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.


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.
 

samodelkin

Я люблю этот Форум!
Откуда
Вилюйск
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

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.  :D

: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
 

Владимир Раппана  vvr

Я люблю этот Форум!
Откуда
москва
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.  :D

: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 :)
 

Leonid

Специалист
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
 

Gennadij Khazan

"Осилит дорогу идущий"(с)
Заблокирован
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
 

Andriy

Я люблю это!
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.
 

_Alex_

Я люблю этот Форум!
Откуда
Кишинев
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.
 

Gennadij Khazan

"Осилит дорогу идущий"(с)
Заблокирован
Андрей хлебосольный мужик , сейчас просто занят , если нужно я вам его мобильный дам , созвонитесь.
 

andrey

ОКБ "Дельфин"
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. :)
 

vas

Люблю вертолеты! В них все вращается и вибрирует!
Откуда
Москва
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)
 

Kerfi

Всем привет!
Откуда
Москва
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  :cool:. На AC/DC тогда не "разгулялся" - не увидел для себя больших задач по алюминию, а платить еще 20тыр. на эксперименты - жаба загрызла  :p. 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...
 

vas

Люблю вертолеты! В них все вращается и вибрирует!
Откуда
Москва
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 :eek:.
А вы думали цена просто так в два и более раза выше у приличных инверторов при том же ампераже?
 

Kerfi

Всем привет!
Откуда
Москва
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.
 

ingener

Здорово все это!
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?
 
Вверх