनाइट के मार्टेंसाइट में परिवर्तन के दौरान आयतन में परिवर्तन (आयतन में वृद्धि) होता है। इससे आंतरिक तनाव बढ़ता है।

जो नोट किया गया है, उसके संबंध में, कम कार्बन, उच्च शक्ति वाले कम-मिश्र धातु स्टील्स, जिनमें 0.23% सी तक होता है और पर्लिटिक वर्ग से संबंधित होता है, मुख्य रूप से वेल्डेड संरचनाओं में उपयोग किया जाता है। उनके पास पर्याप्त ताकत और अपेक्षाकृत अच्छी वेल्डेबिलिटी है। कम-मिश्र धातु स्टील्स के मुख्य मिश्र धातु तत्व मैंगनीज, सिलिकॉन, क्रोमियम हैं। कुछ स्टील्स में निकल, वैनेडियम, तांबा आदि होते हैं। गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में अनाज की वृद्धि को कम करने के लिए, वेल्डेड संरचनाओं में उपयोग किए जाने वाले स्टील्स को आमतौर पर एल्यूमीनियम या टाइटेनियम के साथ अतिरिक्त रूप से डीऑक्सीडाइज़ किया जाता है।

कम मिश्र धातु स्टील्स की आपूर्ति मुख्य रूप से हॉट-रोल्ड अवस्था में या सामान्यीकरण के बाद की जाती है।

हाल के वर्षों में, मार्टेंसिटिक या बैनिटिक संरचना (14Kh2GMR, 14KhMNDFR, आदि) के साथ उच्च शक्ति वाले कम-मिश्र धातु स्टील्स का उपयोग किया गया है, जो उच्च यांत्रिक गुणों के साथ-साथ संतोषजनक वेल्डेबिलिटी रखते हैं। ऐसे गुणों का संयोजन कम कार्बन सामग्री वाले स्टील के जटिल बहुघटक मिश्रधातु के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। कम कार्बन सामग्री यह सुनिश्चित करती है कि ऑस्टेनाइट को ठंडा करने पर, इसकी शीतलन दर के आधार पर, लैथ मार्टेंसाइट या बैनाइट की संरचना के साथ धातु का उत्पादन प्राप्त होता है।

लैथ (या अव्यवस्था) कम कार्बन मार्टेंसाइट, परिवर्तन प्रक्रिया के दौरान अव्यवस्थाओं के गठन के परिणामस्वरूप मजबूत हुआ, 0.22% सी से अधिक युक्त स्टील्स में गठित लैमेलर (या ट्विनड) मार्टेंसाइट के विपरीत, अधिक लचीला है। चूंकि कम कार्बन सामग्री पर मार्टेंसिटिक परिवर्तन अपेक्षाकृत उच्च तापमान (350 डिग्री सेल्सियस से ऊपर) के क्षेत्र में होता है, यह अपेक्षाकृत कम तनाव के साथ होता है। यह सब ऐसे स्टील्स को वेल्डिंग करते समय ठंडी दरारें बनने की संभावना को कम कर देता है।

वेल्डिंग की धातुकर्म विशेषताएं. ज्यादातर मामलों में, कम-मिश्र धातु वाले स्टील हल्के स्टील होते हैं। इलेक्ट्रोड तार का ब्रांड चुनते समय, आमतौर पर यह सुनिश्चित करने का प्रयास किया जाता है कि वेल्ड धातु की संरचना बेस धातु के करीब है, साथ ही आवश्यक प्रदर्शन गुण भी हैं। कम-मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग के दौरान गर्म दरारों का निर्माण मुख्य रूप से वेल्ड धातु में अनुमेय सीमा से ऊपर कार्बन, सल्फर और फास्फोरस की उपस्थिति के कारण होता है। वेल्ड धातु में सल्फर और फास्फोरस की अनुमेय सामग्री को बेस मेटल और इलेक्ट्रोड तार के लिए मानक द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

वेल्डिंग सामग्री के तर्कसंगत चयन के माध्यम से गर्म दरारों के गठन को भी रोका जाता है: फ्लक्स, इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोड तार इस तरह से कि किसी भी विख्यात धातुकर्म विकल्प को लागू करते समय, वेल्ड धातु में हानिकारक अशुद्धियों में कमी सुनिश्चित की जाती है। वेल्ड धातु में कार्बन सामग्री आमतौर पर 0.15% से अधिक नहीं होती है, और आवश्यक गुण अतिरिक्त मिश्रधातु द्वारा प्राप्त किए जाते हैं।

कम-मिश्र धातु स्टील्स, साथ ही कार्बन स्टील्स को वेल्डिंग करते समय छिद्रों का निर्माण जुड़ा हुआ है कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन का उत्सर्जन। कम कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग के दौरान कार्बन मोनोऑक्साइड के निकलने के कारण छिद्र बनने की संभावना कम होती है, क्योंकि वेल्ड पूल में आमतौर पर मजबूत डीऑक्सीडाइज़र (उदाहरण के लिए, सिलिकॉन) की पर्याप्त सांद्रता प्रदान की जाती है। डीऑक्सीडेशन की बढ़ी हुई डिग्री के कारण कम-मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग करते समय हाइड्रोजन के कारण छिद्र बनने की संभावना कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग की तुलना में अधिक होती है। इसलिए, कम-मिश्र धातु स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, वेल्डिंग क्षेत्र में हाइड्रोजन और नाइट्रोजन के प्रवेश की संभावना को कम करने के लिए उपाय करना आवश्यक है।

गर्मी प्रभावित क्षेत्र में धातु की संरचना और गुणों में परिवर्तन। आम तौर पर, कम-कार्बन, कम-मिश्र धातु स्टील्स में संतोषजनक गर्मी वेल्डेबिलिटी होती है। हालाँकि, कम-कार्बन वाले की तुलना में, कम-मिश्र धातु वाले को वेल्डिंग करते समय, विशेष रूप से मोटी धातु को वेल्डिंग करते समय, हीटिंग का उपयोग किया जाता है।

वेल्डिंग मोड विकसित करते समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि कम कार्बन, कम मिश्र धातु स्टील्स के वेल्डेड संयुक्त क्षेत्र की धातु संरचना में, 90% मार्टेंसाइट तक की अनुमति है यदि धातु की कठोरता 415HV से अधिक न हो। यह निम्न-कार्बन लैथ (अव्यवस्था) मार्टेंसाइट के अपेक्षाकृत उच्च प्लास्टिक गुणों के कारण है।

लेपित इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग। उच्च और उच्च शक्ति के कम-मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग के लिए, मूल प्रकार की कोटिंग वाले इलेक्ट्रोड का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है।

वेल्ड किए जाने वाले स्टील के गुणों के आधार पर, मानक (GOST 9467-60) इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है: प्रकार E42A (ग्रेड UONI-13/45, SM-11, आदि); टाइप E46A (स्टील्स 09G2, 10HSND, 15HSND, आदि के लिए ग्रेड E-138/45N); टाइप E50A (ग्रेड UONI-13/55, DSK-50, AN-Kh7, आदि स्टील्स के लिए 14KhGS, 10KhSND, 15KhSND, आदि); टाइप E55 (स्टील्स 18G2S, 25GS, 15GS) आदि के लिए ग्रेड UONI-13/55U।

प्रकार 09G2 के कुछ स्टील्स के लिए, रूटाइल प्रकार E42 से लेपित इलेक्ट्रोड का भी उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, ANO-1 ब्रांड के इलेक्ट्रोड)।

सबमर्ज्ड आर्क वेल्डिंग। इस मामले में, सिलिकॉन और मैंगनीज फ्लक्स AN-348A, AN-60 और MnO और Si0 2 की कम सामग्री वाले फ्लक्स का उपयोग किया जाता है - AN-47, AN-15, AN-22, AN-42 (तालिका)। इलेक्ट्रोड तार का चयन वेल्ड किए जाने वाले स्टील की संरचना (Sv-08GA, Sv-10G2, Sv-08KhM, Sv-08KhMFA, Sv-10NMA, आदि) के आधार पर किया जाता है।

तालिका - वेल्डिंग मिश्र धातु स्टील्स के लिए फ्लक्स की रासायनिक संरचना

फ्लक्स ब्रांड

कम-मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग के लिए एमएनओ और Si0 2 की कम सामग्री वाले फ्लक्स का उपयोग करना सबसे तर्कसंगत है, क्योंकि स्लैग समावेशन के साथ वेल्ड धातु का संदूषण कम हो जाता है।

सिलिकॉन-मैंगनीज और अन्य मिश्र धातु तारों (उदाहरण के लिए, Sv-08KhN2M; Sv-08KhMFA) के संयोजन में AN-17 और AH-17M फ्लक्स का उपयोग करके उच्च शक्ति वाले कम-मिश्र धातु स्टील्स को वेल्डिंग करने पर अच्छे परिणाम प्राप्त हुए। इन फ्लक्स की विशेषता MnO और Si0 2 की कम मात्रा और थोड़ी मात्रा में आयरन ऑक्साइड की उपस्थिति है। इस मामले में, फ्लक्स में पर्याप्त मात्रा में कैल्शियम फ्लोराइड और कैल्शियम ऑक्साइड होता है। फ्लक्स की एक समान संरचना और, तदनुसार, स्लैग, वेल्ड पूल के निर्माण के लिए अच्छी धातुकर्म स्थिति प्रदान करती है और वेल्ड धातु में सल्फर और फास्फोरस, साथ ही हाइड्रोजन की प्रारंभिक एकाग्रता में कमी लाती है।

सुरक्षात्मक गैसों के वातावरण में वेल्डिंग।सुरक्षात्मक गैसों के वातावरण में कम-मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग की तकनीक कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग की तकनीक से बहुत अलग नहीं है।

कम-मिश्र धातु स्टील्स को ज्यादातर मामलों में कार्बन डाइऑक्साइड में एक उपभोज्य इलेक्ट्रोड के साथ वेल्ड किया जाता है। वेल्डिंग स्टील्स 09G2, 10G2SD, 14KhGS, 15KhSND और इसी तरह के वेल्डिंग करते समय, इलेक्ट्रोड तार Sv-08G2S का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है। समुद्री जल में वेल्डेड जोड़ों के संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए वेल्डिंग तार Sv-08KhG2S का उपयोग किया जाता है।

कुछ मामलों में, वेल्डिंग उत्पादकता बढ़ाने, सीम की उपस्थिति में सुधार करने और वेल्ड धातु के प्लास्टिक गुणों को बढ़ाने के लिए, पीपी-एएन8, पीपी-एएन10, पीपी-एएन4, पीपी-एएन9 ब्रांडों के फ्लक्स-कोर तारों का उपयोग किया जाता है। पीपी-एएन4 और पीपी-एएन9 तार शून्य से नीचे के तापमान पर वेल्ड धातु के उच्च यांत्रिक गुण प्रदान करते हैं। उच्च शक्ति वाले कम-मिश्र धातु स्टील्स को जटिल मिश्र धातु के इलेक्ट्रोड तारों के साथ वेल्ड किया जाता है, जिन्हें वेल्डेड स्टील्स के गुणों के आधार पर चुना जाता है।

इलेक्ट्रोस्लैग वेल्डिंग.कम-मिश्र धातु स्टील्स की इलेक्ट्रोस्लैग वेल्डिंग की तकनीक कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग की तकनीक के समान है। वेल्डिंग मुख्य रूप से AN-8 फ्लक्स का उपयोग करके की जाती है, लेकिन AN-22 फ्लक्स का उपयोग करना भी संभव है। वेल्डिंग किए जा रहे स्टील के गुणों के आधार पर इलेक्ट्रोड तार का चयन किया जाता है। उदाहरण के लिए, वेल्डिंग स्टील्स 09G2S, 16GS, 14GS, 15HSND, तार Sv-08GS और Sv-10G2 का उपयोग किया जाता है। वायर Sv-08GA वेल्ड धातु को पर्याप्त मजबूती प्रदान नहीं करता है।

आधार धातु की अनाज वृद्धि की प्रवृत्ति और वेल्डेड जोड़ की आवश्यकताओं के आधार पर, वेल्डिंग के बाद गर्मी उपचार निर्धारित किया जाता है। अनाज की वृद्धि की संभावना वाले स्टील्स के लिए, सामान्यीकरण आमतौर पर निर्धारित किया जाता है; उन स्टील्स के लिए जिनमें दाने बढ़ने की संभावना नहीं होती, एक नियम के रूप में, तड़का 650 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक सीमित होता है।

गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स की विशेषताएं और उनकी वेल्डिंग की विशेषताएं।कम-मिश्र धातु गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स मुख्य रूप से पर्लिटिक वर्ग से संबंधित हैं (उदाहरण के लिए, स्टील 12Х1МФ।) वे 600 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर पर्याप्त गर्मी प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध, लचीलापन मार्जिन और संरचनात्मक स्थिरता की विशेषता रखते हैं, जो उन्हें अनुमति देता है संरचना के आधार पर, 450 -585 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में काम के लिए उपयोग किया जाता है।

उच्च तापमान पर स्टील की बढ़ी हुई ताकत मिश्र धातु तत्वों के साथ मजबूती के माध्यम से प्राप्त की जाती है
-लोहे का ठोस घोल और स्थिर कार्बाइड का निर्माण, जिसमें जमने का खतरा नहीं होता है। गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स के मुख्य मिश्र धातु तत्व कार्बाइड बनाने वाले तत्व हैं: क्रोमियम, मोलिब्डेनम, वैनेडियम, टंगस्टन, नाइओबियम। क्रोम-मोलिब्डेनम और क्रोम-मोलिब्डेनम-वैनेडियम स्टील्स की कार्बन सामग्री आमतौर पर 0.08-0.12% है।

ताप प्रतिरोधी स्टील्स को ताप उपचार द्वारा मजबूत किया जाता है। हालाँकि, एक नियम के रूप में, स्टील्स का उपयोग या तो एनील्ड अवस्था में किया जाता है, या सामान्यीकरण और उच्च तापमान के बाद (650-750 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, स्टील ग्रेड के आधार पर)। ऐसे राज्यों में स्टील्स का उपयोग उनके संचालन की विशिष्टताओं के कारण होता है: ऊंचे तापमान (450-585 डिग्री सेल्सियस) पर लंबे समय तक सेवा जीवन (सैकड़ों हजारों घंटे)।

गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स को शांत स्टील्स माना जाता है।

गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स के वेल्डेड जोड़, एक नियम के रूप में, ऊंचे तापमान पर दीर्घकालिक संचालन के अधीन होते हैं। ऐसी परिस्थितियों में, प्रसार प्रक्रियाएँ महत्वपूर्ण रूप से विकसित होती हैं। यदि वेल्ड धातु और आधार धातु की संरचना में अंतर है, विशेष रूप से कार्बाइड बनाने वाले तत्वों में, तो कार्बन का पुनर्वितरण संभव है, जिसने अन्य स्टील घटकों की तुलना में प्रसार गतिशीलता में वृद्धि की है। इससे वेल्डेड जोड़ क्षेत्र में धातु के गुणों में प्रतिकूल परिवर्तन हो सकता है। इन प्रक्रियाओं के विकास को रोकने के लिए, वेल्ड धातु की संरचना आधार के करीब होनी चाहिए। सबसे पहले, यह कार्बाइड बनाने वाले तत्वों की सामग्री से संबंधित है।

क्रिस्टलीकरण दरारों के गठन को रोकने के लिए, वेल्ड धातु में कार्बन सामग्री 0.07-0.12% तक सीमित है, और वेल्ड धातु के आवश्यक गुणों को मिश्र धातु तत्वों के अतिरिक्त परिचय के माध्यम से सुनिश्चित किया जाता है जो प्रसार प्रक्रियाओं के ध्यान देने योग्य विकास को बाहर करता है। संलयन सीमा का क्षेत्र. इस मामले में, क्रोमियम, मोलिब्डेनम, वैनेडियम और टंगस्टन के साथ वेल्ड धातु की जटिल मिश्रधातु का उपयोग करना तर्कसंगत है ताकि संलयन क्षेत्र में प्रत्येक तत्व के लिए एकाग्रता ढाल छोटा हो।

गर्मी प्रभावित क्षेत्र में धातु की संरचना और गुणों में परिवर्तन।गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स के गर्मी-प्रभावित क्षेत्र में, दो विशिष्ट खंडों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है जो वेल्डेड जोड़ के प्रदर्शन को निर्धारित करते हैं: बढ़ी हुई कठोरता का एक खंड, जिसमें एक उच्च तापमान क्षेत्र और ऑस्टेनिटाइजेशन का एक क्षेत्र, और एक खंड शामिल है सामान्यीकरण और उच्च अवकाश के बाद की स्थिति में स्टील का उपयोग करने के मामले में अपूर्ण पुन: क्रिस्टलीकरण और नरमी के क्षेत्र सहित कम कठोरता।

गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स में ऑस्टेनाइट के अधिक ठंडा होने और संरचनाओं के सख्त होने का खतरा होता है। वेल्डिंग मोड चुनते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए, खासकर जब मोटे तत्वों की बहुपरत वेल्डिंग हो। ठंडी दरारों के निर्माण को रोकने के लिए, गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स की वेल्डिंग, विशेष रूप से जब जुड़ने वाले तत्वों की मोटाई 10 मिमी से अधिक होती है, हीटिंग के साथ की जाती है।

हीटिंग तापमान (स्थानीय या सामान्य) वेल्ड किए जाने वाले स्टील के ग्रेड के आधार पर निर्धारित किया जाता है। कार्बन सामग्री और मिश्र धातु की डिग्री बढ़ने के साथ, ताप तापमान बढ़ जाता है।

गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स में वेल्डेड जोड़ों का प्रदर्शन दूसरे खंड से काफी प्रभावित होता है, खासकर अपूर्ण पुनर्क्रिस्टलीकरण के क्षेत्र में। यह इस तथ्य के कारण है कि वेल्डेड जोड़ के निर्दिष्ट क्षेत्र में, वेल्डिंग के दौरान नवगठित उच्च-कार्बन ऑस्टेनाइट के अपघटन उत्पादों के साथ, धातु संरचना में कम (ऑस्टेनाइट की तुलना में) कार्बन एकाग्रता के साथ फेराइट होता है। इसलिए, अपूर्ण पुनर्क्रिस्टलीकरण का क्षेत्र संरचना और यांत्रिक गुणों की विविधता की विशेषता है, जो विशेष रूप से उच्च तापमान पर दीर्घकालिक ताकत को प्रभावित करता है।

यौगिकों का विनाश प्लास्टिक विरूपण के स्थानीयकरण और फेराइट अनाज के विनाश के कारण अपूर्ण पुनर्क्रिस्टलीकरण के क्षेत्र में होता है।

गर्मी प्रभावित क्षेत्र में धातु के गुणों में सुधार, एक नियम के रूप में, उच्च तापमान तड़के के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। वेल्डेड उत्पाद का पूर्ण ताप उपचार (सामान्यीकरण और उच्च तापमान तड़का) करके अधिक इष्टतम गुण प्राप्त किए जाते हैं। हालाँकि, एक नियम के रूप में, भारी वेल्डेड उत्पादों पर इस तरह के ताप उपचार को लागू करना संभव नहीं है।

वेल्डिंग की विशेषताएं. लेपित इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स पर वेल्डेड जोड़ बनाने की मुख्य विधि है। यह इस तथ्य के कारण है कि पावर इंजीनियरिंग के हिस्से और असेंबली डिजाइन समाधानों की जटिलता और विविधता और उत्पादन की एकल प्रकृति से भिन्न होते हैं। वेल्डिंग मुख्य रूप से मूल कोटिंग वाले इलेक्ट्रोड के साथ की जाती है। वेल्ड किए जाने वाले स्टील की संरचना के आधार पर, इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है; वेल्डिंग स्टील 12МХ के लिए - प्रकार E-МХ (तार Sv-08ХМ से बनी रॉड के साथ ग्रेड GL-14); वेल्डिंग स्टील्स के लिए 12Kh1MF, 15Kh1M1F, 20KhMF-L - प्रकार E-KhMF (Sv-08KhMFA तार से बनी रॉड के साथ ग्रेड TsM-20-63), आदि।

जलमग्न आर्क वेल्डिंग को मिश्रधातु इलेक्ट्रोड तार के साथ संयोजन में किया जाता है, उदाहरण के लिए, Sv-08KhMFA तार के साथ AN-22 फ्लक्स का संयोजन या Sv-08KhGSMFA तार के साथ AN-17M फ्लक्स का संयोजन।

परिरक्षित गैस वातावरण में वेल्डिंग का उपयोग गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स के लिए सफलतापूर्वक किया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड वातावरण में आर्क वेल्डिंग की विधि विशेष रूप से व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। वेल्ड किए जाने वाले स्टील की संरचना के आधार पर तार ग्रेड का चयन किया जाता है। स्टील 20KhM के लिए, तार Sv-10KhG2SMA का उपयोग किया जाता है, स्टील्स 12Kh1MF, 15Kh1M1F, 20KhMF-L के लिए - तार Sv-08KhGSMFA।

इलेक्ट्रोस्लैग वेल्डिंग

इलेक्ट्रोस्लैग वेल्डिंग का व्यापक रूप से मोटी शीट कम कार्बन स्टील्स से बनी संरचनाओं के निर्माण में उपयोग किया जाता है। जब परमाणु, वेल्डेड जोड़ की समान ताकत इलेक्ट्रोड तार के माध्यम से वेल्ड धातु को मिश्रित करके और पिघली हुई धातु से आधार धातु के किनारों तक तत्वों के संक्रमण द्वारा प्राप्त की जाती है। बाद में गर्मी उपचार, अवशिष्ट तनाव को कम करने के अलावा, वेल्डेड जोड़ों की संरचना और गुणों पर लाभकारी प्रभाव डालता है।

विचाराधीन स्टील्स की इलेक्ट्रोस्लैग वेल्डिंग करते समय, फ्लक्स AN-8, AN-8M, FC-1, FC-7 और AN-22 का उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोड तार का चुनाव स्टील की संरचना पर निर्भर करता है। 0.15% C तक की सामग्री के साथ हल्के निम्न-कार्बन स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, तार ग्रेड Sv-08A और Sv-08GA का उपयोग करने पर अच्छे परिणाम प्राप्त होते हैं। कम सिलिकॉन वाले उबलते स्टील्स को वेल्डिंग करते समय गैस गुहाओं और बुलबुले के गठन को रोकने के लिए, 0.6-0.85% Si के साथ Sv-08GS इलेक्ट्रोड तार की सिफारिश की जाती है।

स्टील ग्रेड VStZ को स्पटरिंग करते समय, ग्रेड Sv-08GA, Sv-10G2 और Sv-08GS के इलेक्ट्रोड तारों का उपयोग करने पर संतोषजनक परिणाम प्राप्त होते हैं।

कम मिश्र धातु इस्पात. निम्न-मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील्स को निम्न-कार्बन, गर्मी प्रतिरोधी और मध्यम-कार्बन में विभाजित किया गया है। इस समूह के स्टील्स में, कार्बन सामग्री 0.25% और मिश्र धातु तत्व 2-5% से अधिक नहीं होती है। मिश्रधातु के आधार पर, निम्न-कार्बन स्टील्स को मैंगनीज (14G, 14G2), सिलिकॉन-मैंगनीज (09G2S, 10G2S1, 14GS, आदि), क्रोमियम-सिलिकॉन-मैंगनीज (14KhGS, आदि), क्रोमियम-सिलिकॉन-निकल में विभाजित किया जाता है। -तांबा (10KhSND, 15KhSND, आदि)।

उच्च परिचालन तापमान के तहत कम-मिश्र धातु गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स की ताकत बढ़ जाती है। इनका उपयोग बिजली संयंत्रों की धातु संरचनाओं के निर्माण में सबसे अधिक किया जाता है।

निम्न-मिश्र धातु मध्यम-कार्बन स्टील्स (0.25% से अधिक कार्बन) (17GS, 18G2AF, 35ХМ, आदि) आमतौर पर गर्मी-उपचारित अवस्था में उपयोग किए जाते हैं।

कम-मिश्र धातु स्टील्स वेल्डिंग की विशेषताएं। इन स्टील्स को कम कार्बन वाले स्टील्स की तुलना में वेल्ड करना अधिक कठिन होता है। वेल्डिंग के दौरान, सख्त संरचनाएं बन सकती हैं, और गर्मी प्रभावित क्षेत्र में अति ताप (अनाज की वृद्धि) संभव है। कठोर संरचनाओं के निर्माण को रोकने के लिए, उत्पाद को गर्म करना, सीम में धातु की परतों के अनुप्रयोग के बीच थोड़े समय के अंतराल के साथ बहुपरत वेल्डिंग आदि का उपयोग किया जाता है।

लेपित वेल्डिंग इलेक्ट्रोड का चयन इसलिए किया जाता है ताकि उनमें कार्बन, सल्फर और फास्फोरस की मात्रा कम हो।

लो-अलॉय लो-कार्बन स्टील्स 09G2, 09G2S, 10HSND, 10G2S1 और 10G2B लेपित इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग करने पर कठोर नहीं होते हैं और ज़्यादा गरम होने का खतरा कम होता है। इन स्टील्स की वेल्डिंग कम कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग के समान है। वेल्डिंग के दौरान समान मजबूती सुनिश्चित करने के लिए E46A और E50A प्रकार के इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है। वेल्डिंग से पहले उत्पाद को गर्म नहीं किया जाता है। गर्मी प्रभावित क्षेत्र और आधार धातु की कठोरता और ताकत व्यावहारिक रूप से समान है।

कम-मिश्र धातु वाले कम-कार्बन स्टील्स 12GS, 14G, 14G2, 14KhGS, 15KhSND, 15G2F, 15G2SF से कनेक्शन बनाते समय, वेल्डिंग मोड का चयन किया जाना चाहिए ताकि कोई सख्त संरचनाएं न हों और धातु की मजबूत ओवरहीटिंग न हो। ओवरहीटिंग को रोकने के लिए, स्टील्स 15KhSND और 14KhGS को छोटे व्यास के इलेक्ट्रोड (वेल्डिंग कम-कार्बन स्टील्स की तुलना में) का उपयोग करके कम वेल्डिंग करंट पर वेल्ड किया जाना चाहिए। 15KhSND और 14KhGS स्टील्स की वेल्डिंग करते समय वेल्डेड जोड़ की समान ताकत E50A या E55 प्रकार के इलेक्ट्रोड का उपयोग करके प्राप्त की जाती है। वेल्डिंग कई परतों में 4-5 मिमी व्यास वाले इलेक्ट्रोड के साथ की जाती है, और जब स्टील की मोटाई 15 मिमी से अधिक होती है, तो सीम को "कैस्केड" या "ब्लॉक" में किया जाता है, जबकि धातु को भी गर्म नहीं किया जाता है। ताकि गर्मी प्रभावित क्षेत्र ज़्यादा गर्म न हो।

उच्च और उच्च शक्ति के कम-मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग के लिए, एक नियम के रूप में, मूल कोटिंग वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है। वेल्ड किए जाने वाले स्टील के गुणों के आधार पर, इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है: प्रकार E42A (ग्रेड UONI-13/45, SM-11, आदि); टाइप E46A (स्टील्स 09G2, 10HSND, 15HSND, आदि के लिए ग्रेड E-138/45N); टाइप E50A (ग्रेड UONI-13/55, DSK-50 और स्टील्स 14KhGS, 10KhSND, 15KhSND, आदि के लिए); टाइप E55 (स्टील्स 18G2S, 25GS, 15GS, आदि के लिए ग्रेड UONI-13/55U)।

प्रकार 09G2 के कुछ स्टील्स के लिए, रूटाइल प्रकार E42 से लेपित इलेक्ट्रोड का भी उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, ANO-1 ब्रांड के इलेक्ट्रोड)।

दोषपूर्ण क्षेत्रों को सामान्य खंड के सीम के साथ वेल्ड किया जाना चाहिए जो 100 मिमी से अधिक लंबा न हो या 150-200 डिग्री सेल्सियस पर पहले से गरम हो।

गर्मी से मजबूत स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में धातु की नरमी को कम करने के लिए, ठंडे पिछले सीम के साथ लंबे सीम के साथ वेल्ड करने की सिफारिश की जाती है। वेल्डिंग मोड का चयन किया जाना चाहिए ताकि सीम कम ताप इनपुट के साथ बने हों।

वेल्ड की जाने वाली धातुओं (स्टील, मिश्र धातु) में समान या भिन्न रासायनिक संरचना और गुण हो सकते हैं। पहले मामले में, ये धातुएँ हैं जो रासायनिक संरचना और गुणों में सजातीय हैं; दूसरे में, वे असमान हैं।

मध्यम मिश्र धातु इस्पात। मध्यम-मिश्र धातु स्टील्स (मिश्र धातु तत्व सामग्री 5-10%) का उपयोग कम या उच्च तापमान पर, झटके और वैकल्पिक भार के तहत, आक्रामक वातावरण और अन्य कठिन परिस्थितियों में संचालित संरचनाओं के निर्माण के लिए किया जाता है। उन्हें गर्मी प्रतिरोधी, उच्च शक्ति आदि में विभाजित किया गया है।

वेल्डेड जोड़ों की आवश्यक गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए, कई तकनीकी तरीकों को निष्पादित करना आवश्यक है।

उच्च शक्ति वाले मिश्र धातु इस्पात से बने भागों में, तत्वों को जोड़ने और अनुभागों को बदलने, कोने के जोड़ों की चिकनी गोलाई और अन्य संरचनात्मक रूपों को सुचारू संक्रमण प्रदान किया जाना चाहिए जो तनाव सांद्रता को खत्म करते हैं।

वेल्ड प्रारंभिक और सहवर्ती हीटिंग के साथ बनाए जाते हैं यदि वेल्डेड जोड़ की ताकत बेस मेटल की ताकत से कम नहीं होनी चाहिए। 3 मिमी या उससे कम मोटाई वाली शीट संरचनाओं को बिना हीटिंग के वेल्ड किया जाता है; बड़ी मोटाई के लिए, हीटिंग का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, स्टील्स ZOKHGSA, 25KhGSA के लिए, ताप तापमान 200-300 डिग्री सेल्सियस है। ओवरहीटिंग से बचने के लिए कम ताप इनपुट (कम ताप इनपुट) पर वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है। वेल्डिंग के बाद, जोड़ को ताप उपचार - उच्च तापमान के अधीन किया जाता है।

वेल्ड प्रारंभिक और सहवर्ती हीटिंग के बिना बनाए जाते हैं, यदि वेल्डेड जोड़ आधार धातु की ताकत के समान ताकत की आवश्यकताओं के अधीन नहीं है। इस मामले में, सीम को इलेक्ट्रोड का उपयोग करके वेल्ड किया जाता है जो ऑस्टेनिटिक वेल्ड धातु का उत्पादन सुनिश्चित करता है। इस मामले में, बाद में गर्मी उपचार नहीं किया जाता है।

जब मध्यम-मिश्र धातु स्टील्स को वेल्डिंग किया जाता है, तो सख्त संरचनाएं और ठंडी दरारें बन सकती हैं, और गर्मी प्रभावित क्षेत्र में धातु का अधिक गर्म होना संभव है। कार्बन और मिश्र धातु की अशुद्धियों की मात्रा जितनी अधिक होगी, धातु उतनी ही मोटी होगी, इन स्टील्स की वेल्डेबिलिटी उतनी ही खराब होगी।

मध्यम मिश्र धातु स्टील्स को रिवर्स पोलरिटी के प्रत्यक्ष प्रवाह का उपयोग करके बेस कोटिंग के साथ लेपित इलेक्ट्रोड के साथ वेल्ड किया जाता है।

वेल्ड धातु की आवश्यकताओं के आधार पर, मध्यम-मिश्र धातु वेल्ड धातु के उत्पादन को सुनिश्चित करने के लिए इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है। इनमें यूओएनआई-13/85 (प्रकार ई85), VI-10-6 (प्रकार ई100), एनआईएटी-जेडएम (प्रकार ई125), एनआईएटी-3 (प्रकार ई150) ब्रांड के इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोड शामिल हैं जो ऑस्टेनिटिक वेल्ड का उत्पादन सुनिश्चित करते हैं। धातु, उदाहरण के लिए ब्रांड एनआईएटी-5 (प्रकार E-11X15N25M6AG2)।

परतों के अनुप्रयोग के बीच कम समय अंतराल के साथ, सीम बहु-परत, कैस्केड या ब्लॉक तरीकों से बनाई जाती हैं। धातु को 150 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म करने से सख्त संरचनाओं और दरारों के बनने की संभावना कम हो जाती है। वेल्डिंग से पहले इलेक्ट्रोड को कैलक्लाइंड किया जाता है। धातु के किनारों को नमी, जंग, कार्बनिक और अन्य दूषित पदार्थों से सावधानीपूर्वक संरक्षित किया जाना चाहिए।

स्टील्स 20KhGSA, 25KhGSA, ZOKHGSA, ZOKHGSNA को बेहद छोटे आर्क के साथ TsL-18-63, TsL-30-63,NIAT-ZM, TsL-14, UONI-13/85 ग्रेड के इलेक्ट्रोड के साथ वेल्ड किया जाता है। वेल्डिंग के बाद, जोड़ों को गर्मी उपचार के अधीन किया जाता है - उच्च शक्ति सुनिश्चित करने के लिए 880 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर सख्त करना और कम तापमान।

वेल्डिंग गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स। गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स उच्च तापमान (400-600 डिग्री सेल्सियस) और 30 एमपीए तक गैस या भाप के दबाव पर काम करने वाले भागों के निर्माण के लिए हैं। इन स्टील्स में गर्मी प्रभावित क्षेत्र में दरार पड़ने की प्रवृत्ति होती है। इसलिए, निम्नलिखित शासन के अनुसार 200-400 डिग्री सेल्सियस तक पहले से गरम करना और बाद में गर्मी उपचार (तड़का लगाना) आवश्यक है: उत्पाद को 710 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करना, इस तापमान पर प्रति 1 मिमी धातु मोटाई में कम से कम 5 मिनट तक रखना, इसके बाद धीमी गति से ठंडा होना. कभी-कभी इन स्टील्स को 670-800 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एनील्ड किया जाता है।

स्टील्स 12МХ और 20МХЛ से बने उत्पाद, जो 850°С तक के तापमान पर काम करते हैं, उन्हें TsL-14 इलेक्ट्रोड के साथ वेल्ड किया जाता है। वेल्डिंग उत्पाद को स्टील 12МХ के लिए 200°C और स्टील 20МХЛ के लिए 300°C तक प्रीहीट करके किया जाता है। वेल्डिंग के बाद 710 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर उच्च तापमान का उपयोग किया जाता है।

स्टील्स 34ХМ और 20Х3МВФ से बने उत्पाद, जो 470°С तक के तापमान पर काम करते हैं, उन्हें TsL-30-63 इलेक्ट्रोड के साथ वेल्ड किया जाता है। वेल्डिंग को उत्पाद के प्रारंभिक और सहवर्ती हीटिंग के साथ 350°C -400°C तक किया जाता है। वेल्डेड जोड़ों को 600 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर टेम्पर्ड किया जाता है।

स्टील्स 20ХМФ, 20ХМФЛ, 12Х1М1Ф से बने उत्पाद, जो 570°С तक के तापमान पर काम करते हैं, उन्हें 350°С तक प्रारंभिक और सहवर्ती हीटिंग के साथ एक छोटे चाप के साथ TsL-20-63 इलेक्ट्रोड के साथ वेल्ड किया जाता है। वेल्डिंग के बाद, 3 घंटे के लिए 700-740 डिग्री सेल्सियस पर उच्च तापमान की सिफारिश की जाती है।

लेपित इलेक्ट्रोड के साथ गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स की वेल्डिंग कम-मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील्स की वेल्डिंग के समान स्थितियों में की जाती है। इस मामले में, सीम की जड़ को पूरी तरह से उबालना आवश्यक है, जिसके लिए पहली परत 2-3 मिमी व्यास वाले इलेक्ट्रोड के साथ की जाती है। अधिकांश इलेक्ट्रोड रिवर्स पोलरिटी के साथ डीसी वेल्डिंग के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स के लिए वेल्डिंग तकनीक कम कार्बन स्टील्स के लिए वेल्डिंग तकनीक के समान है। मल्टीलेयर वेल्डिंग कैस्केड तरीके से की जाती है (पूर्ण वेल्ड की प्रत्येक परत को ठंडा किए बिना)।

उच्च शक्ति वाले स्टील्स की वेल्डिंग। महत्वपूर्ण वेल्डेड संरचनाओं के निर्माण में, उच्च शक्ति वाले स्टील्स 14Kh2GMRB, 14Kh2GMRL, 14Kh2GM और 12GN2MFAYU का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

इन स्टील्स को वेल्डिंग करने में मुख्य कठिनाई वेल्ड के गठन और धातु में ठंडी दरारों के गर्मी-प्रभावित क्षेत्र को रोकने की आवश्यकता है, साथ ही संरचनाएं जो वेल्डेड जोड़ों के भंगुर फ्रैक्चर के प्रतिरोध को तेजी से कम करती हैं। समस्या का समाधान इस तथ्य से जटिल है कि वेल्डेड जोड़ों को अतिरिक्त गर्मी उपचार के बिना वेल्डिंग के बाद आवश्यक परिचालन और तकनीकी गुण प्राप्त करने होंगे।

ठंडी दरारों के निर्माण के लिए उच्च शक्ति वाले स्टील से बने वेल्डेड जोड़ों के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए, नमी को हटाने के लिए वेल्डिंग से पहले इलेक्ट्रोड को कैल्सिनेट करना आवश्यक है। वेल्डिंग की तैयारी और कनेक्शन बनाने के लिए कुछ शर्तों का भी पालन किया जाना चाहिए।

उच्च शक्ति वाले स्टील्स की मैनुअल वेल्डिंग EA-981/15 ग्रेड के इलेक्ट्रोड के साथ की जाती है। इन इलेक्ट्रोडों को सभी स्थानिक स्थितियों में वेल्डिंग के लिए उपयोग करना आसान है। वेल्डिंग रिवर्स पोलरिटी की सीधी धारा के साथ की जाती है। वेल्डिंग करंट की ताकत इलेक्ट्रोड के व्यास और सीम की स्थिति पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, 4 मिमी व्यास वाले इलेक्ट्रोड के साथ निचली स्थिति में वेल्डिंग 150-200 ए के वेल्डिंग करंट पर की जाती है। वेल्डिंग से पहले, इलेक्ट्रोड को 420-450 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर कैलक्लाइंड किया जाता है।

वेल्डिंग से पहले, भागों और स्थानों की सतहों को जहां सीम लगाए जाते हैं, तब तक साफ किया जाता है जब तक कि जंग, स्केल, पेंट, तेल, नमी और अन्य दूषित पदार्थ पूरी तरह से हटा नहीं दिए जाते। स्ट्रिपिंग सीम की चौड़ाई और प्रत्येक दिशा में 20 मिमी के बराबर क्षेत्र में की जाती है।

कनेक्शन बनाते समय, नमी को वेल्डिंग क्षेत्र में प्रवेश करने से रोकना और वेल्डेड जोड़ों को तेजी से ठंडा होने से रोकना आवश्यक है।

वेल्डिंग के लिए भागों को असेंबल करना अक्सर टैक वेल्डिंग टूल का उपयोग करके किया जाता है। 50-100 मिमी लंबे टैक UONI-13/45A या EA-981/15 ब्रांड के इलेक्ट्रोड से बनाए जाते हैं। टैक के बीच की दूरी 400-500 मिमी से अधिक नहीं होनी चाहिए। उन्हें वहां स्थापित नहीं किया जाना चाहिए जहां सीम प्रतिच्छेद करती हैं। वेल्डिंग से पहले टैक वेल्ड को अच्छी तरह से साफ और निरीक्षण किया जाना चाहिए। वेल्डिंग उत्पाद से वेल्डेड तकनीकी (सीसा) स्ट्रिप्स पर शुरू और समाप्त होनी चाहिए। इसके अलावा, सीम से बेस मेटल तक सहज संक्रमण बनाया जाना चाहिए।

बड़ी मोटाई और कठोरता के जोड़ों को वेल्डिंग करते समय ठंडी दरारों के गठन को रोकने के लिए, प्रीहीटिंग का उपयोग किया जाना चाहिए। एक नियम के रूप में, यह 20 मिमी से अधिक की मोटाई वाली धातु को वेल्डिंग करते समय निर्धारित किया जाता है। ताप तापमान 60-150°C.

नरम परतों के साथ वेल्डिंग तकनीक का उपयोग करके ठंडी दरारों के निर्माण के लिए वेल्डेड जोड़ों के प्रतिरोध को बढ़ाया जा सकता है। इस तकनीकी तकनीक में यह तथ्य शामिल है कि मल्टीलेयर सीम की पहली परतें बाद की तुलना में कम टिकाऊ और नमनीय धातु से बनी होती हैं। कभी-कभी किनारों को भरने की प्रक्रिया में एक या दो परतों में प्लास्टिक के सीम लगाए जाते हैं। नरम परतें बनाने के लिए UONI-13/45 ब्रांड के इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जा सकता है।

दोनों तरफ बट जोड़ों को वेल्डिंग करते समय, पहले सीम को टैक के विपरीत तरफ रखने की सिफारिश की जाती है। प्रत्येक बीड को लगाने के बाद, वेल्ड धातु और गर्मी प्रभावित क्षेत्र को स्लैग और धातु के छींटों से अच्छी तरह से साफ किया जाता है। यदि चाप टूट जाता है, तो क्रेटर को स्लैग से अच्छी तरह से साफ करना आवश्यक है और उसके बाद ही चाप को फिर से शुरू करना आवश्यक है।

स्थापना स्थितियों में वेल्डिंग कार्य पूरा होने के बाद, धीमी गति से ठंडा करने के लिए वेल्डेड जोड़ों को एस्बेस्टस कपड़े या रेत के रोल से ढंकना चाहिए।

उच्च मिश्र धातु इस्पात और मिश्र धातु। उच्च-मिश्र धातु स्टील्स में वे स्टील्स शामिल होते हैं जिनमें एक या अधिक मिश्र धातु तत्वों की सामग्री 10-15% होती है।

GOST 5632-72 के अनुसार, उच्च-मिश्र धातु स्टील्स के 94 ग्रेड और उच्च-मिश्र धातु मिश्र धातुओं के 22 ग्रेड हैं।

उच्च-मिश्र धातु स्टील्स और मिश्र धातुओं को मिश्र धातु प्रणाली, संरचना, गुणों और अन्य विशेषताओं के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है।

मिश्र धातु प्रणाली के अनुसार, उच्च-मिश्र धातु स्टील्स को क्रोमियम, क्रोमियम-निकल, क्रोमियम-मैंगनीज, क्रोमियम-निकल-मैंगनीज और क्रोमियम-मैंगनीज नाइट्रोजन में विभाजित किया जाता है।

उनकी संरचना के अनुसार, उच्च-मिश्र धातु स्टील्स को मार्टेंसिटिक (15X5, 15X5M, आदि), मार्टेंसिटिक-फेरिटिक (15X6SYu, 12X13, आदि), ऑस्टेनिटिक-मार्टेंसिटिक (07X16N6, 08X17N5MZ, आदि), ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक ( 08X20N14S2, आदि) स्टील्स। और ऑस्टेनिटिक वर्ग (03Х17Ш4М2, 12Х18Н9, आदि)।

उनके गुणों के अनुसार, उच्च-मिश्र धातु इस्पात और मिश्र धातु संक्षारण प्रतिरोधी (स्टेनलेस), गर्मी प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी होते हैं।

उच्च-मिश्र धातु स्टील्स और मिश्र धातुओं की वेल्डिंग की विशेषताएं। निम्न-कार्बन स्टील्स की तुलना में अधिकांश उच्च-मिश्र धातु स्टील्स और मिश्र धातुओं में कम (1.5-2 गुना) तापीय चालकता गुणांक और एक उच्च (लगभग 1.5 गुना) रैखिक विस्तार गुणांक होता है। तापीय चालकता का कम गुणांक वेल्डिंग के दौरान गर्मी की एकाग्रता की ओर जाता है और परिणामस्वरूप, धातु प्रवेश में वृद्धि होती है, और रैखिक विस्तार का एक उच्च गुणांक वेल्डेड उत्पादों के बड़े विरूपण की ओर जाता है।

इन स्टील्स में वेल्डिंग के दौरान गर्म और ठंडी दरारें बनने का खतरा होता है, जो आवश्यक गुणों के साथ वेल्डेड जोड़ों की गुणवत्ता सुनिश्चित करने की प्रक्रिया को जटिल बनाता है। इस संबंध में, जब इन सामग्रियों से बने उत्पादों को वेल्डिंग किया जाता है, तो कुछ आवश्यकताओं को पूरा किया जाना चाहिए। आमतौर पर, न्यूनतम ताप क्षेत्र प्राप्त करने के लिए वेल्डिंग उच्च गति और कम वेल्डिंग करंट पर की जाती है।

उच्च मिश्र धातु इस्पात और मिश्र धातु में कम कार्बन स्टील की तुलना में टूटने का खतरा अधिक होता है। वेल्डिंग के दौरान दरारों को रोकने के तरीके: वेल्ड धातु (ऑस्टेनाइट और फेराइट) में दो-चरण संरचना बनाना; सीवन में हानिकारक अशुद्धियों की सामग्री को सीमित करना (सल्फर, फास्फोरस, सीसा, सुरमा, बिस्मथ); बुनियादी और मिश्रित प्रकार के इलेक्ट्रोड कोटिंग्स का उपयोग; वेल्डेड असेंबलियों की कठोरता को कम करना।

दरारों के बिना वेल्डेड जोड़ों को प्राप्त करने के लिए, वेल्डेड भागों को एक निश्चित अंतराल के साथ इकट्ठा करने की सिफारिश की जाती है। न्यूनतम ताप इनपुट के साथ 1.6-2.0 मिमी व्यास वाले इलेक्ट्रोड के साथ सीम बनाना बेहतर है।

आधार धातु की संरचना की प्रकृति, कार्बन सामग्री, वेल्ड किए जाने वाले तत्वों की मोटाई और उत्पाद की कठोरता के आधार पर 100-300 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म करने (सामान्य या स्थानीय) की सिफारिश की जाती है। मार्टेंसिटिक स्टील्स और मिश्र धातुओं के लिए, उत्पाद को गर्म करना अनिवार्य है; ऑस्टेनिटिक स्टील्स के लिए इसका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है।

उच्च-मिश्र धातु स्टील्स को आर्क वेल्डिंग करते समय, सतहों को धातु और स्लैग के छींटों से बचाया जाना चाहिए, क्योंकि वे संक्षारण या तनाव सांद्रता का कारण बन सकते हैं जो संरचना को कमजोर करते हैं। वेल्डिंग के छींटों को रोकने के लिए, सीम से सटे धातु की सतह पर एक सुरक्षात्मक कोटिंग लगाई जाती है।

वेल्डिंग से पहले धातु की असेंबली और सफाई की गुणवत्ता की आवश्यकताएं काफी सख्त हैं।

वेल्डिंग के बाद, मार्टेंसिटिक, मार्टेंसिटिक-फेरिटिक और कभी-कभी फेरिटिक स्टील्स को 680-720 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर उच्च तापमान के अधीन किया जाता है, और गर्मी प्रतिरोधी (12X13, 20X13, आदि) - 730-750 डिग्री सेल्सियस पर। तड़के से संरचना, यांत्रिक गुणों और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार होता है।

वेल्डिंग मार्टेंसिटिक, मार्टेंसिटिक-फेरिटिक और फेरिटिक स्टील्स के लिए, इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है, जिनकी छड़ें और कोटिंग्स एक जमा धातु प्रदान करती हैं जो रासायनिक संरचना में आधार धातु के करीब होती है। उदाहरण के लिए, मार्टेंसिटिक स्टील 15X11VMF को E12X11NVMF प्रकार, ग्रेड KTI-10 के इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डेड किया जाता है; मार्टेंसिटिक-फेरिटिक स्टील 12X13 - इलेक्ट्रोड प्रकार E12X13 ब्रांड UONI-13/1X13, आदि।

यदि इस वर्ग के स्टील से बनी संरचनाएं स्थैतिक भार के अधीन हैं और सीम के लिए कोई उच्च शक्ति की आवश्यकता नहीं है, तो वेल्डिंग को ऑस्टेनिटिक या ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक इलेक्ट्रोड के साथ किया जा सकता है। इस प्रकार, फेरिटिक स्टील 15X25T को E02Х20Н14Г2М2 ग्रेड OZL-20 के इलेक्ट्रोड के साथ वेल्ड किया जाता है, और वेल्डिंग के बाद तड़के को छोड़ा जा सकता है।

ऐसे स्टील्स को वेल्डिंग करते समय अनाज की वृद्धि को रोकने और गर्मी प्रभावित क्षेत्र की नाजुकता को बढ़ाने के लिए, कम गर्मी इनपुट मोड का उपयोग किया जाता है।

उच्च-मिश्र धातु क्रोमियम-निकल स्टील्स में ऑस्टेनिटिक, ऑस्टेनिटिक-मार्टेंसिटिक और ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक वर्गों के स्टील शामिल हैं। इन स्टील्स और मिश्र धातुओं में कुछ हानिकारक अशुद्धियाँ होती हैं, इसलिए वेल्डिंग के लिए मुख्य आवश्यकता पिघली हुई धातु की हवा से अच्छी सुरक्षा और एक ऑस्टेनिटिक संरचना और एक बुनियादी प्रकार की कोटिंग वाली रॉड के साथ इलेक्ट्रोड का उपयोग है।

ऑस्टेनिटिक स्टील्स की वेल्डिंग से कोई विशेष कठिनाई नहीं होती है। यह ध्यान में रखना चाहिए कि ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक और ऑस्टेनिटिक-मार्टेंसिटिक स्टील्स के वेल्डेड जोड़ों में, अनाज की सीमाओं के साथ हाइड्रोजन का विकास संभव है। इसे रोकने के लिए, वेल्डेड जोड़ को 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 1-2 घंटे के लिए टेम्पर्ड किया जाता है।

GOST 10051-75 उच्च-मिश्र धातु स्टील्स की मैनुअल आर्क वेल्डिंग के लिए 49 प्रकार के लेपित इलेक्ट्रोड प्रदान करता है। प्रत्येक इलेक्ट्रोड प्रकार में इलेक्ट्रोड के एक या अधिक ब्रांड शामिल होते हैं।

विषय 2.3. तकनीकीवेल्डिंग माध्यममिश्रधातु कठोर करने योग्यस्टील्स स्टील्स के लक्षण. बुनियादीकारक,उलझीपर्लिटिक और मार्टेंसिटिक वर्गों के सख्त स्टील्स की वेल्डिंग। वेल्डिंग की तकनीकी विशेषताएं।वेल्डिंग सामग्री. वेल्डिंग तकनीक. वेल्डिंग मोड का असाइनमेंट।

मध्यम-मिश्र धातु इस्पात के लिए वेल्डिंग तकनीक

स्टील्स के लक्षण. मध्यम-मिश्र धातु स्टील्स, संरचना के आधार पर, पर्याप्त प्लास्टिक गुणों (Z0KhGSNA), अपेक्षाकृत उच्च गर्मी प्रतिरोध (20KhZMVF), स्केल प्रतिरोध (12Kh5MA), आदि के संयोजन में उच्च तन्यता ताकत और तरलता की विशेषता रखते हैं।

मध्यम-मिश्र धातु स्टील्स के गुणों को कार्बन और मिश्र धातु तत्वों की सामग्री में पारस्परिक परिवर्तन के साथ-साथ गर्मी उपचार मोड के आधार पर कुछ सीमाओं के भीतर समायोजित किया जा सकता है।

ताप उपचार के प्रकार के आधार पर एक विस्तृत श्रृंखला में स्टील के यांत्रिक गुणों में बदलाव वेल्डिंग में महत्वपूर्ण कठिनाइयों का कारण बनता है। मध्यम मिश्र धातु इस्पात ठंड से टूटने के प्रति संवेदनशील होते हैं; उनमें वेल्ड धातु में क्रिस्टलीकरण दरारें विकसित होने का भी खतरा होता है। यह विशेष रूप से तब स्पष्ट होता है जब मुख्य धातु के साथ वेल्ड धातु की समान ताकत सुनिश्चित करना आवश्यक होता है।

मध्यम मिश्र धातु स्टील्स की आपूर्ति GOST 4543-71 और विशेष विशिष्टताओं के अनुसार की जाती है; वे या तो पर्लाइट (25KhGSA, Z0KhGSA, 35KhGSA) या मार्टेंसिटिक (30Kh2GN2SVMA) वर्ग से संबंधित हो सकते हैं।

वेल्डिंग की धातुकर्म विशेषताएं। मध्यम मिश्र धातु स्टील्स को शांत स्टील्स माना जाता है। इस मामले में उपयोग किए जाने वाले स्लैग सिस्टम से स्लैग-मेटल इंटरफ़ेस पर रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का महत्वपूर्ण विकास नहीं होना चाहिए, जिससे स्लैग समावेशन के साथ वेल्ड धातु के संदूषण को कम करना संभव हो जाता है। उदाहरण के लिए, जब AN-348A जलमग्न चाप के साथ वेल्डिंग करते हैं, तो वेल्ड धातु में गैर-धातु समावेशन की सामग्री 0.039% होती है, और AN-15M के साथ वेल्डिंग करते समय यह 0.006-0.008% होती है। स्लैग समावेशन के साथ वेल्ड धातु के बढ़ते संदूषण के बावजूद, कुछ मामलों में मध्यम-मिश्र धातु स्टील्स को वेल्डिंग करते समय AN-348A प्रकार के फ्लक्स का उपयोग किया जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि ऐसे फ्लक्स अच्छा वेल्ड गठन, स्लैग क्रस्ट को आसानी से हटाने और स्थिर आर्क बर्निंग प्रदान करते हैं।

वेल्ड धातु की संरचना का चयन करते समय, वेल्डेड जोड़ की परिचालन स्थितियों और वेल्डेड जोड़ों की आवश्यकताओं को ध्यान में रखना आवश्यक है। चूंकि कार्बन वेल्ड धातु में क्रिस्टलीकरण दरारें बनाने के लिए स्टील की संवेदनशीलता को बढ़ाता है, वेल्ड में कार्बन सामग्री आमतौर पर 0.23% तक सीमित होती है, और अतिरिक्त मिश्र धातु के माध्यम से आवश्यक गुण प्राप्त होते हैं। उदाहरण के लिए, स्टील 30KhGSA के वेल्डेड जोड़, शमन और तड़के के बाद AN-15 फ्लक्स का उपयोग करके बनाए जाते हैं = तार के आधार पर 1300MPa = Sv-20Kh4GMA तार का उपयोग करने के मामले में 1300 MPa और = 1000 एमपीए - तार एसवी-18केएचएमए।

सल्फर और फास्फोरस के कारण गर्म दरार की संभावना को कम करने के लिए, उच्च गुणवत्ता वाले स्टील का उपयोग आमतौर पर वेल्डेड संरचनाओं में किया जाता है।

शुरुआती सामग्रियों में सल्फर और फास्फोरस की सामग्री को कम करने के साथ-साथ, वेल्डिंग सामग्री (फ्लक्स, इलेक्ट्रोड कोटिंग्स, इलेक्ट्रोड तार) का उपयोग करना तर्कसंगत है, जो वेल्ड में सल्फर और फास्फोरस की एकाग्रता को कम करता है या उनके हानिकारक प्रभावों को कम करता है। उदाहरण के लिए, कैल्शियम ऑक्साइड की उच्च सामग्री के साथ कम-सिलिकॉन फ्लक्स का उपयोग करने पर सल्फर और फास्फोरस की सामग्री कम हो जाती है, उदाहरण के लिए एएन-15एम फ्लक्स।

मध्यम-मिश्र धातु स्टील्स को वेल्डिंग करते समय छिद्रों के बनने का मुख्य कारण हाइड्रोजन है। छिद्रों के निर्माण को रोकने के लिए, नमी को वेल्डिंग क्षेत्र में प्रवेश करने से रोकने के लिए विभिन्न धातुकर्म तकनीकों का उपयोग किया जाता है।

गर्मी प्रभावित क्षेत्र में धातु की संरचना और गुणों में परिवर्तन। मध्यम मिश्र धातु इस्पात में सीमित वेल्डेबिलिटी होती है। यह प्रक्रिया की वेल्डिंग मोड और थर्मल स्थितियों की सीमा में व्यक्त किया गया है जिसके तहत आवश्यक गुण सुनिश्चित किए जाते हैं। सीमित वेल्डेबिलिटी मध्यम-मिश्र धातु स्टील्स की बढ़ती कठोरता और गर्मी उपचार व्यवस्था पर स्टील्स के यांत्रिक गुणों की उच्च निर्भरता के कारण है।

गर्मी प्रभावित क्षेत्र में सबसे खतरनाक दोष ठंडी दरारें हैं। वेल्ड किए जाने वाले स्टील्स की प्रारंभिक अवस्था के बावजूद, ऑस्टेनिटाइजेशन क्षेत्र के उच्च तापमान वाले क्षेत्र में ठंडी दरारों का निर्माण देखा जाता है। उच्च ताप इनपुट के साथ वेल्डिंग मोड में संक्रमण से ठंड दरारों के गठन की संभावना को कम करना संभव हो जाता है यदि मोड में परिवर्तन से मार्टेंसाइट सामग्री में कमी आती है या गर्मी प्रभावित क्षेत्र की धातु संरचना में इसके गठन को रोकता है। कुछ मामलों में, ऐसा मोड केवल तभी प्रदान किया जाता है जब हीटिंग, प्रारंभिक या सहवर्ती, का उपयोग किया जाता है। बड़े हिस्सों को वेल्डिंग करते समय प्रीहीटिंग की सलाह दी जाती है; प्रीहीटिंग का उपयोग पतली दीवार वाले और बड़े हिस्सों दोनों के लिए किया जा सकता है।

ठंडी दरारों के बनने में देरी होती है, इसलिए, ऐसे मामलों में जहां वेल्डेड जोड़ों के ताप उपचार से पहले का समय ठंडी दरारों के निर्माण के लिए ऊष्मायन अवधि से कम होता है, वेल्डिंग के बाद तड़का लगाकर ठंडी दरारों के निर्माण को रोका जाता है।

स्टील में कार्बन की मात्रा बढ़ने के साथ ठंडी दरारें बनने से रोकने के लिए वेल्डिंग मोड में प्रतिबंध बढ़ जाते हैं। यह कई कारणों से होता है: मार्टेंसिटिक परिवर्तन तापमान में कमी, महत्वपूर्ण शमन दर और बढ़ती कार्बन सामग्री के साथ मार्टेंसाइट के प्लास्टिक गुण। ठंडी दरारों के निर्माण पर मार्टेंसिटिक परिवर्तन की शुरुआत के तापमान का प्रभाव मार्टेंसाइट के स्व-तपेड़ के विकास से जुड़ा है। यदि मार्टेंसिटिक परिवर्तन 250-300 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर होता है, तो। मार्टेंसाइट की सेल्फ-टेम्परिंग प्रक्रिया के विकास के कारण कोल्ड क्रैक बनने का खतरा कम हो जाता है। चूंकि कार्बन सामग्री बढ़ने के साथ मार्टेंसाइट के प्लास्टिक गुण कम हो जाते हैं, और मार्टेंसिटिक परिवर्तन के परिणामस्वरूप आंतरिक तनाव बढ़ जाता है, वेल्डिंग तकनीक में सीमाओं को कम करने के लिए, न्यूनतम कार्बन सामग्री वाले मध्यम-मिश्र धातु स्टील्स जो एक निश्चित ताकत प्रदान करते हैं, का उपयोग किया जाना चाहिए। इस्तेमाल किया गया।

मध्यम-मिश्र धातु स्टील्स के इष्टतम गुण गर्मी उपचार के बाद सुनिश्चित किए जाते हैं, जिसमें ज्यादातर मामलों में सख्त (सामान्यीकरण) और तड़का शामिल होता है।

वेल्डिंग के लिए आपूर्ति किए गए तत्वों की संरचनात्मक स्थिति के आधार पर, दो मुख्य विकल्पों का उपयोग करके वेल्डेड असेंबली का निर्माण करना संभव है: इष्टतम गुणों के लिए गर्मी-उपचारित स्थिति में वेल्डिंग के लिए तत्वों की आपूर्ति की जाती है; ताप उपचार, जो धातु के इष्टतम गुणों को सुनिश्चित करता है, वेल्डिंग के बाद किया जाता है।

जब स्टील को गर्मी-उपचारित अवस्था में वेल्डिंग किया जाता है, तो वेल्डेड जोड़ की ताकत नरम क्षेत्र की ताकत से निर्धारित होती है। कम ताप इनपुट वाले मोड का उपयोग करके वेल्डेड जोड़ के गुणों में गिरावट के स्तर को कम किया जाता है। यदि संभव हो तो मल्टी-लेयर वेल्डिंग करें। हालाँकि, कम ताप इनपुट मोड से ठंडी दरारें बन सकती हैं। जब तत्वों को गर्मी-उपचारित अवस्था में वेल्डिंग किया जाता है तो ठंडी दरारों का निर्माण भी धातु की बढ़ी हुई कठोरता से होता है। ठंडी दरारों के गठन को रोकने और नरम क्षेत्र में गुणों के नुकसान को कम करने के लिए, वेल्डिंग मोड का उपयोग किया जाता है, जिसमें हीटिंग के साथ संयोजन में कम गर्मी इनपुट की विशेषता होती है।

आमतौर पर, हीटिंग तापमान को उस तापमान से थोड़ा कम माना जाता है जिस पर मार्टेंसिटिक परिवर्तन शुरू होता है। उच्च शक्ति वाले स्टील्स (ZOKHGSA, ZOKHGSNA, आदि) के लिए, हीटिंग तापमान 200-300 डिग्री सेल्सियस की सीमा में सेट किया जाता है। यदि संभव हो, तो वेल्डिंग के तुरंत बाद असेंबली को टेम्परिंग के अधीन किया जाता है, आमतौर पर स्टील टेम्परिंग शासन के अनुसार। सहवर्ती स्थानीय हीटिंग (स्थानीय ताप उपचार) का उपयोग करना सबसे तर्कसंगत है, जो वेल्डिंग के गर्मी-प्रभावित क्षेत्र की लंबाई को प्रभावित नहीं करता है और साथ ही ऑस्टेनिटाइजेशन क्षेत्र में कठोर धातु के तड़के या एक शासन की अनुमति देता है। कदम सख्त करने के करीब.

स्थानीय ताप उपचार एक अतिरिक्त ताप स्रोत, गैस लौ, प्लाज्मा जेट, प्रकाश किरण या प्रारंभ करनेवाला को वेल्डेड जोड़ के साथ क्रमिक रूप से घुमाकर किया जाता है। स्थानीय ताप उपचार को वेल्डिंग के साथ जोड़ा जा सकता है या अलग से किया जा सकता है।

यदि प्रारंभिक या सहवर्ती हीटिंग, साथ ही वेल्डिंग के बाद इकाई का तड़का, कुछ स्थितियों के कारण अस्वीकार्य है, और वेल्डिंग मोड को बदलने से दरारों के गठन को रोका नहीं जा सकता है, तो एक तार का उपयोग करें जो वेल्ड धातु के उत्पादन को सुनिश्चित करता है ऑस्टेनिटिक संरचना. इस मामले में, एक नियम के रूप में, कनेक्शन की ताकत वेल्ड धातु की ताकत से निर्धारित होती है।

यदि वेल्डिंग के बाद पूर्ण ताप उपचार किया जाता है, तो वेल्डिंग मोड चुनने का मुख्य मानदंड ठंडी दरारों के गठन को रोकना है। स्पष्ट रूप से उच्च ताप इनपुट वाले वेल्डिंग मोड का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि उनका उपयोग ओवरहीटिंग संरचनाओं के निर्माण को बढ़ाता है। इस कारण से, वेल्डिंग कभी-कभी कम ताप इनपुट वाले मोड में किया जाता है, लेकिन हीटिंग (सामान्य या स्थानीय) के संयोजन में किया जाता है।

ज्यादातर मामलों में, मध्यम-मिश्र धातु स्टील्स को वेल्डिंग करने के बाद, संरचना में सुधार करने, संरचनात्मक तनाव को कम करने और वेल्डेड जोड़ों के क्षेत्र में ठंडी दरारों के गठन को रोकने के लिए मध्यवर्ती गर्मी उपचार, सामान्य या स्थानीय, किया जाता है। एक नियम के रूप में, स्थानीय ताप उपचार अधिक तर्कसंगत है, क्योंकि इसे सामान्य उत्पादन प्रवाह में किया जा सकता है। सामान्य तापन के दौरान मध्यवर्ती ताप उपचार का तापमान Ac1 (उच्च तापमान) तक की सीमा में चुना जाता है।

विभिन्न विधियों का उपयोग करके वेल्डिंग स्टील्स की विशेषताएं। लेपित इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग के लिए, मूल प्रकार की कोटिंग वाले इलेक्ट्रोड का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है। वेल्ड धातु और वेल्डिंग तकनीक की आवश्यकताओं के आधार पर, इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है जो मध्यम-मिश्र धातु वेल्ड धातु का उत्पादन सुनिश्चित करता है; एनआईएटी-जेडएम (प्रकार ई85), VI10-6 (प्रकार ई100); यूओएनआई-13/18केएचएमए (प्रकार ईयूओ-एफ), एनआईएटी-3 (प्रकार ई145) और ऑस्टेनिटिक वेल्ड धातु प्रदान करने वाले इलेक्ट्रोड, एनआईएटी-बी, VI12-6।

सबमर्ज्ड आर्क वेल्डिंग। वेल्ड धातु की आवश्यकताओं के आधार पर, उच्च-मैंगनीज फ्लक्स का उपयोग किया जाता है - AN-348A प्रकार के सिलिकेट और कम-सिलिकॉन मैंगनीज-मुक्त फ्लक्स AN-15, AN-15M, आदि। कम-सिलिकॉन मैंगनीज-मुक्त फ्लक्स, तुलना में उच्च-मैंगनीज फ्लक्स के लिए, उच्च प्लास्टिक गुणों के साथ वेल्ड धातु प्राप्त करना संभव बनाता है। फ्लक्स एएन-15 और एएन-15एम तकनीकी दृष्टि से फ्लक्स एएन-348-ए से कुछ हद तक कमतर हैं, और जब उनका उपयोग किया जाता है, तो रिवर्स पोलरिटी के प्रत्यक्ष प्रवाह का उपयोग करके वेल्डिंग की जाती है।

परिरक्षित आर्क वेल्डिंग के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड और आर्गन का उपयोग परिरक्षण गैसों के रूप में किया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड में वेल्डिंग करते समय, सीम की आवश्यकताओं के आधार पर, निम्नलिखित वेल्डिंग तारों का उपयोग किया जाता है: Sv-08GSMT, Sv-18KhGS, Sv-18KhMA, Sv-08KhG2S, Sv-08KhZG2SM, Sv-10KhG2SMA, आदि।

चूंकि Sv-18KhMA तार में डीऑक्सीडाइज़र की कुल सामग्री कम हो गई है, इसलिए एक- और दो-परत सीमों को वेल्डिंग करते समय इसका उपयोग करना सबसे तर्कसंगत है। मल्टीलेयर सीम वेल्डिंग करते समय, इलेक्ट्रोड तार Sv-08KhZG2SM का उपयोग किया जाता है, जबकि पहली परत कम मिश्र धातु वाले तार से बनाई जा सकती है, उदाहरण के लिए Sv-08KhG2S, Sv-08GSMT, आदि।

उपभोज्य इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग करते समय, छिद्र बनने की संभावना को कम करने और प्रक्रिया की स्थिरता को बढ़ाने के लिए, 5-10% ऑक्सीजन या कार्बन डाइऑक्साइड के साथ आर्गन का उपयोग करना तर्कसंगत है।

उच्च शक्ति वाले स्टील्स को वेल्डिंग करते समय ( > 1500 एमपीए) छोटी मोटाई (मुख्य रूप से 3 मिमी तक), अनुप्रस्थ कंपन द्वारा टंगस्टन इलेक्ट्रोड के साथ एक तरफा दो-परत आर्गन आर्क वेल्डिंग का उपयोग करना तर्कसंगत है।

गैर-उपभोज्य इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग करते समय, प्रवेश की गहराई बढ़ाने के लिए, विशेष रूप से विशेष गलाने वाले स्टील्स (इलेक्ट्रोस्लाग रीमेल्टिंग, सिंथेटिक स्लैग के साथ परिष्कृत, आदि) का उपयोग करते समय, सक्रिय फ्लक्स पेस्ट का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। एक विशेष पेंसिल रॉड का उपयोग करके पतली परत के रूप में वेल्ड करने के लिए किनारों पर फ्लक्स लगाया जाता है। फ्लक्स में निहित घटक (मुख्य रूप से फ्लोराइड और ऑक्साइड) चाप स्तंभ के संपीड़न में योगदान करते हैं, जो प्रवेश गहराई में वृद्धि सुनिश्चित करता है।

इलेक्ट्रोस्लैग वेल्डिंग करते समय, फ्लक्स AN-8, AN-8M, AN-22 और मानक इलेक्ट्रोड तार Sv-12GS, Sv-08GSMT, Sv-18KhMA, Sv-10Kh5M, आदि का उपयोग किया जाता है, जिनका चयन संरचना के आधार पर किया जाता है। स्टील को वेल्ड किया जा रहा है। चूंकि इलेक्ट्रोड तार में कार्बन की मात्रा कम होती है, इसलिए आमतौर पर इलेक्ट्रोड तार का उपयोग किया जाता है, जो वेल्ड धातु की अतिरिक्त मिश्रधातु की अनुमति देता है।

आवश्यक गुणों के साथ वेल्ड धातु प्राप्त करने के लिए, आमतौर पर ऐसे तरीकों का उपयोग किया जाता है जो वेल्ड के निर्माण में आधार धातु की भागीदारी को 50-60% तक सुनिश्चित करते हैं, जिससे वेल्ड की संरचना को लाना संभव हो जाता है। धातु आधार धातु के करीब।

इलेक्ट्रोस्लैग वेल्डिंग के दौरान, एक नियम के रूप में, ठंडी दरारों का निर्माण नहीं देखा जाता है। यह ऑस्टेनिटाइजेशन क्षेत्र में धातु की कम शीतलन दर के कारण है, जो सख्त संरचनाओं के गठन को रोकना या उनके स्व-तपेड़ को सुनिश्चित करना संभव बनाता है। हालाँकि, ऐसी तापीय स्थितियाँ तापीय रूप से प्रभावित क्षेत्र में अति तापकारी संरचनाओं के निर्माण में योगदान करती हैं, जिससे प्लास्टिक के गुणों में उल्लेखनीय कमी आती है। अत्यधिक गर्म क्षेत्र में धातु के गुणों को बहाल करने के लिए, पूर्ण ताप उपचार (सख्त और तड़का) का उपयोग किया जाता है।

इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग, जैसा कि मध्यम-मिश्र धातु स्टील्स और विशेष रूप से उच्च शक्ति वाले स्टील्स पर लागू होता है, एक आशाजनक तरीका है, क्योंकि यह एक अनुकूल संरचना और उच्च यांत्रिक गुणों के साथ वेल्डेड जोड़ों को प्राप्त करने की अनुमति देता है। गुणों का यह संयोजन कम ताप इनपुट वाले मोड का उपयोग करके सुनिश्चित किया जाता है।

कम ताप इनपुट वाले मोड में इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग द्वारा बनाए गए वेल्ड में ठंडी दरारें बनाने की प्रवृत्ति आर्क वेल्डिंग द्वारा बनाए गए वेल्ड की तुलना में कम होती है। यह स्पष्ट रूप से, एक ओर, इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग द्वारा बनाए गए वेल्डेड जोड़ों में आंतरिक तनाव के निम्न स्तर के कारण है, और दूसरी ओर, ऑस्टेनाइट की बड़ी विविधता के कारण मार्टेंसिटिक परिवर्तन के तापमान में वृद्धि के कारण है।

30 मिमी मोटी तक स्टील वेल्डिंग करते समय इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग अच्छे परिणाम देती है। जब मोटी धातु की वेल्डिंग की जाती है और स्टील में कार्बन की मात्रा 0.2% से अधिक होती है, तो क्रिस्टलीकरण दरारें बनने के कारण कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं।

विषय 2.4. उच्च-मिश्र धातु स्टील्स के लिए वेल्डिंग तकनीक। रचना और गुण. वेल्डेबिलिटी के बारे में बुनियादी जानकारी. वेल्डिंग विधियों और वेल्डिंग सामग्री का चयन। मार्टेंसिटिक और मार्टेंसिटिक-फेरिटिक उच्च-क्रोमियम स्टील्स के लिए वेल्डिंग तकनीक। उच्च-क्रोमियम फेरिटिक स्टील्स के लिए वेल्डिंग तकनीक। उच्च-मिश्र धातु ऑस्टेनिटिक स्टील्स के लिए वेल्डिंग तकनीक।

उच्च-मिश्र धातु इस्पात की वेल्डिंग तकनीक

उच्च मिश्र धातु स्टील्स के लक्षण। आधार (मैट्रिक्स) की संरचना के आधार पर, उच्च-मिश्र धातु स्टील्स फेरिटिक, ऑस्टेनिटिक और मार्टेंसिटिक वर्गों से संबंधित हो सकते हैं। एकल-चरण आधार वाले स्टील्स के अलावा, संक्रमण वर्गों के दो-चरण स्टील्स का अब व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है: ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक, ऑस्टेनिटिक-मार्टेंसिटिक और मार्टेंसिटिक-फेरिटिक।

उच्च-मिश्र धातु स्टील्स के मुख्य मिश्र धातु तत्व क्रोमियम, निकल और मैंगनीज हैं। मिश्र धातु प्रणाली के अनुसार, स्टील्स को उच्च-क्रोमियम, क्रोमियम-निकल, क्रोमियम-निकल-मैंगनीज आदि में विभाजित किया जाता है।

उच्च क्रोमियम स्टील्स.कार्बन मुक्त लौह-क्रोमियम मिश्र धातुओं में, क्षेत्र -ठोस समाधान 13% करोड़ से अधिक की सामग्री पर बंद होते हैं। कार्बन की उपस्थिति में क्षेत्रफल -ठोस समाधानों का विस्तार होता है। उदाहरण के लिए, क्रोमियम स्टील में 0.25% C, क्षेत्रफल -ठोस घोल 21-22% से ऊपर क्रोमियम सांद्रता पर बंद होता है। इस प्रकार, क्रोमियम स्टील्स की संरचना और गुण क्रोमियम और कार्बन की सामग्री से निर्धारित होते हैं।

संरचनात्मक परिवर्तनों के विकास के आधार पर, क्रोमियम स्टील्स को तीन समूहों में विभाजित किया जाता है। पहले समूह के स्टील्स आमतौर पर मार्टेंसिटिक (20X13, 14Х17Н2, आदि) होते हैं, दूसरे - फेरिटिक-मार्टेंसिटिक (12X13, 14Х12В2МФ) और तीसरे - फेरिटिक ( 12X17, 08Х17Т).

क्रोमियम स्टील्स में, क्रोमियम, एक अधिक ऊर्जावान कार्बाइड पूर्व के रूप में, सीमेंटाइट से लोहे को विस्थापित करता है और जटिल कार्बाइड बनाता है जैसे (CrFe) 7 C 3; (सीआरएफई)23सी6. क्रोमियम महत्वपूर्ण सख्त दर को कम करता है और स्टील की कठोरता को बढ़ावा देता है। स्टील में क्रोमियम की उपस्थिति स्टील के संक्षारण गुणों को बढ़ाती है, और 12-13% सीआर से अधिक की सामग्री के साथ, स्टील वायु वातावरण में संक्षारण के अधीन नहीं है, और कुछ वातावरणों में भी और संबंधित है कोजंग रोधी।

उच्च-क्रोमियम स्टील्स में फेराइट का सुदृढ़ीकरण मुख्य रूप से टंगस्टन, मोलिब्डेनम, निकल, वैनेडियम के साथ-साथ मिश्र धातु द्वारा प्राप्त किया जाता है। -क्षेत्र

मार्टेंसाइट के निर्माण को तापमान कम करने वाले तत्वों द्वारा बढ़ावा दिया जाता है →एम निकल, मैंगनीज का परिवर्तन; इसके विपरीत, टंगस्टन, मोलिब्डेनम और सिलिकॉन परिवर्तन तापमान को बढ़ाते हैं, जिससे सख्त प्रभाव कम हो जाता है। थर्मल रूप से कठोर उच्च-क्रोमियम स्टील्स 650-700 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर शमन और उच्च तड़के के बाद इष्टतम गुण प्राप्त करते हैं। क्रोमियम और कार्बन सामग्री के आधार पर सख्त तापमान का चयन किया जाता है, क्योंकि हीटिंग तापमान चरण संरचना को प्रभावित करता है।

विभिन्न एडिटिव्स के साथ उच्च-क्रोमियम स्टील्स का उपयोग न केवल संक्षारण प्रतिरोधी के रूप में किया जाता है, बल्कि गर्मी प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी के रूप में भी किया जाता है।

फेरिटिक ताप-प्रतिरोधी स्टील्स में ऑस्टेनिटिक स्टील्स की तुलना में कम ताप प्रतिरोध होता है। फेरिटिक स्टील्स में वेल्डिंग के दौरान गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में दाने बढ़ने की संभावना अधिक होती है।

क्रोम-निकल स्टील्स। 18% क्रोमियम स्टील में 7% से अधिक Ni का परिचय इसे ऑस्टेनिटिक अवस्था में बदल देता है। फेरिटिक स्टील की तुलना में ऑस्टेनिटिक संरचना वाले स्टील में बेहतर यांत्रिक गुण (उच्च शक्ति और लचीलेपन का संयोजन) होते हैं, अनाज के बढ़ने की संभावना कम होती है और यह अधिक संक्षारण प्रतिरोधी होता है।

क्रोमियम और निकल की सामग्री के आधार पर, क्रोमियम-निकल स्टील्स में मेटास्टेबल ऑस्टेनाइट की संरचना हो सकती है - स्टील प्रकार 18-10 (18-9): 04Х18Н10, 08Х18Н10, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т और स्थिर - स्टील प्रकार 15-25 (उदाहरण के लिए) , 08Х15Н24В4ТР). मेटास्टेबल ऑस्टेनाइट वाले स्टील्स में, कुछ शर्तों के तहत, ऑस्टेनाइट या मार्टेंसाइट में परिवर्तन संभव है (कम तापमान पर, विशेष रूप से विरूपण के साथ संयोजन में), या कार्बाइड की रिहाई के साथ फेराइट में (ऊंचे तापमान पर)। स्टील प्रकार X18N9 की संरचना में, कार्बाइड तब देखा जा सकता है जब कार्बन सामग्री घुलनशीलता सीमा से ऊपर हो।

अनाज की सीमाओं के साथ कार्बाइड की वर्षा उस समय पर निर्भर करती है जब स्टील खतरनाक तापमान सीमा में होता है। तेज़ ओहधातु लगाने से कार्बाइड का अवक्षेपण रुक जाता है। स्टील में कार्बन की मात्रा को घुलनशीलता सीमा से नीचे रखकर अंतरकणीय क्षरण की प्रवृत्ति को रोका जा सकता है।

क्रोमियम-निकल स्टील की अतिरिक्त मिश्रधातु से ताप प्रतिरोध बढ़ जाता है। इस मामले में, स्टील बेस - ऑस्टेनाइट के मजबूत होने और अतिरिक्त चरणों - कार्बाइड या इंटरमेटेलिक के गठन के कारण गर्मी प्रतिरोध बढ़ जाता है। कार्बाइड सख्त करने का उपयोग कम निकल सामग्री और सीआर: नी अनुपात> 1 (स्टील प्रकार X18N9) वाले स्टील्स में किया जाता है, स्थिर कार्बाइड बनाने वाले तत्वों को स्टील में पेश किया जाता है: डब्ल्यू, एनबी, वी। कार्बाइड सख्त होने वाले स्टील में उच्च कार्बन होता है सामग्री (0.3 -0.5%).

अपेक्षाकृत उच्च निकल सामग्री और सीआर: नी अनुपात वाले स्टील में उच्च गर्मी प्रतिरोधी गुण होते हैं।< 1 (стали типа Х12Н20). Благодаря повышенной концентрации никеля в сталях подобного типа создаются условия для интерметаллидного упрочнения.

दो-चरण स्टील्स।हाल के वर्षों में, दोहरे चरण वाले स्टील्स का उद्योग में महत्वपूर्ण उपयोग पाया गया है। दोहरे चरण वाले स्टील्स के व्यापक परिचय को उनके उच्च शक्ति गुणों के साथ अच्छे संक्षारण प्रतिरोध और इंटरग्रेनुलर संक्षारण और तनाव संक्षारण के प्रतिरोध में वृद्धि से मदद मिली। दोहरे चरण स्टील्स, एक नियम के रूप में, बेहतर वेल्डेबिलिटी में एकल चरण स्टील्स से भिन्न होते हैं।

Fe-Cr-Ni प्रणाली पर आधारित दो-चरण स्टील्स का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है: 07X16N6, 08X17N5MZ, 12X21N5T, 08X22N6T, 10X20N6MD2T।

क्रोमियम और निकल के अनुपात और उस तापमान के आधार पर जिस पर मार्टेंसिटिक परिवर्तन शुरू होता है, दो-चरण स्टील्स ऑस्टेनिटिक-मार्टेंसिटिक, ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक और मार्टेंसिटिक-फेरिटिक वर्गों से संबंधित हो सकते हैं। ऑस्टेनिटिक-मार्टेंसिटिक और ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक वर्गों के स्टील उस तापमान में भिन्न होते हैं जिस पर मार्टेंसिटिक परिवर्तन शुरू होता है। ऑस्टेनिटिक-मार्टेंसिटिक स्टील्स में मार्टेंसिटिक परिवर्तन की शुरुआत का तापमान 60-20 डिग्री सेल्सियस होता है, ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक स्टील्स के मार्टेंसिटिक परिवर्तन की शुरुआत का तापमान नकारात्मक तापमान के क्षेत्र में होता है।

ज्यादातर मामलों में, दो-चरण स्टील्स को फैलाव सख्त होने (एक सुपरसैचुरेटेड ठोस समाधान से बिखरे हुए चरणों की रिहाई के कारण मजबूती) के कारण मजबूत किया जाता है। इसके अलावा, ऑस्टेनाइट और फेराइट (मार्टेंसाइट) में सुदृढ़ीकरण चरण की घुलनशीलता में अंतर के कारण, फैलाव सख्त करने की प्रक्रिया केवल फेराइट (मार्टेंसाइट) चरण में विकसित होती है। इसलिए, दो-चरण स्टील के सख्त होने की डिग्री फेरिटिक (मार्टेंसिटिक) घटक की मात्रा से निर्धारित होती है। इस मामले में, ऑस्टेनिटिक घटक एक प्रकार के अवरोधक चरण की भूमिका निभाता है, जिससे स्टील की कठोरता और लचीलापन बढ़ जाता है, जबकि स्टील की ताकत थोड़ी कम हो जाती है।

मैरेजिंग-एजिंग संक्षारण प्रतिरोधी स्टील्स।इन स्टील्स में (उदाहरण के लिए, स्टील 08Х15Н5Д2Т में), उच्च लचीलापन और क्रूरता के साथ संयोजन में उच्च शक्ति एक उच्च-मिश्र धातु कम-कार्बन मार्टेंसिटिक मैट्रिक्स के गठन के माध्यम से प्राप्त की जाती है, जिसमें उच्च लचीलापन होता है, और बाद में मैट्रिक्स को मजबूत किया जाता है। फैलाव सख्त-उम्र बढ़ने की प्रक्रिया। इस प्रकार, मैरेजिंग स्टील्स उच्च-क्रोमियम मार्टेंसिटिक स्टील्स से भिन्न होते हैं, जो ठोस समाधान में कार्बन की उपस्थिति और कार्बाइड के गठन के साथ मार्टेंसाइट के आंशिक अपघटन के कारण शमन प्रक्रिया के दौरान मजबूत होते हैं।

उच्च लचीलापन के साथ एक मार्टेंसिटिक मैट्रिक्स का निर्माण मार्टेंसिटिक वर्ग को बनाए रखते हुए और कार्बन और नाइट्रोजन की सामग्री को न्यूनतम करने के साथ-साथ सल्फर और फास्फोरस की हानिकारक अशुद्धियों को कम करते हुए निकल के साथ स्टील की अधिकतम मिश्रधातु द्वारा प्राप्त किया जाता है। अंतरालीय परमाणु अशुद्धियों (नाइट्रोजन और कार्बन) की कम सामग्री के कारण, क्रिस्टल जाली की विकृतियां और अव्यवस्था पिनिंग की संभावना कम हो जाती है।

मार्टेंसिटिक मैट्रिक्स का सुदृढ़ीकरण फैलाव सख्त-उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के विकास के परिणामस्वरूप प्राप्त किया जाता है, जो स्टील संरचना में ऐसे तत्वों को पेश करके किया जाता है जो इंटरमेटेलिक मजबूती चरण बनाते हैं। जब तांबे को पेश किया जाता है, तो शुद्ध तांबे के बिखरे हुए कणों की रिहाई के कारण सख्त प्रभाव प्राप्त होता है। टाइटेनियम, एल्यूमीनियम, मैंगनीज, नाइओबियम, ज़िरकोनियम, मोलिब्डेनम, तांबा और सिलिकॉन का उपयोग उम्र बढ़ने वाले तत्वों के रूप में किया जाता है। स्टील में टाइटेनियम को शामिल करना विशेष रूप से वांछनीय है, जो टाइटेनियम कार्बोनाइट्राइड बनाकर ठोस समाधान से कार्बन और नाइट्रोजन को हटाने में मदद करता है। इससे मदद मिलती है मार्टेंसिटिक मैट्रिक्स की प्लास्टिसिटी बढ़ाने के लिए।

मैरेजिंग स्टील्स में, मिश्र धातु तत्वों की सामग्री का चयन किया जाता है ताकि मार्टेंसिटिक परिवर्तन की शुरुआत और अंत 130-30 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में हो। आमतौर पर, सख्त होने के बाद स्टील की संरचना में मार्टेंसाइट और बरकरार ऑस्टेनाइट (लगभग 10) होते हैं %). अवशिष्ट ऑस्टेनाइट पर्याप्त कठोरता के साथ कठोर और वृद्ध स्टील प्रदान करता है। सख्त होने के दौरान तेजी से ठंडा होने के कारण बरकरार ऑस्टेनाइट में कमी से ताकत में थोड़ी वृद्धि होती है, लेकिन इस मामले में उम्र बढ़ने के बाद स्टील की कठोरता तेजी से कम हो जाती है। शमन के दौरान बहुत धीमी गति से ठंडा होने से अनाज की सीमाओं के साथ एक नेटवर्क के रूप में क्रोमियम कार्बाइड की वर्षा हो सकती है, और परिणामस्वरूप, कठोरता में कमी आ सकती है। वेल्डेड जोड़ों का ताप उपचार परिचालन स्थितियों के आधार पर निर्धारित किया जाता है। यदि स्टील सामान्य तापमान पर काम करता है, तो वेल्डेड जोड़ उम्र बढ़ने के अधीन नहीं होते हैं; यदि ऊंचे तापमान पर काम की उम्मीद है, तो वेल्डेड जोड़ों को 600-650 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर संसाधित किया जाता है। इस तरह के उपचार से मार्टेंसाइट की अधिकता सुनिश्चित होती है और ऑपरेशन के दौरान वेल्डेड संयुक्त क्षेत्र में धातु की उम्र बढ़ने से रोका जाता है।

वेल्डिंग की धातुकर्म विशेषताएं।उच्च-मिश्र धातु स्टील्स, एक नियम के रूप में, हानिकारक अशुद्धियों की कम सामग्री के साथ अच्छी तरह से डीऑक्सीडाइज़ होते हैं: सल्फर, फास्फोरस और ऑक्सीजन।

भराव सामग्री चुनते समय, न केवल वेल्डेड जोड़ों की परिचालन स्थितियों को ध्यान में रखना आवश्यक है, बल्कि वेल्ड धातु में दोषों के गठन की संभावना भी है। उच्च तापमान पर काम करने वाले वेल्डेड जोड़ों के लिए, वेल्ड धातु की सबसे इष्टतम संरचना आधार धातु की संरचना है। वेल्ड धातु के गुणों में सुधार करने के लिए, विशेष रूप से एकल-चरण स्टील्स - उच्च-क्रोमियम, क्रोमियम-निकल ऑस्टेनिटिक, आदि को वेल्डिंग करते समय, वेल्ड पूल धातु में तत्वों के छोटे परिवर्धन को शामिल करना तर्कसंगत है जो संरचना शोधन प्रदान करते हैं, उदाहरण के लिए टाइटेनियम.

वेल्ड धातु की संरचना का चयन करते समय, उच्च-मिश्र धातु स्टील्स की गर्म दरारें बनाने की प्रवृत्ति को ध्यान में रखना और उन्हें रोकने के उपाय प्रदान करना आवश्यक है। ऑस्टेनाइट की स्थिरता के आधार पर, गर्म दरारों से निपटने के विभिन्न तरीकों का उपयोग किया जाता है। जब मेटास्टेबल ऑस्टेनाइट (प्रकार X18N9) के साथ स्टील्स को वेल्डिंग किया जाता है, तो दो-चरण ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक संरचना के साथ वेल्ड धातु बनाकर गर्म दरारों के गठन को रोका जाता है। फेराइट चरण की मात्रा में वृद्धि के साथ, गर्म दरारों के निर्माण के खिलाफ वेल्ड धातु का प्रतिरोध बढ़ जाता है।

ऑस्टेनिटिक स्टील में फेराइट की मौजूदगी से उच्च तापमान पर लंबे समय तक संचालन के दौरान भंगुर चरण के गठन की संभावना बढ़ जाती है, इसलिए ज्यादातर मामलों में वेल्ड धातु में फेराइट की मात्रा 2-7% तक सीमित होती है।

यदि वेल्डेड जोड़ 300 0 C से नीचे के तापमान पर काम करते हैं, तो फेराइट चरण की मात्रा बढ़ाना तर्कसंगत है, क्योंकि फेराइट चरण की उपस्थिति वेल्ड धातु के संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाती है।

उच्च-क्रोमियम फेरिटिक स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, दो-चरण ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक संरचना के साथ वेल्ड का निर्माण तर्कसंगत होता है, क्योंकि इससे गर्म दरारों के निर्माण के लिए उनके प्रतिरोध को बढ़ाना संभव हो जाता है।

ठंडी दरारें.मार्टेंसिटिक और मार्टेंसिटिक-फेरिटिक वर्गों के उच्च-क्रोमियम स्टील्स को वेल्डिंग करते समय ठंडी दरारों का निर्माण देखा जाता है और यह मार्टेंसाइट के निर्माण के कारण होता है। कुछ मामलों में, फेरिटिक स्टील्स को वेल्डिंग करते समय ठंडी दरारों का निर्माण भी देखा जाता है, जब स्टील में क्रोमियम और सिलिकॉन की मात्रा निचली सीमा पर होती है। यह माना जाता है कि ऐसी परिस्थितियों में ठंडी दरारों का निर्माण फेराइट अनाज की सीमा परतों में तेजी से गर्म होने के दौरान मेटास्टेबल ऑस्टेनाइट के निर्माण के कारण होता है, जहां कार्बाइड के विघटन के कारण कार्बन की बढ़ी हुई सांद्रता देखी जाती है। शीतलन प्रक्रिया के दौरान, मेटास्टेबल ऑस्टेनाइट मार्टेंसाइट में बदल सकता है।

सभी मामलों में, जब उच्च-क्रोमियम स्टील्स को वेल्डिंग किया जाता है, तो कार्बन सामग्री बढ़ने के साथ कोल्ड क्रैकिंग की संभावना बढ़ जाती है, क्योंकि कार्बन सामग्री में वृद्धि से मार्टेंसाइट के प्लास्टिक गुण कम हो जाते हैं।

ठंडी दरारों के गठन को रोकने के लिए, एक नियम के रूप में, 250-300 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक हीटिंग का उपयोग किया जाता है (प्रारंभिक या सहवर्ती)। साथ ही, स्टील में कार्बन की मात्रा बढ़ने के साथ-साथ वेल्ड की जाने वाली धातु की मोटाई बढ़ने के साथ-साथ हीटिंग का उपयोग करने की व्यवहार्यता भी बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए, स्टील 08X13 के लिए, 16 मिमी से अधिक मोटाई वाली धातु को वेल्डिंग करते समय हीटिंग निर्धारित की जाती है; 12X13 - 10 मिमी से अधिक, और 20X13 - 8 मिमी से अधिक।

मार्टेंसिटिक और मार्टेंसिटिक-फेरिटिक और कुछ मामलों में फेरिटिक वर्गों के उच्च-क्रोमियम स्टील्स को वेल्डिंग करने के बाद, एक नियम के रूप में, 3-5 घंटे के लिए 680-720 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर उच्च तापमान वाले तड़के का उपयोग किया जाता है, और गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स का उपयोग किया जाता है उच्च तापमान (730-750 सी) पर तड़का लगाया जाता है।

कभी-कभी वेल्डिंग के बाद छुट्टी आयोजित करना महत्वपूर्ण कठिनाइयों का कारण बनता है। ऐसे मामलों में, अगर वेल्डेड जोड़ स्थिर भार के तहत संचालित होते हैं, तो टेम्परिंग नहीं की जा सकती है, और वेल्डिंग ऑस्टेनिटिक फिलर सामग्री का उपयोग करके की जाती है जो ऑस्टेनिटिक या ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक के साथ वेल्ड धातु के गठन के कारण जोड़ की पर्याप्त कठोरता प्रदान करती है। संरचना।

टेम्परिंग से न केवल वेल्डेड जोड़ के यांत्रिक गुणों में सुधार होता है, बल्कि इसके संक्षारण गुणों में भी वृद्धि होती है।

अंतर कणीय क्षरण. उच्च-मिश्र धातु क्रोमियम-निकल स्टील्स की इंटरग्रेनुलर जंग की संवेदनशीलता स्टील के गुणों और थर्मल प्रभाव की प्रकृति पर निर्भर करती है। चूंकि गर्मी प्रभावित क्षेत्र में फ्यूजन वेल्डिंग की स्थिति के तहत धातु को 500-800 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म किया जाता है, इससे इंटरग्रेन्युलर जंग की संभावना वाली संरचना का निर्माण हो सकता है। इसलिए, आक्रामक वातावरण में काम करने के लिए वेल्डेड संरचनाओं के निर्माण में, टाइटेनियम या नाइओबियम के साथ स्थिर क्रोमियम-निकल स्टील्स का उपयोग किया जाता है।

वेल्ड धातु को स्टेबलाइज़र तत्वों के साथ भी मिश्रित किया जाना चाहिए, विशेष रूप से आक्रामक वातावरण के संपर्क से। वेल्डिंग विधि के आधार पर, टाइटेनियम या नाइओबियम का उपयोग स्टेबलाइज़र तत्वों के रूप में किया जाता है। स्टेबलाइज़र तत्वों की उपस्थिति में, धातु के लंबे समय तक खतरनाक तापमान के संपर्क में रहने से इंटरग्रेन्युलर क्षरण की संभावना वाली संरचना का निर्माण हो सकता है। इसलिए, कम ताप इनपुट वाले मोड का उपयोग करके वेल्डिंग की जानी चाहिए, खासकर मल्टी-लेयर सीम बनाते समय।

उच्च-क्रोमियम स्टील्स के वेल्डेड जोड़ों में इंटरग्रेनुलर जंग की प्रवृत्ति भी देखी जाती है। उस क्षेत्र में उच्च-क्रोमियम स्टील्स के वेल्डेड जोड़ों के अंतर-क्षरण की प्रवृत्ति जहां हीटिंग 900 डिग्री सेल्सियस से अधिक है, तब देखी जाती है जब वेल्डेड जोड़ों को कम गर्मी इनपुट वाले मोड में बनाया जाता है। नरम परिस्थितियों में वेल्डिंग करते समय, अंतर-कणीय क्षरण की प्रवृत्ति नहीं देखी जाती है। उच्च-क्रोमियम स्टील्स का यह व्यवहार इस तथ्य के कारण है कि क्रोमियम में फेराइट अनाज सीमाओं की एक साथ कमी के साथ क्रोमियम कार्बाइड का निर्माण केवल कठिन परिस्थितियों में वेल्डिंग करते समय देखा जाता है।

यह भी माना जाता है कि अनाज की सीमाओं के साथ कार्बाइड के निर्माण से जुड़े आंतरिक तनाव गंभीर परिस्थितियों में वेल्डिंग के दौरान उच्च-क्रोमियम स्टील्स की इंटरग्रेनुलर जंग की संवेदनशीलता में एक निश्चित भूमिका निभाते हैं। नरम परिस्थितियों में वेल्डिंग करते समय, बीसीसी फेराइट जाली में उच्च प्रसार दर के कारण, क्रोमियम एकाग्रता, साथ ही सीमा क्षेत्र में तनाव बराबर हो जाता है। यह अंतरकणीय संक्षारण विकास की संभावना को रोकता है।

चाकू का क्षरण.चाकू के क्षरण की प्रवृत्ति, एक नियम के रूप में, टाइटेनियम और, कम सामान्यतः, नाइओबियम के साथ स्थिर क्रोमियम-निकल स्टील्स के वेल्डेड जोड़ों में प्रकट होती है। चाकू का संक्षारण संलयन सीमा के निकट आधार धातु के तीव्र स्थानीय क्षरण में प्रकट होता है। एकल-परत सीम के 650 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर या बहु-परत सीम के पहले सीम के संलयन क्षेत्र में तड़के के बाद चाकू के क्षरण के विकास की संभावना दिखाई देती है।

संलयन क्षेत्र की धातु से चाकू के क्षरण की संवेदनशीलता का कारण क्रोमियम और टाइटेनियम कार्बाइड की वर्षा है। वेल्डिंग करते समय, गर्मी प्रभावित क्षेत्र की धातु को 1200-1300 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म करने से ऑस्टेनाइट अनाज में टाइटेनियम कार्बाइड का विघटन होता है। ठंडा होने पर, टाइटेनियम और कार्बन ऑस्टेनाइट में स्थिर हो जाते हैं। बाद में धातु को 600-700 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म करने (या तो तड़के के दौरान या दूसरी परत बनाते समय) से कार्बाइड की वर्षा होती है। इस मामले में, टाइटेनियम और क्रोमियम कार्बाइड बनते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि अनाज की सीमा परतों में टाइटेनियम कार्बन को बांधने के लिए पर्याप्त नहीं है, जो टाइटेनियम की तुलना में बहुत अधिक गति से सीमाओं में फैलता है।

क्रोमियम कार्बाइड के निर्माण से क्रोमियम में ऑस्टेनाइट अनाज की सीमा परतों का ह्रास होता है। परिणामस्वरूप, धातु स्थानीय क्षरण के प्रति संवेदनशील हो जाती है। जैसे-जैसे स्टील में सापेक्ष टाइटेनियम सामग्री (Ti/C) बढ़ती है, चाकू के क्षरण की संभावना कम हो जाती है। हालाँकि, इस मामले में, उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के विकास के कारण स्टील का विघटन संभव है। चाकू के क्षरण को तब भी रोका जाता है जब स्टील में कार्बन की मात्रा 0.02-0.03% से अधिक न हो। सभी मामलों में, दो-परत सीम बनाते समय, दूसरा सीम आक्रामक वातावरण की तरफ से बनाया जाना चाहिए।

धातु भंगुरता.वेल्डेड जोड़ क्षेत्र में धातु का भंगुर होना या तो बड़े दानों की विशेषता वाली ओवरहीटिंग संरचना के गठन के कारण हो सकता है, या अतिरिक्त चरणों की वर्षा के प्रतिकूल रूप के कारण हो सकता है। ज्यादातर मामलों में, गर्मी प्रभावित क्षेत्र में धातु का विघटन इन प्रक्रियाओं के संयोजन के कारण होता है। उच्च-क्रोमियम स्टील्स, विशेष रूप से फेरिटिक वर्ग, साथ ही संक्रमणकालीन ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक वर्ग के क्रोमियम-निकल स्टील्स, भंगुरता की सबसे बड़ी प्रवृत्ति प्रदर्शित करते हैं।

उच्च-क्रोमियम स्टील्स के वेल्डेड संयुक्त क्षेत्र में धातु का भंगुर होना उनकी प्रकृति से जुड़ा हुआ है - एक फेरिटिक संरचना के सॉलिडस के करीब तापमान पर गठन, जिसमें प्रसार प्रक्रियाएं ऑस्टेनाइट की तुलना में अधिक गति से होती हैं। यह उच्च तापमान के क्षेत्र में तापीय रूप से प्रभावित क्षेत्र में धातु के दानों को मोटा करने की सुविधा प्रदान करता है और शीतलन प्रक्रिया के दौरान अनाज की सीमाओं के साथ कार्बाइड की अधिक तीव्र वर्षा में योगदान देता है। हालाँकि, कुछ कार्बन फेराइट मैट्रिक्स में रहता है और इसकी जाली को विकृत कर देता है। उत्तरार्द्ध विरूपण के दौरान अव्यवस्थाओं को स्थानांतरित करना मुश्किल बनाता है और, परिणामस्वरूप, प्लास्टिक गुणों में कमी का कारण बनता है।

उच्च-क्रोमियम स्टील्स के भंगुरता को कम गर्मी इनपुट वाले मोड का उपयोग करके या ऐसे तत्वों के साथ मिश्रित स्टील का उपयोग करके रोका जाता है जो गर्मी प्रभावित क्षेत्र में अनाज के विकास की प्रवृत्ति को कम करते हैं।

दो-चरण ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक क्रोमियम-निकल स्टील्स का भंगुरता चरण पुनर्क्रिस्टलीकरण और अनाज वृद्धि से जुड़ा हुआ है। थर्मली प्रभावित क्षेत्र की धातु संरचना में चरण पुनर्संरचना के परिणामस्वरूप, उच्च तापमान (1200-1300 डिग्री सेल्सियस से ऊपर) तक गर्म होने पर, फेराइट चरण की सामग्री में वृद्धि होती है, और संलयन क्षेत्र के पास, का गठन होता है पूरी तरह से फेराइट संरचना संभव है, जिससे गहन अनाज विकास को बढ़ावा मिलता है।

मल्टीलेयर वेल्डिंग के दौरान दो-चरण स्टील्स के ताप-प्रभावित क्षेत्र में संरचनात्मक परिवर्तनों पर विचार किया गया, जिससे अनाज की सीमाओं के साथ एक सतत नेटवर्क के रूप में अतिरिक्त चरणों की वर्षा के कारण धातु के प्लास्टिक गुणों में भयावह कमी आ सकती है। बाद की परतें निष्पादित करते समय पहली परतों का ताप प्रभावित क्षेत्र।

विभिन्न विधियों का उपयोग करके वेल्डिंग स्टील्स की विशेषताएं।लेपित इलेक्ट्रोड के साथ उच्च-मिश्र धातु स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, मूल कोटिंग वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है। कैल्शियम फ्लोराइड कोटिंग के साथ इलेक्ट्रोड का उपयोग कोटिंग के माध्यम से अत्यधिक मिश्रित इलेक्ट्रोड तार और प्रतिनिधिमंडल के उपयोग के माध्यम से आवश्यक रासायनिक संरचना, साथ ही अन्य गुणों की जमा धातु के गठन को सुनिश्चित करना संभव बनाता है।

इलेक्ट्रोड तार और कोटिंग के माध्यम से मिश्रधातु का संयोजन न केवल विनिर्देश डेटा के भीतर एक गारंटीकृत रासायनिक संरचना प्रदान करना संभव बनाता है, बल्कि कुछ अन्य गुण भी प्रदान करता है, उदाहरण के लिए, संकीर्ण सीमाओं के भीतर फेराइट चरण की एक गारंटीकृत सामग्री। एक उदाहरण के रूप में, हम TsT-15 ब्रांड (प्रकार EA-1Ba, GOST 10052-75 के अनुसार फेराइट चरण सामग्री 2.5-5.5%) के इलेक्ट्रोड का हवाला दे सकते हैं, जिसका उद्देश्य ऑस्टेनिटिक स्टील्स 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т और इसी तरह की वेल्डिंग के लिए है। TsT-15 इलेक्ट्रोड, मानक इलेक्ट्रोड तार Sv-07Kh19N10B का उपयोग करते समय, कोटिंग के माध्यम से प्रतिनिधिमंडल के कारण, जमा धातु में फेराइट चरण की सामग्री 2.5-4.5% की सीमा में प्रदान करते हैं।

TsT-15 इलेक्ट्रोड का उपयोग करते समय, आधार धातु के बड़े हिस्से के कारण, बट वेल्ड की पहली परत की वेल्डिंग, TsT-15-1 इलेक्ट्रोड (प्रकार EA-1B, फेराइट चरण सामग्री 5.5-) के साथ करने की सिफारिश की जाती है। GOST 10052-75 के अनुसार 15%, जमा धातु में फेराइट चरण की उच्च सामग्री सुनिश्चित करना (5.5-9%)। उत्तरार्द्ध मानक इलेक्ट्रोड तार Sv-07Х19Н10Б और कोटिंग के माध्यम से अतिरिक्त मिश्रधातु का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।

कम कार्बन सामग्री वाले स्टील्स के लिए, इलेक्ट्रोड कोटिंग में CaCO 3 की महत्वपूर्ण मात्रा की उपस्थिति अवांछनीय है, क्योंकि परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड वेल्ड पूल धातु के कार्बराइजेशन को जन्म दे सकता है। ऐसे मामलों में, ऑक्सीकरण कम-सिलिकॉन कोटिंग वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जा सकता है। इस मामले में, न केवल कार्बराइजेशन से बचना संभव है, बल्कि कोटिंग से वेल्ड पूल में सिलिकॉन के स्थानांतरण से भी बचना संभव है। इन प्रक्रियाओं को कुछ हद तक रूटाइल-कार्बोनेट-फ्लोरीन कोटिंग वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग करके सुनिश्चित किया जाता है, उदाहरण के लिए OZL-14 ब्रांड के इलेक्ट्रोड (GOST 10052-75 के अनुसार EA-1 प्रकार)।

उच्च सिलिकॉन सामग्री वाले गहरे ऑस्टेनिटिक स्टील्स में गर्म दरारें बनने का खतरा होता है। इसलिए, सिलिकॉन कटौती प्रक्रिया के विकास के परिणामस्वरूप कोटिंग से वेल्ड तक सिलिकॉन का संक्रमण अवांछनीय है। ऐसे मामलों में, कोटिंग में SiO 2 की उपस्थिति को न केवल उचित संरचना के मिश्रण का चयन करके समाप्त किया जाता है, बल्कि बाइंडर के रूप में तरल ग्लास का उपयोग नहीं किया जाता है, बल्कि सोडियम एल्यूमिनेट एडिटिव्स के संयोजन में उच्च-एल्यूमिना सीमेंट का उपयोग किया जाता है। TsT-22 ब्रांड के इलेक्ट्रोड में समान गुण होते हैं। मौजूदा एल्यूमिनेट कोटिंग्स का नुकसान उनकी अपर्याप्त ताकत है।

उच्च मिश्र धातु इस्पात की जलमग्न आर्क वेल्डिंग. धातुकर्म के दृष्टिकोण से, उच्च-मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग के लिए सबसे तर्कसंगत एएनएफ-5 प्रकार के फ्लोराइड फ्लक्स हैं, जो वेल्ड पूल धातु की अच्छी सुरक्षा और धातुकर्म प्रसंस्करण प्रदान करते हैं और वेल्ड पूल को टाइटेनियम के साथ मिश्रित करने की अनुमति देते हैं। इलेक्ट्रोड तार. इसी समय, वेल्डिंग प्रक्रिया हाइड्रोजन के कारण वेल्ड धातु में छिद्रों के निर्माण के प्रति असंवेदनशील है। हालाँकि, फ्लोराइड ऑक्सीजन मुक्त फ्लक्स में अपेक्षाकृत कम तकनीकी गुण होते हैं। यह फ्लोराइड फ्लक्स के कम तकनीकी गुण हैं जो उच्च-मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग के लिए ऑक्साइड-आधारित फ्लक्स के व्यापक उपयोग का कारण हैं।

ऑक्साइड-आधारित फ़्लक्स में AN-26 प्रकार के कम-सिलिकॉन फ़्लक्स शामिल होते हैं, जो वेल्ड धातु का अच्छा गठन सुनिश्चित करते हैं। हालांकि, वेल्डिंग के दौरान, टाइटेनियम और एल्यूमीनियम का तीव्र ऑक्सीकरण देखा जाता है (तार के माध्यम से इन तत्वों के साथ सीम को मिश्रित करना संभव नहीं है), और सिलिकॉन का सीम में संक्रमण होता है। उत्तरार्द्ध, जब गहरी ऑस्टेनिटिक स्टील्स को वेल्डिंग करते हैं, तो गर्म दरारें बनने की संभावना बढ़ जाती है, और जब उच्च-क्रोमियम मार्टेंसिटिक स्टील्स को वेल्डिंग करते हैं तो फेराइट चरण के गठन के कारण भंगुरता होती है।

उच्च-मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग के लिए कम-सिलिकॉन फ्लक्स के साथ, अत्यधिक स्थिर ऑक्साइड पर आधारित फ्लक्स का उपयोग किया जाता है - AN-292 प्रकार के अत्यधिक बुनियादी फ्लक्स (A1 2 O 3 -CaO-MgO प्रणाली पर आधारित फ्लक्स)। इन फ्लक्स में अच्छे धातुकर्म और तकनीकी गुण हैं। हालाँकि, वे हाइड्रोजन के कारण वेल्ड धातु में छिद्रों के निर्माण के प्रति संवेदनशील होते हैं।

फ्लोराइड फ्लक्स और ऑक्साइड-आधारित फ्लक्स के सकारात्मक गुणों का संयोजन एएनएफ-8 प्रकार के फ्लोराइड गैर-ऑक्सीकरण वाले फ्लक्स और एएनएफ-14, एएनएफ-17 और एएनएफ-22 प्रकार के फ्लोराइड ऑक्सीकरण फ्लक्स का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। एएन-26 फ्लक्स के स्थान पर एएनएफ-14 फ्लक्स का उपयोग किया जाता है। फ्लक्स एएनएफ-17 और एएनएफ-22 गहरे ऑस्टेनिटिक स्टील्स को वेल्डिंग करते समय आवश्यक वेल्ड धातु की संरचना में परिवर्तन करना संभव बनाते हैं (सिलिकॉन की सांद्रता को कम करना, बोरॉन और मैंगनीज के साथ मिश्रधातु बनाना)। फ्लोराइड ऑक्सीडाइजिंग फ्लक्स अपने निर्माण गुणों में गैर-ऑक्सीकरण फ्लक्स से कमतर होते हैं।

कुछ मामलों में, जब गहरी ऑस्टेनिटिक स्टील्स, विशेष रूप से सीआर-नी-मो-सीयू प्रणाली की वेल्डिंग की जाती है, तो अत्यधिक ऑक्सीकरण वाले कम-सिलिकॉन फ्लक्स AN-18 का उपयोग किया जाता है, और जब गर्मी प्रतिरोधी उच्च-क्रोमियम मार्टेंसिटिक स्टील्स की वेल्डिंग की जाती है, तो AN-17 फ्लक्स का उपयोग किया जाता है। उपयोग किया जाता है, जो एएन-18 फ्लक्स की तुलना में कम ऑक्सीकरण करता है।

ओवरहीटिंग संरचना के गठन की संभावना को कम करने के लिए, उच्च-मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग आमतौर पर कम ताप इनपुट वाले मोड में की जाती है। इस मामले में, छोटे व्यास (2-3 मिमी) के इलेक्ट्रोड तार का उपयोग करके प्राप्त छोटे क्रॉस-सेक्शन के सीम को प्राथमिकता दी जाती है। चूंकि उच्च-मिश्र धातु स्टील्स ने विद्युत प्रतिरोध बढ़ा दिया है और विद्युत चालकता कम कर दी है, वेल्डिंग के दौरान उच्च-मिश्र धातु इलेक्ट्रोड का स्टिक-आउट कार्बन स्टील इलेक्ट्रोड के स्टिक-आउट की तुलना में 1.5-2 गुना कम हो जाता है।

सुरक्षात्मक गैसों के वातावरण में उच्च-मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग के लिए आर्गन, हीलियम (कम अक्सर) और कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग किया जाता है।

आर्गन आर्क वेल्डिंग उपभोज्य और गैर-उपभोज्य टंगस्टन इलेक्ट्रोड के साथ किया जाता है। एक उपभोज्य इलेक्ट्रोड को रिवर्स पोलरिटी के प्रत्यक्ष प्रवाह का उपयोग करके वेल्ड किया जाता है, ऐसे मोड का उपयोग करके जो इलेक्ट्रोड धातु के जेट स्थानांतरण को सुनिश्चित करते हैं। कुछ मामलों में (मुख्य रूप से ऑस्टेनिटिक स्टील्स को वेल्डिंग करते समय), चाप की स्थिरता को बढ़ाने और विशेष रूप से उपभोज्य इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग करते समय हाइड्रोजन के कारण छिद्र बनने की संभावना को कम करने के लिए, ऑक्सीजन या कार्बन डाइऑक्साइड के साथ आर्गन का मिश्रण (10% तक) उपयोग किया जाता है।

गैर-उपभोज्य टंगस्टन इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग मुख्य रूप से प्रत्यक्ष ध्रुवता के प्रत्यक्ष प्रवाह का उपयोग करके किया जाता है; कुछ मामलों में, जब स्टील में एल्यूमीनियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा होती है, तो ऑक्साइड फिल्म के कैथोडिक विनाश को सुनिश्चित करने के लिए प्रत्यावर्ती धारा का उपयोग किया जाता है।

उच्च-मिश्र धातु स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, धातु की सुरक्षा के लिए कार्बन डाइऑक्साइड का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो हाइड्रोजन के कारण वेल्ड धातु में छिद्रों के बनने की संभावना को कम करता है, जबकि आसानी से ऑक्सीकृत तत्वों का अपेक्षाकृत उच्च संक्रमण गुणांक सुनिश्चित करता है। उदाहरण के लिए, तार से टाइटेनियम का स्थानांतरण गुणांक 50% तक पहुँच जाता है। आर्गन वातावरण में वेल्डिंग करते समय, तार से टाइटेनियम का स्थानांतरण गुणांक 80-90% होता है।

जब कार्बन डाइऑक्साइड में उच्च क्रोमियम और कम सिलिकॉन सामग्री वाले स्टील को वेल्डिंग किया जाता है, तो वेल्ड की सतह पर एक दुर्दम्य, हटाने में मुश्किल ऑक्साइड फिल्म बनती है। इसकी उपस्थिति मल्टीलेयर वेल्डिंग को कठिन बना देती है। कम कार्बन सामग्री (0.07-0.08% से नीचे) वाले स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, जमा धातु का कार्बराइजेशन संभव है। इलेक्ट्रोड तार में एल्यूमीनियम, टाइटेनियम और सिलिकॉन की उपस्थिति से वेल्ड पूल में कार्बन का संक्रमण बढ़ जाता है। गहरी ऑस्टेनिटिक स्टील्स की वेल्डिंग के मामले में, सिलिकॉन के ऑक्सीकरण के साथ संयोजन में वेल्ड पूल धातु के कुछ कार्बराइजेशन से गर्म क्रैकिंग की संभावना कम हो जाती है। हालाँकि, कार्बराइजेशन वेल्ड धातु के गुणों को बदल सकता है और, विशेष रूप से, संक्षारण गुणों को कम कर सकता है।

कार्बन डाइऑक्साइड में वेल्डिंग करते समय, इलेक्ट्रोड धातु का बढ़ा हुआ छींटा देखा जाता है। धातु की सतह पर छींटों की उपस्थिति संक्षारण प्रतिरोध को कम कर देती है। वेल्डिंग तकनीक विकसित करते समय कार्बन डाइऑक्साइड वातावरण में वेल्डिंग की विशेषताओं को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

विषय 2.5. असमान स्टील्स और मिश्र धातुओं की वेल्डिंग की तकनीक। सीवन गठन. समान संरचनात्मक वर्ग के वेल्डिंग स्टील्स के लिए प्रौद्योगिकी और तकनीक की विशेषताएं। विभिन्न संरचनात्मक वर्गों के वेल्डिंग स्टील्स के लिए प्रौद्योगिकी और तकनीक की विशेषताएं।

वेल्डिंग डिस्सिफ्टर स्टील्स के लिए प्रौद्योगिकी

वेल्डेड संरचनाओं का संचालन करते समय, विभिन्न इकाइयों की परिचालन स्थितियाँ अक्सर भिन्न होती हैं। उदाहरण के लिए, संरचनाओं के कुछ हिस्से उच्च तापमान और आक्रामक वातावरण में काम करते हैं और इसलिए उन्हें ऐसी सामग्रियों से बनाया जाना चाहिए जिनमें गर्मी प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध हो। समान डिज़ाइन के अन्य घटकों के लिए ऐसी कोई आवश्यकता नहीं है; उनमें सामान्य तापमान और गैर-आक्रामक वातावरण में केवल एक निश्चित स्तर की ताकत होनी चाहिए।

स्वाभाविक रूप से, सभी मामलों में, विशेष गुणों वाले महंगे स्टील्स से पूरी संरचना का निर्माण अव्यावहारिक है। इसलिए, ऐसी संरचनाओं को डिजाइन और निर्माण करते समय, उनके घटकों के लिए विभिन्न सामग्रियों का उपयोग किया जाता है, जिससे उन्हें वेल्ड करना आवश्यक हो जाता है।

संयुक्त संरचनाओं के लिए उपयोग किए जाने वाले स्टील्स की श्रृंखला बहुत व्यापक है और इसमें अधिकांश स्टील्स शामिल हैं जिनकी वेल्डिंग तकनीक पर पिछले व्याख्यान में चर्चा की गई थी। संयुक्त वेल्डेड संरचनाओं में, विचारित स्टील्स को विभिन्न प्रकार के संयोजनों में पाया जा सकता है।

सीम और सतह क्षेत्र का गठन

असमान स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, अतिरिक्त (इलेक्ट्रोड) धातु के अलावा, दो अन्य आधार धातुएं, जो अक्सर संरचना और गुणों में काफी भिन्न होती हैं, वेल्ड के निर्माण में शामिल होती हैं।

इसलिए, असमान स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, अतिरिक्त कारकों को ध्यान में रखना आवश्यक है जिन पर आधार और भराव धातुओं की पसंद और वेल्डेड जोड़ का प्रदर्शन निर्भर करता है: आधार धातु से सटे क्षेत्रों में वेल्ड की संरचना में परिवर्तन; कम शक्ति और गैर-प्लास्टिक क्रिस्टलीकरण और चर संरचना की विरूपण परतों के असमान सामग्रियों (संलयन रेखा और आधार और वेल्ड धातु के आसन्न क्षेत्र) के संलयन क्षेत्र में गठन; विभिन्न संरचनात्मक वर्गों के स्टील्स में अवशिष्ट वेल्डिंग तनाव की उपस्थिति; अधिकांश मामलों में, विभिन्न प्रकार के स्टील्स के ताप उपचार के लिए अलग-अलग इष्टतम स्थितियों और रैखिक विस्तार गुणांक में अंतर के कारण इन तनावों को ताप उपचार द्वारा दूर नहीं किया जा सकता है।

इस प्रकार, असमान स्टील्स के वेल्डेड जोड़ों में महत्वपूर्ण रासायनिक, संरचनात्मक और यांत्रिक विविधता होती है। असमान स्टील्स की बहुपरत वेल्डिंग करते समय, वेल्ड धातु की रासायनिक विविधता देखी जा सकती है, यानी, वेल्ड की विभिन्न परतों की धातु की असमान रासायनिक संरचना। वेल्ड की प्रत्येक परत की रासायनिक संरचना वेल्ड किए जा रहे प्रत्येक स्टील के किनारे पर जमा और जुड़े हुए आधार धातु की हिस्सेदारी से निर्धारित होती है।

दूसरी और बाद की परतों को वेल्डिंग करते समय, इस परत की धातु की संरचना में पिछली परत की धातु का एक निश्चित अनुपात शामिल होगा, और इसलिए वेल्ड किए जा रहे एक या दूसरे स्टील से वेल्ड में गुजरने वाले तत्व की सामग्री कम हो जाएगी थोड़ा, और जमा धातु से वेल्ड में गुजरने वाले तत्वों की सामग्री थोड़ी बढ़ जाएगी।

आधार धातु के साथ जमा धातु के अपूर्ण मिश्रण के परिणामस्वरूप, परिवर्तनीय संरचना की धातु की परतें वेल्ड पक्ष पर संलयन सीमा पर दिखाई देती हैं। इन परतों की लंबाई आमतौर पर 0.2-0.6 मिमी होती है। क्रोमियम स्टील्स (12% सीआर) के साथ एक ही संरचनात्मक वर्ग और पर्लिटिक स्टील्स के स्टील्स को जोड़ने पर, ज्यादातर मामलों में इन इंटरलेयर्स के गुणों में बेस मेटल और वेल्ड मेटल के गुणों के बीच मध्यवर्ती मूल्य होते हैं। ऐसे इंटरलेयर्स की उपस्थिति आमतौर पर जोड़ के प्रदर्शन पर कोई उल्लेखनीय प्रभाव नहीं पड़ता है।

संलयन क्षेत्र की संरचना और वेल्डेड जोड़ के गुणों पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव इसमें संक्रमण परतों के विकास से होता है, जो कि बिना मिश्र धातु से बड़ी मात्रा में ऊर्जावान कार्बाइड बनाने वाले तत्वों से युक्त धातु में कार्बन के प्रसार के कारण होता है। . ऐसी प्रसार परतें तब होती हैं जब असमान पर्लिटिक स्टील्स को वेल्डिंग किया जाता है, और विशेष रूप से पर्लिटिक और उच्च-मिश्र धातु मार्टेंसिटिक, फेरिटिक या ऑस्टेनिटिक स्टील्स के बीच कनेक्शन में। संलयन क्षेत्र में, कम मिश्रधातु वाले स्टील या वेल्ड के किनारे पर एक डीकार्बराइज्ड ज़ोन बनता है, और मिश्रधातु घटक के किनारे पर, उच्च कठोरता वाले कार्बराइज्ड धातु की एक परत बनती है जिसमें बड़ी मात्रा में कार्बाइड होते हैं।

प्रसार परतों के विकास की तीव्रता संपर्क सामग्रियों में कार्बन और कार्बाइड के बीच बंधन की ताकत पर निर्भर करती है। जब एक उच्च-मिश्र धातु वेल्ड कार्बन स्टील के संपर्क में आता है, तो वेल्ड में क्रोमियम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन, वैनेडियम, मैंगनीज, नाइओबियम और टाइटेनियम जैसे कार्बाइड बनाने वाले तत्वों की उपस्थिति में प्रसार परतें बनती हैं।

कम मिश्रित धातु में कार्बन की मात्रा कार्बराइज्ड और डीकार्बराइज्ड इंटरलेयर की चौड़ाई निर्धारित करती है। कम सामग्री पर, कार्बन धातु के अधिक दूर के खंडों से फैलता है, और डीकार्बोनाइज्ड परत की चौड़ाई बढ़ जाती है। कार्बन सामग्री में वृद्धि से कार्बोराइज्ड परत का विस्तार बढ़ जाता है। इस प्रक्रिया की तीव्रता तापमान और समय पर भी निर्भर करती है।

कार्बन प्रसार प्रक्रिया की तीव्रता, और इसलिए संलयन सीमा पर रासायनिक विविधता की डिग्री को कम कार्बन सामग्री के साथ कम मिश्र धातु स्टील के साथ कार्बन स्टील की जगह और पर्याप्त मात्रा में कार्बाइड बनाने वाले तत्वों की उपस्थिति से कम किया जा सकता है। पूर्ण कार्बन बाइंडिंग।

प्रसार परतों की उपस्थिति वेल्डेड जोड़ों के प्रदर्शन को प्रभावित करती है। फ़्यूज़न ज़ोन में विफलता की संभावना इस क्षेत्र में वॉल्यूमेट्रिक तनाव की स्थिति की उपस्थिति और वेल्ड के सीमा खंडों की नाजुकता में वृद्धि से जुड़ी है। इसके अलावा, संक्षारक वातावरण और तनाव के संपर्क में आने पर इसकी कम ताकत के कारण कम मिश्र धातु वाले स्टील के किनारे पर डीकार्बराइज्ड परत की धातु का विनाश हो सकता है, साथ ही डीकार्बनाइज्ड परत के साथ संक्षारण दरार भी हो सकती है।

समान संरचनात्मक वर्ग के स्टील की वेल्डिंग के लिए प्रौद्योगिकी और प्रौद्योगिकी की विशेषताएं

वेल्डेड संरचनाओं के उत्पादन के अभ्यास में, एक ही संरचनात्मक वर्ग के स्टील्स को वेल्ड करने की आवश्यकता होती है, लेकिन विभिन्न मिश्रधातु की। ऐसे मामलों में, सीम बढ़ी हुई ताकत या अधिक मिश्रित स्टील की विशेषता वाले विशेष गुणों की आवश्यकताओं के अधीन नहीं हैं। इसलिए, वेल्डिंग सामग्री और वेल्डिंग तकनीक चुनते समय, आमतौर पर कम मिश्र धातु वाले स्टील के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री और तकनीक को प्राथमिकता दी जानी चाहिए।

अधिक मिश्रित इस्पात के गुणों के अनुसार तकनीकी वेल्डिंग मोड और हीटिंग तापमान का चयन किया जाना चाहिए।

जब उच्च-क्रोमियम मार्टेंसिटिक, फेरिटिक, फेरिटिक-ऑस्टेनिटिक स्टील्स को एक साथ वेल्डिंग किया जाता है, तो वेल्डिंग सामग्री का चुनाव बिना दरार वाले और उनमें भंगुर क्षेत्रों के बिना वेल्ड प्राप्त करने की आवश्यकता पर आधारित होना चाहिए। चूंकि इन स्टील्स में बड़ी मात्रा में ऊर्जावान कार्बाइड बनाने वाला एजेंट - क्रोमियम होता है, इसलिए किसी को संलयन रेखा के क्षेत्र में प्रसार परतों के ध्यान देने योग्य विकास की उम्मीद नहीं करनी चाहिए।

विचाराधीन संयोजन में शामिल अधिक कठोर स्टील की विशेषताओं के आधार पर हीटिंग मोड का चयन किया जाता है।

उच्च क्रोमियम फेरिटिक और फेरिटिक-ऑस्टेनिटिक स्टील्स के साथ 12% क्रोमियम मार्टेंसिटिक स्टील्स की वेल्डिंग करते समय, फेरिटिक-ऑस्टेनिटिक वर्ग की वेल्डिंग सामग्री का चयन करना बेहतर होता है। गर्मी उपचार के दौरान, भंगुरता को रोकने के लिए शीतलन में तेजी लाने के उपाय किए जाने चाहिए।

असमान ऑस्टेनिटिक स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, किसी को ऑस्टेनिटिक वेल्ड की बढ़ती प्रवृत्ति और गर्म दरारों के गठन के बारे में पता होना चाहिए। इसलिए, वेल्डिंग सामग्री चुनते समय, सबसे पहले वेल्ड में गर्म दरारों की घटना को विश्वसनीय रूप से रोकने की आवश्यकता से आगे बढ़ना चाहिए। इन स्टील्स की वेल्डिंग तकनीक धातु में क्रोमियम और निकल सामग्री के अनुपात पर निर्भर करती है। यदि असमान स्टील्स को ऑस्टेनिसिटी के एक छोटे मार्जिन के साथ वेल्ड किया जाता है, तो आप एक और दूसरे स्टील दोनों को वेल्डिंग करने के लिए अनुशंसित इलेक्ट्रोड का उपयोग कर सकते हैं।

जब स्टील्स को एक-दूसरे से ऑस्टेनिसिटी के बड़े मार्जिन के साथ वेल्डिंग किया जाता है, तो वेल्डिंग सामग्री का उपयोग करना आवश्यक होता है जो वेल्ड में एक सजातीय ऑस्टेनिटिक या ऑस्टेनिटिक-कार्बाइड संरचना प्राप्त करना संभव बनाता है, जिसमें तत्वों के साथ अनिवार्य अतिरिक्त मिश्र धातु होती है जो दरार गठन के प्रतिरोध को बढ़ाती है।

असमान ऑस्टेनिटिक स्टील्स से बने वेल्डेड जोड़ों के ताप उपचार का प्रकार उनकी परिचालन स्थितियों, संरचना के प्रकार और वेल्डेड स्टील्स के ग्रेड द्वारा निर्धारित किया जाता है। जब वेल्डिंग अवशिष्ट तनाव को हटाने के लिए आवश्यकताओं की अनुपस्थिति में मध्यम तापमान की सीमा में संचालन के लिए थर्मल गैर-कठोर स्टील से बने वेल्डिंग ढांचे का उपयोग किया जाता है, तो गर्मी उपचार नहीं किया जा सकता है। यदि, संरचना की परिचालन स्थितियों के अनुसार, अवशिष्ट वेल्डिंग तनाव को दूर करना आवश्यक है, तो स्थिरीकरण 800-850 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर किया जाता है।

वेल्डिंग स्टील के लिए प्रौद्योगिकी और प्रौद्योगिकी की विशेषताएं

भिन्न संरचनात्मक वर्ग

वेल्डेड जोड़ों में विभिन्न संरचनात्मक वर्गों के स्टील्स के संभावित संयोजनों को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: I - मार्टेंसिटिक, मार्टेंसिटिक-फेरिटिक और फेरिटिक वर्गों के उच्च-क्रोमियम स्टील्स के साथ पर्लिटिक स्टील्स के वेल्डेड जोड़; II - ऑस्टेनिटिक क्रोमियम-निकल संक्षारण प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स के साथ पर्लिटिक स्टील्स के वेल्डेड जोड़।

12% क्रोमियम स्टील्स के साथ पर्लाइटिक स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, वेल्ड की सबसे बड़ी लचीलापन सुनिश्चित करने के लिए, पर्लिटिक क्लास वेल्डिंग सामग्री का उपयोग किया जाता है। इस मामले में, 5% सीआर तक युक्त उच्च-मिश्र धातु इस्पात के किनारे संक्रमण क्षेत्रों में, उच्च लचीलापन और कठोरता बनाए रखी जाती है। प्रसार परतों के आकार को कम करने के लिए, पर्लिटिक वेल्ड धातु को एक निश्चित मात्रा में कार्बाइड बनाने वाले तत्वों के साथ मिश्रित किया जाना चाहिए।

जोड़ के प्रीहीटिंग तापमान को हीट ट्रीटमेंट मोड की तरह ही उच्च-मिश्र धातु (12% क्रोमियम) स्टील की विशेषताओं के अनुसार चुना (गणना) किया जाना चाहिए, लेकिन प्रसार परतों के आकार को कम करने के लिए, तड़के का तापमान होना चाहिए जितना संभव हो उतना कम लिया जाए।

17-28% क्रोमियम स्टील्स के साथ पर्लाइटिक स्टील्स की वेल्डिंग करते समय, उच्च-क्रोमियम स्टील से क्रोमियम के साथ वेल्ड की अत्यधिक मिश्रधातु और परिणामस्वरूप लचीलापन के नुकसान के कारण पर्लाइटिक इलेक्ट्रोड का उपयोग अव्यावहारिक है। इसलिए, सबसे उपयुक्त वेल्डिंग सामग्री फेरिटिक-ऑस्टेनिटिक वर्ग होगी, जो पर्लिटिक स्टील की महत्वपूर्ण पैठ की उपस्थिति में भी वेल्ड धातु की पर्याप्त स्थिरता सुनिश्चित करती है। स्टील्स के ऐसे संयोजनों के साथ, ऑस्टेनिटिक इलेक्ट्रोड को भी स्वीकार किया जा सकता है, लेकिन जोड़ की संरचनात्मक विविधता को ध्यान में रखा जाना चाहिए। इस मामले में, वेल्डिंग के बाद गर्मी उपचार आवश्यक नहीं है।

ऑस्टेनिटिक स्टील्स के साथ पर्लाइटिक स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, आपको हमेशा ऑस्टेनिटिक वेल्डिंग सामग्रियों का उपयोग करना चाहिए जो ऑस्टेनिटिकिज्म के ऐसे मार्जिन के साथ जमा धातु के उत्पादन को सुनिश्चित करते हैं, जो पिघलने और निर्माण में कम-मिश्र धातु घटक (पर्लिटिक स्टील) की भागीदारी को ध्यान में रखते हैं। वेल्ड की, उच्च-मिश्र धातु वेल्ड में एक ऑस्टेनिटिक संरचना सुनिश्चित करें। ऐसी संरचना के साथ वेल्ड बनाने के लिए जमा धातु की लगभग आवश्यक संरचना वेल्ड के निर्माण में मुख्य और अतिरिक्त धातुओं के अनुपात को ध्यान में रखते हुए, शेफ़लर आरेख से निर्धारित की जा सकती है।

वेल्ड धातु की ऑस्टेनिसिटी का एक बड़ा भंडार रूट वेल्ड और पर्लिटिक स्टील से सटे परतों में मार्टेंसिटिक संरचना के साथ कम-प्लास्टिसिटी वाले क्षेत्रों के गठन को रोकना संभव बनाता है। एक नियम के रूप में, पर्लिटिक और ऑस्टेनिटिक स्टील्स के असमान यौगिकों को गर्मी उपचार के अधीन नहीं किया जाता है, क्योंकि गर्मी उपचार मोड जो वेल्डेड स्टील्स में से एक के गर्मी प्रभावित क्षेत्र के गुणों में सुधार करते हैं, अन्य स्टील पर सकारात्मक प्रभाव नहीं डालते हैं या इसके कुछ गुण ख़राब हो जाते हैं।

इसके अलावा, पर्लिटिक और ऑस्टेनिटिक स्टील्स के रैखिक विस्तार गुणांक में अंतर के कारण, उच्च तड़के से केवल अवशिष्ट तनावों का पुनर्वितरण होगा, न कि उनका निष्कासन। उच्च कठोरता के साथ मोटी धातु से वेल्डेड असेंबली का उत्पादन करते समय, ऑस्टेनिटिक वेल्ड के साथ पर्लिटिक स्टील के संलयन क्षेत्र के साथ भंगुर फ्रैक्चर हो सकते हैं। इन क्षतियों को रोकने के लिए, उच्च निकल सामग्री वाली वेल्डिंग सामग्री का उपयोग करना आवश्यक है।

यदि पर्लिटिक सख्त स्टील को ऑस्टेनिटिक स्टील के साथ जोड़ा जाता है, तो प्रारंभिक या सहवर्ती हीटिंग के साथ ऑस्टेनिटिक इलेक्ट्रोड का उपयोग करके सख्त स्टील के किनारों पर सरफेसिंग की जाती है, जो गर्मी प्रभावित क्षेत्र की आवश्यक शीतलन दर प्रदान करती है। इस मामले में, वेल्डिंग सामग्री को उच्च निकल सामग्री के साथ जमा धातु का उत्पादन सुनिश्चित करना चाहिए। फिर वह गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में कठोरता को खत्म करने के लिए जमा हुए किनारों वाले भागों को सख्त करता है।

इसके बाद, जमा हुए किनारों वाले पर्लाइटिक स्टील से बने हिस्सों को पहले से गरम किए बिना बाद के लिए इष्टतम स्थितियों में ऑस्टेनिटिक स्टील के साथ वेल्ड किया जाता है। इस तकनीक से बाद में छुट्टियों की जरूरत नहीं पड़ती.

निम्न-कार्बन स्टील्स 0.25% तक की कम कार्बन सामग्री वाले स्टील होते हैं। कम-मिश्र धातु वाले स्टील वे स्टील होते हैं जिनमें कार्बन को छोड़कर 4% तक मिश्र धातु तत्व होते हैं।

कम कार्बन और कम मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील्स की अच्छी वेल्डेबिलिटी वेल्डेड संरचनाओं के उत्पादन में उनके व्यापक उपयोग का मुख्य कारण है।

स्टील्स की रासायनिक संरचना और गुण

कार्बन संरचनात्मक स्टील्स में, कार्बन मुख्य मिश्रधातु तत्व है। स्टील्स के यांत्रिक गुण इस तत्व की मात्रा पर निर्भर करते हैं। निम्न-कार्बन स्टील्स को सामान्य गुणवत्ता और उच्च गुणवत्ता वाले स्टील्स में विभाजित किया गया है।

साधारण गुणवत्ता वाला स्टील

डीऑक्सीडेशन की डिग्री के आधार पर, साधारण गुणवत्ता वाले स्टील को इसमें विभाजित किया गया है:

• उबलना - केपी;
• अर्ध-शांत - पीएस;
• शांत - एसपी.

उबलता हुआ स्टील

इस समूह के स्टील्स में 0.07% से अधिक सिलिकॉन (Si) नहीं होता है। स्टील का उत्पादन मैंगनीज के साथ स्टील के अधूरे डीऑक्सीडेशन से होता है। उबलते स्टील की एक विशिष्ट विशेषता लुढ़के हुए उत्पाद की पूरी मोटाई में सल्फर और फास्फोरस का असमान वितरण है। यदि सल्फर संचय वाला क्षेत्र वेल्डिंग क्षेत्र में प्रवेश करता है, तो इससे वेल्ड और गर्मी प्रभावित क्षेत्र में क्रिस्टलीकरण दरारें दिखाई दे सकती हैं। कम तापमान के संपर्क में आने पर ऐसा स्टील भंगुर हो सकता है। वेल्डिंग के शिकार होने के कारण, ऐसे स्टील गर्मी प्रभावित क्षेत्र में पुराने हो सकते हैं।

शांत इस्पात

माइल्ड स्टील्स में कम से कम 0.12% सिलिकॉन (Si) होता है। मैंगनीज, सिलिकॉन और एल्युमीनियम के साथ स्टील को डीऑक्सीडाइज़ करके शांत स्टील प्राप्त किया जाता है। वे उनमें सल्फर और फास्फोरस के अधिक समान वितरण द्वारा प्रतिष्ठित हैं। शांत स्टील्स गर्मी के प्रति कम प्रतिक्रिया करते हैं और उनके उम्र बढ़ने का खतरा कम होता है।

अर्ध-शांत स्टील

अर्ध-शांत स्टील्स में शांत और उबलते स्टील्स के बीच औसत विशेषताएं होती हैं।

साधारण गुणवत्ता के कार्बन स्टील्स का उत्पादन तीन समूहों में किया जाता है। समूह ए स्टील्स का उपयोग वेल्डिंग के लिए नहीं किया जाता है; उनकी आपूर्ति उनके यांत्रिक गुणों के अनुसार की जाती है। स्टील के पदनाम में "ए" अक्षर का उपयोग नहीं किया जाता है, उदाहरण के लिए "एसटी2"।

समूह बी और सी के स्टील की आपूर्ति क्रमशः उनके रासायनिक गुणों, रासायनिक और यांत्रिक के अनुसार की जाती है। समूह का अक्षर स्टील पदनाम की शुरुआत में रखा गया है, उदाहरण के लिए बीएसटी2, वीएसटी3।

अर्ध-शांत स्टील ग्रेड 3 और 5 को उच्च मैंगनीज सामग्री के साथ आपूर्ति की जा सकती है। ऐसे स्टील्स में, अक्षर G को ग्रेड पदनाम (उदाहरण के लिए, BSt3Gps) के बाद रखा जाता है।

महत्वपूर्ण संरचनाओं के निर्माण के लिए, समूह बी के साधारण स्टील्स का उपयोग किया जाना चाहिए। सामान्य गुणवत्ता के कम कार्बन स्टील्स से वेल्डिंग संरचनाओं के निर्माण के लिए गर्मी उपचार के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है।

गुणवत्ता वाले स्टील्स

निम्न-कार्बन गुणवत्ता वाले स्टील्स को सामान्य (ग्रेड 10, 15 और 20) और बढ़ी हुई (ग्रेड 15जी और 20जी) मैंगनीज सामग्री के साथ आपूर्ति की जाती है। उच्च गुणवत्ता वाले स्टील में सल्फर की मात्रा कम होती है। इस समूह के स्टील्स से वेल्डिंग संरचनाओं के निर्माण के लिए, हॉट-रोल्ड स्टील्स का उपयोग किया जाता है, कम अक्सर हीट-ट्रीटेड स्टील्स का उपयोग किया जाता है। संरचना की ताकत बढ़ाने के लिए, इन स्टील्स की वेल्डिंग बाद में गर्मी उपचार के साथ की जा सकती है।

कम मिश्र धातु इस्पात

यदि कार्बन स्टील में विशेष रासायनिक तत्व डाले जाते हैं जो प्रारंभ में इसमें मौजूद नहीं थे, तो ऐसे स्टील को मिश्र धातु इस्पात कहा जाता है। मैंगनीज और सिलिकॉन को मिश्र धातु घटक माना जाता है यदि उनकी सामग्री क्रमशः 0.7% और 0.4% से अधिक हो। इसलिए, VSt3Gps, VSt5Gps, 15G और 20G स्टील्स को कम-कार्बन और कम-मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील्स दोनों माना जाता है।

मिश्र धातु तत्व लोहा, कार्बन और अन्य तत्वों के साथ यौगिक बनाने में सक्षम हैं। इससे स्टील्स के यांत्रिक गुणों में सुधार करने में मदद मिलती है और ठंडी भंगुरता की सीमा कम हो जाती है। परिणामस्वरूप, संरचना का वजन कम करना संभव हो जाता है।

किसी धातु को मैंगनीज के साथ मिश्रित करने से प्रभाव शक्ति और ठंडी भंगुरता के प्रति प्रतिरोध बढ़ जाता है। मैंगनीज स्टील्स से बने वेल्डिंग जोड़ों को वैकल्पिक प्रभाव भार के तहत उच्च शक्ति की विशेषता होती है। तांबे (0.3-0.4%) के साथ मिश्रधातु बनाकर वायुमंडलीय और समुद्री संक्षारण के खिलाफ स्टील के प्रतिरोध को बढ़ाया जा सकता है। वेल्डिंग संरचनाओं के उत्पादन के लिए अधिकांश निम्न-मिश्र धातु स्टील्स का उपयोग हॉट-रोल्ड अवस्था में किया जाता है। मिश्र धातु इस्पात के यांत्रिक गुणों को गर्मी उपचार द्वारा सुधारा जा सकता है, इसलिए वेल्डेड संरचनाओं के लिए स्टील के कुछ ग्रेड का उपयोग गर्मी उपचार के बाद किया जाता है।

कम कार्बन और कम मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डेबिलिटी

कम कार्बन और कम मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील्स में अच्छी वेल्डेबिलिटी होती है। उनकी वेल्डिंग तकनीक को वेल्ड और आधार धातु के समान यांत्रिक गुणों को सुनिश्चित करना चाहिए (आधार धातु के गुणों की निचली सीमा से कम नहीं)। कुछ मामलों में, संरचना की परिचालन स्थितियों के कारण, सीम के कुछ यांत्रिक गुणों में कमी की अनुमति है। सीवन दरारों, पैठ की कमी, छिद्रों, अंडरकट्स और अन्य दोषों से मुक्त होना चाहिए। सीम का आकार और ज्यामितीय आयाम आवश्यक के अनुरूप होना चाहिए। वेल्डेड जोड़ पर अतिरिक्त आवश्यकताएं लगाई जा सकती हैं, जो संरचना की परिचालन स्थितियों से संबंधित हैं। बिना किसी अपवाद के, सभी वेल्ड टिकाऊ और विश्वसनीय होने चाहिए, और प्रौद्योगिकी को प्रक्रिया की उत्पादकता और मितव्ययिता सुनिश्चित करनी चाहिए।

वेल्डेड जोड़ के यांत्रिक गुण इसकी संरचना से प्रभावित होते हैं। वेल्डिंग के दौरान धातु की संरचना सामग्री की रासायनिक संरचना, वेल्डिंग की स्थिति और गर्मी उपचार पर निर्भर करती है।

वेल्डिंग के लिए भागों की तैयारी और संयोजन

वेल्डिंग के लिए तैयारी और संयोजन वेल्डिंग जोड़ के प्रकार, वेल्डिंग विधि और धातु की मोटाई के आधार पर किया जाता है। किनारों के बीच अंतर और भागों की सही स्थिति बनाए रखने के लिए, विशेष रूप से निर्मित असेंबली फिक्स्चर या यूनिवर्सल फिक्स्चर (कई सरल भागों के लिए उपयुक्त) का उपयोग किया जाता है। असेंबली को टैक का उपयोग करके किया जा सकता है, जिसके आयाम वेल्डेड धातु की मोटाई पर निर्भर करते हैं। कील 20-120 मिमी लंबी हो सकती है, और उनके बीच की दूरी 500-800 मिमी है। कील का क्रॉस-सेक्शन सीम के लगभग एक तिहाई के बराबर है, लेकिन 25-30 मिमी2 से अधिक नहीं। टैक वेल्डिंग मैनुअल आर्क वेल्डिंग या मैकेनाइज्ड गैस शील्ड वेल्डिंग का उपयोग करके किया जा सकता है। संरचना को वेल्डिंग करने के लिए आगे बढ़ने से पहले, टैक को साफ किया जाता है, निरीक्षण किया जाता है, और यदि कोई दोष मौजूद है, तो उन्हें अन्य तरीकों से काट दिया जाता है या हटा दिया जाता है। वेल्डिंग के दौरान, तेजी से गर्मी हटाने के परिणामस्वरूप उनमें दरारें पड़ने की संभावना के कारण टैक पूरी तरह से पिघल जाते हैं। इलेक्ट्रोस्लैग वेल्डिंग से पहले, भागों को एक अंतराल के साथ रखा जाता है जो वेल्ड के अंत तक धीरे-धीरे बढ़ता है। भागों को उनकी सापेक्ष स्थिति बनाए रखने के लिए स्टेपल का उपयोग करके फिक्स किया जाता है। स्टेपल 500-1000 मिमी की दूरी पर होने चाहिए। जैसे ही टांका लगाया जाता है, उन्हें हटा देना चाहिए।

स्वचालित वेल्डिंग विधियों के लिए, लीड-इन और एग्जिट बार स्थापित किए जाने चाहिए। स्वचालित वेल्डिंग के साथ, वेल्ड रूट की उच्च गुणवत्ता वाली पैठ सुनिश्चित करना और धातु को जलने से रोकना मुश्किल है। इस प्रयोजन के लिए, शेष और हटाने योग्य लाइनिंग और फ्लक्स पैड का उपयोग किया जाता है। आप परिरक्षण गैसों में मैनुअल आर्क वेल्डिंग या अर्ध-स्वचालित वेल्डिंग का उपयोग करके सीम की जड़ को भी वेल्ड कर सकते हैं, और शेष सीम स्वचालित तरीकों का उपयोग करके किया जाता है।

मैनुअल और मशीनीकृत तरीकों से वेल्डिंग वजन के आधार पर की जाती है।

दोषों के गठन को रोकने के लिए वेल्डिंग भागों के किनारों को स्लैग, जंग, तेल और अन्य दूषित पदार्थों से अच्छी तरह साफ किया जाता है। महत्वपूर्ण संरचनाओं को मुख्य रूप से दोनों तरफ वेल्ड किया जाता है। मोटी दीवार वाली संरचनाओं को वेल्डिंग करते समय खांचे के किनारों को भरने की विधि इसकी मोटाई और वेल्डिंग से पहले धातु के ताप उपचार पर निर्भर करती है। वेल्डिंग के बाद पहचाने गए पैठ की कमी, दरारें, छिद्र और अन्य दोषों को एक यांत्रिक उपकरण, एयर-आर्क या प्लाज्मा कटिंग के साथ हटा दिया जाता है, और फिर वापस वेल्ड किया जाता है। कम-कार्बन स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, वेल्डेड जोड़ के गुण और रासायनिक संरचना काफी हद तक उपयोग की जाने वाली सामग्री और वेल्डिंग मोड पर निर्भर करती है।

कम कार्बन स्टील्स की मैनुअल आर्क वेल्डिंग

मैनुअल आर्क वेल्डिंग का उपयोग करके उच्च-गुणवत्ता वाला कनेक्शन प्राप्त करने के लिए, सही वेल्डिंग इलेक्ट्रोड चुनना, मोड सेट करना और सही वेल्डिंग तकनीक लागू करना आवश्यक है। प्रश्न में स्टील्स की अच्छी वेल्डेबिलिटी के बावजूद, मैनुअल वेल्डिंग का नुकसान वेल्डर के अनुभव और योग्यता पर उच्च निर्भरता है।

वेल्डिंग इलेक्ट्रोड का चयन वेल्ड किए जाने वाले स्टील के प्रकार और संरचना के उद्देश्य के आधार पर किया जाना चाहिए। ऐसा करने के लिए, आप इलेक्ट्रोड कैटलॉग का उपयोग कर सकते हैं, जहां इलेक्ट्रोड के कई ब्रांडों का पासपोर्ट डेटा संग्रहीत होता है।

इलेक्ट्रोड चुनते समय, आपको वर्तमान के प्रकार और ध्रुवता, स्थानिक स्थिति, वर्तमान शक्ति आदि के लिए अनुशंसित स्थितियों पर ध्यान देना चाहिए। इलेक्ट्रोड के लिए पासपोर्ट जमा धातु की विशिष्ट संरचना और यांत्रिक गुणों का संकेत दे सकता है। इन इलेक्ट्रोडों द्वारा बनाया गया कनेक्शन।

ज्यादातर मामलों में, सख्त संरचनाओं के गठन को रोकने के उद्देश्य से कम कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग उपायों के बिना की जाती है। लेकिन फिर भी, जब मोटी दीवार वाले फ़िलेट वेल्ड और मल्टीलेयर वेल्ड की पहली परत की वेल्डिंग की जाती है, तो दरारों के गठन को रोकने के लिए भागों को 150-200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पहले से गरम किया जाता है।

गैर-गर्मी-मजबूत स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, कैस्केड और स्लाइड वेल्डिंग विधियों का उपयोग करके एक अच्छा प्रभाव प्राप्त किया जाता है, जो वेल्ड धातु को जल्दी से ठंडा नहीं होने देता है। 150-200°C पर पहले से गरम करने से समान प्रभाव मिलता है।

गर्मी से मजबूत स्टील्स की वेल्डिंग के लिए, गर्मी से प्रभावित क्षेत्र को नरम होने से बचाने के लिए ठंडे पिछले सीम के साथ लंबे सीम बनाने की सिफारिश की जाती है। आपको कम ताप इनपुट वाले मोड भी चुनने चाहिए। मल्टीलेयर वेल्डिंग के दौरान दोषों का सुधार कम से कम 100 मिमी लंबे बड़े-सेक्शन वाले सीम के साथ किया जाना चाहिए, या स्टील को 150-200 डिग्री सेल्सियस तक पहले से गरम किया जाना चाहिए।

कम कार्बन स्टील्स की गैस परिरक्षित आर्क वेल्डिंग

कम कार्बन और कम मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग कार्बन डाइऑक्साइड या उसके मिश्रण को परिरक्षण गैस के रूप में उपयोग करके की जाती है। आप 30% तक कार्बन डाइऑक्साइड + आर्गन या ऑक्सीजन के मिश्रण का उपयोग कर सकते हैं। महत्वपूर्ण संरचनाओं के लिए, आर्गन या हीलियम का उपयोग करके वेल्डिंग की जा सकती है।

कुछ मामलों में, कार्बन और ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड वेल्डिंग का उपयोग 0.2-2.0 मिमी (उदाहरण के लिए, कैपेसिटर हाउसिंग, कनस्तर इत्यादि) की मोटाई के साथ ऑन-बोर्ड कनेक्शन वेल्डिंग के लिए किया जाता है। चूँकि वेल्डिंग फिलर रॉड के उपयोग के बिना की जाती है, वेल्ड में मैंगनीज और सिलिकॉन की मात्रा कम होती है, जिसके परिणामस्वरूप संयुक्त ताकत का नुकसान होता है जो आधार धातु की तुलना में 30-50% कम होता है।

वेल्डिंग तार का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड वेल्डिंग की जाती है। विभिन्न स्थानिक स्थितियों में स्वचालित और अर्ध-स्वचालित वेल्डिंग के लिए, 1.2 मिमी तक के व्यास वाले तार का उपयोग किया जाता है। निचली स्थिति के लिए, 1.2-3.0 मिमी तार का उपयोग करें।

जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है, Sv-08G2S तार का उपयोग सभी स्टील्स की वेल्डिंग के लिए किया जा सकता है।

कम कार्बन स्टील्स की जलमग्न आर्क वेल्डिंग

सीम और बेस मेटल की समान ताकत वाला एक उच्च गुणवत्ता वाला वेल्डेड जोड़ फ्लक्स, तारों, वेल्डिंग मोड और तकनीकों के सही चयन के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। 3 से 5 मिमी के व्यास वाले तार के साथ कम कार्बन स्टील्स की स्वचालित जलमग्न चाप वेल्डिंग और 1.2-2 मिमी के व्यास के साथ अर्ध-स्वचालित जलमग्न चाप वेल्डिंग करने की सिफारिश की जाती है। कम कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग के लिए, AN-348-A और OSTS-45 फ्लक्स का उपयोग किया जाता है। Sv-08 और Sv-08A ग्रेड के निम्न-कार्बन वेल्डिंग तार, और महत्वपूर्ण संरचनाओं के लिए आप Sv-08GA तार का उपयोग कर सकते हैं। वेल्डिंग उपभोग्य सामग्रियों का यह सेट आधार धातु के बराबर या उससे अधिक यांत्रिक गुणों वाले वेल्ड प्राप्त करना संभव बनाता है।

कम-मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग के लिए, वेल्डिंग तार Sv-08GA, Sv-10GA, Sv-10G2 और मैंगनीज युक्त अन्य का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। फ़्लक्स निम्न-कार्बन स्टील्स के समान ही होते हैं। ऐसी सामग्रियां छिद्रों और दरारों के निर्माण से धातु के आवश्यक यांत्रिक गुणों और प्रतिरोध को प्राप्त करना संभव बनाती हैं। बेवल के बिना वेल्डिंग करते समय, वेल्ड धातु में बेस मेटल का अनुपात बढ़ाने से कार्बन सामग्री बढ़ सकती है। इससे ताकत के गुण बढ़ जाते हैं, लेकिन कनेक्शन के प्लास्टिक गुण कम हो जाते हैं।

कम-कार्बन और कम-मिश्र धातु स्टील्स के लिए वेल्डिंग मोड थोड़ा भिन्न होते हैं और वेल्डिंग तकनीक, जोड़ और सीम के प्रकार पर निर्भर करते हैं। जब कम ताप इनपुट वाले मोड में मोटे स्टील ग्रेड VSt3 के सिंगल-लेयर फ़िलेट वेल्ड, फ़िलेट और बट वेल्ड को वेल्डिंग किया जाता है, तो गर्मी प्रभावित क्षेत्र में सख्त संरचनाएं बन सकती हैं और लचीलापन कम हो सकता है। इसे रोकने के लिए, सीम के क्रॉस-सेक्शन को बढ़ाया जाना चाहिए या डबल-आर्क वेल्डिंग का उपयोग किया जाना चाहिए।

कम-मिश्र धातु स्टील्स को वेल्डिंग करते समय गर्मी प्रभावित क्षेत्र में वेल्ड विनाश को रोकने के लिए, कम गर्मी इनपुट वाले मोड का उपयोग किया जाना चाहिए, और गैर-गर्मी-मजबूत स्टील्स वेल्डिंग के लिए, बढ़ी हुई गर्मी इनपुट वाले मोड का उपयोग किया जाना चाहिए। दूसरे मामले में, यह सुनिश्चित करने के लिए कि सीम और आसन्न क्षेत्र के प्लास्टिक गुण बेस मेटल से भी बदतर नहीं हैं, डबल-आर्क वेल्डिंग या 150-200 डिग्री सेल्सियस तक प्रीहीटिंग का उपयोग करना आवश्यक है।

विश्व में सबसे अधिक उपभोग की जाने वाली धातु स्टील है; वास्तव में, स्टील कोई धातु नहीं है, बल्कि लोहे और कार्बन का एक मिश्र धातु है। फिलहाल, दुनिया में उत्पादित स्टील की कुल मात्रा प्रति वर्ष डेढ़ अरब टन से अधिक है। स्टील को कार्बन और मिश्र धातु में विभाजित किया जाता है; मिश्र धातु स्टील को इस तथ्य से अलग किया जाता है कि उत्पादन प्रक्रिया के दौरान स्टील में विभिन्न तत्व जोड़े जाते हैं (उदाहरण के लिए, संक्षारण प्रतिरोध बढ़ाने के लिए निकल, ताकत विशेषताओं को बढ़ाने के लिए मैंगनीज, और इसी तरह), इसे देते हुए विशेष गुण. कार्बन स्टील्स का उपयोग अक्सर वेल्डिंग के लिए किया जाता है, निम्न-कार्बन स्टील्स होते हैं जिनमें 0.3% से कम कार्बन होता है, वे खुद को किसी भी वेल्डिंग के लिए अच्छी तरह से उधार देते हैं, 0.3 से 0.6% की सामग्री वाले मध्यम-कार्बन स्टील्स वेल्डिंग प्रक्रिया के लिए कम उत्तरदायी होते हैं, लेकिन मजबूत, लेकिन कम लचीले, उच्च-कार्बन स्टील सबसे मजबूत होते हैं, लेकिन सापेक्ष बढ़ाव छोटा होता है और वेल्डिंग प्रक्रिया के लिए सबसे कम उत्तरदायी होते हैं। वे कार्बन सामग्री में भिन्न होते हैं, और परिणामस्वरूप, रासायनिक और भौतिक गुणों में भिन्न होते हैं।

निम्न कार्बन स्टील संरचनात्मक स्टील्स के एक बड़े समूह से संबंधित है। इसमें कार्बन की मात्रा 0.3% से अधिक नहीं है; इतने कम प्रतिशत के कारण इसमें निम्नलिखित गुण हैं:

• उच्च प्लास्टिसिटी और लोच;
• वेल्डिंग प्रक्रिया के लिए उपयुक्त;
• उच्च प्रभाव शक्ति.

इस ब्रांड का निर्माण में व्यापक रूप से इस तथ्य के कारण उपयोग किया जाता है कि इसे वेल्ड करना बहुत आसान है, क्योंकि इसकी संरचना में बहुत कम कार्बन होता है, जिसका वेल्डिंग प्रक्रिया पर बुरा प्रभाव पड़ता है, क्योंकि धातु सीम में भंगुर संरचनाएं और छिद्र बन सकते हैं। , जो बाद में विफलता का कारण बनता है। साथ ही, इसकी उच्च कोमलता के कारण, कोल्ड स्टैम्पिंग का उपयोग करके इसके हिस्से बनाए जाते हैं।

वेल्डिंग कार्बन स्टील्स

बिल्कुल सभी ग्रेड के स्टील को वेल्ड किया जा सकता है। हालाँकि, प्रत्येक प्रकार की धातु की वेल्डिंग के लिए अपनी तकनीक होती है। कार्बन स्टील्स के लिए वेल्डिंग तकनीक को आवश्यकताओं को पूरा करना होगा, जिसमें शामिल हैं:

• पूरी लंबाई के साथ सीम ताकत का समान वितरण;
• वेल्डिंग दोषों की अनुपस्थिति, सीमों में विभिन्न दरारें, छिद्र, खांचे आदि नहीं होने चाहिए;
• सीम के आयाम और ज्यामितीय आकार प्रासंगिक GOST 5264-80 में निर्धारित मानकों के अनुसार बनाए जाने चाहिए;
• वेल्डेड संरचना की कंपन स्थिरता;
• कम हाइड्रोजन और कार्बन सामग्री वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग, जो सीम की गुणवत्ता पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है;
• संरचना मजबूत एवं कठोर होनी चाहिए।

इस प्रकार, प्रौद्योगिकी यथासंभव कुशल होनी चाहिए, अर्थात उच्च शक्ति और विश्वसनीयता सुनिश्चित करते हुए उच्चतम प्रक्रिया प्रदर्शन देना चाहिए।

वेल्ड धातु और वेल्डेड जोड़ के यांत्रिक गुण पूरी तरह से माइक्रोस्ट्रक्चर पर निर्भर करते हैं, जो कि रासायनिक संरचना है, और वेल्डिंग मोड और गर्मी उपचार द्वारा भी निर्धारित किया जाता है, जो वेल्डिंग से पहले और बाद में किया जाता है।

कम कार्बन स्टील: वेल्डिंग तकनीक

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, कम कार्बन वाले स्टील वेल्डिंग प्रक्रिया के लिए सर्वोत्तम होते हैं। उन्हें अतिरिक्त फ्लक्स के बिना ऑक्सी-एसिटिलीन लौ में गैस वेल्डिंग का उपयोग करके वेल्ड किया जा सकता है। धातु के तारों का उपयोग योज्य के रूप में किया जाता है। हाइड्रोजन, जो छिद्र बना सकता है, वेल्डिंग प्रक्रिया को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकता है। इस समस्या को रोकने के लिए, थोड़ी मात्रा में कार्बन युक्त भराव धातु के साथ वेल्डिंग प्रक्रिया को अंजाम देने की सिफारिश की जाती है।

वेल्डिंग प्रक्रिया के बाद, यांत्रिक गुणों में सुधार के लिए संरचना को थर्मली उपचारित किया जाना चाहिए - लचीलापन और ताकत समान होगी। वेल्डेड संरचनाओं का ताप उपचार एक सामान्यीकरण ऑपरेशन द्वारा किया जाता है, जिसमें उत्पाद को एक निश्चित तापमान, लगभग 400 डिग्री तक गर्म करना, हवा में पकड़ना और आगे ठंडा करना शामिल है। परिणामस्वरूप, संरचना समतल हो जाती है, धातु में सीमेंटाइट के रूप में कार्बन कणों में फैल जाता है, जिससे संरचना एक समान हो जाती है।

गैस वेल्डिंग आर्गन की उपस्थिति में की जाती है, जो एक तटस्थ वातावरण बनाती है। आर्गन वातावरण में वेल्ड की गई संरचनाओं का एक अधिक महत्वपूर्ण उद्देश्य होता है।

कम कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग मैन्युअल रूप से की जा सकती है; ऐसी सामग्रियों की आर्क वेल्डिंग के लिए इलेक्ट्रोड के सही विकल्प की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रोड चुनते समय, निम्नलिखित कारकों को ध्यान में रखना आवश्यक है, जो दोषों के बिना एक समान वेल्ड संरचना सुनिश्चित करेगा। वेल्डिंग प्रक्रिया को अंजाम देने से पहले, इलेक्ट्रोड को आगे के काम के लिए तैयार करने और हाइड्रोजन निकालने के लिए उन्हें कैल्सिनेट करना आवश्यक है। कम कार्बन वाले लौह मिश्र धातुओं की वेल्डिंग सटीक और तेज़ होनी चाहिए, और प्रक्रिया शुरू करने से पहले धातु के हिस्सों को तैयार किया जाना चाहिए।

वेल्डिंग माध्यम कार्बन

0.3% से 0.55% तक मध्यम कार्बन सामग्री वाले स्टील भागों के लिए वेल्डिंग प्रक्रिया कम कार्बन की तुलना में अधिक कठिन है, क्योंकि अधिक मात्रा में कार्बन वेल्ड को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकता है। कार्बन ठंडी भंगुरता की सीमा को कम कर देता है - यानी, कम तापमान पर विनाश, ताकत और कठोरता बढ़ाता है, लेकिन वेल्ड की लचीलापन कम कर देता है।

वेल्डिंग के लिए कम कार्बन सामग्री वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है, जो एक मजबूत कनेक्शन सुनिश्चित करता है।

उच्च कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग

0.6% से 0.85% तक उच्च कार्बन सामग्री वाले स्टील को वेल्ड करना बहुत मुश्किल होता है। इस मामले में गैस वेल्डिंग का उपयोग नहीं किया जा सकता है, क्योंकि इस प्रक्रिया में कार्बन बड़ी मात्रा में जल जाता है और सख्त संरचनाएं बन जाती हैं, जिससे वेल्ड की गुणवत्ता खराब हो जाती है। इस मामले में आर्क वेल्डिंग का उपयोग करना सबसे अच्छा है।

आवश्यकताएं

कार्बन स्टील्स को वेल्डिंग करते समय, अधिकतम पैरामीटर प्राप्त करने के लिए, निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा किया जाना चाहिए:

• अनावश्यक दोषों से बचने के लिए वेल्डिंग इलेक्ट्रोड और तारों में कार्बन का प्रतिशत कम होना चाहिए;
• यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि धातु से कार्बन उच्च तापमान के प्रभाव में वेल्ड में स्थानांतरित न हो; इसके लिए, औसत कार्बन सामग्री और उच्चतर के साथ वेल्डिंग स्टील्स के लिए तार का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए फोर्टे E71T-1, बार्स -71 . ये प्रकार 0.3% से अधिक कार्बन सामग्री वाले वेल्डिंग स्टील्स के लिए आदर्श हैं;
• वेल्डिंग प्रक्रिया को अंजाम देते समय, फ्लक्स को जोड़ा जाना चाहिए, जो दुर्दम्य संरचनाओं के निर्माण में योगदान देता है;
• बाद के ताप उपचार द्वारा सीवन की रासायनिक विषमता को कम करें;
• इलेक्ट्रोड को कैल्सीन करके, कम हाइड्रोजन सामग्री वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग करके, आदि द्वारा हाइड्रोजन सामग्री को कम करें।

peculiarities

वेल्डिंग कार्बन स्टील्स की निम्नलिखित विशेषताओं पर भी ध्यान दिया जाना चाहिए:

• इस ऑपरेशन को करने से पहले, वेल्ड की जा रही सामग्री को जंग, यांत्रिक अनियमितताओं, गंदगी और स्केल से पूरी तरह से साफ करना आवश्यक है। ये संदूषक वेल्ड में दरारें बनाने में योगदान करते हैं;
• कार्बन स्टील्स से बनी वेल्डिंग संरचनाओं को हवा में धीरे-धीरे ठंडा करने की आवश्यकता होती है, ताकि संरचना सामान्य हो जाए;
• वेल्डिंग प्रक्रिया को अंजाम देते समय, महत्वपूर्ण भागों को लगभग 400 डिग्री तक प्रीहीटिंग की आवश्यकता होती है; हीटिंग की मदद से, सीम की आवश्यक ताकत सुनिश्चित की जाएगी; इस मामले में भी, वेल्डिंग को कई तरीकों से किया जा सकता है।

इस प्रकार, कार्बन स्टील्स की वेल्डिंग प्रक्रिया मुख्य रूप से उनकी कार्बन सामग्री पर निर्भर करती है। इसलिए, लंबे समय तक चलने वाले उच्च गुणवत्ता वाले, टिकाऊ उत्पाद प्राप्त करने के लिए किस सामग्री पर विचार करना और सही तकनीकी योजना का चयन करना आवश्यक है।