Плазмове зварювання. Леговані сталі (стр. 2 из 7)

Високолеговані інструментальні сталі містять вольфрам, хром, ванадій в більшій кількості (до 18 % основного легуючого елементу). Вони володіють високою теплостійкістю (600—640 °С), їх використовують для виготовлення високопродуктивного ріжучого інструменту і називають швидкорізальними сталями. Згідно ГОСТ 19265—73 швидкорізальні сталі позначають буквою Р, цифри після якої указують вміст вольфраму. Вміст хрому (4 %) і ванадію (2 %) для всіх швидкорізальних сталей в марці не вказується. Деякі швидкорізальні сталі додатково містять молібден, кобальт і більшу кількість ванадію. Такі сталі мають в марці відповідно букви М, К, Ф і цифри, вказуючі їх кількість у відсотках.

Найбільш поширені наступні марки швидкорізальних сталей: РІ8, Р9, Р10К5Ф5 і ін. Швидкорізальні сталі застосовують для виготовлення ріжучого Інструменту, призначеного для обробки високоміцних сталей і Інших важкооброблявальних матеріалів.

1.4 Леговані сталі з особливими властивостями

Ця група об'єднує високолеговані сталі, що володіють особливими властивостями: корозійностійкістю, жаростійкістю, жароміцністю, зносостійкістю і ін.

Корозійностійкі (нержавіючі) сталі. Сталі, стійкі проти корозії, називають корозійностійкими (нержавіючими). Корозійностійкі сталі одержують легуванням мало- І середньовуглецевих сталей шляхом додавання хрому, нікелю, титана і алюмінію. Залежно від цього корозійностійкі сталі ділять на хромові (12X13, 20X13, 40X13), містять 13% хрому, і хромонікелеві (04Х18Н10, 12Х18Н10Т, 12Х21Н5Т), що містять 18—21 % хрому і 5—10 % нікелю. Хромонікельові сталі володіють більш високою корозійною стійкістю, ніж хромові. Хромові сталі більш дешеві.

Жаростійкі стаді. При високих температурах метали і сплави вступають у взаємодію з навколишнім газовим середовищем, що викликає газову корозію (окислення) і руйнування металу. Для виготовлення конструкцій і деталей, що працюють в умовах підвищеної температури (400—900 °С) і окислення в газовому середовищі, застосовують спеціальні жаростійкі сталі. Жаростійкі сталі — це сплави заліза з хромом, додатково леговані добавками кремнію, молібдену, титана.

Механічні властивості і область використання цих сталей наведені в табл. 1.4.

Жароміцні сталі. Деякі деталі, що тривало працюють при великих навантаженнях і високих температурах (500—1000 °С), виготовляються із спеціальних жароміцних сталей. Ці сталі добре чинять опір деформації і руйнуванню при високих температурах. Залежно від призначення розрізняють клапанні, котлотрубні, газотурбінні сталі і інші сталі з високою жароміцністю.

Таблиця 1.4

Марка сталі	Робоча температура, °С (не більше)	Область використання
Корозійностійкі
12X13 20X13	450	Лопасті гідротурбін, компресорів, клапани і арматура для хімічної промисловості
30X13	450	Вали, болти, шестерні, пружини, що працюють в умовах корозійного середовища і великих напруг
40X13	-	Шарикопідшипники, пружини, ріжучий хірургічний і побутовий інструмент
04Х18Н10 12ХІ8Н10Т	600	Конструкції і деталі, що виготовляються зварюванням і штампуванням в машинобудуванні і хімічній промисловості
Жаростійкі
Х6СМ	650	Клапани двигунів внутрішнього згоряння
40Х9С2	850	Те ж
08Х17Т	900	Деталі, що працюють в середовищі пічних газів, багатих сіркою
36Х18Н25С2	1100	Соплові апарати і жарові труби газотурбінних установок
Жароміцні
45Х14Н14В2М	800—900	Клапани двигунів внутрішнього згоряння великої потужності
08Х16Н13М2Б	600—700	Лопасті газових турбін

Зносостійкі сталі. Для виготовлення деталей машин, що працюють в умовах підвищеного зносу, застосовують спеціальні зносостійкі сталі: шарикопідшипникові, графітозовані і високомарганцеві.

Шарикопідшипникові сталі (ШХ6, ІІІХ9, ШХ15, 95X18) застосовують для виготовлення кульок і роликів підшипників. Сталь виготовляється у вигляді круглого прута і смуги. Відпалена шарикопідшипникова сталь Із спеціальною обробкою поверхні має твердість НВ179—207 (для ШХ15).

Графітозована сталь (високовуглецева сталь, що містить 1,5—2 % вуглецю і до 2 % кремнію) використовують для виготовлення поршневих кілець, поршнів, колінчастих валів і іншого литва фасону, що працює в умовах тертя.

Васокомарганцевисту сталь Г13Л, що містить 1,2 % вуглецю І 13 % марганцю, застосовують для виготовлення піскоструминних апаратів, ланок гусениць і т,п.

2. УСТАНОВКИ ДЛЯ ПЛАЗМОВОГО ЗВАРЮВАННЯ

До комплекту установки для плазмового зварювання входять: джерело живлення дуги, шафа керування, переносний блок керування, плазмотрони, механізми переміщення плазмотрона вздовж та упоперек лінії зварювання (у автоматів), осцилятор, газові та водяні комунікації.

Характеристики та призначення деяких установок плазмового зварювання наведено у табл. 6.29.

Будова та принцип дії всіх установок ідентичні. Так, установка УПС-301, призначена для ручного плазмового зварювання постійним струмом прямої полярності, складається з тиристорного випрямляча з крутоспадаючими зовнішніми вольт-амперними характеристиками, пальника для аргонодугового зварювання, плазмотрона (стабілізація й стискання дуги в ньому здійснюються тангенціальним потоком газу), шафи керування (з силовим трансформатором, силовим блоком тиристорів, зрівняльним реактором, стабілізуючим дроселем, магнітним пускачем, автоматичним вимикачем, блоком керування, електродвигуном з вентилятором), переносного блока керування, педальної кнопки, газового редуктора з витратоміром, турелі, з'єднувальних проводів і шлангів. Турель установлюється на джерелі живлення та служить опорою виносному блоку керування.

6.29. Технічні характеристики установок для плазмового зварювання

Типустановки	Діапазонрегулюванняпостійногоструму, А	Номінальнаробочанапруга, В(мн.х)	Плазмо-створючийта захиснийгаз	Призначення(МЗ — механізованезварювання;РЗ — ручне зварювання)
УПС-	300—800	65—75	С02	МЗ маловуглецевих
1002/3	сталей (лонжеронів
трактора К-701)
УПС-201	200—800	До 70	Аг, Не	МЗ міді та її сплавів до 20
(120)	мм, МЗ
УПС-804	300—	90(180)	С02	сталей завтовшки 6—12
800	мм без розчищування
(пряма)	кромок
УПС-501	70—500	45 (80)	Аг, Не	МЗ нержавіючої сталі до
(пряма та	7 мм, міді та її сплавів
зворотна)	до 6 мм, алюмінію та
УПС-404	100—500	45 (90)	Аг	МЗ кільцевих стикових швів 3 алюмінію та його сплавів із стінкою
УПС-301	25—315 (пряма та зворотна)	40 (80)	Аг	РЗ нержавіючої сталі до 5 мм, міді та її сплавів від 0,5 до 3 мм та алюмінію і його сплавів — 1 —8 мм
УПО-201	20—300	40	С02	МЗ маловуглецевої сталі. Різання сталі до 40 мм, міді до 20 мм, алюмінію та його сплавів до 30 мм

Ввімкнення установки в мережу та захист її від короткого замикання здійснюються автоматичним вимикачем, розташованим на задній стінці шафи керування. Силова частина шафи керування являє собою тиристорний регулятор, складений за шестифазною схемою випрямлення із зрівняльним реактором. Для згладжування зварювального струму на виході тиристорного перетворювача є згладжувальний дросель, який забезпечує ефективне згладжування починаючи з 50 А. Крутоспадаючими зовнішні вольт-амперні характеристики стають завдяки застосуванню баластних опорів — у першому діапазоні регулювання, а у другому діапазоні — завдяки негативному зворотному зв'язку за вихідним струмом магнітного підсилювача. Тиристорний блок і силовий трансформатор охолоджуються вентилятором. На лицьовій панелі блока керування встановлені кнопки "Пуск" і "Стоп" джерела живлення, два амперметри та перемикач діапазонів струму. Блок керування забезпечує в автоматичному режимі такі технологічні операції: продувку газу перед зварюванням, збудження основної зварювальної дуги, заварювання кратера наприкінці зварювання, вимикання джерела живлення після заварювання кратера, подачу газу після зварювання, виконання точкового та імпульсного зварювання, регулювання тривалості ввімкнення осцилятора (не більш як 1 с) та повторне ввімкнення осцилятора не рідше ніж через 9 с.

Плазмотрон (рис. 6.45), використовуваний з установкою УПС-301, призначений для постійних струмів прямої полярності від 20 до 315 А та зворотної полярності — від 20 до 250 А. Характеристики деяких плазмотронів наведено в табл. 6.30.

6.30. Технічні характеристики плазмотронів для зварювання

Тип плазмот - рона	Максимальний зварювальний струм. А, полярності		Товщина зварювального металу, мм	Максимальна витрата, л/год		Маса, кг
	прямої	зворотної		газів (сумарна)	Охолоджучої води
ПРС-0201	60	20	0,05—1,5	6,6	2,0	0,1
ПРС-0401	100	40	0,1—2,5	6,6	2,0	0,3
ПРС-0301	315	—	2—6	17	4,0	1,0

Для аргонодугового зварювання застосовується пальник постійного струму прямої полярності від 4 до 80 А.