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.
