Сварка разнородных сталей

8

СВАРКА СТАЛЕЙ ОДНОГО СТРУКТУРНОГО КЛАССА ПРИ РАЗЛИЧНОМ ИХ ЛЕГИРОВАНИИ

1. Особенности сварки

Основной особенностью сварки разнородных сталей является необходимость исключить образование в зоне сплавления особой структурной неоднородности, которая приводит к настолько сильному изменению структуры и следовательно, свойств сплавляемых металлов, что в процессе эксплуатации сварного соединения происходит преждевременное его разрушение. Образование этой неоднородности обусловлено существенным различием химического состава сплавляемых металлов. Подобная структурная неоднородность обнаруживается также в соединениях сталей, относящихся к одному классу (однородных сталей), но существенно отличающихся по химическому составу. На этом основании некоторые специалисты соединения таких сталей также относят к соединениям разнородных сталей.

Из сказанного следует, что при сварке сталей одного класса, но существенно отличающихся по химическому составу, необходимо принимать меры, чтобы исключить образование в зоне сплавления структурной неоднородности, приводящей к преждевременному разрушению сварного соединения. Как показал опыт, при сварке сталей одного структурного класса различие химического состава их наиболее существенно влияет на образование в зоне сплавления структурной неоднородности в соединениях перлитных сталей. Поэтому в настоящей главе рассматриваются особенности сварки только этих сталей и только применительно к ним излагается сущность мер, необходимых для предотвращения образования в зоне сплавления характерной структурной неоднородности.

По степени легированности, механическим свойствам и эксплуатационным характеристикам современные перлитные стали, ко-

торые наиболее широко используются в различных отраслях промышленности для изготовления сварных конструкций, можно разделить на пять групп: углеродистые обыкновенного качества (БСт.1, БСт.З, БСт.4, БСт5, ВСт1,ВСт2, ВСтЗ, ВСт4, ВСт5, 15Л, 20Л, 25Л, ЗОЛ), углеродистые качественные (10,15, 20, 25, 35, 40, 45, 15Г, 25Г, 12К, 15К, 20К, 22К, 35Л, 40Л, 45Л, 50Л), обыкновенные низколегированные (14Г, 09Г2, 14Г2, 12ГС, 17ГС, 09Г2С, 10Г2С1, 18Г2С, 14ХГС, 10ХСНД, 15ХСНД, 15ГФ, 20ГЛ, 27ГЛ, 20ГСЛ, ЗОГСЛ, 08ГДНФЛ, 13ХНД4ТЛ), низколегированные повышенной прочности (15Г2СФ, 15Г2АФ, 18Г2АФ, 10Г2Б, 15ХА, 20Х, 38ХА, 18ХГТ, 16ХСН, 10Г2, 32Г2, 38ХС, 27СГ, 36Г2С, 30ХГТ, 38ХВА, 15ХФ, 20ХН, 20ХФ, 15НМ, 20НМ, 13Н2ХА, 12ХН2, 15ХГНТА, 18ХГН, ЗОХНВА, 40ХНМА, 15ХМ, ЗОХМА, 35ХМ.38ХМА, 12ХМ, 15ХМ, 12ХШФ, 25Х1МФ, 15Х1М1Ф, 35ГЛ, 40ГЛ, 40ХЛ, 35ХГЛ, 35ГНМЛ, 40ГФЛ, 40ХНЛ, 20ХМЛ, 30ХНМЛ, 40ХНТЛ, 12ХН1МФДЛ) и среднелегированные (20ХГСА, 25ХГСА, ЗОХГСА, ЗОХГСНА, 06НЗ, 30ХН2СФА, 20Х2МА, 12Х5МА, ЗОХНЗА, 25Х2ГНТА, 30Х2ГН2, 30Х2НВФА, 38ХЗНВА, 25Х2Н4ВА, 30ХН2ВФА, 38ХНЗМФА, 38ХНЗВА, 38ХНЗВФА, 20ХМФЛ, 25Х2МФЛ).

Значительная часть используемых в настоящее время перлитных сталей склонны к закалке. Следовательно, при их сварке могут образовываться околошовные трещины. Поэтому первой особенностью сварки сталей рассматриваемого класса является необходимость принимать меры, исключающие образование околошовных трещин.

При изготовлении конструкций из перлитных сталей могут свариваться стали, существенно отличающиеся по химическому составу, особенно по содержанию углерода и карбидообразующих элементов. Следовательно, в сварном соединении таких сталей в зоне сплавления может образоваться структурная и механическая неоднородность, снижающая работоспособность конструкции, особенно при эксплуатации ее в условиях повышенных температур. Поэтому в некоторых случаях сварки перлитных сталей необходимо принять меры, исключающие образование указанной неоднородности сварного соединения. Необходимость таких мер является второй особенностью сварки сталей рассматриваемого класса.

2. Возможные варианты технологии сварки

Из предыдущего параграфа следует, что технология сварки' перлитных сталей различного легирования должна быть такой, чтобы в сварном соединении исключалось образование околошовных трещин и структурной неоднородности, характерной для нестабильной зоны сплавления разнородных сталей.

Возможные меры предотвращения околошовных трещин при сварке закаливающихся сталей изложены в гл. I. Наиболее распро-