Электроды для сварки стали 48ХН-2: состав, свойства и регламент применения
Сталь 48ХН-2 — конструкционная легированная среднеуглеродистая сталь, содержащая около 0,48 % углерода, до 1 % хрома и до 2 % никеля. Такое сочетание обеспечивает высокую прочность в термоупрочнённом состоянии при сохранении достаточной вязкости, однако одновременно повышает склонность металла к образованию холодных трещин и требует строгого подбора сварочных материалов. Электроды для сварки стали 48ХН-2 должны обеспечивать близкий к основному металлу химический состав наплавленного слоя, минимальное содержание водорода и стойкость шва к замедленному разрушению.
Требования к сварочным материалам
Сварка стали 48ХН-2 относится к группе ответственных соединений, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках. К электродам предъявляются следующие требования:
- наплавленный металл с содержанием углерода не более 0,12 % для снижения трещинообразования;
- легирование через никель и хром для достижения предела прочности 590–690 МПа;
- низкое содержание диффузионного водорода — не более 5 мл на 100 г наплавленного металла;
- стойкость против образования холодных трещин при сварке деталей толщиной свыше 20 мм;
- стабильное горение дуги на постоянном токе обратной полярности.
Типы применяемых электродов
Для соединений из стали 48ХН-2 используют электроды с рутиловым и основным покрытием. Основное покрытие предпочтительно при сварке ответственных узлов, поскольку обеспечивает минимальное насыщение шва водородом и высокую ударную вязкость металла шва при отрицательных температурах. Рутиловые электроды применяются для менее нагруженных соединений и при выполнении подварочных швов.
| Марка электрода | Тип покрытия | Предел прочности, МПа | Ток, А | Положение сварки |
|---|---|---|---|---|
| Э50А | основное | 590 | 120–180 | нижнее, вертикальное |
| Э55 | основное | 640 | 140–200 | нижнее |
| Э60 | рутиловое | 660 | 130–190 | нижнее, горизонтальное |
| Э50 | рутиловое | 550 | 110–170 | все положения |
Технология сварки
Перед сваркой стали 48ХН-2 обязателен предварительный подогрев до 200–250 C при толщине стенки более 20 мм. Электроды с основным покрытием прокаливают при 350–400 C в течение 1–2 часов непосредственно перед применением. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности, короткой дугой, без поперечных колебаний большой амплитуды. После завершения шва выполняют замедленное охлаждение под теплоизоляционным покрытием либо отпуск при 600–650 C для снятия остаточных напряжений.
Области применения
- сварные конструкции экскаваторного и дробильного оборудования;
- зубья ковшей, ножи грейдеров, рабочие органы дорожной техники;
- валы, оси и полуоси грузового транспорта;
- детали прокатных станов и кузнечно-прессового оборудования;
- несущие рамы тяжёлых станков и металлоконструкций мостовых кранов.
Контроль качества соединений
Сварные швы на стали 48ХН-2 подвергают ультразвуковой дефектоскопии и капиллярному контролю. Дополнительно проводят испытания на ударный изгиб при температуре –40 C. Твёрдость наплавленного металла в зоне термического влияния не должна превышать 320 HB во избежание образования холодных трещин.
Вопросы и ответы
Нужен ли предварительный подогрев при сварке стали 48ХН-2?
Да, при толщине свариваемых деталей свыше 20 мм подогрев до 200–250 C обязателен. Это снижает скорость охлаждения и предотвращает образование холодных трещин в зоне термического влияния.
Какие электроды обеспечивают минимальное содержание водорода в шве?
Электроды с основным покрытием после прокалки при 350–400 C обеспечивают содержание диффузионного водорода не более 5 мл на 100 г наплавленного металла.
Требуется ли термообработка после сварки?
Для ответственных узлов рекомендуется отпуск при 600–650 C для снятия остаточных напряжений и снижения твёрдости в зоне термического влияния.
Какой ток применяется при сварке электродами диаметром 4 мм?
Для электродов диаметром 4 мм с основным покрытием ток составляет 140–180 А на постоянном токе обратной полярности.
