Условия сварки конструкционных сталей

В-настоящее время в сварных конструкциях все чаще используются стали и другие сплавы с высокими прочностными свойствами. В связи с этим сварщикам приходится иметь дело с большим ассортиментом металлов, обладающих различной свариваемостью.
Под термином «свариваемость металлов» понимается комплекс свойств свариваемого металла, обеспечивающих возможность получения сварных соединений, прочных в процессе сварки (технологическая прочность) и работоспособных в условиях действия эксплуатационных нагрузок (эксплуатационная прочность).
Вместо обыкновенных малоуглеродистых сталей в различных отраслях промышленности находят все более широкое применение низколегированные конструкционные стали, обладающие более высокими прочностными свойствами.
Развитие энергетики, реактивной техники, авиации и других отраслей промышленности потребовало аустенитных сталей с высокой коррозионной стойкостью, жаропрочностью, окалиностойкостью, сопротивляемостью ползучести и рядом других специальных свойств.
Применение новых марок конструкционных и специальных сталей и сплавов в изготовлении сварных конструкций приводит к необходимости осваивать сварку этих металлов.
При этом необходимо помнить о химическом составе стали или сплава, о влиянии различных легирующих элементов в стали на ее свариваемость, об условиях сварки конструкционных и аустенитных сталей, об особенностях сварки того или иного сплава и в зависимости от этого принять такой метод и технологию сварки, которые гарантировали бы получение высоко-качественного сварного соединения.
В процессе сварки некоторые стали склонны к образованию трещин и шве или в зонах, прилегающих к шву. Появление этих трещин обусловливается главным образом химическим составом и структурным состоянием стали.
Из химических элементов, входящих в состав стали, наибольшее влияние на образование трещин оказывает углерод, действие которого усиливается легирующими элементами, вводимыми в сталь (хром, молибден, ванадий, марганец и др.).
Легирующие добавки, вводимые в сталь в небольших количествах, например молибден — 0,2—0,8%, ванадий—0,1—0,3% и титан до 0,2%, наряду с улучшением механических свойств стали повышают и ее сварочные свойства.
Вредные примеси — сера и фосфор, а также загрязнение металла неметаллическими включениями и растворенными газами (водород, кислород и азот), ухудшают сварочные свойства стали.
Стали, имеющие наклеп или закаленную структуру, обладают большей склонностью к образованию трещин, чем стали отожженные или отпущенные.
Таким образом, в зависимости от химического состава и структурного состояния стали должны устанавливаться условия и технология ее сварки.
Исследования и опыт применения сварки в промышленности позволяют, с некоторым приближением, разделить различные конструкционные стали на четыре группы в зависимости от их сварочных свойств.
Однако на образование трещин влияет не только химический состав и структурное состояние стали, но также и тип конструкции, сложность ее узлов, характер закрепления свариваемых элементов. Необходимые условия процесса сварки в зависимости от группы стали и типа конструкции.
Кроме того, понижение окружающей температуры в процессе сварки, а также наличие сквозняков оказывают отрицательное воздействие на результаты сварки. Поэтому в ряде случаев требуется производить предварительный подогрев свариваемого изделия в зависимости от группы стали.