Варіант 27

а) Причинами, затрудняющими сварку, могут быть образование кристаллизационных и холодных трещин, возникновение зон высокой хрупкости, испарение составных частей металла и пр.

Более сложный случай – сварка разнородных металлов, которые различны по своей природе и свойствам. При этом сварку может затруднить недостаточная взаимная растворимость металлов (свинец и медь, свинец и железо, магний и железо), слишком большое различие в температурах плавления и кипения (железо – цинк, вольфрам – свинец), образование в зоне сварки хрупких интерметаллических соединений (алюминий – медь, алюминий – магний, железо – титан) и т. д.

Удовлетворительная свариваемость должна обеспечивать соответствие сварного соединения определенным техническим требованиям. Поскольку такие требования весьма разнообразны, различными могут быть и показатели, принимаемые для оценки свариваемости.

б) Углеродистыми конструкционными сталями называются такие, в которых содержание углерода находится в пределах 0,1 – 0,6%, а количество остальных примесей не превышает: Mn – 0,7%; Si – 0,4%; P – 0,05%; S – 0,07%; O2 - 0,05%.

В зависимости от содержания С углеродистые конструкционные стали разделяют на низко-, средне- и высокоуглеродистые.

К низкоуглеродистым относят стали, содержащие до 0,25 % С (Ст3, стали 10, 15, 20, М 16С, 22К и др.). Они обладают хорошей свариваемостью. Металл шва по своему химическому составу обычно несколько отличается от основного (понижено содержание углерода и повышено – марганца и кремния). Уменьшение содержания углерода может привести к снижению прочности сварного шва. Чтобы избежать этого, в металл шва вводят дополнительно марганец и кремний. Повышению прочности способствует также ускоренное охлаждение шва. Поэтому при сварке низкоуглеродистых сталей обеспечить равнопрочность сварного шва основному металлу легко.

Варіант 28

а) К среднеуглеродистым конструкционным сталям относят спокойные стали, в которых содержание углерода колеблется в пределах 0,26 – 0,45%.

Чтобы предотвратить образование малопластичных и хрупких структур при сварке среднеуглеродистых сталей, следует замедлять охлаждение металла, регулируя режим сварки, а если необходимо, предварительно подогревать изделие. В ряде случаев для обеспечения высокой деформационной способности сварного соединения и его равнопрочности с основным металлом после сварки назначают термическую обработку (закалку с отпуском, нормализацию). Использование среднеуглеродистых сталей для сварки не всегда целесообразно. По металлургической обработке различают стали спокойные, полуспокойные и кипящие. Для сварки лучше спокойные стали. По способу производства бывают стали мартеновские и бессемеровские (конверторные). Для сварки лучше применять мартеновские стали. В настоящее время в связи с коренными улучшениями производства конверторных сталей они могут считаться вполне пригодными для сварки.

б) К высокоуглеродистым конструкционным сталям относят стали, содержащие 0,46 – 0,7% С. Свариваемость их еще более затруднена по тем же причинам, что и свариваемость среднеуглеродистых сталей. Для преодоления трудностей рекомендуются те же способы. Высокоуглеродистые стали относят к трудносваривающимся.

Легированными называют такие стали, в состав которых входят легирующие элементы, отсутствующие в углеродистой стали, или те же кремний и марганец, но в повышенном по сравнению с углеродистой сталью количестве.

Легирующие элементы в такой стали взаимодействуют с железом и углеродом и тем самым изменяют механические и физико-химические свойства металла. Как правило, легированные стали характеризуются высокими механическими свойствами, рядом специальных свойств (жаростойкость, коррозионная стойкость и др.) и повышенной стойкостью против хрупкого разрушения. Отмеченные особенности этих сталей широко используют при изготовлении из них соответствующих конструкций.

Легирующие элементы – Mn, Si, Ni, Cr, Cu, Ti – растворяются в феррите, упрочняют его и измельчают перлит. Благодаря этому прочностные характеристики таких сталей повышаются и предел прочности доходит до 55 кГ/мм².