Углеродистые стали.

В сплавах Fe-С углерод является легирующим элементом, кроме того содержатся раскислители: марганец (Mn) до 0,2 %, и кремний (Si) до 0,4 %.

Углеродистые стали различают по качеству:

Сварочную проволоку различают по качеству:

• Обыкновенного качества не делают.

• Св-08 - качественная

• Св-08А - высококачественная

• Св-08АА - особо высококачественная

Стали обыкновенного качества разделяют по группам:

По степени раскисленности все углеродистые стали разделяют:

Кипящие стали склонны к образованию горячих, трещин, их не используют при отрицательных температурах.

У спокойных сталей плотный шов с хорошими характеристиками.

Низкоуглеродистые стали обладают высокими сварочно - технологическими свойствами, мало склонны к образованию горячих и холодных трещин, не требуют предварительного подогрева при толщине свариваемых деталей до 30 - 36 мм и последующей термообработки.

Термообработка сварных конструкций.

Термообработка рекомендуется для изделий, работающих в условиях отрицательных температур (условий крайнего севера), остаточные напряжения снижаются до предела текучести.

Термообработка назначается с целью повышения эксплуатационной надежности сварных конструкций, что достигается за счет:

1. Уменьшения или устранения хрупких и малопластичных структур.

2. Устранение или уменьшение химической и физической неоднородности.

3. Устранение или уменьшение остаточных сварочных напряжений (иногда и деформаций).

4. Улучшение структуры и свойств сварных соединений и материала изделия в целом.

Термообработка ставит целью изменение в структуре свойств в заданном направлении за счет нагрева до определенных температур и различных условий охлаждения. Режим любой термообработки можно представить в виде графика:

Наиболее важное значение имеет время выдержки и скорость охлаждения. В зависимости от этих параметров различают несколько видов термообработки:

- Отжиг;

- Закалка (нормализация)

- Отпуск (старение)

Отжиг делится на: отжиг 1-го рода (ниже А1); и отжиг 2-го рода (выше A3).

Отжиг предусматривает нагрев выше температуры фазового превращения (выше A3) с последующим охлаждением вместе с печью. Отжиг позволяет получить наибольшее значение пластичности сталей (прочностные характеристики - снижаются).

Закалка предусматривает нагрев выше A3 с последующим принудительным охлаждением (с высокой скоростью охлаждения), если охлаждение происходит на открытом воздухе (или воздухе помещения = 20 градусов), то такой процесс называется нормализация. Закалка обеспечивает получение неустойчивого структурного состояния стали в сплавах с повышенной прочностью и малой пластичностью (вплоть до получения мартенсита).

Отпуск предусматривает нагрев закаленной стали до температуры ниже Al с целью получения структурно - устойчивого состояния, с последующим охлаждением на воздухе.

Всего различают 3 вида отпуска в зависимости от температуры нагрева:

1. Высокий отпуск: 600 - 650 градусов (используется для сварных конструкций).

2. Средний отпуск: 450 градусов.

3. Низкий отпуск: 250 градусов (самая большая остаточная прочность).

Строение сварного соединения.

Структура и свойства сварного соединения всегда отличаются от структуры и свойств основного материала, что объясняется воздействием температур на основной материал. Сварное соединение включает в себя: (см. рис.)

1. Металл шва;

2. Зону сплавления;

3. Зону термического влияния (ЗТВ);

4. Основной металл.

Металл шва имеет дендроидное (древовидное) строение.

Зона сплавления представляет собой участок в котором металл нагревался в интервале: Тл-Тс

(по диаграмме состояния).

Строение ЗТВ определяется составом материала и характером термического воздействия на основной металл. Наиболее значительные изменения в ЗТВ происходят в металлах склонных к полиморфным превращениям (ОЦК - ГЦК), в таких металлах различают несколько характерных участков:

Участок перегрева характеризуется крупным зерном и пониженной пластичностью.

Зону сплавления и участок перегрева принято называть околошовной зоной, она характеризуется наиболее низкими механическими свойствами (низкой пластичностью) и высокой твердостью.

Участок перекристаллизации - нагрев от A3 до 1100 градусов.

Участок частичной (неполной) перекристаллизации.

Участок высокого отпуска.

Участок синеломкости:

Средний отпуск (400 - 450 градусов);

Низкий отпуск (250 градусов).

Далее структурный состав основного металла не претерпевает значительных изменений.

Особенности сварки легированных сталей.

Низколегированные стали обладают достаточно высокой стойкостью к образованию горячих трещин, однако у них проявляется склонность к образованию холодных трещин. Вероятность их появления возрастает с увеличением степени легирования низколегированных сталей, что предусматривает необходимость предварительного и сопутствующего подогрева при сварке.