Технология сварки хромансиля

Буду краток. (С) Президент.​

Имею опыт соединения металлов только пайкой. Так что дальше всё домыслы и цитаты из литературы. Просьба критиковать.


Отрывок из книги Д.Л. Глимазенко и Г.Б. Евсеева "Газовая сварка и резка металов". Машгиз М.1961г. Стр. 210-211

3. Хромокремнемарганцовые стали (хромансиль).
Наиболее распространенными марками этих сталей являются 20ХГС, 25ХГС, 30ХГС и 35ХГС, которые отличаются в основном содержанием углерода. Первые три марки стали содержат 0,9— 1,2% Si; 0,8—1,1% Mn; 0,8—1,1% Cr и до 0,4% Ni. В стали 35ХГС содержание Si и Cr составляет по 1,1 —1,4% (ГОСТ 4543-48).

Эти стали обладают высокой прочностью и упругостью. Например, после термической обработки (закалка 900° в воду, отпуск 640° на воздухе) сталь 20ХГС имеет предел прочности 83 кГ/мм[sup]2[/sup] при относительном удлинении 17%.

Структура сварных соединений стали хромансиль, как и других низколегированных сталей перлитного класса, имеет четыре основных участка: а) околошовную зону с крупнозернистой структурой, характерной для перегретого металла; б) участок полной перекристаллизации; в) участок неполной перекристаллизации; г) участок рекристаллизации или отпуска. В структуре перегретого металла характерными являются неоднородные сорбито-трооститные структуры с выделением феррита, как это обычно имеет место в видманштеттовой структуре. Отпуск сварного соединения, не изменяя обшей ориентации микроструктуры, приводит к образованию более стабильных феррито-перлитных структур.

При сварке этих сталей можно применять соединения в стык, внахлестку, в тавр и угловые. Соотношения толщины свариваемого металла не должно превышать: при стыковых соединениях 1 : 2, а при соединениях внахлестку и в тавр 1 :6.

Если к прочности металла шва после термообработки не предъявляется высоких требований, то в качестве присадочной проволоки применяется малоуглеродистая проволока марки Св-08 и Св-08А по ГОСТ 2246-54. Если прочность после термообработки должна быть выше 90 кГ/мм2, то применяется проволока Св-18ХГСА или проволока Св-18ХМА по ГОСТу 2246-54.

Режим газовой сварки этих сталей следующий:

Толщина металла в мм0,5123
Расход ацетилена в л/час5075150300
Давление кислорода в ати1,5 1,5 2,53
Диаметр присадочной проволоки в мм11,522,5

Пламя должно быть нормальным. Сварка производится в один слой в нижнем положении. Вертикальных и потолочных швов следует избегать. Перед сваркой производят предварительную прихватку листов на расстоянии 20—30 мм при толщине листов от 0,5 до 1,5 мм и на расстоянии 40—60 мм при толщине листов 2 мм и более. Прихватка должна располагаться на расстоянии 10—15 мм от края листа или угла соединения. Большое значение для получения хорошего качества шва при сварке стали «хромансиль» имеет тщательная очистка и подгонка кромок и точное соблюдение установленного между ними зазора, который должен быть одинаковым по всей длине шва. Стали хромансиль склонны давать холодные трещины в шве и околошовной зоне при резком охлаждении. Поэтому сварку этих сталей производят способом, обеспечивающим замедленное охлаждение. При окончании сварки нельзя быстро отводить горелку, и следует делать это медленно и одновременно подогревать факелом пламени металл в радиусе 20—40 мм вокруг места окончания сварки. Для уменьшения коробления прихватка и сварка ведутся от середины шва к его краям. После свар-ки изделие рекомендуется подвергать термической обработке— закалке и отпуску. Закалка производится с нагревом до 880° и последующим охлаждением в масле, температура которого равна 20—50°. Время выдержки при температуре 880° выбирают для изделий толщиной 1 мм — 5 мин., 3—5 мм—10 мин. и т. д. Необходимость применения термической обработки этих сталей после сварки зависит от того, насколько ответственна данная сварная конструкция и в каких условиях она работает. Указания о термической обработке и ее режиме даются в технических условиях или на чертежах сварных узлов.


Значит так. Для сварки небольших деталей (напр. шасси) имеем следующее.

  • Камин дровяной на даче.
  • Инфракрасный термометр DT-8818, купленный на Митинском радиорынке.
    DT-8829a.jpg

    http://www.cem-meter.com/8829.htm
  • Пост газосварочный переносной «ОСА» (пока теоретически)
    osa.jpg

    http://www.severkomplekt.ru/1/osa.shtml

Что делаем:

  • Подогреваем детальки в дровяном камине (колосник из арматурной стали за 15 лет даже не прокорродировал!)
  • Периодически достаём и измеряем температуру.
  • Выносим на улицу, варим.
  • Несём в термичку (к сожалению, как сделать недорогую самодельную термичку не знаю).

Разгромите идею. Что неверно и почему.

Александр.
 
Еще один прыткий! ;D



1 Про газовую сварку лучше забыть.... каменный век!
2 Сврка с подогревом как правило ведется для  металла в отоженном состоянии, для сварки в нормализованном состоянии желательно после сварки делать термообработку.
3 Маленькую термопечь на самом деле сделать не так уж и сложно. Камин для этой цели не пойдет, не сможешь нагреть деталь до одинаковой температуры. В печи температура воздуха, стенок и детали должна быть одинакова со всех сторон.Весь вопрос в том какой величины деталь нужно обрабатывать?
 
[quote author=samodelkin link=1133382137/0#1 date=1135780709]Еще один прыткий! ;D



1 Про газовую сварку лучше забыть.... каменный век!
[/quote]

Да я в общем без претензий. Газовая сварка самая дешёвая и не требующая специального сварочного поста. Насколько я понял из книжки "Aircraft Welding" для сварки деталей в любительском самолетостроении применяется только кислородно-ацетиленовая сварка.

[quote author=samodelkin link=1133382137/0#1 date=1135780709]
2 Сврка с подогревом как правило ведется для  металла в отоженном состоянии, для сварки в нормализованном состоянии желательно после сварки делать термообработку. [/quote]

Идея номер раз -  надо найти отечественную сталь, не требующую термообработки, аналог их "Cromolloy".

Идея номер два - найти отечественную сталь, для которой термообработку можно совместить с сушкой порошковой краски на ней.

[quote author=samodelkin link=1133382137/0#1 date=1135780709]
3 Маленькую термопечь на самом деле сделать не так уж и сложно. Камин для этой цели не пойдет, не сможешь нагреть деталь до одинаковой температуры. В печи температура воздуха, стенок и детали должна быть одинакова со всех сторон.Весь вопрос в том какой величины деталь нужно обрабатывать?
[/quote]

Ориентировочная длина заготовки (трубы) - 8 футов. Думаю, детали будут меньше, но всё равно термичка должна быть достаточно большой.

Как бы не пришлось после всех описанных граблей заказывать титановые детали.

Александр.
 
[quote author=Commodore link=1133382137/0#2 date=1136145815]

Насколько я понял из книжки "Aircraft Welding" для сварки деталей в любительском самолетостроении применяется только кислородно-ацетиленовая сварка.


[/quote]
 

Вложения

  • 01.01.2006_23-13-56_0000.jpg
    01.01.2006_23-13-56_0000.jpg
    39,8 КБ · Просмотры: 293
Интересный сайт по теме:
http://www.gazosvarka.ru/

И статья про хромансиль: http://www.gazosvarka.ru/content/index113.php

В 30-е годы из хромансилевых труб делали такого размера фюзеляжи, что ни в какую печку не влезут. По этому поводу вариантов два:

1. Ферма была статически определимой - собирали из отдельных труб с законцовками. Тогда ой... :STUPID
2. Варили как описано в статье -  быстро с плавным отводом пламени.  😀

:IMHO Всё-таки отжечь тонкостенную пространственную конструкцию скажем так задача нетривиальная.

У нас страна чудес- летали огромные самолёты из хромансилевых труб, а как их варили - толком никто не помнит.  :-?

/me
 
Интересный сайт по теме:
http://www.gazosvarka.ru/

И статья про хромансиль: http://www.gazosvarka.ru/content/index113.php

В 30-е годы из хромансилевых труб делали такого размера фюзеляжи, что ни в какую печку не влезут. По этому поводу вариантов два:

1. Ферма была статически определимой - собирали из отдельных труб с законцовками. Тогда ой... :STUPID
2. Варили как описано в статье -  быстро с плавным отводом пламени.  😀

:IMHO Всё-таки отжечь тонкостенную пространственную конструкцию скажем так задача нетривиальная.

У нас страна чудес- летали огромные самолёты из хромансилевых труб, а как их варили - толком никто не помнит.  :-?

/me

Если вы хотите сварить пару труб из хгса - я вам помогу. Обычно проблема не в шве, а в оснастке. Не строить же кондуктор ради одной детали! Вот и мучаются люди. А серийно можно сварить хоть корпус торпедоносца. У меня друг трактором варит рамы для авто прицепов длиной кажется по 8 или 10 метров - получается неплохо.
Только 4130 вы все равно не найдете. Или 30хгса или берите ст20.
Мы варим 08/1.0г2с - обычной проволокой. Мы не термообрабатываем швы, но вам никто не помешает после сварки накрыть шов асбестовой тряпочкой и медленно его охладить.
По термичкам и порошковой окраске - длина камеры где мы красим наши изделия - 4 метра. вам хватит? Там единственное ограничение будет типа 800х1200 по сечению фермы и все. Только отпускать детали в такой печи не получится - температура мала, хотя я внутри не сидел, может и нормальная 🙂
 
Прочность сварного шва вещь важная, но не главная. Главная проблема в авиации со сваркой- ее хрупкость. Чем варить- разницы нет. Десятилетиями варили газосваркой и лишь недавно перешли на ТИГ и МИГ. Но совсем не оттого что газосварка плохой вид, а оттого что другие- более технологичнее и даже уже дешевле.
Конечно лучше сваривать используя пруток того-же материала. И лучше ТИГом. Тогда получается единый материал, даже не испорченый продуктами згорания как от газосварки. Мой знакомый провел множество эксперементов( затратив много денег)и пришел к выводу что если 4130 варить ТИГом и труба меняет цвет на 5 см с каждой стороны шва- дальнейший отжиг не нужен.( уже третий самолет так собирает. НЕ нужен он и при использовании газосварки. Если конечно труба прогревается точно так же. С МИГом канешно проблемы. И проволоку 4130 не достать и напряжения дикие получаются. Но ведь варят. И летают. Взгляните на любой чертеж. Если все правильно, то там никогда не будет швов работающих на отрыв. Короче МИГом тоже можно, но надо отжигать.
И вообще проблема не в сварке, а как недорого заделать что-то типа стапеля чтоб не вело. Вот это и есть насстоящее искуство. А варить с современной техникой может любой, если не совсем тупой конечно.
 
По термичкам и порошковой окраске - длина камеры где мы красим наши изделия - 4 метра. вам хватит? Там единственное ограничение будет типа 800х1200 по сечению фермы и все. Только отпускать детали в такой печи не получится - температура мала, хотя я внутри не сидел, может и нормальная 🙂

:IMHO Думаю, очень даже хватит.

Термообрабатывать детали низким отпуском (час при 200 градусах по Цельсию)  тоже более чем получится.

/me
 
По термичкам и порошковой окраске - длина камеры где мы красим наши изделия - 4 метра. вам хватит? Там единственное ограничение будет типа 800х1200 по сечению фермы и все. Только отпускать детали в такой печи не получится - температура мала, хотя я внутри не сидел, может и нормальная 🙂

:IMHO Думаю, очень даже хватит.

Термообрабатывать детали низким отпуском (час при 200 градусах по Цельсию)  тоже более чем получится.

/me

В печах сушки порошковой краски ДОЛЖНА быть температура в пределах 160 - 180 градусов
Что касается фермы фюзеляжа ,то примените тонкостенную нержавейку и варите ТИГом в среде аргона
 
По термичкам и порошковой окраске - длина камеры где мы красим наши изделия - 4 метра. вам хватит? Там единственное ограничение будет типа 800х1200 по сечению фермы и все. Только отпускать детали в такой печи не получится - температура мала, хотя я внутри не сидел, может и нормальная 🙂

:IMHO Думаю, очень даже хватит.

Термообрабатывать детали низким отпуском (час при 200 градусах по Цельсию)  тоже более чем получится.

/me

В печах сушки порошковой краски ДОЛЖНА быть температура в пределах 160 - 180 градусов
Что касается фермы фюзеляжа ,то примените тонкостенную нержавейку и варите ТИГом в среде аргона

Краски бывают разные и хорошая печь должна 200 градусов держать.

/me
 
Добрый вечер пилоты и сочувствующие!
Для начала советую варить из тонкостенных нержавеющих труб 04Х18Н9. Не подкаливается шов, пластичный материал, прекрасная ремонтопригодность. Кончно же по прочности будет уступать хромансилю, но к тому времени как он вам будет нужен, вы научитесь варить аргонкой или еще лучше микроплазменной горелкой. Нет пределу совершенству, и желанию усовершенствоваться.
 
Добрый вечер пилоты и сочувствующие!
Для начала советую варить из тонкостенных нержавеющих труб 04Х18Н9. Не подкаливается шов, пластичный материал, прекрасная ремонтопригодность. Кончно же по прочности будет уступать хромансилю, но к тому времени как он вам будет нужен, вы научитесь варить аргонкой или еще лучше микроплазменной горелкой. Нет пределу совершенству, и желанию усовершенствоваться.

Добрый день Андрий,
а скажите к Вам можно в гости напросится? Скоро мы планируем посетить Киев... Напишите в личку если что.
 
andrey сказал(а):
Leonid сказал(а):
ТИГ дает :
а)возможность точного соответствия  добавляемого в шов металла металлу свариваемой конструкции .
б)процесс сварки в чистом инертном газе. Или, как говорят- отсутствие контаминации.

Однако ж:
(а)- есть у газовой гарелки
(б)- есть у МИГа.

Но ТИГом иногда сложно добраться до нужного места. Искра не туда скачет..

Т.е., если резюмировать:
Если хочешь потратиться на сварочный аппарат - приобретай ТИГ, потому что
ТИГ- на все случаи жизни, если не принимать во внимание некоторые нюансы.
Gennadij сказал(а):
Да именно так , и лучше не простой инвертор , а полноценный ТИГ в том числе с возможностью и  сварки алюминия
Leonid сказал(а):
Если расчитывать и на алюминий- то из ТИГа получается универсальный аппарат на все случаи жизни. Ведь алюминий варится пистолетом с катушкой. Ничего не стоит вместо катушки алюминия поставить туда стальную.Получается МИГ.  🙂
Инверторы мне не нравятся именно из-за отсутствия такой многофункциональности. А те инверторы которые имеют выход АС- уж слишком дОроги. Когда мобильность - не критерий, то лучше взять один серьезный ТИГ , пистолет и пару-тройку баллонов с разным газом на все случаи жизни. Лично я так и сделал( у меня Миллер СД190 с пистолетом). Но однако ж давяча не смог пройти на барахолке мимо китайского нерабочего 100-амперного безгазового МИГа за $20. Оказалось чего-то уронили на кабель который в резетку втыкается и незаметно перебили его.После 10-ти минутного ремонта оказался очень даже удобный и полезный в хозяйстве переносимый аппарат.Забор подремонтировать в доме например. Или друзьям взаймы дать  😉( тут я вспомнил одного своего товарища в армии который курил исключительно сигареты с фильтром,но всегда носил с собой ещо и пачку Примы..для тех кто закурить попросит ;D)Но для серьезной работы в авиации должен быть серьезный станционарный аппарат. Я когда-то работал в конторе( по ремонту парковой техники) где приходились много варить и фирма не жалела денег на качественное оборудование. Т.е я как бы "развращен роскошью" и стал сторонником фирмы "Миллер". Миллер- дсключительно качественное оборудованое.

Перенес пару постов на эту ветку, здесь мне кажется логичней будет 😉
Итак, определились - ТИГ. Но как выбрать из всего многообразия? На какие параметры смотреть, каким производителям доверять? Я так понимаю, Миллер - это хорошо, но дорого вероятно. Вобщем хочется как всегда "дешево и сердито", а еще лучше бесплатно ;D Или отправьте где можно почитать, чтоб лишних вопросов не задавал. 🙂
 
Несколько замечаний про газовую сварку.
Буржуины-самодельщики очень активно применяют ее для сварки трубчатых конструкций самолетов. В книгах посвященных сварке самодельных конструкций (R.Finch Performance welding handbook; D.Russo Construction of tubular steel fuselage) Газосварка и ТИГ рассматриваются на равных. Общение на Oshkosh и Sun'n'fun говорит о том же - хочешь сэкономить, особенно если планируешь только один аппарат - используй газосварку.
Прочность не уступает ТИГу но швы выглядят грубее. Хотя в продаже есть самые разные горелки которыми можно делать тонкие швы и залезать в такие места, куда ТИГ не запихнешь.
В общем рекомендую для начала попробовать газ, может ТИГ и не понадобится уже.

Сам я использую ТИГ инвертор, но купил его т.к. нужно еще и алюминий варить. (Справедливости ради скажу, что алюминий газом тоже варится, но только под флюсом)
 
Итак, определились - ТИГ. Но как выбрать из всего многообразия?...
С год назад подбирал себе сварку, как для будущих авиа- (хотя конкретных задач пока почти и не появилось) так и для общебытовых/дачных нужд. По типу преобразования остановился на инверторе: плюсы - постоянный ток, малый вес (таскать 30кг трансформатор туда-сюда в машине - не радость), минусы - судя по публикуемым параметрам, худший чем у трансформаторов КПД, что на даче в условиях электродефицита - штука полезная. Хотя в итоге я не заметил, чтобы инвертор перегревался на токах 120-140А.

В итоге из некитайского попался на глаза французский GYSMI, "Специалист по заварки"  ;D, как тогда пестрело на их сайте (продается также под торговой маркой IMS. Остановился на 160HF - умеет MMA + TIG до 160А при ПВ 35-40%, в тиге запуск методами контакт-отрыв или высокой частотой, регулировка времени пре- и постгаза, плюс импульсный режим (без смены полярности). Варю отнюдь не каждый день, но до сего дня - тьфу-тьфу... трудится. Импульсом пока не пробовал. Брал комплект с тиг-горелкой и MMA-проводами у ESVA(в Москве), вполне внятные ребята, при лучших по Москве ценах, комплект у них и по сей день 17.5тыр (только склад у них еще минутах в 10 езды). Если импульс и высокая частота не нужны - есть модель 1700 по 10,5тыр с чемоданчиком  😎. На AC/DC тогда не "разгулялся" - не увидел для себя больших задач по алюминию, а платить еще 20тыр. на эксперименты - жаба загрызла  😛. Надо будет на алюминии попробовать поиграться с импульсными режимами.

AC/DC самый дешевый был, похоже, именно у IMS/GYS - у ESVA на IMS TIG 180 AC/DC с аксессуарами было объявлено 38тыр, но не было на складе (похоже, так до сих пор его и не возят), у СВАГИ за те же деньги - без комплекта, с комплектом - 42.5, но зато были на складе   🙂. У прочих производителей AC/DC на токах 160-180А цен меньше 50-52тыр не нашел. Народец в Сваге "постекляннее", брал у них аргон, баллон 10л впарили - углекислотный (типа, нету аргоновых, "да там разница только в цвете окраски...", хотя по телефону 2 раза сказали именно про аргоновый), цены у них там явно выше (тот же 160HF с комплектом - аж 23т!), да и еще прыганули "как раз к моему приезду" и т.п., но номенклатура там побогаче...
 
Маленький комментарий. Аппараты GYS по утверждениям их же продавцов не держат малых токов. Поэтому работа с тонкими металлами на них весьма проблематична. (Не невозможна, прошу заметить - приспособиться наверное можно...) Увы, именно с тонким металлом в авиации и приходится иметь дело 😱.
А вы думали цена просто так в два и более раза выше у приличных инверторов при том же ампераже?
 
Вполне возможно. Тонкие листы варить попробовал всего пару раз (сталь), показалось, труднее рукой дугу держать (и лист не прожечь), чем аппарату - ток  😉. Хотя как-то приноровиться, наверное, все же действительно можно. У 1600HF мин. прописан 5А, у 1700 - 10А. Вообще о тонких листах задач себе при покупке особо не ставил, если речь об обшивке - дюраль варится достаточно плохо, результат по прочности и/или производительности все равно проигрывает клепке. Слышал всего об одном сваренном в академических целях летающем самолете, и то, возможно, из малолегированного алюминия. А вообще, для тонких листов существует MIG/MAG (полуавтоматы), для того, полагаю, в основном и разрабатывались. Кажется, и для сварки алюминия проволоки MIG/MAG также существуют.
 
Пробовал варить дюраль. Плохо получается. Особенно при малой толщине прядка 1-1,5мм. Основные проблемы по моему чайниковскому разумению - это высокая теплопроводность алюминия из-за которой трудно контроллировать размер сварочной ванны и крупные обломки окисной пленки, которые мешают сформировать правильный шов и норовят проникнуть внутрь его. Газовая сварка вообще не годится. Прогревается сразу слишком большой обьем металла и сразу проваливается. Электродуговая вольфрамовым электродом с аргоном получше, но тоже слишком велико пятно, в котором выделяется тепло и нестабильно его количество, которое сильно зависит от длины дуги непонятным образом. Да и дуга гуляет так, как ей хочется, трудно попасть в нужную зону с точностью порядка 1-2мм. Плазменные аппараты, которые мне попадались, слишком капризны. Вот и возникли мысли о создании нового аппарата, в котором высокотемпературная плазма должна импульсно создаваться в объеме пламени обычной газовой горелки небольшой мощности.  Немного поэксперементировал в этом направлении, получил некоторые обнадеживающие результаты. Но для доведения до ума этого аппарата нужно потратить еще много сил и времени. Вот и решил поинтересоваться, может, я изобретаю велосипед? Или это никому, кроме меня не нужно? Жалко понапрасну тратить много времени. Что скажут по этому поводу специалисты по сварке?
 
Назад
Вверх