Сварка низколегированных сталей. Как сваривать низколегированную сталь. Электроды для сварки низколегированной стали

Информация по данным сайта: www.sio.su

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ. СВАРКА ТРУБОПРОВОДОВ

СВАРКА ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Свариваемость легированных сталей

Свариваемость легированных сталей оценивается не только возможностью получения сварного соединения с физико-механическими свойствами, близкими к свойствам основного металла, но и возможностью сохранения специальных свойств: коррозионной стойкости, жаропрочности, химической стойкости, стойкости против образования закалочных структур и др. Большое влияние на свариваемость стали оказывает наличие в ней различных легирующих примесей: марганца, кремния, хрома, никеля, молибдена и др.

Хром - содержание его в низколегированных сталях не превышает 0,9%. При таком содержании хром не оказывает существенного влияния на свариваемость стали. В конструкционных сталях хрома содержится 0,7...3,5%, в хромистых-12...18%, в хромоникелевых -9...35%. При таком содержании хром снижает свариваемость стали, так как, окисляясь, образует тугоплавкие оксиды СГ2О3, резко повышает твердость стали в зоне термического влияния, образуя карбиды хрома, а также способствует возникновению закалочных структур.

Никель в низколегированных сталях содержится в пределах 0,3...0,6%, в конструкционных сталях-1,0...5%, а в легированных сталях - 8...35%.

Никель способствует измельчению кристаллических зерен, повышению пластичности и прочности стали; не снижает свариваемости.

Молибден в теплоустойчивых сталях содержится от 0,15 до 0,8%; в сталях, работающих при высоких температурах и ударных нагрузках, его содержание достигает 3,5%. Способствует измельчению кристаллических зерен, повышению прочности и ударной вязкости стали. Ухудшает свариваемость стали, так как способствует образованию трещин в металле шва и в зоне термического влияния. В процессе сварки легко окисляется и выгорает. Поэтому требуются специальные меры для надежной защиты от выгорания молибдена при сварке.

Ванадий содержится в легированных сталях от 0,2 до 1,5%. Придает стали высокую прочность, повышает ее вязкость и упругость. Ухудшает сварку, так как способствует образованию закалочных структур в металле шва и околошовной зоны. При сварке легко окисляется и выгорает.

Вольфрам содержится в легированных сталях от 0,8 до 18%. Значительно повышает твердость стали и его теплостойкость. Снижает свариваемость стали; в процессе сварки легко окисляется и выгорает.

Титан и ниобий содержатся в нержавеющих и жаропрочных сталях в количестве от 0,5 до 1,0%. Они являются хорошими карбидообразова-телями и поэтому препятствуют образованию карбидов хрома. При сварке нержавеющих сталей ниобий способствует образованию горячих трещин.

Сварка низколегированных сталей

Низколегированные стали получили большое применение в связи с тем, что они, обладая повышенными механическими свойствами, позволяют изготовлять строительные конструкции более легкими и экономичными. Для изготовления различных конструкций промышленных и гражданских сооружений применяются стали марок 15ХСНД, 14Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 16ГС и др. Для изготовления арматуры железобетонных конструкций и сварных труб применяют стали 18Г2С, 25Г2С, 25ГС и 20ХГ2Ц. Эти стали относятся к категории удовлетворительно свариваемых сталей; содержат углерода не более 0,25% и легирующих примесей не более 3,0%. Следует учитывать, что при содержании в стали углерода более 0,25% возможно образование закалочных структур и даже трещин в зоне сварного шва. Кроме того, выгорание углерода вызывает образование пор в металле шва.

Сталь 15ХСНД сваривают вручную* электродами типа Э50А или Э55А. Наилучшие результаты дают электроды УОНИ-13/55 и электроды Днепровского электродного завода ДСК-50. Сварку электродами ДСК-50 можно выполнять переменным током, но лучшие результаты дает сварка постоянным током обратной полярности. Многослойную сварку следует производить каскадным методом. Чтобы предупредить перегрев стали, следует выполнять сварку при токах 40...50 А на 1 мм диаметра электрода. Рекомендуется применять электроды диаметром 4...5 мм. Автоматическую сварку стали 15ХСНД производят проволокой Св-08ГА или Св-10ГА под флюсом АН-348-А или ОСЦ-45 при высоких скоростях, но при малой погонной энергии. В зимних условиях сварку конструкций из стали 15ХСНД, 15ГС и 14Г2 можно производить при температурах не ниже - 10°С. При более низких температурах зону сварки на ширине 100...120 мм по обе стороны от шва предварительно нагревают до 100...150°С. При температуре -25°С сварка не допускается.

Стали 09Г2С и 10Г2С1 относятся к группе незакаливающихся сталей, не склонных к перегреву и стойких против образования трещин. Ручная сварка электродами Э50А и Э55А выполняется на режимах, предусмотренных для сварки низкоуглеродистой стали. Механические свойства сварного шва не уступают показателям основного металла. Автоматическая и полуавтоматическая сварка выполняется электродной проволокой Св-08ГА, Св-10ГА или Св-10Г2 под флюсом АН-348-А или ОСЦ-45. Сварку листов толщиной до 40 мм производят без разделки кромок. При этом равнопрочность сварного шва обеспечивается за счет перехода легирующих элементов из электродной проволоки в металл шва.

Стали хромокремнемарганцови-стые (20ХГСА, 25ХГСА,30ХГСА и 35ХГСА) при сварке дают закалочные структуры и склонны к образованию трещин. При этом чем меньше толщина кромок, тем больше опасность закалки металла и образования трещин, особенно в околошовной зоне. Стали с содержанием углерода 0,25% свариваются лучше, чем стали с большим содержанием углерода. Для сварки могут применяться электроды НИАТ-ЗМ типа Э70, Э85. Для ответственных сварных швов рекомендуются электроды, изготовленные из проволоки Св- 18ХГС или Св-18ХМА с покрытием ЦЛ-18-63, ЦК-18Мо, УОНИЧЗ/65, УОНИ-13/85, УОНИ-13/НЖ.

0,5.1,5 2...3 4...6 7...10 1,5...2,0 2.5...3 3...5 4...6 20...40 50...90 100...160 200...240

При сварке более толстых металлов применяется многослойная сварка с малыми интервалами времени между наложениями последующих слоев. При сварке кромок разной толщины сварочный ток выбирается по кромке большей толщины и на нее направляется большая часть зоны дуги. Для устранения закалки и повышения твердости металла шва и околошовной зоны рекомендуется после сварки нагреть изделие до температуры 650...680°С, выдержать при этой температуре определенное время в зависимости от толщины металла (1 ч на каждые 25 мм) и охладить на воздухе или в горячей воде.

Сварку низколегированных сталей в защитном газе производят при плотностях тока более 80 А/мм2. Сварка в углекислом газе выполняется на постоянном токе обратной полярности. Рекомендуется электродная проволока диаметром 1,6-2,0 мм марки Св-08Г2С - или Св-10Г2, а для сталей, содержащих хром и никель,- Св-08ХГ2С, Св-08ГСМТ.

Электрошлаковая сварка сталей любой толщины успешно производится электродной проволокой марки Св-10Г2 или Св-18ХМА под флюсом АН-8 при любой температуре окружающего воздуха. Прогрессивным способом является сварка в углекислом газе с применением порошковой проволоки.

Газовая сварка отличается значительным разогревом свариваемых кромок, снижением коррозионной стойкости, более интенсивным выгоранием легирующих примесей. Поэтому качество сварных соединений ниже, чем при других способах сварки. При газовой сварке пользуются только нормальным пламенем при удельной мощности 75... 100 л/(ч-мм) при левом способе, а при правом способе - 100...130 л/(ч-мм). Присадочным материалом служат проволоки Св-08, Св-08А, Св-10Г2, а для ответственных швов - Св-18ХГС и Св-18ХМА. Проковка шва при температуре 800... 850°С с последующей нормализацией несколько повышает механические свойства шва.

Сварка средне-и высоколегированных сталей

Сварка средне- и высоколегированных сталей затруднена по следующим причинам: в процессе сварки происходит частичное выгорание легирующих примесей и углерода; вследствие малой теплопроводности возможен перегрев свариваемого металла; повышенная склонность к образованию закалочных структур; больший, чем у низкоуглеродистых сталей, коэффициент линейного расширения может вызвать значительные деформации и напряжения, связанные с тепловым влиянием дуги. Чем больше в стали углерода и легирующих примесей, тем сильнее сказываются эти причины. Для устранения влияния их на качество сварного соединения рекомендуются следующие технологические меры:

тщательно подготавливать изделие под сварку;

сварку вести при больших скоростях с малой погонной энергией, чтобы не допускать перегрева металла;

применять термическую обработку для предупреждения образования закалочных структур и снижения внутренних напряжений;

применять легирование металла шва через электродную проволоку и покрытие, чтобы восполнить выгорающие в процессе сварки примеси.

Для сварки высоколегированных сталей применяют электроды по ГОСТ 10052-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами. Типы». Электроды изготовляют из высоколегированной сварочной проволоки по ГОСТ 2246-70. Применяют покрытие типа Б. Обозначение типа электрода состоит из индекса Э и следующих за ним цифр и букв. Две или три цифры, следующие за индексом, указывают на количество углерода в металле шва в сотых долях процента. Следующие затем буквы и цифры указывают химический состав металла,

Выбор стали производится в соответствии с табл. 24.2. Поскольку последняя редакция СНиП П-23-81* «Стальные конструкции» ориентирована на ГОСТ 27772-88, марки стали могут быть заменены классами стали по этому ГОСТ в соответствии с табл. 24.3.

Таблица 24.2

Стали по ГОСТ 27772-88 для строительных конструкций

Примечание. Знаки « + » и «-» означают, что данную сталь применять следует или не следует. Цифра обозначает категорию стали. Стали для конструкций, возводимых в климатических районах 1ь 12, И2 и П3, но эксплуатируемых в отапливаемых помещениях, следует принимать как для района II, за исключением стали С245 и С275 для конструкций группы 2. Остальные примечания в нормах.

Таблица 24.3 Нормативные и расчетные сопротивления стали

Основными расчетными характеристиками стали являются расчетные сопротивления на растяжение, сжатие и изгиб, определяемые делением нормативных сопротивлений (предела текучести и предела прочности) на коэффициент надежности по материалу:

Ry--,K-~-(24.3)

Коэффициент надежности по материалу изменяется в пределах 1,025-1,15.

Значения нормативных и расчетных сопротивлений основных строительных сталей приведены в табл. 24.3.

При расчете конструкций с использованием расчетного сопротивления по пределу прочности учитывают повышенную опасность такого состояния путем введения дополнительного коэффициента надежности уи = 1,3.

При срезе расчетные сопротивления Rs определяют путем умножения расчетного сопротивления Ry на коэффициент перехода 0,58.

При сжатии торцевой поверхности в случае плотной пригонки (строжка или фрезеровка торца), согласно нормам, расчетное сопротивление в зоне контакта Rp = Ru.

При расчете проката на растяжение в направлении, перпендикулярном плоскости проката из предположения о возможности расслоя, расчетное сопротивление Rth = 0,5RU.

24.1.2. Алюминиевые сплавы

Алюминий по своим свойствам существенно отличается от стали. Плотность его р = 2700 кг/м3, т.е. почти в три раза меньше плотности стали. Модуль упругости алюминия £=0,71 хЮ5 МПа, модуль сдвига С=0,27х105 МПа, что примерно в три раза меньше, чем соответствующие величины для стали. Коэффициент линейного расширения алюминия а=2,3х10"5 Мград, что почти в два раза больше, чем у стали. Вследствие весьма низкой прочности технически чистый алюминий в строительных конструкциях применяется очень редко.

С целью повышения прочности алюминия его легируют, добавляя в сплав магний, марганец, медь, кремний, цинк и некоторые другие элементы. Легирующие элементы практически не увеличивают массу сплавов. С той же целью повышения прочности применяют различные приемы - термическое упрочнение, нагартовка (наклеп).

Большое распространение низколегированные стали получили благодаря тому, что они, имея повышенные механические свойства, дают возможность изготовлять строительные конструкции более экономичными и легкими.

Для изготовления различных конструкций гражданских и промышленных сооружений используются стали марок 15ХСНД, 09Г2С, 10Г2С1, 14Г2, 16ГС и др. Для изготовления арматуры сварных труб и железобетонных конструкций используют стали 25Г2С, 18Г2С, 25ГС и 20ХГ2Ц. Данные стали относятся к группе удовлетворительно свариваемых: содержат легирующих примесей не более 3,0% и углерода не более 0,25%. Необходимо учитывать, что если в стали содержится более 0,25% углерода, возможно образование закалочных структур и даже трещин в области сварного шва. К тому же, выгорание углерода является причиной образования пор в металле шва.

Многослойную сварку необходимо производить каскадным способом. Чтобы предупредить перегрев стали, рекомендуется производить сварку при токах 40…50 А на 1 мм диаметра электрода. Рекомендуется использовать электроды диаметром 4…5 мм. Зимой сварку конструкций из стали 15ГС, 15ХСНД и 14Г2 можно выполнять при температурах не ниже — 10°С. При более низких температурах зону сварки на ширине 100… 120 мм по обе стороны от шва нагревают предварительно до 100…150°С. При температуре —25°С сварка запрещена.

Стали 09Г2С и 10Г2С1 относятся к категории незакаливающихся сталей, они стойки против образования трещин и не склонных к перегреву. Механические свойства сварного шва не уступают показателям основного металла. Листы толщиной до 40 мм сваривают без разделки кромок. В данном случае равнопрочность сварного шва обеспечивается благодаря переходу легирующих элементов из электродной проволоки в металл шва.

Хромокремнемарганцовистые стали (20ХГСА, 25ХГСА.30ХГСА и 35ХГСА) при сварке склонны к образованию трещин и дают закалочные структуры. При этом чем тоньше толщина кромок, тем больше риск закалки металла и образования трещин, особенно в околошовной области. Стали, содержащие ≤0,25% углерода, свариваются лучше, чем стали с большим содержанием углерода.

В процессе сварки более толстых металлов используется многослойная сварка с короткими промежутками времени между наложениями последующих слоев. При сварке кромок различной толщины, сварочный ток выбирается по кромке большей толщины и большая часть зоны дуги направляется на нее. Для устранения закалки и повышения твердости металла шва и околошовной области после сварки рекомендуется изделие нагреть до температуры 650…680°С, выдержать при этой температуре некоторое время в зависимости от толщины металла (1 ч на каждые 25 мм) и охладить в горячей воде или на воздухе.

Сварку низколегированных сталей в защитном газе выполняют при плотностях тока более 80 А/мм2. Сварка в углекислом газе производится на постоянном токе обратной полярности.

Одним из прогрессивных способов считается сварка в углекислом газе с использованием порошковой проволоки.

Газовая сварка отличается значительным подогревом свариваемых кромок, более быстрым выгоранием легирующих примесей, уменьшением коррозионной стойкости. Поэтому качество сварных соединений в данном случае ниже, чем при других вариантах сварки. При газовой сварке пользуются только нормальным пламенем при удельной мощности 100… 130 л/(ч.мм) при правом способе, а при левом способе - 75…100 л/(ч.мм).

Низколегированная сталь марки 09г2с за счет своих свойств (малый процент легирующих компонентов) при сварке не перегревается и не закаливается. Это дает возможность варить сталь и конструкции из нее широким рядом электродов для сварки.

Электроды для сварки низколегированных сталей марки 09 г2с с временным сопротивлением разрыву до 60 кг/см2 - обозначаются « У». (ГОСТ 9467-75)

При ручной сварке применяют:

Электроды УОНИИ 13/45 (Э 42а)

Этими электродами сваривают конструкции из стали 09г2с, к которым предъявлены особенные требования. И прежде всего при сварке в очень низких температурах наружного воздуха. Металл сварного шва требует более жестких показателей прочности.

Электроды отличаются минимальным распылением металла при сваривании..

Электроды выбирают в зависимости отих линейного размера, который связан с их диаметрами: от 300 мм до - 450 мм.

Значение диаметра и положение швазадают силу тока(в А.)

По отзывам сварщиков эти электроды оказывают меньшее воздействие на качества наплавленного металла и не ухудшают его свойств. А так же у них отличная способность удаления нагара.

Сваренные швы выдерживают значительные нагрузки, что выгодно отличает эти электроды от других.

Электроды УОНИИ13/55 С (Э 50а)

Этими электродами так же сваривают конструкции из стали 09г2с, к которым предъявлены особенные требования. И прежде всего при сварке в очень низких температурах наружного воздуха (даже в Арктике) После сварки этими электродами металл сварного шва отвечает соответствующим более жестким нормативам по пластичности и ударной вязкости.

Этими электродами возможно делать сварочные швы в любом местонахождении в конструкциях. Работают на обратном постоянном токе.

Металл шва содержит малый процент водорода и имеет повышенную устойчивость к образованию трещин.. Отличаются отличным самоотделением шлака.

Сварка ведется короткой дугой почистым от жировых и прочих загрязнений поверхностям.

Значение диаметра и положение шва задают силу тока(в А.)

Электроды могут дать порообразование, если удлиняется дуга по окисленной поверхности.

Электроды МР-3 (Э 46)

Этими электродами сваривают конструкции и детали из стали 09г2с при всех расположениях шва. Исключение – вертикальный шов сверху вниз. Работают электроды от тока любой полярности от источников питания с напряжением не менее 65 В. Отличает их простота в работе, ими может работать даже новичок в сварке. Это бюджетный вариант сварки, при очень хороших показателях качества.

ОСОБЫЕ СВОЙСТВА:

Разрешается сварка ржавого, влажного, а так же недостаточно очищенного металла. Имеют достаточно высокую производительность сварки.

Сварка швов конструкций и проката средних и больших толщин в нижнем расположении конструкции проводится на более высоких режимах.

Сваривают электродами на короткой длине дуги, но разрешена сварка и на средней длине дуги.

Электроды ОЗС-4 (Э 46)

Электроды с покрытием из оксида титана (рутиловым), с успехом применяют для сваривания деталей и конструкций из стали 09г2с во всех плоскостях. Особенно это важно для сварки в вертикальном расположении швов.. Т.к. эти электроды не выделяют отравляющих газов при сварке.

При работе с этими электродами сокращается время сварки.

Работают электроды от постоянного тока и переменного. Этими электродами можно сваривать даже окисленные конструкции, при этом сохраняется красивый вид шва.

Они применяются прежде всего в ответственных конструкциях.

К атегория:

Сварка различных металлов

Сварка низколегированных сталей

Легированные стали подразделяются на низколегированные (легирующих элементов в сумме менее 2,5%), среднелегированные (от 2,5 до 10%) и высоколегированные (более 10%). Низколегированные стали делят на низколегированные низкоуглеродистые, низколегированные теплоустойчивые и низколегированные среднеугле-родистые.

Содержание углерода в низколегированных низкоуглеродистых конструкционных сталях не превышает 0,22%- В зависимости от легирования стали подразделяют на марганцовистые (14Г, 14Г2), кремнемарганцовистые (09Г2С, 10Г2С1, 14ГС, 17ГС и др.), хромо-кремнемарганцовистые (14ХГС и др.), марганцовоазотнованадие-вые (14Г2АФ, 18Г2АФ, 18Г2АФпс и др.), марганцовониобиевая (10Г2Б), хромокремненикельмедистые (ЮХСНД , 15ХСНД) и т. д.

Низколегированные низкоуглеродистые стали применяют в транспортном машиностроении, судостроении, гидротехническом строительстве, в производстве труб и др. Низколегированные стали поставляют по ГОСТ 19281-73 и 19282-73 и специальным техническим условиям.

Низколегированные теплоустойчивые стали должны обладать повышенной прочностью при высоких температурах эксплуатации Наиболее широко теплоустойчивые стали применяют при изготовлении паровых энергетических установок. Для повышения жаропрочности в их состав вводят молибден (М), вольфрам (В) и ванадий (Ф), а для обеспечения жаростойкости - хром (X), образующий плотную защитную пленку на поверхности металла.

Низколегированные сред-неуглеродистые (более 0,22% углерода) конструкционные стали применяют в машиностроении обычно в термо-обработанном состоянии. Технология сварки низколегированных среднеуглероди-стых сталей подобна технологии сварки среднелегиро-ванных сталей.

Особенности сварки низ= колегированных сталей. Низколегированные стали сваривать труднее, чем низкоуглеродистые конструкционные. Низколегированная сталь более чувствительна к тепловым воздействиям при сварке. В зависимости от марки низколегированной стали при сварке могут образоваться закалочные структуры или перегрев в зоне термического влияния сварного соединения.

Структура околошовного металла зависит от его химического состава, скорости охлаждения и длительности пребывания металла при соответствующих температурах, при которых происходит изменение микроструктуры и размера зерен. Если в доэвтектоид-ной стали получить нагревом аустенит (рис. 1), а затем сталь охлаждать с различной скоростью, то критические точки стали снижаются.

При малой скорости охлаждения получают структуру перлит (механическая смесь феррита и цементита). При большой скорости охлаждения аустенит распадается на составляющие структуры при относительно низких температурах и образуются структуры - сорбит, троостит, бейнит и при очень высокой скорости охлаждения - мартенсит. Наиболее хрупкой структурой является мартенситная, поэтому не следует при охлаждении допускать превращения аустенита в мартенсит при сварке низколегированных сталей.

Рис. 1. Диаграмма изотермического (при постоянной температуре) распада аустенита низкоуглеродистой стали: А - начало распада, Б - конец распада, Ai - критическая точка стали, Мн и Мк - начало и конец превращения аустенита в мартенсит; v2, v3 и vt - скорости охлаждения с образованием различных структур

Скорость охлаждения стали, особенно большой толщины, при сварке всегда значительно превышает обычную скорость охлаждения металла на воздухе, вследствие чего при сварке легированных сталей возможно образование мартенсита.

Для предупреждения образования при сварке закалочной мар-тенситной структуры необходимо применять меры, замедляющие охлаждение зоны термического влияния, - подогрев изделия и применение многослойной сварки.

В некоторых случаях в зависимости от условий эксплуатации изделий допускают перегрев, т. е. укрупнение зерен в металле зоны термического влияния сварных соединений, выполненных из низколегированных сталей.

При высоких температурах эксплуатации изделий для повышения сопротивления ползучести (деформирование изделия яри высоких температурах с течением времени) необходимо иметь крупнозернистую структуру и в сварном соединении. Но металл с очень крупным зерном обладает пониженной пластичностью и поэтому размер зерен допускается до известного предела.

При эксплуатации изделий в условиях низких температур ползучесть исключается и необходима мелкозернистая структура металла, обеспечивающая увеличенную прочность и пластичность.

Покрытые электроды и другие сварочные материалы при сварке низколегированных сталей подбираются такими, чтобы содержание углерода, серы, фосфора и других вредных элементов в них было ниже по сравнению с материалами для сварки низкоуглеродистых конструкционных сталей. Этим удается увеличить стойкость металла шва против кристаллизационных трещин, так как низколегированные стали в значительной степени склонны к их образованию.

Технология сварки низколегированной стали. Низколегированные низкоуглеродистые стали 09Г2, 09Г2С, 10ХСНД, 10Г2С1 и 10Г2Б при сварке не закаливаются и не склонны к перегреву. Сварку этих сталей производят при любом тепловом режиме, аналогично режиму сварки низкоуглеродистой стали.

Для обеспечения равнопрочности соединения ручную сварку выполняют электродами типа Э50А. Твердость и прочность околошовной зоны практически не отличаются от основного металла.

Сварочные материалы при сварке порошковой проволокой и в защитном газе подбирают такими, чтобы обеспечить прочностные свойства металлу шва на уровне прочности, достигаемой электродами типа Э50А.

Низколегированные низкоуглеродистые стали 12ГС, 14Г, 14Г2 14ХГС, 15ХСНД, 15Г2Ф, 15Г2СФ, 15Г2АФ при сварке могут образовывать закалочные микроструктуры и перегрев металла шва и зоны термического влияния. Количество закаливающихся структур резко уменьшается, если сварка выполняется с относительно большой погонной энергией, необходимой для уменьшения скорости охлаждения сварного соединения. Однако снижение скорости охлаждения металла при сварке приводит к укрупнению зерен (перегреву) металла шва и околошовного металла вследствие повышенного содержания углерода в этих сталях. Это особенно касается сталей 15ХСНД, 14ХГС. Стали 15Г2Ф, 15Г2СФ и 15Г2АФ менее склонны к перегреву в околошовной зоне, так как они легированы ванадием и азотом. Поэтому сварка большинства указанных сталей ограничивается более узкими пределами тепловых режимов, чем сварка низкоуглеродистой стали.

Режим сварки необходимо подбирать так, чтобы не было большого количества закалочных микроструктур и сильного перегрева металла. Тогда можно производить сварку стали любой толщины без ограничений при окружающей температуре не ниже -10 °С. При более низкой температуре необходим предварительный подогрев до 120-150 °С. При температуре ниже -25 °С сварка изделий из закаливающихся сталей запрещается. Для предупреждения большого перегрева сварку сталей 15ХСНД и 14ХГС следует проводить на пониженной погонной тепловой энергии (при пониженных значениях тока электродами меньшего диаметра) по сравнению со сваркой низкоуглеродистой стали.

Для обеспечения равнопрочности основного металла и сварного соединения при сварке этих сталей надо применять электроды типа Э50А или Э55.

Технология сварки низколегированных среднеуглеродистых сталей 17ГС, 18Г2АФ, 35ХМ и других подобна технологии сварки среднелегированных сталей.

Низколегированные стали получи­ли большое применение В СВЯЗИ с тем, что они, обладая повышенными механическими свойствами, позволяют изготовлять строительные конструк­ции более легкими и экономичными. Для изготовления различных конст­рукций промышленных и гражданских сооружений применяются стали марок 15ХСНД, 14Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 16ГС и др. Для изготовления арматуры железобетонных конструкций и свар­ных труб применяют стали 18Г2С, 25Г2С, 25ГС и 20ХГ2Ц. Эти стали относятся к категории удовлетвори­тельно свариваемых сталей; содержат углерода не более 0,25% и леги­рующих примесей не более 3,0%. Следует учитывать, что при содер­жании в стали углерода более 0,25% возможно образование закалочных структур и даже трещин в зоне сварного шва. Кроме того, выгорание углерода вызывает образование пор в металле шва.

Сталь 15ХСНД сваривают вручнукг электродами типа Э50А или Э55А. Наилучшие результаты дают электро­ды УОНИ-13/55 и электроды Днеп­ровского электродного завода ДСК-50. Сварку электродами ДСК-50 можно выполнять переменным то­ком, но лучшие результаты дает сварка постоянным током обратной полярности. Многослойную сварку следует производить каскадным мето­дом. Чтобы предупредить перегрев стали, следует выполнять сварку при токах 40...50 А на 1 мм диаметра электрода. Рекомендуется применять электроды диаметром 4...5 мм. Авто­матическую сварку стали 15ХСНД производят проволокой Св-08ГА или Св-ЮГА под флюсом АН-348-А или ОСЦ-45

Толщина металла, мм................................

Диаметр электрода, мм.............................

Сварочный ток, А.......................................

при высоких скоростях, но при малой погонной энергии. В зимних условиях сварку конструкций из стали 15ХСНД, 15ГС и 14Г2 можно производить при температурах не ниже - 10°С. При бо­лее низких температурах зону сварки на ширине 100... 120 мм по обе стороны от шва предварительно нагревают до Ю0...150°С. При температуре -25°С сварка не допускается.

Стали 09Г2С и 10Г2С1 относятся к группе незакаливающихся сталей, не склонных к перегреву и стой­ких против образования трещин. Ручная сварка электродами Э50А и Э55А выполняется на режимах, пре­дусмотренных для сварки низкоугле­родистой стали. Механические свойст­ва сварного шва не уступают пока­зателям основного металла. Автомати­ческая и полуавтоматическая сварка выполняется электродной проволокой Св-08ГА, Св-ЮГА или Св-10Г2 под флюсом АН-348-А или ОСЦ-45. Свар­ку листов толщиной до 40 мм производят без разделки кромок. При этом равнопрочность сварного шва обеспечивается за счет перехода ле­гирующих элементов из электродной проволоки в металл шва.

Стали хромокремнемарганцови - стые (20ХГСА, 25ХГСА,30ХГСА и 35ХГСА) при сварке дают закалоч­ные структуры и склонны к образова­нию трещин. При этом чем меньше толщина кромок, тем больше опас­ность закалки металла и образования трещин, особенно в околошовной зоне. Стали с содержанием углеро­да ^0,25% свариваются лучше, чем стали с большим содержанием углерода. Для сварки могут приме­няться электроды НИАТ-ЗМ типа Э70, Э85. Для ответственных сварных швов рекомендуются электроды, изго­товленные из проволоки Св-18ХГС или Св-18ХМА с покрытием ЦЛ-18-63, ЦК-18Мо, УОНИ-13/65, УОНИ-13/85, УОНИ-13/НЖ.

0,5... 1,5 2...3 4.„6 7...10

1.5.. .2.0 2,5...3 3...5 4...6

20.. .40 50...90 100...160 200...240

При сварке более толстых метал­лов применяется многослойная сварка с малыми интервалами времени между наложениями последующих слоев. При сварке кромок разной толщины сварочный ток выбирается по кромке большей толщины и на нее направ­ляется большая часть зоны дуги. Для устранения закалки и повышения твердости металла шва и околошов - ной зоны рекомендуется после сварки нагреть изделие до температуры

650.. .680°С, выдержать при этой тем­пературе определенное время в зави­симости от толщины металла (1 ч на каждые 25 мм) и охладить на воздухе или в горячей воде.

Сварку низколегированных сталей в защитном газе производят при плотностях тока более 80 А/мм2. в углекислом газе выполняет­ся на постоянном токе обратной поляр­ности. Рекомендуется электродная проволока диаметром 1,6-2,0 мм мар­ки Св-08Г2С - или Св-10Г2, а для сталей, содержащих хром и никель,- Св-08ХГ2С, Св-08ГСМТ.

Электрошлаковая сварка сталей любой толщины успешно производит­ся электродной проволокой марки Св-10Г2 или Св-18ХМА под флюсом АН-8 при любой температуре окру­жающего воздуха. Прогрессивным способом является сварка в углекис­лом газе с применением порошковой проволоки.

Газовая сварка отличается значи­тельным разогревом свариваемых кро­мок, снижением коррозионной стой­кости, более интенсивным выгоранием легирующих примесей. Поэтому каче­ство сварных соединений ниже, чем при других способах сварки. При газовой сварке пользуются только нор­мальным пламенем при удельной мощ­ности 75... 100 л/(ч-мм) при левом способе, а при правом способе -

100.. .130 л/(ч-мм). Присадочным ма­териалом служат проволоки Св-08, Св-08А, Св-10Г2, а для ответственных швов - Св-18ХГС и Св-18ХМА. Про­ковка шва при температуре 800... 850°С с последующей нормализацией несколько повышает механические свойства шва.