28. Технология сварки среднеуглеродистых сталей.

К среднеуглеродистым конструкционным сталям относятся стали, содержа-щие 0,26-0,45% С. Повышенное содержание углерода предопределяет значительные труд-ности сварки этих сталей. К ним относятся низкая стойкость металла шва против кристаллизационных трещин, возможность образования мало-пластичных закалочных структур и трещин в околошовной зоне и трудность обеспечения равнопрочности металла шва с основным металлом. Для преодоления этих трудностей и в первую очередь для повышения стойкости металла шва против кристаллизационных трещин при всех видах сварки плавлением стремятся снизить содержание углерода в металле шва. Это обычно достигается за счет применения электродных стержней и элек-тродной проволоки с пониженным содержанием углерода и уменьшения до-ли основного металла в металле шва. Стремятся также обеспечить получение швов с большим значением коэффициента формы и применяют предвари-тельный и сопутствующий подогрев, двухдуговую сварку в раздельные ван-ны и модифицирование металла шва. Для сварки среднеуглеродистых сталей чаще всего применяют предва-рительный подогрев до температуры 250—300° С. За счет предварительного подогрева удается повысить, на 0,01—0,02% допускаемое содержание угле-рода в металле шва, при котором еще не образуются трещины, и предупре-дить образование закалочных структур в околошовной зоне. Однако сварка с подогревом обладает серьезными эксплуатационными недостатками. Кроме того, чрезмерный подогрев может вызвать образование трещин вследствие увеличения провара основного металла и связанного с этим повышения со-держания углерода в металле шва. Для снижения доли основного металла в металле шва дуговую сварку среднеуглеродистых сталей, как правило, ведут с разделкой кромок на режи-мах, обеспечивающих минимальное проплавление основного металла и мак-симальное значение коэффициента формы шва. Угловые швы, сваренные под флюсом на режимах, ти-пичных для сварки низко. Для повышения доли электродного металла в металле шва принимают также меры по увеличению коэффициента наплавки. При механизированных способах, сварки это достигается применением сварочной проволоки малого диаметра (2—3 мм) и минимального сварочного тока. Лучшие результаты получаются при постоянном токе прямой полярности. Сварку под флюсом среднеуглеродистых сталей ведут на режимах, не характерных для этого вы-сокопроизводительного способа, в связи с чем он не получил широкого при-менения при изготовлении конструкций из среднеуглеродистых сталей. Эффективным и надежным средством достижения равнопрочности металла шва при низком содержании в нем углерода служит дополнительное легирование элементами, упрочняющими феррит. При сварке среднеуглеро-дистых сталей для достижения равнопрочности достаточно дополнительно легировать шов марганцем и кремнием. Для сварки под флюсом применяют флюсы АН-348-А и ОСЦ-45 и сварочную проволоку Св-08А, Св-08ГА и Св-10Г2. При этом необходимое повышенное содержание в шве кремния и мар-ганца достигается частично путем восстановления их из флюса. Этому спо-собствует применение тонкой проволоки и малых токов, при которых вос-становление кремния и марганца протекает более интенсивно. Для ручной сварки среднеуглеродистых сталей применяют электроды с фтористо-кальциевым покрытием УОНИ-13/55 и УОНИ-13/45, обеспечи-вающие достаточную прочность и высокую стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин. Чтобы избежать образования ма-лопластичных и хрупких закалочных структур в околошовной зоне, при сварке среднеуглеродистых сталей следует замедлить остывание изделий пу-тем снижения скорости сварки, предварительного подогрева металла, сварки двумя и более раздвинутыми дугами. Чём больше содержание углерода в стали, тем выше должна быть температура подогрева металла при сварке. Даже при использовании всех указанных приемов сварные соединения на среднеуглеродистой стали чаще всего получаются недостаточно пластичны-ми, так как закалка основного металла в околошовной зоне полностью не предотвращается. Если к сварному соединению предъявляются требования высокой пластичности, то для выравнивания свойств приходится применять последующую термообработку, чаще всего закалку с отпуском. Технология сварки среднеуглеродистых сталей в углекислом газе, как и сварка их покрытыми электродами и под флюсом, основана на снижении до-ли основного металла в металле шва и обеспечении благоприятной формы провара. В производстве сварка в углекислом газе для изготовления конст-рукций из среднеуглеродистых сталей применяется мало. Благодаря возможности в широких пределах изменять коэффициент формы металлической ванны и медленному остыванию металла околошов-ной зоны при электрошлаковой сварке создаются благоприятные условия для обеспечения высокого качества сварного соединения среднеуглеродистой стали. Однако при сварке металла, содержащего более 0,3% С, рекомендует-ся проводить предварительный и сопутствующий подогрев конструкции (особенно при кольцевых швах) до температуры 180—200° С. Высокая стой-кость металла шва против образования кристаллизационных трещин обеспе-чивается при подаче электродной проволоки со скоростью, не превышающей критических значений. При электрошлаковой сварке увеличение коэффициента формы метал-лической ванны, при прочих равных условиях, приводит к увеличению со-держания в ней углерода. При этом, однако, стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин не снижается, так как одновремен-но с ростом коэффициента формы металлической ванны растет критическое содержание углерода. Серьезной задачей при электрошлаковой сварке сталей с содержанием более 0,33% С является обеспечение равнопрочности металла шва с основ-ным металлом. Эта задача частично решается путем применения сварочных проволок Св-10Г2 или Св-12ГС и перехода углерода из основного металла. Содержание углерода в шве доходит до 0,22—0,24%. Однако даже при этом прочностные свойства металла шва находятся на нижнем уровне свойств ос-новного металла. Для повышения прочности металла шва рекомендуется применять сварочную проволоку, обеспечивающую многокомпонентное ле-гирование. Высокой ударной вязкости металла шва и участка крупного зерна околошовной зоны для сталей этой группы так же, как и для низкоуглероди-стых сталей, можно достигнуть пока только нормализацией.