Свариваемость металлов

Современное машиностроение и строитель­ство невозможно без применения легированных сталей; они увеличивают надежность, долговеч­ность н экономичность конструкции при мень­шей массе и лучших эксплуатационных свойст­вах. Это особенно Важно для комбинированных конструкций, собираемых из неоднородных ме­таллов. Однако некоторые разнородные метал­лы или вообще не способны соединяться свар­кой, или технология их сварки очень сложна. В связи с этим большое значение в технологии сварки имеет понятие о свариваемости метал­лов.

Свариваемостью называют свойство метал­ла или сочетания металлов при установленной технологии сварки образовывать соединения, свойства которых (физические, механические и др.) близки к свойствам основного металла.

Например, хорошая свариваемость низко­углеродистых сталей характеризуется рав ю - прочным с основным металлом сварным со­единением без снижения пластичности в око - лошовной зоне и без трещин в металле шва.

Свариваемость легированных стг лей оцени­вается возможностью получения соединений, стойких против образования закалочных струк­
тур (и трещин), коррозии, уменьшения прочно­сти при высоких температурах.

Металлы однородные, с одинаковой атом - гой. решеткой легко соединяются сваркой, тогда как разнородные могут совершенно не свари­ваться. Например, не сваривается медь со свин­цом; затруднена сварка железа со свинцом, титана с углеродистой сталью и медью и др.

■Металл шва и металл зоны термического влияния любого сварного соединения, состав­ленного даже из однородных частей, являются по свойствам неоднородными, как между со­бой, так и по сравь-нию с основным металлом. Недостаточной {.абстоашсобностью обладает крупнозернистый (перегретый), закаленный или крупнозернисто-закаленный металл, образую­щийся в сварном соединении в зависимости от способности свариваемого металла изменять свою структуру и свойства при сварке. Признак плохой свариваемости — склонность к образо­ванию трещин, которые совершенно недопус­тимы в сварных соединениях. Склонность к пе­регреву, закалке, образованию трещин и других дефектов при сварке характеризует сваривае­мость металлов.

При оценке свариваемости термически уп­рочненной стали весьма важной характеристи­кой является ее склонность к разупрочнению (потере прочности) при сварке. Обычно разуп­рочнение происходит в зоне термического влия­ния на участке с температурами нагрева 400— 720°С в зависимости от температуры отпуска стали в процессе ее изготовления на заводе (закалка + отпуск).

Для того чтобы изготовить прочную свар­ную конструкцию с наименьшими затратами

32. Свариваемость перлитных сталей

Наименование сталей

Условна* сварка

Класс

свариваемости

Свариваются без особых ограничений, независимо от толщины металла, тем­пературы окружающего воздуха и жест­кости изделия, в широком нтервале режимов сварки

Свариваются с ограничениями по тем­пературе окружающего воздуха (не ни­же —5°С), толщине (менее 20 мм) и жест­кости при правильно выбранном режиме сварки

Свариваются с предварительным или сопутствующим подогревом ло 100— 250 С

Свариваются с подогревом и после­дующей термообработкой сварного из­делия

2. Низколегированные низкоуглеродистые стали, содержащие углерода 0,14—0,22%

(марки 15ХСНД, 14Г2АФ 15Г2АФДпс,

16Г2АФ, 14ГСМФР и др.).

III 1. Углеродистые стали, содержащие угле­

рода 0,3—0,4% (марки Ст5, 25, 35 й Др.).

2. Низколегированные сседнеугййЮДйсТые стали, содержащие V. :рода 0,2І—U, J%

(марки 18Г2АФ, 20ХГСА и др.)"

IV Теплоустойчивые стали (12ХМ, 15ХМ,

20ХМЛ, 12Х1МФ, 15Х1МФ, 20ХМФЛ и др.)

Среднелегированные (от 2,5 до 5% всех легирующих элементов) среднеуглеродистые стали С>0,22% (25ХГСА, ЗОХГСА,

ЗОХГСНА, 30ХН2МФА, 20Х2МА и др.)

Перлитные высоколегированные стали раз­личных марок

* Примечание. Свариваемость сталей может оцениваться и по эквивалентному углероду Сэ опре­деляемому по соответствующей формуле.

1. Низкоуглеродистые стали, содержащие углерода С< 0,22% (марки ВСтЗсп5,

ВСтЗпсб, ВСтЗГпс5, В18Гсп5, М16С, СтТсп, ВстЗкп2, 08, 10, 15 н др.)*

2. Низколегированные низкоуглеродистые стали, содержащие углероля С <0,14% (мар­ки 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д, 10ХСНД, 12Г2СМФ, 12ГС и др.).

II 1. Углеродистые стали, содержащие углеро­

да 0,22—0,30% (марки Ст4, 20, 25 и др.).

труда, применяя наиболее рациональную тех­нологию сварки, следует возможно полнее изу­чить свариваемость стали.

На свариваемость влцяют химический со­став присадочного металла, режим сварки, тем­пература окружающего воздуха, химический состав и толщина стали, условия закрепления элементов конструкции при сварке и другие конструктивные, технологические, а также экс­плуатационные условия.

На практике применяют различные методы определения свариваемости для проверки стой­кости металла против образования трещин, пе­рехода в хрупкое состояние, коррозии, износа и других свойств..

1 классификация, углеродистых сталей по сва­ри ем-лти. По признака»! стойкости против образования трещин при соответствующей тех­нологии сварки все стали с ферритно-перлитной и бейнитной структурами можно разделить на четыре группы: I — стали, не закаливающиеся при дуговой и газовой сварке и поэтому свари­вающиеся без особых ограничений; II — стали, склонные к образованию закалочных микро­структур, но при правильно выбранной техно­логии сваривающиеся без появления их (при сварке без подогрева); III — стали, склонные к закалочным структурам при сварке и свари­вающиеся с подогревом для избежания появле­ния этих структур; IV — стали, закаливающие­ся при сварке и сваривающиеся с предваритель­ным, сопутствующим подогревом и немедлен­ной термообработкой после сварки.

В табл. 32 приведены некоторые р аспростра - ненные марки сталей и условия их сваривае­мости.

Сварку сталей I группы можно выполнять при любом тепловом режиме в широком интер­вале, без особых ограничений в способе нало­жения швов по сечению, длине и положению в пространстве.

Сварка сталей II группы выполняется с со­ответствующими ограничениями, в узком ин­тервале тепловых режимов и ограниченной температуры окружающего воздуха.

Стали, отнесенные к III группе, требуют по­догрева при сварке, который способствует сни­жению скорости охлаждения сварного соедине­ния и, следовательно, образованию относитель­но мягкой ферритно-перлитной, в крайнем слу­чае бейнитной микроструктуры.

Сварка сталей, отнесенных к IV группе по свариваемости, выполняется с обязательным ■.подогревом и термообработкой.

Оставить комментарий