Soldadura de materiales metálicos de tuberías de acero de uso común.

1. ¿Qué es la soldabilidad? Intente describir la soldabilidad del acero al carbono.

La soldabilidad se refiere a la capacidad de los materiales para soldarse en componentes de acuerdo con los requisitos de diseño especificados en condiciones de construcción limitadas y cumplir con los requisitos de servicio predeterminados. La soldabilidad se ve afectada por cuatro factores: material, método de soldadura, tipo de componente y requisitos de uso. El acero al carbono se basa en hierro, una aleación de hierro y carbono, con el carbono como elemento de aleación. La fracción masiva de carbono no supera el 1%. Además, la fracción de masa de manganeso no supera el 1,2% y la fracción de masa de silicio no supera el 0,5%. Los dos últimos no son elementos de aleación. Otros elementos como Ni, Cr, Cu, etc. se controlan dentro del límite de cantidad residual y no se utilizan como elementos de aleación. Los elementos de impureza como S, P, O, N, etc. están estrictamente restringidos según los diferentes tipos y grados de acero. Por tanto, la soldabilidad del acero al carbono depende principalmente del contenido de carbono. A medida que aumenta el contenido de carbono, la soldabilidad se deteriora gradualmente, entre los cuales el acero con bajo contenido de carbono tiene la mejor soldabilidad.

2. ¿Qué es el carbono equivalente? ¿Cómo calcular el carbono equivalente del acero al carbono?

El contenido de elementos de aleación (incluido el carbono) en el acero convertido en contenido de carbono equivalente según sus efectos se denomina carbono equivalente del acero y puede utilizarse como indicador de referencia para evaluar la soldabilidad del acero.

Además del C, los elementos del acero al carbono son principalmente Mn y Si. A medida que aumenta su contenido, la soldabilidad se deteriora, pero su efecto no es tan fuerte como el del carbono.

A medida que aumenta el valor de carbono equivalente, la soldabilidad del acero se deteriorará. Cuando el valor CE es superior al 0,4% al 0,6%, la sensibilidad de las grietas en frío aumentará y durante la soldadura se requieren una serie de medidas de proceso como precalentamiento, poscalentamiento y soldadura con materiales de soldadura con bajo contenido de hidrógeno.

3. ¿Cuáles son las limitaciones de utilizar valores de carbono equivalente para evaluar la soldabilidad del acero?

El valor de carbono equivalente sólo se puede utilizar para evaluar la soldabilidad del acero de manera general y relativa dentro de un rango determinado. Esto se debe a que:

1) Si los valores de carbono equivalente de dos láminas de acero son iguales, pero el contenido de carbono es diferente, el acero con mayor contenido de carbono tiene más probabilidades de producir estructuras endurecidas durante la soldadura y su tendencia a agrietarse es mayor que la del acero. con un menor contenido de carbono y su soldabilidad es peor. Por tanto, cuando los valores de carbono equivalente de los aceros son iguales, no se puede considerar que la soldabilidad sea la misma.

2) El valor de carbono equivalente calculado solo expresa el efecto de la composición química sobre la soldabilidad y no tiene en cuenta que diferentes velocidades de enfriamiento pueden producir diferentes estructuras. Cuando la velocidad de enfriamiento es rápida, se producen fácilmente estructuras endurecidas y la soldabilidad se deteriorará.

3) Además de la composición química y la velocidad de enfriamiento, los factores que afectan la estructura del metal de soldadura y por tanto la soldabilidad incluyen parámetros como la temperatura máxima de calentamiento y el tiempo de permanencia a altas temperaturas en el ciclo de soldadura, que no se expresan en el carbono. fórmula de cálculo del valor equivalente.

Por lo tanto, la fórmula de cálculo del valor equivalente de carbono solo puede evaluar la soldabilidad del acero de manera general y relativa dentro de un cierto rango de grados de acero, y no puede usarse como un índice de evaluación preciso.

4. Describir la soldabilidad del acero con bajo contenido de carbono.

Debido a que el acero con bajo contenido de carbono tiene un bajo contenido de carbono y un bajo contenido de manganeso y silicio, generalmente no produce una estructura severa de endurecimiento o enfriamiento debido a la soldadura. La plasticidad y la tenacidad al impacto de la unión después de la soldadura de acero con bajo contenido de carbono son buenas. Durante la soldadura, generalmente no es necesario precalentar ni controlar la temperatura de la capa intermedia ni el poscalentamiento. No es necesario utilizar tratamiento térmico para mejorar la estructura después de la soldadura. No se requieren medidas especiales durante todo el proceso de soldadura y la soldabilidad es excelente.

Sin embargo, en algunos casos pueden surgir dificultades durante la soldadura:

1) El acero convertidor producido mediante el antiguo método de fundición tiene un alto contenido de nitrógeno y un alto contenido de impurezas, lo que conduce a una alta fragilidad en frío, una mayor sensibilidad al envejecimiento, una calidad reducida de las uniones soldadas y una soldabilidad deficiente.

2) El acero en ebullición no está completamente desoxidado, tiene un alto contenido de oxígeno y las impurezas como el P se distribuyen de manera desigual. El contenido en algunas áreas excederá el estándar, la sensibilidad al envejecimiento y la fragilidad en frío son altas y también aumenta la tendencia a las grietas en caliente.

3) El uso de varillas de soldadura que no cumplan con los requisitos de calidad hará que el contenido de carbono y azufre en el metal de soldadura sea demasiado alto, lo que provocará grietas. Por ejemplo, cuando una fábrica utiliza varillas de soldadura ácidas para soldar acero Q235-A, el contenido de carbono del ferromanganeso en el recubrimiento de la varilla de soldadura es demasiado alto, lo que provocará grietas térmicas en la soldadura.

4) Algunos métodos de soldadura reducirán la calidad de las uniones soldadas de acero con bajo contenido de carbono. Por ejemplo, la soldadura con electroescoria, debido a la gran energía de la línea, hará que los granos en el área de grano grueso de la zona afectada por el calor de la soldadura se vuelvan muy gruesos, causando una disminución importante en la tenacidad al impacto. Después de soldar, es necesario realizar un tratamiento de normalización para refinar los granos y mejorar la tenacidad al impacto.

En definitiva, el acero bajo en carbono es el acero con mejor soldabilidad y el más fácil de soldar. Todos los métodos de soldadura se pueden aplicar a la soldadura de acero con bajo contenido de carbono.

5. ¿Cómo seleccionar correctamente los materiales de soldadura al soldar acero con bajo contenido de carbono?

⑴ Selección de electrodos de soldadura por arco manual La resistencia a la tracción promedio del acero con bajo contenido de carbono Q235 de uso común es de 417,5 MPa. Según el principio de igual resistencia, la varilla de soldadura adecuada debe ser de la serie E43.

⑵ Combinación y selección de alambre y fundente para soldadura por arco sumergido Combinación y selección de alambre y fundente para soldadura por arco sumergido para soldadura por arco sumergido de acero con bajo contenido de carbono.

⑶ Selección del alambre de soldadura de CO2 El alambre de soldadura sólido se selecciona entre dos grados: H08Mn2Si y H08Mn2SiA. La resistencia del metal depositado después de la soldadura es relativamente alta. Los grados de alambre de soldadura con núcleo fundente son YJ502-1, YJ506-2, YJ506-3 y YJ506-4.

⑷ Combinación y selección de alambre y fundente para soldadura con electroescoria. La temperatura del baño fundido de la soldadura con electroescoria es menor que la de la soldadura por arco sumergido, por lo que el efecto de reducción del silicio y el manganeso en el fundente es débil, y el alambre de soldadura con mayor contenido de manganeso y se debe seleccionar el contenido de silicio. A menudo se utiliza alambre de soldadura H10Mn2, H10MnSi con fundente HJ360 o alambre de soldadura H10MnSi con fundente HJ431.

6. ¿Cómo soldar acero con bajo contenido de carbono a bajas temperaturas?

Cuando se sueldan estructuras de acero con bajo contenido de carbono en condiciones invernales severas, la tendencia a agrietarse aumenta debido a la rápida velocidad de enfriamiento de la junta soldada, especialmente cuando la primera soldadura de estructuras gruesas y grandes es propensa a agrietarse. Por lo tanto, se deben tomar las siguientes medidas de proceso:

1) Precaliente antes de soldar y mantenga estrictamente la temperatura de la capa intermedia no inferior a la temperatura de precalentamiento durante la soldadura.

2) Utilice materiales de soldadura con bajo contenido de hidrógeno o contenido de hidrógeno ultra bajo.

3) Aumente la corriente de soldadura durante la soldadura de posicionamiento, reduzca la velocidad de soldadura, aumente adecuadamente el área de la sección transversal y la longitud de la soldadura de posicionamiento y precaliente si es necesario.

4) Toda la soldadura debe soldarse de forma continua tanto como sea posible para evitar interrupciones.

5) El arco no debe incidir en el material base que no sea la superficie de la ranura, y el hoyo del arco debe llenarse cuando el arco se extinga.

6) Trate de no doblar, corregir y ensamblar piezas soldadas en condiciones de baja temperatura.

Temperatura de precalentamiento para soldadura a baja temperatura de diversas estructuras metálicas. Temperatura de precalentamiento para soldadura a baja temperatura de tuberías y recipientes a presión.