Свариваемость и разрезаемость.
Свариваемость.
Свариваемость – способность металлов образовывать качественное сварное соединение, удовлетворяющее эксплуатационным требованиям.
Группа свариваемости |
Сэк, % |
Условия сварки |
I хорошая |
до 0,25 включительно |
Без ограничений, в широком диапазоне режимов сварки независимо от толщины металла, жесткости конструкции, температуры окружающей среды. |
II удовлетворительная |
свыше 0,25 до 0,35 включительно |
Сварка только при температуре окружающей среды не ниже -5°С, толщине металла менее 20 мм при отсутствии ветра. |
III ограниченная |
свыше 0,35 до 0,45 включительно |
Сварка с предварительным или сопутствующим подогревом до 250°С в жестком диапазоне режимов сварки. |
IV плохая |
свыше 0,45 |
Сварка с предварительным или сопутствующим подогревом, термообработкой после сварки. |
Формула расчета эквивалентного содержания углерода:
Влияние легирующих элементов на свариваемость.
Азот (А) – повышает ломкость, особенно для неспокойных сталей.
Марганец (Г) – повышает ударную вязкость и хладноломкость стали, является хорошим раскислителем, способствует уменьшению содержания кислорода в стали. Уменьшает вредное влияние серы. Повышает прочность при разрыве. Если марганца содержится более 1,5%, свариваемость ухудшается, т.к. увеличивается твердость и могут появляться трещины.
Медь (Д) – улучшает свариваемость, повышает прочность, ударную вязкость и коррозионную стойкость.
Никель (Н) – не ухудшает свариваемость, повышает прочность и пластичность шва.
Фосфор (П) – повышает вероятность деформации при низких температурах. Ломкость при низких температурах. Образует неравномерность строения, ломкость.
Кремний (С) – раскислитель, связывает кислород. При содержании более 1% свариваемость ухудшается, т.к. возникают тугоплавкие окислы, появляются шлаковые включения. Сварной шов становится хрупким.
Сера – повышает вероятность деформации при повышении температур. Повышение ломкости при повышении температур. Образует неравномерности, увеличивает ломкость.
Водород – водородная ломкость. Образование трещин (рыбий глаз, снежинки).
Алюминий (Ю) – активный раскислитель. Уменьшает неравномерность структуры. Уменьшает склонность стали к старению. Повышает окалиностойкость.
Хром (Х) – снижает свариваемость, так как вызывает образование тугоплавких окислов и закалочных структур.
Ванадий (Ф) – затрудняет сварку, сильно окисляется, требует введения в зону плавления активных раскислителей.
Углерод – чем выше его содержание, тем выше твердость и прочность, и тем меньше пластичность. Во время сварки углерод окисляется, что вызывает появление большого количества пор.
Разрезаемость.
Способность материала подвергаться кислородной резке называется разрезаемость.
Разрезаемость углеродистых сталей с увеличением содержания в них углерода ухудшается. Легирующие элементы в стали также препятствуют кислородной резке. Разрезаемость стали можно ориентировочно определить, зная ее химический состав по эквиваленту углерода, так же как определяют свариваемость: Cэк=C+0,16Mn+0,3(Si+Mo)+0,4Cr+0,2V+0,04(Ni+Cu).
Если Сэ < 0,6, сталь обладает хорошей разрезаемостью; Сэ = 0,6…0,8 – удовлетворительной (зимой нужен подогрев зоны реза до температуры 150°С); Сэ = 0,8…1,1 разрезаемость плохая (перед резкой необходим подогрев до температуры 300°С); С > 1,1 – резка окислением без применения флюсов невозможна.