Сталі, які містять вуглець до 0,27%, добре зварюються всіма способами. Сталі з підвищеним вмістом вуглецю в більшості випадків зварюються з попереднім підігрівом, а іноді з подальшою термічною обробкою – нормалізацією або відпалом.
Сталі, які містять легуючі елементи в сумі до 5%, належать до низьколегованим.
За призначенням стали вони поділяються на три групи:
- Низьколеговані;
- Середньолеговані;
- Низьколеговані жароміцні.
Низьколеговані маловуглецеві сталі вміщують 0,22% вуглецю. Їх легують хромом, марганцем, кремнієм, нікелем, міддю, титаном і використовують як будівельні сталі в кораблебудуванні і транспортному машинобудуванні.
Низьколеговані середньовуглецеві сталі містять від 0,20 до 0,40% вуглецю. Найпоширеніші з хромокремниемарганцевых сталей марки 20ХГС, 25ХГСА, 30ХГСА, які мають підвищену міцність і пружність.
Низьковуглецеві жароміцні сталі легируются в основному хромом, молібденом, ванадієм і вольфрамом. Використовують низьковуглецеві сталі при виготовленні пароэнергетических установок, які працюють при високих температура до 500 градусів Цельсія і більше.
Низьколеговані сталі зварюються різними способами і технологіями. Правда, на відміну від звичайних маловуглецевих сталей вони, подібно до сталей з підвищеним вмістом вуглецю, мають підвищену схильність до загартування і виникненню гартівних тріщин в зоні термічного впливу.
Тому більшість низьколегованих сталей при товщині понад 10 мм зварюють з попереднім підігрівом до температури від 150 до 350 градусів Цельсія. А після зварювання сталь піддається термічній обробці – нормалізації і високотемпературного відпуску.
Для виготовлення електродів, що застосовуються для зварювання цих сталей, використовують нізколегированний зварювальний прут. Електродні покриття, як правило, мають фтористо-кальцієву шлакову основу.
Для зварювання хромових нержавіючих сталей з вмістом хрому від 12% до 18% і вуглецю понад 0,1% (різкий нахил до загартування на повітрі) виконують обов’язковий підігрів до 200-250 градусів Цельсія з подальшим високотемпературним відпуском. Це дозволяє уникнути проявів у зварних швах та в зонах швів структури мартенсіту. На практиці застосовують спосіб дугового зварювання хромистих сталей електродами з хромоникелевого прута або прута того ж складу, що й основний метал, з покриттям типу УОНІ-13.
Хромові сталі, що містять хром більше 25%, наприклад Х25, Х28, належать до ферритному класу. Вони мають високу кисло стійкість і окаливаемостойкость при нагріванні до температури 1000-1100 градусів і незакаленными.
Під час зварювання феритних хромових сталей в металі шва утворюється грубозерниста структура з низькими механічними властивостями. В навколишньому зоні також відбувається інтенсивний ріст зерна, що властиво для однофазних сталей, які не змінюють фазу при зміні температури.
Структура і механічні властивості швів стали поліпшуються, якщо в електродні покриття додати титан, алюміній і інші елементи, які роблять дрібніше зерно. Стали марок Х25 і Х28 зварюють електродами, сталевий стрижень, яких має такий же склад, як і основний метал.
Хромоникилевые аустенітні сталі мають високу корозійну стійкість і широко застосовуються для виготовлення хімічної та нафтової апаратуры, особливо сталь марки Х18Н9, яка має 18-20% хрому і 8-11% нікелю. Ці сталі зварюються всіма способами і значно краще хромистих.
Основні труднощі при зварюванні хромоникилевых сталей:
- Виникнення карбідів хрому при температурах 500-700 градусів Цельсія.
- Погіршення антикорозійних властивостей зварних з’єднань.
Щоб зварювання хромонікелевих сталей пройшла успішно, її проводять при мінімальному розігріві і великих швидкостях охолодження. Для повного відновлення аустенітної структури після зварювання вироби рекомендується піддавати загартуванню від температур 1050-1100 градусів Цельсія з наступним швидким охолодженням у воді.
Для виконання ручного дугового зварювання використовують хромоникилевые електроди малого діаметру при малих струмах.
Спосіб газового зварювання здійснюють із застосуванням флюсів з бури, борної кислоти та плавикового шпату, а при автоматичному дуговому і электрошлаковом зварюванні використовують спеціальні марки флюсів.
Зварювальний прут у всіх випадках застосовують такого ж складу, що й основний метал, але з більш низьким вмістом вуглецю і з присадками титану, молібдену та інших елементів.
Тонколиста вироби зварюють за допомогою точкових і шовних контактних машинах, в середовищі вуглекислого газу, аргонодуговым способом зварювання.
2
