इस्पात वेल्डेबिलिटी: वर्गीकरण। स्टील्स के वेल्डेबिलिटी समूह

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-02 13:55

स्टील मुख्य संरचनात्मक सामग्री है। यह एक लौह-कार्बन मिश्र धातु है जिसमें विभिन्न अशुद्धियाँ होती हैं। इसकी संरचना में शामिल सभी घटक पिंड के गुणों को प्रभावित करते हैं। धातुओं की तकनीकी विशेषताओं में से एक उच्च गुणवत्ता वाले वेल्डेड जोड़ों को बनाने की क्षमता है।

स्टील की वेल्डेबिलिटी निर्धारित करने वाले कारक

स्टील की वेल्डेबिलिटी का मूल्यांकन मुख्य संकेतक - _{equiv के कार्बन समकक्ष के मान से किया जाता है। यह एक सशर्त गुणांक है जो वेल्ड की विशेषताओं पर कार्बन सामग्री और मुख्य मिश्र धातु तत्वों के प्रभाव की डिग्री को ध्यान में रखता है।}

निम्नलिखित कारक स्टील्स की वेल्डेबिलिटी को प्रभावित करते हैं:

1. कार्बन सामग्री।
2. हानिकारक अशुद्धियों की उपस्थिति।
3. डोपिंग की डिग्री।
4. सूक्ष्म संरचना दृश्य।
5. पर्यावरण की स्थिति।
6. धातु की मोटाई।

सबसे अधिक जानकारीपूर्ण पैरामीटर रासायनिक संरचना है।

वेल्डेबिलिटी समूहों द्वारा स्टील्स का वितरण

के अधीनइन सभी कारकों, स्टील की वेल्डेबिलिटी की अलग-अलग विशेषताएं हैं।

वेल्डेबिलिटी द्वारा स्टील्स का वर्गीकरण।

• अच्छा (जब С_{eq≧0, 25%): कम कार्बन वाले स्टील भागों के लिए; उत्पाद की मोटाई, मौसम की स्थिति, प्रारंभिक कार्य की उपलब्धता पर निर्भर नहीं करता है।}
• संतोषजनक (0.25%≦С_{eq≦0.35%): पर्यावरणीय परिस्थितियों और वेल्डेड संरचना के व्यास (हवा का तापमान -5 तक, शांत में) पर प्रतिबंध हैं मौसम, मोटाई 20 मिमी तक)।}
• लिमिटेड (0.35%≦C_{eq≦0.45%): एक गुणवत्ता सीम बनाने के लिए प्री-हीटिंग की आवश्यकता होती है। यह "चिकनी" ऑस्टेनिटिक परिवर्तनों को बढ़ावा देता है, स्थिर संरचनाओं का निर्माण (फेरिटिक-पर्लिटिक, बैनिटिक)।}
• खराब (С_{eq≧0, 45%): धातु के किनारों के पिछले तापमान की तैयारी के साथ-साथ बाद के गर्मी उपचार के बिना यांत्रिक रूप से स्थिर वेल्डेड जोड़ का निर्माण असंभव है वेल्डेड संरचना की। वांछित माइक्रोस्ट्रक्चर बनाने के लिए अतिरिक्त हीटिंग और स्मूथ कूलिंग की आवश्यकता होती है।}

इस्पात वेल्डेबिलिटी समूह लौह-कार्बन मिश्र धातुओं के विशिष्ट ग्रेड वेल्डिंग की तकनीकी विशेषताओं को नेविगेट करना आसान बनाते हैं।

गर्मी उपचार

स्टील्स की वेल्डेबिलिटी के समूह और संबंधित तकनीकी विशेषताओं के आधार पर, वेल्डेड संयुक्त की विशेषताओं को क्रमिक तापमान प्रभावों का उपयोग करके समायोजित किया जा सकता है। गर्मी उपचार के 4 मुख्य तरीके हैं: सख्त, तड़के,एनीलिंग और सामान्य करना।

कठोरता के लिए शमन और तड़के और वेल्ड की एक साथ ताकत, तनाव से राहत, दरार की रोकथाम सबसे आम हैं। तड़के की मात्रा सामग्री और वांछित गुणों पर निर्भर करती है।

प्रारंभिक कार्य के दौरान धातु संरचनाओं का ताप उपचार किया जाता है:

• एनीलिंग - धातु के अंदर तनाव को दूर करने के लिए, इसकी कोमलता और लचीलापन सुनिश्चित करने के लिए;
• तापमान के अंतर को कम करने के लिए पहले से गरम किया हुआ।

तापमान प्रभावों का तर्कसंगत प्रबंधन अनुमति देता है:

• भाग को काम के लिए तैयार करें (अनाज को पीसकर सभी आंतरिक तनावों को दूर करें);
• ठंडी धातु पर तापमान के अंतर को कम करें;
• माइक्रोस्ट्रक्चर को थर्मल रूप से सही करके वेल्डेड ऑब्जेक्ट की गुणवत्ता में सुधार करें।

तापमान अंतर से गुणों का सुधार स्थानीय या सामान्य हो सकता है। एज हीटिंग गैस या इलेक्ट्रिक आर्क उपकरण का उपयोग करके किया जाता है। पूरे हिस्से को गर्म करने और इसे सुचारू रूप से ठंडा करने के लिए विशेष भट्टियों का उपयोग किया जाता है।

गुणों पर सूक्ष्म संरचना का प्रभाव

गर्मी उपचार प्रक्रियाओं का सार पिंड के अंदर संरचनात्मक परिवर्तन और ठोस धातु पर उनके प्रभाव पर आधारित है। इसलिए, जब 727 C के तापमान पर गर्म किया जाता है, तो यह एक मिश्रित दानेदार ऑस्टेनिटिक संरचना होती है। शीतलन विधि परिवर्तन विकल्प निर्धारित करती है:

1. ओवन के अंदर (गति 1˚C/मिनट) - लगभग 200 HB (ब्रिनेल कठोरता) की कठोरता के साथ पर्लाइट संरचनाएं बनती हैं।
2. परहवा (10˚С/मिनट) - सोर्बिटोल (फेराइट-पर्लाइट अनाज), कठोरता 300 एचबी।
3. तेल (100˚C/मिनट) – ट्रोस्टाइट (फेराइट-सीमेंटाइट माइक्रोस्ट्रक्चर), 400 एचबी।
4. पानी (1000˚C/मिनट) - मार्टेंसाइट: कठोर (600 एचबी) लेकिन भंगुर एसिकुलर संरचना।

वेल्डिंग जोड़ में पर्याप्त कठोरता, ताकत, प्लास्टिसिटी गुणवत्ता संकेतक होना चाहिए, इसलिए सीम की मार्टेंसिटिक विशेषताएं स्वीकार्य नहीं हैं। कम कार्बन मिश्र धातुओं में फेराइटिक, फेराइट-पर्लिटिक, फेराइट-ऑस्टेनिटिक संरचना होती है। मध्यम कार्बन और मध्यम मिश्र धातु स्टील्स - मोती। उच्च-कार्बन और उच्च-मिश्र धातु - मार्टेंसिटिक या ट्रोस्टाइट, जो एक फेरिटिक-ऑस्टेनिटिक रूप में लाने के लिए महत्वपूर्ण है।

हल्के स्टील वेल्डिंग

कार्बन स्टील्स की वेल्डेबिलिटी कार्बन और अशुद्धियों की मात्रा से निर्धारित होती है। वे जलने में सक्षम हैं, गैसीय रूपों में बदल रहे हैं और कम गुणवत्ता वाले सीम छिद्र दे रहे हैं। सल्फर और फास्फोरस को अनाज के किनारों पर केंद्रित किया जा सकता है, जिससे संरचना की नाजुकता बढ़ जाती है। वेल्डिंग सबसे सरल है, हालांकि, इसके लिए एक व्यक्तिगत दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है।

सामान्य गुणवत्ता वाले कार्बन स्टील को तीन समूहों में बांटा गया है: ए, बी और सी। समूह सी की धातु के साथ वेल्डिंग का काम किया जाता है।

GOST 380-94 के अनुसार स्टील ग्रेड VST1 - VST4 की वेल्डेबिलिटी, प्रतिबंधों और अतिरिक्त आवश्यकताओं की अनुपस्थिति की विशेषता है। 40 मिमी तक के व्यास वाले भागों की वेल्डिंग बिना हीटिंग के होती है। ग्रेड में संभावित संकेतक: जी - मैंगनीज की उच्च सामग्री; केपी, पीएस, सीएन - "उबलते", "अर्ध-शांत", "शांत"क्रमशः।

निम्न-कार्बन गुणवत्ता वाले स्टील को कार्बन के सौवें हिस्से के पदनाम के साथ ग्रेड द्वारा दर्शाया जाता है, जो डीऑक्सीडेशन और मैंगनीज सामग्री (GOST 1050-88) की डिग्री को दर्शाता है: स्टील 10 (10kp, 10ps, 10G), 15 (15kp, 15ps, 15G), 20 (20kp, 20ps, 20G भी)।

एक गुणवत्ता वेल्ड सुनिश्चित करने के लिए, कार्बन सी और मैंगनीज एमएन के साथ वेल्ड पूल की संतृप्ति की प्रक्रिया को पूरा करना आवश्यक है।

वेल्डिंग के तरीके:

1. 2 से 5 मिमी के व्यास के साथ, विशेष रूप से कैलक्लाइंड इलेक्ट्रोड का उपयोग करके मैनुअल चाप। प्रकार: E38 (मध्यम शक्ति के लिए), E42, E46 (420 MPa तक अच्छी ताकत के लिए), E42A, E46A (जटिल संरचनाओं की उच्च शक्ति और विशेष परिस्थितियों में उनके संचालन के लिए)। OMM-5 और UONI 13/45 छड़ के साथ वेल्डिंग प्रत्यक्ष धारा की क्रिया के तहत की जाती है। इलेक्ट्रोड के साथ काम करें TsM-7, OMA-2, SM-11 किसी भी विशेषता के करंट के साथ किया जाता है।
2. गैस वेल्डिंग। सबसे अधिक बार अवांछनीय, लेकिन संभव है। यह भराव तार Sv-08, Sv-08A, Sv-08GA, Sv-08GS का उपयोग करके किया जाता है। पतली कम कार्बन धातु (डी 8 मिमी) को बाईं ओर, मोटी (डी 8 मिमी) - सही तरीके से वेल्डेड किया जाता है। सीवन के गुणों में कमियों को सामान्य या एनीलिंग करके दूर किया जा सकता है।

लो कार्बन स्टील की वेल्डिंग बिना अतिरिक्त हीटिंग के की जाती है। एक साधारण रूप के विवरण के लिए, कोई प्रतिबंध नहीं हैं। हवा से वॉल्यूमेट्रिक और जाली संरचनाओं की रक्षा करना महत्वपूर्ण है। कार्यशाला में जटिल वस्तुओं को 5˚С से कम तापमान पर वेल्ड करना वांछनीय है।

इस प्रकार, ग्रेड VST1 - VST4, स्टील 10 - स्टील 20 - वेल्डेबिलिटी व्यावहारिक रूप से अच्छी हैप्रतिबंध के बिना, वेल्डिंग विधि, इलेक्ट्रोड प्रकार और वर्तमान विशेषताओं के एक मानक व्यक्तिगत चयन की आवश्यकता होती है।

मध्यम और उच्च कार्बन संरचनात्मक स्टील्स

कार्बन के साथ मिश्र धातु की संतृप्ति अच्छे यौगिक बनाने की क्षमता को कम कर देती है। चाप या गैस की लौ के ऊष्मीय प्रभावों की प्रक्रिया में, सल्फर अनाज के किनारों के साथ जमा हो जाता है, जिससे लाल भंगुरता, फॉस्फोरस से ठंडी भंगुरता हो जाती है। अक्सर, मैंगनीज के साथ मिश्रित सामग्री को वेल्ड किया जाता है।

इसमें विभिन्न धातुकर्म उत्पादन के सामान्य गुणवत्ता वाले VSt4, VSt5 (GOST 380-94), उच्च गुणवत्ता वाले 25, 25G, 30, 30G, 35, 35G, 40, 45G (GOST 1050-88) के संरचनात्मक स्टील शामिल हैं।.

काम का सार वेल्ड पूल में कार्बन की मात्रा को कम करना है, इसमें धातु को सिलिकॉन और मैंगनीज के साथ संतृप्त करना और इष्टतम तकनीक सुनिश्चित करना है। साथ ही, अत्यधिक कार्बन हानि को रोकना महत्वपूर्ण है, जिससे यांत्रिक गुणों की अस्थिरता हो सकती है।

मध्यम और उच्च कार्बन स्टील के साथ वेल्डिंग की विशेषताएं:

1. 150 मिमी तक की चौड़ाई के लिए 100-200˚С तक प्रारंभिक बढ़त हीटिंग। केवल ग्रेड Vst4 और स्टील 25 को अतिरिक्त हीटिंग के बिना वेल्डेड किया जाता है। संतोषजनक वेल्डेबिलिटी वाले मध्यम कार्बन स्टील्स के लिए, काम शुरू करने से पहले पूर्ण सामान्यीकरण किया जाता है। उच्च कार्बन स्टील्स के लिए प्री-एनीलिंग आवश्यक है।
2. आर्क वेल्डिंग को कोटेड कैलक्लाइंड इलेक्ट्रोड के साथ किया जाता है, जिसका आकार 3 से 6 मिमी (OZS-2, UONI-13/55, ANO-7) तक होता है, जो प्रत्यक्ष धारा के तहत होता है। में काम करना संभवफ्लक्स या परिरक्षण गैसें (CO_{2, आर्गन)।}
3. एसिटिलीन की एक समान कम बिजली आपूर्ति के साथ, 200˚C के तापमान पर प्रीहीटिंग के साथ, बाएं हाथ की विधि, कार्बराइजिंग लौ के साथ गैस वेल्डिंग की जाती है।
4. भागों का अनिवार्य ताप उपचार: आंतरिक तनाव को कम करने के लिए सख्त और तड़के या अलग तड़के, दरार को रोकने, कठोर मार्टेंसिटिक और ट्रोस्टाइट संरचनाओं को नरम करना।
5. संपर्क स्थान वेल्डिंग बिना किसी सीमा के किया जाता है।

इस प्रकार, मध्यम और उच्च कार्बन संरचनात्मक स्टील्स को बिना किसी प्रतिबंध के, कम से कम 5˚С के बाहरी तापमान पर व्यावहारिक रूप से वेल्डेड किया जाता है। कम तापमान पर, प्रारंभिक प्रीहीटिंग और उच्च गुणवत्ता वाला ताप उपचार अनिवार्य है।

लो अलॉय स्टील्स की वेल्डिंग

मिश्र धातु स्टील्स वे स्टील्स होते हैं जो वांछित गुण प्राप्त करने के लिए पिघलने के दौरान विभिन्न धातुओं से संतृप्त होते हैं। उनमें से लगभग सभी का कठोरता और शक्ति पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। क्रोम और निकल गर्मी प्रतिरोधी और स्टेनलेस मिश्र धातुओं का हिस्सा हैं। वैनेडियम और सिलिकॉन लोच देते हैं, स्प्रिंग्स और स्प्रिंग्स के निर्माण के लिए सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। मोलिब्डेनम, मैंगनीज, टाइटेनियम पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाते हैं, टंगस्टन - लाल कठोरता। इसी समय, भागों के गुणों को सकारात्मक रूप से प्रभावित करते हुए, वे स्टील की वेल्डेबिलिटी को खराब करते हैं। इसके अलावा, सख्त होने की डिग्री और मार्टेंसिटिक संरचनाओं का निर्माण, आंतरिक तनाव और सीम में दरार का खतरा बढ़ जाता है।

मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डेबिलिटी भी उनके द्वारा निर्धारित की जाती हैरासायनिक संरचना।

लो-अलॉय लो-कार्बन स्टील्स 2GS, 14G2, 15G, 20G (GOST 4543-71), 15HSND, 16G2AF (GOST 19281-89) अच्छी तरह से वेल्डेड हैं। मानक परिस्थितियों में, उन्हें प्रक्रियाओं के अंत में अतिरिक्त हीटिंग और गर्मी उपचार की आवश्यकता नहीं होती है। हालाँकि, कुछ प्रतिबंध अभी भी मौजूद हैं:

• स्वीकार्य तापीय स्थितियों की संकीर्ण सीमा।
• काम को -10˚С से कम तापमान पर नहीं किया जाना चाहिए (कम वायुमंडलीय तापमान की स्थिति में, लेकिन -25˚С से कम नहीं, 200˚С तक प्रीहीटिंग लागू करें)।

संभावित तरीके:

• दिष्ट धारा 40 से 50 ए के साथ इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंग, इलेक्ट्रोड E55, E50A, E44A।
• फिलर वायर Sv-08GA, Sv-10GA का उपयोग करके स्वचालित जलमग्न चाप वेल्डिंग।

स्टील 09G2S, 10G2S1 की वेल्डेबिलिटी भी अच्छी है, कार्यान्वयन की आवश्यकताएं और संभावित तरीके मिश्र धातु 12GS, 14G2, 15G, 20G, 15KhSND, 16G2AF के समान हैं। 09G2S, 10G2S1 मिश्र धातुओं की एक महत्वपूर्ण विशेषता 4 सेमी तक के व्यास वाले भागों के लिए किनारों को तैयार करने की आवश्यकता का अभाव है।

मध्यम मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग

मध्यम-मिश्र धातु वाले स्टील्स 20KhGSA, 25KhGSA, 35KhGSA (GOST 4543-71) ढीले सीम के गठन के लिए अधिक महत्वपूर्ण प्रतिरोध पैदा करते हैं। वे संतोषजनक वेल्डेबिलिटी वाले समूह से संबंधित हैं। वेल्डिंग के पूरा होने पर उन्हें 150-200˚С के तापमान पर प्रीहीटिंग, मल्टीलेयर वेल्ड, सख्त और तड़के की आवश्यकता होती है। विकल्प:

• विद्युत चाप के साथ वेल्डिंग करते समय करंट और इलेक्ट्रोड व्यासधातु की मोटाई के आधार पर सख्ती से चुना जाता है, इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि काम के दौरान पतले किनारों को अधिक कठोर किया जाता है। तो, 2-3 मिमी के उत्पाद व्यास के साथ, वर्तमान मूल्य 50-90 ए के भीतर होना चाहिए। 7-10 मिमी की एक किनारे की मोटाई के साथ, इलेक्ट्रोड का उपयोग करके रिवर्स पोलरिटी का प्रत्यक्ष प्रवाह 200 ए तक बढ़ जाता है 4-6 मिमी। सेल्यूलोज या कैल्शियम फ्लोराइड सुरक्षात्मक कोटिंग्स (Sv-18KhGSA, Sv-18KhMA) के साथ छड़ का उपयोग किया जाता है।
• एक सुरक्षात्मक गैस वातावरण में काम करते समय CO_{2 ऊपर के व्यास के साथ तार Sv-08G2S, Sv-10G2, Sv-10GSMT, Sv-08Kh3G2SM का उपयोग करना आवश्यक है से 2 मिमी.}

इन सामग्रियों के लिए अक्सर आर्गन आर्क विधि या जलमग्न चाप वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है।

गर्मी प्रतिरोधी और उच्च शक्ति वाले स्टील्स

गर्मी प्रतिरोधी लौह-कार्बन मिश्र धातुओं के साथ वेल्डिंग 12MX, 12X1M1F, 25X2M1F, 15X5VF को अंतिम सख्त और उच्च तड़के के साथ 300-450˚С के तापमान पर प्रीहीटिंग के साथ किया जाना चाहिए।

• कैलसीन लेपित इलेक्ट्रोड UONII 13 / 45MH, TML-3, TsL-30-63, TsL-39 का उपयोग करके एक बहुपरत सीम को डिजाइन करने के लिए कैस्केड तरीके से इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंग।
• एसिटिलीन आपूर्ति के साथ गैस वेल्डिंग 100 डीएम3/मिमी भराव सामग्री Sv-08KhMFA, Sv-18KhMA का उपयोग कर। पाइप कनेक्शन पूरे जोड़ के पिछले गैस हीटिंग के साथ किया जाता है।

जब वेल्डिंग मध्यम-मिश्र धातु उच्च शक्ति सामग्री 14Kh2GM, 14Kh2GMRB, कुछ बारीकियों को ध्यान में रखते हुए, गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स के समान नियमों का पालन करना महत्वपूर्ण है:

• पूरी तरह से सफाईकिनारों और कील का उपयोग।
• इलेक्ट्रोड का उच्च तापमान एनीलिंग (450˚C तक)।
• 2 सेमी से अधिक मोटे भागों के लिए 150˚C तक पहले से गरम करें।
• स्लो सीम कूलिंग।

उच्च मिश्र धातु इस्पात

उच्च-मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डिंग करते समय एक विशेष तकनीक का उपयोग आवश्यक है। इनमें स्टेनलेस, गर्मी प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं की एक विशाल श्रृंखला शामिल है, उनमें से कुछ: 09Kh16N4B, 15Kh12VNMF, 10Kh13SYu, 08Kh17N5MZ, 08Kh18G8N2T, 03Kh16N15MZB, 15Kh17G14A9। स्टील्स की वेल्डेबिलिटी (GOST 5632-72) चौथे समूह से संबंधित है।

उच्च कार्बन उच्च मिश्र धातु इस्पात वेल्डेबिलिटी विशेषता:

1. उनकी कम तापीय चालकता के कारण वर्तमान ताकत को औसतन 10-20% कम करना आवश्यक है।
2. वेल्डिंग एक अंतराल के साथ की जानी चाहिए, इलेक्ट्रोड आकार में 2 मिमी तक।
3. फास्फोरस, सीसा, सल्फर, सुरमा की मात्रा को कम करें, विशेष लेपित छड़ों के उपयोग से मोलिब्डेनम, वैनेडियम, टंगस्टन की प्रचुरता बढ़ाएं।
4. मिश्रित वेल्ड माइक्रोस्ट्रक्चर (ऑस्टेनाइट + फेराइट) बनाने की आवश्यकता। यह जमा धातु की लचीलापन और आंतरिक तनाव को कम करने को सुनिश्चित करता है।
5. वेल्डिंग की पूर्व संध्या पर अनिवार्य बढ़त हीटिंग। संरचनाओं की सूक्ष्म संरचना के आधार पर तापमान 100 से 300˚С की सीमा में चुना जाता है।
6. चाप वेल्डिंग में लेपित इलेक्ट्रोड की पसंद अनाज के प्रकार, गुणों और भागों के काम करने की स्थिति से निर्धारित होती है: ऑस्टेनिटिक स्टील के लिए 12X18H9: UONII 13 / NZh, OZL-7, OZL-14 Sv-06Kh19N9T के साथ लेप,एसवी-02X19H9; मार्टेंसिटिक स्टील 20Kh17N2 के लिए: UONII 10Kh17T, AN-V-10 Sv-08Kh17T के साथ लेपित; ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक स्टील के लिए 12Kh21N5T: TsL-33 Sv-08Kh11V2MF के साथ लेपित।
7. गैस वेल्डिंग करते समय, एसिटिलीन की आपूर्ति 70-75 dm3/mm के मान के अनुरूप होनी चाहिए, उपयोग किया जाने वाला भराव तार Sv-02Kh19N9T, Sv-08Kh19N10B है।
8. NZh-8 का उपयोग करके जलमग्न चाप संचालन संभव है।

स्टील की वेल्डेबिलिटी एक सापेक्ष पैरामीटर है। यह धातु की रासायनिक संरचना, इसकी सूक्ष्म संरचना और भौतिक गुणों पर निर्भर करता है। साथ ही, एक सुविचारित तकनीकी दृष्टिकोण, विशेष उपकरण और काम करने की परिस्थितियों की मदद से उच्च गुणवत्ता वाले जोड़ों को बनाने की क्षमता को समायोजित किया जा सकता है।