Термозміцнені вуглецеві сталі та сталі із захисними покриттями
Зварювання термозміцнених вуглецевих сталей. Застосування сталей підвищеної міцності становить значний інтерес з погляду зменшення товщини виробів. Економічно вигідним є використання вуглецевих сталей, зміцнених термообробкою з прокатного нагріву.
Режими та техніка зварювання термозміцненого металу такі ж, як і для звичайної вуглецевої сталі того ж складу. Зварювальні матеріали вибирають з урахуванням забезпечення рівноміцного металу шва з основним металом. Так, для ручного зварювання термозміцненої сталі застосовують електроди типу Е50-О, а для термозміцненої арматури - типу Е55-Ф. Для зварювання під флюсом можуть бути використані дроти, що забезпечують підвищені характеристики міцності металу шва, наприклад Св-10Г2, Св-ЮГСМТ та ін.
Напівавтоматичне зварювання у вуглекислому газі можна проводити дротом Св-08Г2С, так як метал шва при зварюванні цим дротом має підвищену міцність, або дротом Св-20ГСТЮА.
Основною скрутою при зварюванні термозміцнених вуглецевих сталей є розуміцнення ділянки навколошовної зони, що піддавалося нагріванню до температур 400-700 ° С. Ця ділянка має більш низьку міцність порівняно зі звареним з'єднанням в цілому. Чим більша погонна енергія зварювання, тим ширша зона розміцнення. У зв'язку з цим для термозміцненого
рекомендується застосовувати малопотужні режими зварювання (qiv = до 5000 калієм), а також використовувати способи зварювання з мінімальним тепловідведенням в основний метал. Як приклад у табл. 9-22 показано вплив різних способів зварювання на зміцнення навколошовної зони при зварюванні термозміцненої сталі товщиною 12 мм.
Зварювання сталей із захисними покриттями. Як захисні застосовують антикорозійні покриття марок ВЛ-02 іВЛ-03, а також покриття на основі епоксидно-поліамідних смол з цинковим пилом та полівінілбутерол з добавками алюмінію та цинку. Однак найбільшого поширення в даний час набуло гаряче або гальванічне цинкування, що забезпечує максимальну корозійну стійкість. Оцинкована сталь завтовшки до 50 мм застосовується для виготовлення великогабаритних конструкцій, резервуарів, мостів, телевізійних веж та інших об'єктів, а також труб для сантехнічних виробів.
Найбільше застосування має оцинкована сталь завтовшки 1,6-6,5 мм. Середня товщина цинкового покриття становить при товщині металу 1,6 мм близько 50 мкм, при 3,6 мм - 85-90 мкм, при 6,5 мм і більше - 100-110 мкм.
При зварюванні оцинкованого металу виникає низка труднощів: 1) пари цинку надзвичайно токсичні, у зв'язку з чим свайку оцинкованого металу можна робити лише за наявності сильної місцевої вентиляції; 2) при попаданні цинку в метал зварювальної ванни існує небезпека утворення дефектів у вигляді пір і тріщин (особливо це відноситься до Таврійських з'єднань).
Щоб уникнути утворення дефектів, перед збиранням під зварювання кромки пластин слід очищати від покриття. Видаляти цинк можна механічно (струганням або абразивною обробкою) або нагріванням газовим пальником. Проте сліди цинку залишаються. Складання стикових і таврових з'єднань проводять із збільшеним зазором, що в 1,5 і більше разів перевищує зазор при зварюванні металу без покриття. Для додаткової очистки кромок від слідів цинку зварювання рекомендується проводити з коливаннями електрода вздовж шва, у зв'язку з чим швидкість зварювання оцинкованого металу порівняно зі швидкістю зварювання металу без покриття зменшується на 10-20%.
Як приклад у табл. 9-23 наведено режими зварювання оцинкованої сталітовщиною 16-13 мм. Метал товщиною до 3 мм зварювали встик в один прохід без обробки кромок, метал товщиною 6-13 мм - при V-подібному обробленні кромок багатошаровими швами. Якість та механічні властивості металу шва при зварюванні оцинкованої сталі практично такі ж, як при зварюванні сталі тієї ж марки без покриття.
Після закінчення зварювальних робіт потрібно нанести захисний шар на поверхню шва і відновити його на ділянці навколошовної зони, де він був порушений. Захисний шар повинен задовольняти такі умови: не вимагати високої кваліфікації робочого та складного обладнання для нанесення; добре утримуватись на основному металі; мати корозійну стійкість не нижче за такий оцинкований метал. Поданим вимогам задовольняють кілька видів покриттів.
Фарба, що містить не менше 94% цинкового пилу, виготовлена на неомильних смолистих синтетичних зв'язувальних речовинах (полістерин, хлорований каучук, епоксидна смола тощо). Її легко наносити пензлем, він не стікає на вертикальній площині.
Застосовують також наплавлення циково-кадмієвими прутками або цинковим дротом, що містить 99,99% Zn. Температура плавлення цинково-кадмієвих прутків 270-275 ° С. Наплавлення
виробляється прутками діаметром 4-10 мм при температурі 300 ° С. Прутки для відновлення цинкового покриття виготовляють під різними назвами Re-Golv (Франція), Galvover (Австрія), Golv-weld (США) та ін.
Спосіб відновлення покриття напиленням цинку знайшов порівняно мале застосування, оскільки погано захищає від локальної ерозії.
Всі перелічені способи відновлення цинкового покриття забезпечують хороші протиабразивні властивості нанесеного шару, а корозійної стійкості не поступаються основному покриттю.