Сварка глубокопрокаливающихся машиностроительных сталей

Эти стали характерны тем, что углерод в со­четании с другими входящими в них легирующими эле­ментами способствует значительному понижению крити­ческой скорости охлаждения, вследствие чего под воздей­ствием термического цикла сварки в околошовной зоне образуется закаленный участок с очень низкими пласти­ческими свойствами. Кроме того, благодаря легированию стали элементами, повышающими устойчивость аустенита, образование мартенсита в околошовной зоне происходит при довольно низких температурах. Если стыковое соеди­нение из такой стали сварить электродами, которые после охлаждения образуют структуру перлита, то при охла­ждении такого шва в момент аллотропических превращений (перехода у-железа в a-железо) при температуре 680— 700 °С будет наблюдаться резкое уменьшение раствори­мости водорода в наплавленном металле. Избыточный водород будет выделяться из металла шва во всех на­правлениях, в том числе и в околошовную зону, где еще сохраняется структура аустенита.

Как видно из графика (см. рис. 52) и табл. 42, раство­римость водорода в твердом металле зависит от температу - чуры и структурного состояния.

От этих же факторов зависит и диффузионная способ­ность водорода. Если фазовые превращения в металле шва и околошовной зоне происходят неодновременно, как это имеет место в рассмотренном случае, водород из ме-

Таблица 42. Растворимость и проникающая способность водо­рода в а - и (5-железе

Растворимость водорода.

Проницаемость,

Температура,

°С

см8/100

металла

СА13/ММ8» Ч

y-Fe

a-Fe

y-Fe

a-Fe

500

4,0

0,75

18-10-2

26-10-2

100

0,9

0,2

34-10-®

26-10-6

талла шва устремляется в околошовную зону, которая сохранила еще аустенитную структуру. Вследствие его большой растворимости в аустените и меньшей проницае­мости, водород накапливается в переходной зоне, умень­шает пластические свойства этого участка, увеличивает внутренние напряжения, которые вместе со структурными и тепловыми напряжениями приводят к трещинообразо - ванию. Поэтому для сварки легированных сталей этой группы применяют электроды из аустенитной стали, что значительно снижает действие факторов, вызывающих трещинообразование, так как аустенит обладает высокой пластичностью, не претерпевает фазовых превращений и растворимость водорода в нем с изменением темпера­туры изменяется незначительно.

В качестве электродного стержня применяют сварочную проволоку марок Св-10Х20Н15 и Св-08Х21Н10Г6 с по­крытием основного вида, рекомендуемым для аустенитных электродов.

Для сварки изделий из рассматриваемой стали можно рекомендовать следующую укрупненную технологию. Сна­чала на подготовленные кромки деталей производят на­плавку слоя аустенитными электродами, затем — термо­обработку деталей, чтобы устранить участок закаленной

структуры в зоне термического влияния. После этого ле­тали собираются по наплавленным кромкам и свариваются аустенитными электродами на соответствующих режимах. При этом основной металл не подвергается нагреву до температур, при которых наблюдаются структурные пре­вращения, и соединение получается вполне работоспо­собным.

Основными мерами борьбы с холодными трещинами при сварке сталей повышенной прочности являются подогрев свариваемых изделий, применение низководородных элект­родных покрытий и флюсов, электродной проволоки с по­ниженным содержанием углерода, легированной карбидо­образующими элементами, или аустенитных электродов.

При сварке изделий с жесткими элементами в проме­жутках между сваркой отдельных жестких элементов про­изводится еще дополнительный отпуск или отжиг, а так­же после окончания сварки изделия.

Комментарии закрыты.