Особенности сварки среднелегированных сталей.

В зависимости от типа конструкции и ее назначения к сварным соедине-ниям из среднелегированных сталей предъявляются требования необ­ходимой и достаточной прочности в условиях эксплуатации, плотности, а также некото-рые специальные требования (корро­зи-онная стойкость, стойкость против взрывных нагрузок и т. п.). В связи с особыми физико-химическими свойствами среднелеги­рованных сталей выполнение этих требований является доста­точно сложной задачей. Восприимчивость среднелегированных сталей к закалке, а также высокий уровень механических свойств обусловливают ряд специфичес-ких трудностей, возникающих при их сварке.

Первой трудностью, наблюдающейся при сварке среднелеги­рованных сталей, особенно с повышенным содержанием углерода и легирующих элементов, является предупреждение возникно­вения холодных трещин в околошовной зоне и в металле шва. Низкая сопротивляемость околошовной зоны среднелегированных сталей образованию холодных трещин определяется особенно­стями происходящих в них структурных превращений, обуслов­ленных концентрированным местным нагревом металла вплоть до температур плавления, а также резким отличием в некоторых сварных соединениях химического состава металла шва от со­става околошовной зоны.

Можно утверждать, что во всех случаях сварки среднелеги­рованных сталей, содержащих свыше 0,15% С, следует пред­усматривать меры, обеспечивающие повышение стойкости свар­ных соединений против образования холодных трещин. Из приве­денных в табл. 10-7 марок только сталь 06НЗ обладает высокой стойкостью против образования холодных трещин. В сварных соединениях всех остальных марок сталей при тех или иных условиях сварки холодные трещины могут возникать. Вероят­ность их образования тем больше, чем больше содержится в стали углерода и легирующих элементов, повышающих восприимчи­вость стали к закалке, и чем больше толщина металла. Задача рационального технологического процесса при сварке среднедетированных сталей сводится прежде всего к тому, чтобы наиболее простыми приемами обеспечить высокую стойкость металла около­шовной зоны и металла шва против образования холодных трещин.

Второй трудностью сварки среднелегированных сталей является предупреждение возникновения кристаллизационных трещин в металле шва. Методы предупреждения кристаллизацион­ных трещин при сварке среднелегированных сталей мало отли­чаются от применяющихся при сварке углеродистых сталей. Для этого снижают содержание в шве серы, углерода и других элемен­тов, уменьшающих стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин, и повышают содержание таких элементов, как марганец, хром и др., увеличивающих стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин.

Третья трудность состоит в необходимости получения металла шва, око-лошовной зоны и сварного соединения в целом с механи­ческими свойствами, равноценными или близкими к свойствам основного металла. Поскольку для повышения стойкости металла шва против образования холодных и кристалли-зационных трещин ограничивают содержание в нем углерода и некоторых ле-гиру­ющих элементов, достигнуть равноценности шва с основным ме­таллом в общем случае весьма затруднительно. Литой металл шва в отличие от катаных и кованых заготовок не подвергается обработке давлением — эффективному средству создания благо­приятной структуры и повышения механических свойств металла. Термообработка сварного соединения должна быть возможно более простой и одинаковой для основного металла и металла шва.

Четвертая трудность получения качественной зоны сплавлення. В ряде случаев возникают серьезные затруднения с обеспече­нием надлежащих прочностных и пластических свойств металла, околошовной зоны и зоны сплавления. Трудности получения каче­ственной зоны сплавления возникают, например, в случае исполь­зования для сварки среднелегированных сталей высоколегирован­ного электродного металла, обеспечивающего получение шва с аустенитной структурой. Большая разница по химическому составу между металлом шва и основным металлом при опреде­ленных условиях может привести к образованию в зоне сплавле­ния непластичной хрупкой прослойки и обезуглероживанию ос­новного металла в участках, непосредственно примыкающих к границе сплавления.

Пятая трудность. Совершенно особые трудности возникают, если свар-ные соеди­нения среднелегированных сталей вовсе нельзя подвергать термо­обработке, например сварные соединения судов и других круп­ных сооружений, а также, если вместо требуемой закалки с последующим отпуском приходится применять только отпуск. В подобных случаях прибегают к ряду особых техно-логических приемов. Для решения этих задач технолог должен правильно выб-рать режимы сварки и сварочные материалы.

Большие трудности могут возникнуть при электрошлаковой сварке ста-лей, склонных к перегреву. Для устранения послед­ствий перегрева в около-шовной зоне в таких случаях приходится разрабатывать специальные режимы термообработки, усложня­ющие изготовление сварной конструкции, или при-менять менее производительные методы сварки.

Из всех перечисленных затруднений, возникающих при сварке средне-леги-рованных сталей, наиболее серьезным и специфичным является предот-вращение образования холодных трещин.