Свариваемость металлов. Свариваемость низкоуглеродистых, низколегированных, высоколегированных нержавеющих сталей

Сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей.

Стали этих групп относятся к хорошо свариваемым практически всеми видами сварки сталям. Основные требования при их сварке- обеспечение равнопрочности сварного соединения основному металлу, отсутствие дефектов, требуемая форма сварного шва, производительность и экономичность. Низкоуглеродистые стали обыкновенного качества в зависимоти от назначения подразделяются на 3 группы: А, Б,В. В ответственных сварных конструкциях в основном используются стали группы В с гарантируемыми химическим составом и механическими свойствами. Выпускаются низкоуглеродистые качественные стали с нормальным (10,15,20) и повышенным(15г,20г) содержанием марганца. Эти стали хорошо свариваются всеми способоми дуговой сварки. Однака обладают невысокими механическими характеристиками и их применение связано с увеличением металлоемкости и массы конструкции.

К группе низколегированных сталей относятся теплоустойчивые стали перлитного класса используемые в энергетическом машиностроении(12МХ, 12Х1МФ, 20ХМФЛ и др.) в которых содержание легирующих компонентов допускается до 4 %. Однако низколегированные стали более чувствительны к тепловому воздействию, чем низкоуглеродистые, особенно металла большой толщины. В зоне термического влияния более заметны явления перегрева, рост зерна и возможно образование закалочных структур, что служит причиной образования холодных трещин. поэтому при сварке к режимам предъявляют более жесткие требования чем при сварке нелегированных низкоуглеродистых сталей. Сварка ограничевается узкими пределами изменения параметров режима, чтобы одновременно обеспечить минимальное возникновение закалочных структур и уменьшить перегрев.

Высоколегированными считаются стали с суммарным сожержанием легирующих элементом свыше 10% при содержании железа более 45%. Коррозионно- стойкимими обычно являются стали с содржанием Хрома 13% и более. Главной опасностью при сварке этих сталей является склонность к трещинам и межкристаллитной коррозии сварных соединений. Склонность к образованию горячих трещин связана с образованием крупнозернистой столбчатой структуры металла шва, высокой литейной усадкой,значительных деформациях при затвердевании. Основные меры борьбы с горячими трещинами при сварке этих сталей являются: получение сварных швов с двухфазной структурой(аустенит +немного феррита, карбидов или боридов) для улучшения структуры и измельчения зерна; ограничение объемов сварочной ванны и отношения ширины шва к глубине проплавления для уменьшения деформаций при сварке (сварка на пониженных погонных энергиях, ниточные швы, разделка кромок)

К межкристаллитной коррозии склонны высоколегированные стали всех классов, имеющие высокое содержание хрома. Вследствие нагрева обеднение границ зерен хромом и из за этого пониженной стойкостью против коррозии. Исходя из этогоосновные меры предохранения направлены на предотвращение образования карбидов хрома и выпадения их по границам зерен. С этой целью применяют: ограничение содержания углерода в основном и присадочном металле, легирование сталей титаном, ниобием, танталом, ванадием которые препятствуют образованию карбидов хрома. Получение двухфазной структуры в хромоникелевых сталях(содержание феррита до20-25%) дополнительным легированием основного металла и проволоки хромом, кремнием, алюминием; стабилизирующую термообработку, закалку после сварки с целью выравнивания содержания хрома на границах и теле зерна; сварку при минимальном тепловложении, применение дополнительного охлаждения, уменьшение разбрызгивания, предотвращение ударов, забоин.