TIG-сварка хромомолибденовых труб


В этой статье собраны ответы на 10 самых частых вопросов о TIG-сварке хромомолибденовой стали 4130. Обычно данная процедура применяется для сварки спортивной техники: аэробатических самолетов, рам и каркасов безопасности гоночных автомобилей, картов, рам велосипедов и мотоциклов. Перед началом работы убедитесь, что эти советы и рекомендации применимы для вашей конкретной задачи.

В. Пригодна ли сталь 4130 для TIG-сварки?
О. Да, в аэрокосмической уже на протяжении многих лет хромомолибденовая сталь 4130 сваривается методом аргонодуговой сварки TIG. Но, как и в случае любого другого процесса сварки, при этом нужно соблюдать определенные процедуры.

В. Нужно ли проводить предварительный подогрев?
О. Для труб с тонкими стенками (< 0.120" / 3 мм) предварительный подогрев обычно не требуется. Однако перед началом сварки трубы должны быть комнатной температуры (не менее 21ºC).

 

 

В. Какие использовать сварочные материалы?
О. Хотя для этого подходят несколько типов материалов, мы рекомендуем ER80S-D2. Такие материалы обеспечивают достаточно высокую ударную вязкость. В качестве альтернативы можно использовать ER70S-2 и ER70S-6, хотя ударная вязкость в этом случае будет немного ниже.

В. Если я выберу материал класса ER70S-2, то мне придется пожертвовать ударной вязкостью ради относительного удлинения?
О. Да. Такие материалы при сплавлении с основным материалом обеспечивают более низкие механические характеристики. Но, если вы выберете подходщий тип соединения (например, кластер или фасонку), площадь поперечного сечения и длина сварного соединения компенсируют пониженную ударную вязкость наплавленного металла.

В: Почему для этого не рекомендуется буферный металл 4130?
О: 4130 обычно используется в тех случаях, когда металл наплавления подвергается тепловой обработке. Из-за высокой твердости и низкого относительного удлинения этот материал не рекомендуется использовать в спортивной отрасли: для сварки аэробатических самолетов, рам и каркасов безопасности гоночных автомобилей и т. п.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В: Пригодны ли какие-нибудь другие присадочные материалы для свраки сплава 4130?
О: Некоторые производители предпочитают использовать для труб 4130 материалы для сварки аустенитных нержавеющих сталей. Это приемлемо только при использовании материалов марок 310 или 312. При использовании других материалов может возникать растрескивание. Также учтите, что сварочные материалы для нержавеющих сталей имеют большую стоимость.

В: Нужно ли проводить тепловую обработку (снятие напряжения) после сварки сплава 4130?
О: В случае тонкостенных труб снятие напряжения обычно не требуется. Оно рекомендуется для деталей толщиной более 3 мм (0.120"). Для труб рекомендуется температура 590ºC. Для этого можно использовать ацетилено-кислородную горелку с нейтральным пламенем. Во избежание перегрева рекомендуется делать волнообразные движения.

В. Нужно ли проводить предсварочную зачистку?
О. Да, удалите с поверхности загрязнения и смазку с помощью мягких абразивов и ацетона. Затем протрите ее тряпкой. С помощью ручного шабера или резца удалите заусенцы. Для высококачественной сварки требуется чистая рабочая поверхность.

В. Требуется ли защита газом обратной стороны шва?
О. Как правило, газовая защита обратной стороны шва не обязательна, хотя некоторые производители к ней всё же прибегают. В любом случае она не принесет вреда, и часто помогает улучшить качество корневого прохода.

В. Нужно ли закаливать металл после сварки?
О. НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ! Быстрое закаливание металла приведет к растрескиванию и расслаиванию. Обязательно позвольте материалу постепенно остыть.

 

СВАРОЧНАЯ ПРОЦЕДУРА:

Авиастроение и авто-/мотоспорт

Общая информация:

Удалите с поверхности слой окисленного металла и заусенцы на расстоянии 7-8 см от зоны сварки.
Удалите с поверхности остатки ацетона.
Соберите соединение и проведите прихваточную TIG-сварку как минимум в четырех местах.
Убедитесь, что трубы имеют комнатную температуру (минимум 21ºC)
Проведите TIG-сварку с указанными параметрами. Например, для этого можно использовать сварочный аппарат Lincoln Electric Precision TIG®

Пример процедуры сварки

МАТЕРИАЛ ОСНОВЫ: 4130
СОСТОЯНИЕ МАТЕРИАЛА: Состояние N
ТОЛЩИНА МАТЕРИАЛА: 0,9 мм (0.035")
ПРИСАДОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ: ER80S-D2, диаметр 0,9 мм (0.035")
ТИП СОЕДИНЕНИЯ: Труба к трубе, 90º
ПОДГОТОВКА СОЕДИНЕНИЯ: Зачистка абразивным материалом / протирание ацетоном
ШИРИНА ЗАЗОРА: 0 – 0,25 мм
РОД ТОКА: Постоянный ток прямой полярности
СИЛА ТОКА: 20 – 40А
НАПРЯЖЕНИЕ: 9-12 Вольт
ТИП ГОРЕЛКИ: TIG-горелка PTA-9 или PTW-20 Magnum® Pro-Torch™ 
РАЗМЕР СОПЛА: Цанга с отверстием 11 мм (7/16")
ТИП СОПЛА: Керамическое
ТИП ВОЛЬФРАМОВОГО ЭЛЕКТРОДА: 2% торированный
ДИАМЕТР ВОЛЬФРАМОВОГО ЭЛЕКТРОДА: 1,6 мм (1/16")
ФОРМА ВОЛЬФРАМОВОГО ЭЛЕКТРОДА: Заостренная
ЗАЩИТНЫЙ ГАЗ ИЗ ГОРЕЛКИ: Аргон
РАСХОД ГАЗА: 0,4 – 0,7 куб.м./ч
РЕЗЕРВНЫЙ ЗАЩИТНЫЙ ГАЗ: Аргон
РАСХОД ГАЗА: 0,14 – 0,28 куб.м./ч
ПРИХВАТОЧНАЯ СВАРКА: В 4 местах (мин.)

Присадочный материал:

Вариант 1 ER80S-D2
Вариант 2 ER70S-2
Вариант 3 ER70S-6

 

ПРИМЕЧАНИЕ: конкретные характеристики сварки зависят от индивидуальных предпочтений сварщика. Скорость сварки, тип присадочного материала, производительность наплавки, сила сварочного тока, газовая защита и напряжение дуги (расстояние между вольфрамовым электродом и сварочной ванной) – все эти параметры влияют на тепловложение, ударную вязкость и относительное удлинение наплавленного металла.