Чем больше склонность стали к полной закалке н чем менее пластичной получается структура металла, тем вероятнее образование трещин в околошовной зоне и тем выше должна быть температура предварительного подогрева перед сваркой.

Основным элементом, увеличивающим закаливаемость и прокаливаемость сталей, является углерод. Влияние других легирующих элементов, снижающих скорость распада аустенита, может быть оценено пересчетом их содержания в стали в эквивалентно действующее количе­ство углерода. Для пересчета каждого элемента в экви­валентное количество углерода подбирают соответствую­щие коэффициенты, приведенные в формуле п п, Mn, Si, Сг, V, Mo, Ni, Си, Р

— ^ + 6 "Г" 24+ 5 + 6+ 4+10+ 13+2*

(141)

где содержание элементов дано в процентах, причем со­держание меди учитывается при Си ^ 0,5 %, а фосфора при Р 0,05 %. Если при подсчете эквивалента углерода окажется, что Сэ с 0,35 %, то данная сталь может свари­ваться без подогрева, а при сварке металла относительно небольшой толщины (по 6—8 мм) предельное значение Q, при котором не требуется предварительного подогрева, может составить 0,45—0,50 %. Если же требуется свари­вать сталь по толщине более 8 мм и Сэ > 0,35 %, то необ­ходим предварительный подогрев тем более высокий, чем выше Сэ. В то же время следует отметить, что оценка зака­ливаемости стали при условиях сварки по эквиваленту углерода является весьма приближенной, так как в фор­муле (144) не указывается толщина металла, способ сварки и др. Поэтому была предложена другая эмпириче­ская формула для расчета эквивалента углерода, связан­ная не только с химическим составом свариваемой стали, но и с ее толщиной. При этом эквивалент углерода, свя­занный с химическим составом, определяется по фор­муле

Сэ = C + -^(Mn + Cr) + 1jNi+-jLMo, (145)

а влияние толщины свариваемого металла учитывается по­правкой к эквиваленту углерода С8, найденному только с учетом химического состава по формуле

N = 0,005sC3, (146)

где N — поправка к эквиваленту углерода; s — толщина свариваемого металла; 0,005 — коэффициент толщины, определенный опытным путем.

Тогда полный эквивалент углерода составит

С; = Q + N = Сэ + 0,005sCg = Q (1 + 0,005s). (147)

В этом случае температура предварительного подогрева Тпод свариваемых деталей определяется по формуле

Твод = 350 /Сэ - 0,25. (148)

Пример. Определить, требуется ли подогрев при сварке встык двух деталей толщиной 20 мм из стали 25ХЗНМ следующего химического со­става: 0,25% С; 0,6 % Мп; 0,3 % Si; 4 % Сг; 1,5 % Ni; 0,3 % Мо.

1. Определяем эквивалент углерода по формуле (145)

Са = 0,25 + 0,51 + 0,08 -)- 0,02 = 0,86.

2. Определяем полный эквивалент углерода с учетом влияния толщины

Сэ = Сэ (1 + 0,005s) = 0,86 (1 + 0,005-20) = 0,95.

3. При таком эквиваленте углерода подогрев необходим. Опреде­ляем температуру предварительного подогрева

Тпод = 350 /0,95 - 0.25 = 294 °С.

В ряде случаев, чтобы избежать предварительного по­догрева при сварке низколегированных сталей повышен­ной прочности с большим эквивалентом углерода (Q = — 0,70 %), сварку производят низководородистыми элект­родами по специальной технологии.

Применение электрошлаковой сварки, характеризуе­мой большим вводом теплоты и небольшой скоростью охлаждения шва и зоны термического влияния, позволяет сваривать без подогрева закаливающиеся стали с большим эквивалентом углерода.

Дополнительные трудности при сварке легированных сталей возникают еще и потому, что в связи с переходом углерода и легирующих элементов из основного металла в металл шва последний имеет более низкую стойкость против кристаллизационных трещин. Особенно это про­является при сварке металла больших толщин встык и угловых швов с большой долей участия основного ме­талла в металле шва. Чтобы уменьшить вероятность образования горячих трещин, приходится создавать шеы с пониженным против основного металла содержанием углерода. Для получения при этом высоких механических свойств прибегают к дополнительному легированию ме­талла шва элементами (Мп, Сг, Ті), повышающими гроч - ность и стойкость металла против кристаллизационных трещин. Примером такого решения является использова­ние для сварки стали ЗОХГСА электродной проволоки марки СВ-08ХЗГ2СМ. Доля участия основного металла в металле шва регулируется соответствующим подбором режима сварки. При этом необходимо избегать узкой и глубокой разделки кромок под сварку, подбирая режим особенно при сварке первого прохода стыкового шва, обе­спечивающий получение коэффициента формы провара не менее 1,3.