Сварка низкоуглеродистых сталей.

Механические свойства металла околошовной зоны при сварке низкоуглеродистых сталей претерпевают некоторые изменения по сравнению со свойствами основного металла. Характер этих изменений зависит от конкретных условий сварки. При всех видах дуговой сварки изменение свойств основного металла сводится к его незначительному упрочнению в зоне перегрева. При электрошлаковой сварке на этом участке, как правило, образуется видманштеттовая крупнозернистая структура, существенно снижающая ударную вязкость металла. Заметных изменений прочностных свойств металла не происходит. При дуговой сварке образование видманштеттовой структуры на этом участке, околошовной зоны наблюдается значительно реже. При сварке стареющих, например кипящих и полуспокойных низкоуглеродистых сталей, на участке рекристаллизации околошовной зоны возможно снижение "ударной вязкости металла, что при неблагоприятных условиях может привести к снижению надежности конструкции. Металл околошовной зоны охрупчивается более интенсивно при сварке многослойными швами, чем при однослойной сварке. Это связано с многократно протекающими процессами старения. Конструкции из низкоуглеродистой стали в некоторых случаях подвергаются термообработке после сварки. Задача термообработки обычно сводится к снятию сварочных напряжений (для чего проводят высокий отпуск конструкции) или к выравниванию свойств и улучшению структуры отдельных участков сварного соединения. Для этого проводят нормализацию конструкции(нагрев до температуры 900-9400ºС, остывание на воздухе) с последующим высоким отпуском.

Табл.4.

При дуговой сварке угловых однослойных швов и многослойных швов с перерывом в наложении отдельных слоев все виды термообработки (кроме закалки) приводят к снижению прочностных и повышению пластических свойств металла шва (табл.4). Это обусловлено более медленным остыванием металла шва при термообработке, чем в условиях термического цикла сварки. При сварке однослойных стыковых швов и многослойных стыковых и угловых швов, свариваемых короткими секциями без перерыва между наложением отдельных слоев, влияние термообработки сказывается в меньшей степени. Это связано с меньшей разницей в скоростях остывания при термообработке и при сварке. При электрошлаковой сварке термообработка, как это видно из табл.4, мало сказывается на прочностных и пластических свойствах металла шва, но приводит (при нормализации) к резкому возрастанию ударной вязкости. Неизменность прочностных и пластических свойств в данном случае определяется близостью скоростей остывания металла шва в условиях термического цикла сварки и при термообработке. Швы, сваренные на низкоуглеродистых сталях всеми видами и способами сварки плавлением, обладают вполне удовлетворительной стойкостью против образования кристаллизационных трещин, что обусловливается низким содержанием в основном металле и, следовательно, в металле шва, углерода. Однако при сварке низкоуглеродистой стали, содержащей углерод по верхнему пределу(0,21-0,25%), возможно образование кристаллизационных трещин главным образом в угловых швах, первом слое многослойного стыкового шва, односторонних швах с полным проваром кромок и первом слое стыкового шва, сваренного с обязательным зазором. Трещины в этих случаях в большинстве своем связаны с неблагоприятной формой провара и повышенным содержанием углерода. Низкоуглеродистая сталь сваривается практически всеми видами и способами сварки плавлением.