Сварка заготовок из легированной стали

Согласно ГОСТ 4543—71, промышленность выпускает свыше 80 марок сталей, подразделяемых на 11 групп. Даже в пределах одной группы стали существенно различаются по свариваемости, поэтому далее будут даны только общие рекомендации по сварке заготовок из этих сталей.

Подготовка заготовок под сварку. Заготовки из легированных сталей следует готовить под сварку более тщательно, чем из углеродистых. Правку, вальцовку, штамповку и другие операции формообразования рекомендуется выполнять после отжига. Подготовку свариваемых кромок необходимо осуществлять на металлорежущих станках, что обеспечивает точность сборки и не вызывает структурных изменений в зоне реза. Поверхность металла в зоне сварки нужно тщательно очищать от окалины, ржавчины, влаги и других загрязнений. При сборке заготовок под сварку следует обеспечивать их надежное закрепление друг относительно друга. Зазоры между заготовками должны соответствовать требуемым. Смещение кромок не должно превышать 10...15 % толщины свариваемых заготовок. Зазоры между кромками должны быть минимальными и постоянными по всей длине стыка. Для повышения пластичности сварного шва содержание легирующих элементов в присадочной проволоке следует ограничивать до следующих пределов (%): С —0,15; Si — 0,5; Мn — 1,5; Сr — 1,5; Ni — 2,5; V — 0,5; Mg — 1; Nb — 0,5. Необходимо использовать покрытия и флюсы основного типа, а также инертные газы. Для уменьшения сварочных напряжений, являющихся одной из причин образования трещин, при конструировании следует избегать жестких узлов, скоплений и пересечений швов.

Сварка. Предварительный и сопутствующий подогревы позволяют замедлить скорость охлаждения и предотвратить образование закалочных структур. Чем выше содержание в стали углерода и легирующих элементов, тем выше должна быть температура подогрева. Сварку следует производить на постоянном токе обратной полярности короткой дугой без перерывов. Не допускается выполнение сварочных работ на ветру или сквозняке, а также при низких температурах окружающего воздуха. Для уменьшения закалки процесс следует вести в несколько проходов. При многослойной сварке отдельные накладываемые слои должны иметь одинаковое сечение, что позволяет использовать теплоту, выделяемую при наложении последующих слоев, для равномерного отпуска закаленного предыдущего слоя. При наложении слоев разного сечения около шва остаются прослойки закаленной стали, в которых могут возникнуть закалочные трещины. Последний слой, называемый отжигающим, необходимо накладывать при температуре шва ≈300 °С, причем так, чтобы он не касался основного металла. Шов должен иметь правильную и одинаковую форму по всей длине стыка, так как перепады сечений являются концентраторами напряжений и причиной появления трещин. Подрезы и непровары сварных швов недопустимы.

Обработка изделий после сварки. Для предотвращения возникновения холодных трещин не позднее чем через 15 мин после окончания сварки производят высокий отпуск, стабилизирующий структуру и снимающий остаточные напряжения. Механическая обработка сварных швов позволяет избавиться от концентраторов напряжений.

Э.С. Каракозов, Р.И. Мустафаев "Справочник молодого электросварщика".