СРЕДНЕЛЕГИРОВАННЫХ ЗАКАЛИВАЮЩИХСЯ СТАЛЕЙ

7.1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СВАРИВАЕМОСТИ

Для изготовления различных изделий в машиностроении использу­ют углеродистые и низколегированные стали, содержание углерода в которых увеличено по сравнению с содержанием углерода в низкоугле­родистых конструкционных сталях общего назначения, что при соответ­ствующей термообработке позволяет существенно повысить их проч­ность. В зависимости от режима термообработки временное сопротивле­ние этих сталей составляет 600 ... 1500 МПа. Содержание углерода в них доходит до 0,5 % при суммарном легировании другими элементами до 3 ... 4 %. Примерами марок сталей этой группы могут служить 35Х, 40Г, 13ХГМРБ, 14Х2ГМ, 30ХГТ, 30ХГНА, 30ХГСА, 42Х2ГСНМА и др. По чувствительности к термодеформационному циклу сварки к этой же группе можно отнести углеродистые стали, например марок 30, 35, 40, 45, 50 и др., а также теплоустойчивые молибденовые, хромомолибдено-вые и хромомолибденованадиевые стали, например, марок 20ХМ, 30ХМА,25Х1М1Фидр.

Повышение содержания углерода, а также степени легирования ста­ли увеличивает склонность к закалке. Такие стали обладают высокой чувствительностью к термическому циклу сварки и околошовная зона оказывается закаленной при всех режимах сварки, обеспечивающих удовлетворительное формирование шва.

Для снижения скорости охлаждения околошовной зоны с целью по­лучения в ней структур, обладающих некоторым запасом пластичности, достаточным для предотвращения образования трещин под действием термодеформационного цикла, при сварке этих сталей необходим пред­варительный подогрев свариваемого изделия.

Закаливаемость стали можно оценить, изучая кинетику распада ау-стенита. На рис. 7.1 представлена диаграмма изотермического распада

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ СТАЛЕЙ

Рис. 7.1. Диаграмма изотермического распада аустенита

аустенита и нанесены кривые, соответствую­щие различным скоро­стям охлаждения метал­ла. Скорость охлажде­ния (кривая 2) является максимальной скоро­стью охлаждения, пре­вышение которой при­ведет к частичной за­калке стали. Ее называ­ют первой критической скоростью охлаждения. При скорости охлажде­ния по кривой 3 насту­пает полная закалка (100 % мартенсита). Ее

называют второй критической скоростью охлаждения. Кривая / характе­ризует скорость охлаждения, при которой отсутствует закалка.

Характер кривых изотермического распада аустенита и их располо­жение на диаграмме зависят от химического состава стали, однородности аустенита и размера его зерна. Почти все легирующие элементы увели­чивают устойчивость аустенита, т.е. сдвигают кривые изотермического распада вправо.

При переохлаждении аустенита ниже Ac₁ длительность инкубаци­онного периода будет зависеть от температуры переохлаждения. При некоторой температуре Т_m наблюдается наименьшая устойчивость аусте­нита, и через время t_min выдержки при этой температуре полностью за­канчиваются все превращения. При всех других температурах переохла­ждения время инкубационного периода больше, поэтому температуру Т_m называют температурой наименьшей устойчивости аустенита. При ис­пользовании кривых изотермического распада аустенита для оценки за­каливаемости стали в условиях непрерывного охлаждения при сварке необходимо в эти кривые внести некоторые поправки.

При непрерывном охлаждении температура наименьшей устойчиво­сти аустенита Т_m снижается в среднем на 55 °С, а наименьшая длитель­ность распада увеличивается в 1,5 раза по сравнению с тем, что наблюда­ется при изотермическом распаде (рис. 7.2). При одном и том же химиче­ском составе рост зерна аустенита замедляет его распад. Например, если средняя площадь зерна углеродистой стали с содержанием 0,9 % С

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СВАРИВАЕМОСТИ

увеличивается в 10 раз, дли­тельность распада увеличи­вается примерно вдвое. Пользуясь диаграммой изо­термического распада, мож­но приближенно рассчитать скорость охлаждения в суб­критическом интервале тем­ператур, обеспечивающую полное или частичное от­сутствие закалки металла околошовной зоны. Для получения в околошовной зоне металла, в котором будут отсутствовать струк­туры закалки, необходимо,

Рис. 7.2. Смешение критических точек при непрерывном охлаждении

чтобы средняя скорость охлаждения в интервале температур от T₁; до (Т_m - 55) не превышала предельного значения:

где Т₁ - температура, соответствующая точке Ас₁; Т_m - температура ми­нимальной устойчивости аустенита; t_min - минимальная продолжитель­ность полного изотермического распада аустенита, с.

Коэффициент 3 в знаменателе состоит из двух множителей: 1,5 и 2. Первый из них вводит поправку на непрерывность охлаждения, второй учитывает замедление распада аустенита из-за роста зерна, сопутствую­щего сварочному нагреву. При сварке плавлением скорость нагрева в интервале температур ъ Ac₁ – Ас₃ и длительность пребывания металла околошовной зоны при температуре выше Ас_з оказывают существенное влияние на процесс гомогенизации аустенита и рост зерна. Существует два возможных варианта развития процесса. Первый вариант, когда высокая температура нагре­ва металла околошовной зоны способствует росту зерна, особенно при большой длительности пребывания металла при температуре выше Ас₃ и "; одновременно увеличивает устойчивость аустенита. Второй вариант, когда быстрый нагрев и малая длительность пребывания металла выше температуры Ас₃ понижают степень гомогенизации и устойчивость ау­стенита.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ СТАЛЕЙ

В сталях без карбидообразующих элементов или с малым их содер­жанием преимущественное развитие получает первый вариант, что при­водит к смещению области частичной закалки в сторону меньших скоро­стей охлаждения. В сталях, легированных карбидообразующими элемен­тами, возможно смещение области частичной закалки в сторону больших скоростей охлаждения вследствие ограничения роста зерна и развития процесса гомогонизации по второму варианту.

При проверке выбранного режима и определении температуры по­догрева при сварке закаливающихся сталей достаточно использовать ре­зультаты стандартных испытаний стали по методике ИМЕТ-1 или вали-ковой пробы, на основании которых можно получить зависимости изме­нения механических свойств металла околошовной зоны от скорости ох­лаждения и длительности пребывания выше Ас3. По этим данным можно установить интервал скоростей охлаждения, ограничивающий область частичной закалки стали в зоне термического влияния, и выбрать расчет­ное значение по допускаемому проценту мартенсита в структуре и тре­буемому сочетанию механических свойств. При сварке сталей повышен­ной прочности содержание мартенсита в структуре металла зоны терми­ческого влияния обычно ограничивают 20 ... 30 %. Больший процент со­держания мартенсита (иногда до 50 %) допускают лишь при сварке изделий с малой жесткостью при обязательной последующей термообработке.

Теория распространения теплоты при сварке позволяет рассчиты­вать скорости охлаждения и время пребывания металла зоны термиче­ского влияния в определенном интервале температур.

С целью быстрого определения фактической скорости охлаждения при наплавке валика на лист для некоторых частных случаев расчеты могут быть номографированы. На рис. 7.3 приведена номограмма для расчета скоро­сти охлаждения околошовной зоны при толщине металла 5 ... 36 мм. Диапазон скоростей охлаждения металла зоны термического влияния, в котором не возникают трещины и получается удовлетворительное соче­тание механических свойств, приведен в табл. 7.1.

Сварка на режимах, при которых скорость охлаждения околошовной зоны больше верхнего предела, вызывает резкое снижение пластичности металла зоны термического влияния за счет ее закалки; режимы, приво­дящие к слишком малой скорости охлаждения (меньше нижнего предела, указанного в табл. 7.1), снижают пластичность и вязкость вследствие чрезмерного роста зерна. Если сталь подвержена резкой закалке, то воз­можно, что при всех скоростях охлаждения в околошовной зоне образу­ется мартенситная структура в таком количестве, при котором пластич­ность металла будет низкой.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СВАРИВАЕМОСТИ

Рис. 7.3. Номограмма для расчета скорости охлаждения при Т=500°С

7.1. Допустимые скорости охлаждения металла ЗТВ для некоторых закаливающихся сталей

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ СТАЛЕЙ

Уменьшение скорости охлаждения ниже некоторого предела, при котором не происходит образования мартенсита, приводит к значитель­ному росту зерен, вызывающему резкое снижение пластичности. Следо­вательно, чрезмерно высокий подогрев может вызвать заметное ухудше­ние свойств (особенно ударной вязкости) металла зоны термического влияния на участке высокого отпуска. Для восстановления свойств око­лошовной зоны необходима последующая термообработка, причем время до ее проведения должно быть строго регламентировано.

Таким образом, при установлении режима сварки закаливающихся сталей необходимо рассчитать параметры режима по условиям получе­ния швов заданных геометрических размеров и формы, действительную скорость охлаждения w0XJI металла зоны термического влияния (в зависи­мости от условий проведения сварки) и результаты расчета сравнить с данными о допустимых скоростях охлаждения для данной стали. Если действительная скорость охлаждения металла зоны термического влия­ния при сварке на принятом режиме окажется выше верхнего предела допустимых скоростей (см. табл. 7.1), то необходимо рассчитать темпе­ратуру предварительного подогрева или применить некоторые техноло­гические приемы заполнения разделки кромок (двухдуговая сварка раз­двинутыми дугами, каскадом, горкой и др.).

Если сталь склонна к значительному росту зерна, а действительная скорость охлаждения металла зоны термического влияния по расчету оказалась меньше нижнего предела допустимых скоростей, следует увели­чить число слоев в шве и сварить их длинными швами. При выборе новых режимов следует определить действительные скорости охлаждения.

При выборе марки стали на стадии проектирования сварной конст­рукции может возникнуть необходимость ориентировочной оценки необ­ходимости подогрева перед сваркой. Для приближенной оценки влияния термического цикла сварки на закаливаемость околошовной зоны и ори­ентировочного определения необходимости снижения скорости охлаж­дения за счет предварительного подогрева можно пользоваться так назы­ваемым эквивалентом углерода. Если при подсчете эквивалента углерода окажется, что С_э < 0,45 %, данная сталь может свариваться без предвари­тельного подогрева; если С_э > 0,45 %, необходим предварительный по­догрев, тем более высокий, чем выше значение С_э.

При сварке металла относительно небольшой толщины (до 6 ... 8 мм) и сварных узлов небольшой жесткости предельное значение С_э, при ко­тором нет необходимости в предварительном подогреве, может быть по­вышено до 0,55 %.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СВАРИВАЕМОСТИ

Оценка закаливаемости стали в условиях сварки по эквиваленту уг­лерода приближенная, так как не учитывается ряд важных факторов, та­ких как толщина свариваемой стали, тип соединения, режим сварки и исходное структурное состояние.

При необходимости температуру подогрева металла перед сваркой можно оценить по методике, учитывающей химический состав сваривае­мой стали и ее толщину. Согласно этой методике полный эквивалент уг­лерода Сэ определяют по формуле

С_э = С_х + С_р

где С_х - химический эквивалент углерода; С_р - размерный эквивалент углерода.

где S - толщина свариваемой стали, мм. Тогда полный эквивалент углерода

Определив полный эквивалент углерода, необходимую температуру предварительного подогрева находят по формуле

Полученная температура предварительного подогрева должна быть проверена и откорректирована путем определения действительных ско­ростей охлаждения при сварке на принятых режимах и сопоставления результатов расчета с рекомендуемым для данной марки стали диапазо­ном допустимых скоростей охлаждения.

К сталям, закаливающимся в условиях сварки, могут быть отнесены также низко- и среднелегированные теплоустойчивые стали, которые дли­тельное время сохраняют высокие прочностные свойства при работе в ус­ловиях повышенных температур (450 ... 580 °С), оцениваемые пределом текучести и длительной прочностью.

Теплоустойчивость сталям придает введение в качестве легирующе­го элемента молибдена или молибдена в сочетании с хромом и ванадием. К таким сталям относятся, например, 20ХМ, 15Х1М1Ф, 15Х2МФБ, 20Х2МА и др. Так как теплоустойчивые стали склонны к закалке в зоне, прилегающей к шву, то они свариваются с предварительным и после­дующим подогревом. В зависимости от состава стали и ее толщины тем­пературу подогрева выбирают в пределах 150 ... 400 °С.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ СТАЛЕЙ

Для получения сварных соединений, обладающих высокой работоспо­собностью, после сварки необходима термообработка для восстановления свойств в зоне термического влияния, режим которой определяется маркой теплоустойчивой стали.

7.2. СВАРКА НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ БЕЙНИТНО-МАРТЕНСИТНЫХ СТАЛЕЙ

Состав и свойства сталей

Высокопрочные стали, предназначенные для сварных конструкций, должны обладать хорошей пластичностью, высокой сопротивляемостью хрупкому разрушению и удовлетворительной свариваемостью. Необходи­мый комплекс технологических свойств сталей с σ_0,2 = 580 ... 780 МПа обеспечивается структурой, которая формируется в процессе мартенсит-ного или бейнитного превращений и определяется легированием и тер­мообработкой.

Основные марки низкоуглеродистых бейнитно-мартенситных сталей: 13ХГМРБ, 14Х2ГМ, 14ХГН2МДАФБ, 12Г2СМФАЮ, 12ХГН2МФБДАЮ, 12ХГНЗМАФД-СШ и др.

Оптимальные механические свойства и высокую сопротивляемость хрупкому разрушению при отрицательной температуре они приобретают после закалки или нормализации и последующего высокого отпуска.

Механические свойства этих сталей приведены в табл. 7.2.

7.2. Механические свойства некоторых марок сталей (не менее)

СВАРКА НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Продолжение табл. 7.2

*KCV

Хорошее- сочетание свойств имеют стали, содержащие 0,4 ... 0,6 % Мо и 0,002 ... 0,006 % В с добавкой других легирующих элементов, что обес­печивает получение стабильной бейнитной или мартенситной структуры. Применяются также безникелевые стали, содержащие 0,15 ... 0,3 % Мо и 0,002 ... 0,006 % В (12Г2СМФАЮ), которые уступают сталям типа 14Х2ГМРБ по хладостойкости, и стали с небольшим количеством азота (0,02 ... 0,03 %) и нитридообразующих элементов - алюминия, ванадия, ниобия (12ГН2МФАЮ). Наличие мелкодисперсных нитридов в стали способствует уменьшению их склонности к росту аустенитного зерна при сварке.

Свариваемость сталей

Основными показателями свариваемости низкоуглеродистых бей­нитно-мартенситных сталей являются сопротивляемость сварных соеди­нений холодным трещинам и хрупкому разрушению и механические свойства зоны термического влияния, которые прежде всего связаны с фазовыми превращениями и структурными изменениями происходящими в стали при сварке. Структурные изменениях в стали при воздействии термического сварочного цикла оценивают по термокинетическим диа­граммам непрерывного распада аустенита.

Например, превращение аустенита стали 12ГН2МФАЮ (рис. 7.4) при скорости охлаждения в интервале 600 ... 500 °С w_6/5 = 75 ... 1,6 °С/с происходит в мартенситной и бейнитной областях. Ферритное и перлит­ное превращения отсутствуют.. При w_6/5 = 75 °С/с мартенситное превра­щение начинается при 450 °С и заканчивается при 270 °С, твердость мартенсита HV380. С уменьшением скорости охлаждения количество

10*

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ СТАЛЕЙ

Рис. 7.4. Термическая диаграмма распада аустенита стали 12ГН2МФАЮ. Цифры в кружках означают твердость (HV):

А - аустенит; Б - бейнит; М- мартенсит

мартенситной составляющей уменьшается. При w_6/5 =1,6 °С/с происхо­дит полностью бейнитное превращение в интервале температур 635 ... 465 °С; твердость HV 205.

Низкоуглеродистые бейнитно-мартенситные стали имеют ограни­ченное содержание С, Ni, Si, S и Р. Поэтому при соблюдении режимов сварки и правильном применении присадочных материалов горячие тре­щины отсутствуют.,

Наиболее распространенным и опасным дефектом сварных соедине­ний сталей являются холодные трещины в зоне термического влияния и металле шва, возникающие в закаленной структуре под влиянием водо­рода и сварочных напряжений.

Высокая сопротивляемость сварных соединений низкоуглеродистых легированных сталей образованию трещин обеспечивается в случае, ко­гда содержание диффузионного водорода в наплавленном металле не превышает 3,5 ... 4,0 мл/100 г. Более высокая концентрация водорода приводит к снижению сопротивляемости соединений образованию хо­лодных трещин. Для предотвращения образования холодных трещин в этих сталях необходимы ограничения допускаемых скоростей охлажде­ния. Например, диапазон допускаемых скоростей охлаждения зоны тер­мического влияния для сталей 14Х2ГМРБ и 12ГН2МФАЮ w_6/5 = 13 ... 18 °С/с, а для 12ХГН2МФБДАЮ w_6/5 = 4 ... 6 °С/с. Для предотвращения

СВАРКА НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

образования холодных трещин при сварке соединений большой толщины следует применять предварительный подогрев. Как правило, он назнача­ется при сварке металла толщиной свыше 20 мм. Температура подогрева 80 ... 100 °С. При сварке металла толщиной свыше 40 мм температура подогрева 100 ... 150 °С. При температуре окружающего воздуха ниже 0 °С необходим предварительный подогрев свариваемых кромок до 100 ... 120 °С для металла толщиной менее 30 мм и 130 ... 150 °С для металла большей толщины. Подогрев сварных соединений наиболее эф­фективен, если его осуществлять равномерно по всей длине шва с двух сторон от разделки кромок на ширину не менее 100 мм.

Критериями при определении диапазона режимов сварки и темпера­тур предварительного подогрева служат допустимые максимальная и минимальная скорости охлаждения металла околошовной зоны. Макси­мально допустимые скорости охлаждения сталей принимаются таким образом, чтобы предотвратить образование холодных трещин в металле околошовной зоны. Величину этой скорости охлаждения определяют экспериментальным путем по результатам испытаний технологических проб или же расчетным путем.

Для предотвращения неблагоприятного изменения структуры и снижения ударной вязкости металла зоны перегрева необходимо ограни­чивать минимальную скорость охлаждения. Чрезмерно высокие погон­ные энергии сварки приводят к образованию у линии сплавления крупно­зернистых структур с низкими показателями ударной вязкости. Кроме того, длительное пребывание отдельных зон основного металла при тем­пературах, превышающих температуру отпуска стали, может способство­вать разупрочнению металла. При сварке бейнитно-мартенситных сталей скорость охлаждения целесообразно регулировать, изменяя как погонную энергию, так и температуру предварительного или последующего подог­рева соединений. Подогрев замедляет скорость остывания при темпера­туре ниже 300 °С и способствует более полному удалению водорода из наплавленного металла. При этом возрастает стойкость соединений про­тив образования холодных трещин. Увеличение погонной энергии про­длевает пребывание металла в области высоких температур, что ухудша­ет его механические свойства. Поэтому наилучшее сочетание механиче­ских свойств соединений и их стойкости против трещин достигается при использовании оптимальных режимов сварки и температур предвари­тельного и последующего подогрева.

При сварке соединений толщиной менее 20 мм скорость охлаждения металла околошовной зоны следует регулировать в основном изменени­ем погонной энергии сварки, при толщине свыше 20 мм - погодной энер-

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ СТАЛЕЙ

гии сварки и температуры предварительного и последующего подогрева в интервале 50 ... 150 °С.

Стойкость сварных соединений против образования холодных тре­щин может быть также повышена применением технологии сварки с "мягкими прослойками", при которой первые слои многослойного шва выполняют менее прочным и более пластичным металлом по сравнению с последующими слоями. В отдельных случаях ("жесткие" соединения большой толщины) малопрочные пластичные швы в один-два слоя вы­полняют и в процессе заполнения разделки кромок.

Технология сварки и свойства соединений

Сварочные материалы. Электроды для ручной электродуговой сварки имеют низководородное фтористо-кальциевое покрытие. Широко применяют электроды типа Э70 по ГОСТ 9467-75. Сварку выполняют постоянным током при обратной полярности. Металл, наплавленный электродами, должен соответствовать следующему химическому составу, %: С до 0,10; Мп 0,8 ... 1,2; Si 0,2 ... 0,4; Сг 0,6 ... 1,0; Мо 0,2 ... 0,4; №1,3 ... 1,8; S до 0,03; Р до 0,03.

Проволока для сварки в углекислом газе и смесях аргона с углекис­лым газом. При сварке в углекислом газе применяют проволоку марок Св-08Г2С, Св-10ХГ2СМА, Св-08ХН2Г2СМЮ (ГОСТ 2246-70) или по­рошковую проволоку.

Проволока марки Св-10ХГ2СМА обеспечивает прочность металла шва до 680 МПа и ударную вязкость до 25 Дж/см² при температуре -60 °С. Ме­талл шва, выполненного проволокой марки Св-08ХН2Г2СМЮ, имеет пока­затели прочности до 850 МПа и KCU до 40 Дж/см² при температуре -70 °С. Благоприятное сочетание показателей механических свойств ме­талла швов при сварке сталей с прочностью 580 ... 700 МПа позволяют получать порошковые проволоки с сердечником рутилфлюоритного типа.

При сварке высокопрочных сталей в смесях на базе аргона (78 % Аг + 22 % СО₂ или 75 % Аг + 20 % СО₂ + 5 % О₂) используют про­волоку марки Св-08ХН2ГМЮ, которая обеспечивает высокий уровень механических свойств и хладостойкость металла швов при сварке сталей с прочностью до 700 МПа.

Проволоки указанных марок рекомендуются и для сварки угловых швов с катетом свыше 15 мм. Для угловых швов с меньшим катетом в большинстве случаев используют проволоку марки Св-08Г2С. Эту про­волоку применяют также при сварке низкоуглеродистых бейнитно-

СВАРКА НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

мартенситных сталей с низколегированными сталями повышенной проч­ности 09Г2, 10Г2С1, 14Г2, 10ХСНД и 15ХСНД.

Флюсы и сварочные проволоки. При автоматической сварке бейнит-но-мартенситных сталей применяют низкокремнистые окислительные флюсы. Сварку выполняют проволоками Св-08ХН2ГМЮ или Св-08ХН2Г2СМЮ на постоянном токе обратной или прямой полярности. Это позволяет получать наплавленный металл с достаточно низким со­держанием диффузионного водорода, неметаллических включений, серы и фосфора.

Сварка покрытыми электродами. Сварочный ток выбирают в за­висимости от марки и диаметра электрода; при этом учитывают положе­ние шва в пространстве, вид соединения и толщину свариваемого метал­ла. При выполнении многослойных швов особое внимание уделяют каче­ственному выполнению первого слоя в корне шва.

Разделки кромок заполняют в зависимости от толщины металла лю­бым из известных способов наложения швов. Последовательное наложе­ние швов применяют при сварке металла толщиной до 25 мм. Каскад и горку используют при сварке металла большей толщины. Выбор схемы заполнения разделки кромок определяется необходимостью сохранить температуру подогрева металла в процессе сварки.

Сварку технологических участков следует производить без переры­вов, не допуская охлаждения сварного соединения ниже температуры предварительного подогрева и нагрева его перед выполнением следую­щего прохода выше 200 °С. При многопроходной сварке предваритель­ный подогрев может использоваться только при выполнении первых проходов.

Сварка в защитных газах. Диаметр проволок сплошного сечения при сварке в углекислом газе и смесях газов выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и пространственного положения шва. Проволоками диаметром 1,0 ... 1,4 мм сваривают соединения толщиной 3 ... 8 мм, швы в различных пространственных положениях, а также корне­вые слои многослойных соединений. В остальных случаях используют про­волоку диаметром 1,6 мм.

Сварку в смесях на основе аргона выполняют проволокой марки Св-08ХН2ГМЮ, при этом практически отсутствует разбрызгивание, швы имеют хороший внешний вид.

Сварка под флюсом. Сварку под флюсом выполняют на постоян­ном токе обратной полярности. Сила сварочного тока не превышает 800 А, напряжение дуги до 40 В, скорость сварки изменяют в диапазоне 13 ... 30 м/ч. Одностороннюю однопроходную сварку применяют для

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ СТАЛЕЙ

соединений толщиной до 8 мм и выполняют на остающейся стальной подкладке или флюсовой подушке.

Максимальная толщина соединений без разделки кромок, сваривае­мых двусторонними швами, не должна превышать 20 мм. Для стыковых соединений без скоса кромок (односторонних и двусторонних) исполь­зуют проволоку марки Св-08ХН2М. Применять более легированные про­волоки для таких соединений нецелесообразно, поскольку в этом случае швы имеют излишне высокую прочность.

Наиболее часто стыковые соединения подготавливают со скосом кро­мок. Сварку корневых швов стыковых соединений высокопрочных сталей с V- или Х-образной разделкой кромок обычно выполняют проволоками ма­рок Св-08ГА или Св-10Г2. Заполнение разделок кромок осуществляется проволоками марок Св-08ХН2ГМЮ или Св-08ХН2ГСМЮ последователь­ным наложением слоев.

Электрошлаковая сварка. При электрошлаковой сварке низкоуг­леродистых легированных сталей применяют технологические приемы, позволяющие повысить скорость охлаждения сварного соединения, на­пример сопутствующее дополнительное охлаждение зоны сварки. При этом ниже ползуна устанавливается специальное устройство, которое охлаждает водой шов и зону термического влияния, что обеспечивает получение требуемой структуры и механических свойств этого участка сварного соединения.

7.3. СВАРКА СРЕДНЕЛЕГИРОВАННЫХ МАРТЕНСИТНО-БЕЙНИТНЫХ СТАЛЕЙ

Состав и свойства сталей

Среднелегированные мартенситно-бейнитные стали содержат С в количестве 0,4 % и более. Они легированы Ni, Cr, W, Mo, V.

Оптимальное сочетание прочности, пластичности и вязкости стали получают после закалки и низкого отпуска (табл. 7.3).

Указанные стали с целью повышения пластичности и вязкости вы­плавляют из чистых шихтовых материалов, а также тщательно очищают в процессе производства от серы, фосфора, газов и неметаллических включений, в ряде случаев подвергая их вакуумно-дуговому, электро­шлаковому переплавам, рафинированию в ковше жидкими синтетиче­скими шлаками. Термомеханическая обработка (ТМО) позволяет достичь на среднеуглеродистых сталях хорошего сочетания прочности, пластич­ности и вязкости.

СВАРКА СРЕДНЕЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ