Оценка свариваемости основного металла изделия

Общая характеристика основного металла

Основной металл конструкции и оценка его свариваемости

При производстве обсадных труб применяется горячекатаная низколегированная сталь 22ГЮ. Химический состав и механические свойства стали приведены в таблице 3. и 4.

Таблица 3.Химический состав стали 22ГЮ.

Марка стали	Массовая доля элементов, %
Углерод	Марганец	Кремний	Алюминий	Хром	Сера	Фосфор	Кальций
Не более
22ГЮ	0,15 – 0,22	1,2 – 1,4	0,15-0,30	0,02 – 0,05	0,4	0,010	0,020	0,02

Таблица 4. Механические свойства стали марки 22ГЮ.

Временное сопротивление МПа, не менее	Предел текучести, МПа не менее	Относительное удлинение, %, не менее

Рулонная сталь постав ляется толщиной 6 – 11 мм, шириной 1400 – 1800 мм с необрезанной кромкой.

Допустимые отклонения по размерам рулонной стали:

по толщине – (для 6 – 8 мм) – (-0,35; +0,35) мм; (для 8 –11 мм) – (-0,4; +0,4) мм;

по поперечной разнотолщинности не более 0,3 мм;

по ширине – (+25) мм

по серповидности – 15 мм на 10 м;

по телескопичности – не более 50 мм;

по плоскостности – не более12 мм на 1 метр длины.

Размер внутреннего диаметра рулона должен быть 600 – 1000 мм, размер наружного диаметра рулона 1400 – 2300 мм. Овальность наружного и внутреннего диаметров рулона должна быть не более 50 мм. Минимальная масса рулона 20 т, максимальная 36 т.

Под технологической свариваемостью понимают способность металлов образовывать прочное соединение без существенного ухудшения их технических свойств в самом соединении и в прилег ающей к нему околошовной зоне.

Свариваемость является переменным свойством материала. С усовершенствованием технологии и оборудования можно улучшить свариваемость материалов. Технологическую свариваемость не следует рассматривать в отрыве от технологического процесса изготовления изделия.

Общим и характерным для высокочастотной сварки является ярко выраженная локальность нагрева в сочетании с высокими скоростями сварки. Ширина зоны термического влияния в области сварного соединения 1– 5 мм.

Температурные градиенты в зоне шва достигают 1000 град/мм, что обуславливает мощный тепловой поток от нагреваемых участков к холодным и, следовательно, высокие скорости охлаждения шва и околошовной зоны. Эти скорости для стали 22ГЮ выше критических, и как следствие этого, в зоне сварного соединения будут образовываться хрупкие структурные составляющие (мартенсит и тростит).

При рассмотрении вопроса о свариваемости металла изделия необходимо определить степень влияния отдельных легирующих элементов. Определим склонность материала к образованию горячих и холодных трещин, проведём оценку зоны термического влияния. Склонность материала к образованию холодных трещин определим по формуле 1:

Для стали 22ГЮ:

Склонность к возникновению горячих трещин определим по формуле 2:

Для стали 22ГЮ:

Оценку по твёрдости ЗТВ проводим по формуле 3:

Для стали 22ГЮ:

Полученное значение эквивалента углерода характеризует хорошую свариваемость стали. Не требуется предварительного подогрева кромок и самого изделия, что исключает вероятность образования холодных и горячих трещин, но HV=356.95>350 показывает что сталь 22ГЮ склонна к образованию закалочных структур в зоне термического влияния.

Швы, сваренные на низкоуглеродистых сталях всеми способами сварки, обладают удовлетворительной стойкостью против образования кристаллизационных трещин. Это обусловлено низким содержанием углерода в данных сталях.

Низколегированные стали, обладают хорошей свариваемостью практически при всех способах сварки.

Технологией производства обсадных труб высокочастотной сваркой предусмотрена термическая обработка сварного изделия непосредственно после сварки для обеспечения распада закалочных структур на феррито-перлитную смесь, и повышения коррозионной стойкости сварного соединения.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод: технологическая свариваемость в комплексе с технологическим процессом – хорошая.

Дата добавления: 2015-04-24