Влияние легирующих элементов на свариваемость стали

Углерод – основа железоуглеродистых сплавов. Стали с содержанием углерода до 0,25 % свариваются хорошо. Даль­нейшее повышение содержания углерода в стали ухудшает сва­риваемость, вызывает пористость металла шва и трещины как результат закалки в зоне термического влияния.

Кремния в обычных углеродистых сталях 0,02–0,3 %, а в специальных 0,8–1,5 %. Если его количество превышает 1,6 %, то свариваемость ухудшается, увеличивается жидкотекучесть сплавов, металл шва легко окисляется, дает тугоплавкие окси­ды и шлаковые включения.

Марганец в обычных сталях содержится в пределах 0,3–0,8 % и не затрудняет сварку. В специальных низколегированных сталях содержание марганца 1,8–2,5 %. При содержании до 1,6 % он положительно влияет на прочность и пластичность стали. При увеличении содержания повышается закаливаемость стали и могут возникнуть трещины.

Хром – легирующий элемент, повышает прочность стали и склонность ее к закалке. В обычных сталях его содержание 0,2–0,3 %, в хромистых – 12–18 %.

Никель вводится в сталь для повышения прочности, пла­стичности и измельчения зерна. В обычных сталях содержание его колеблется от 0,2 до 0,3%, в легированных – от 8 до 35 %. Никель не ухудшает свариваемость стали.

Молибден – содержание его в стали колеблется от 0,15 до 0,8 %. Он увеличивает несущую способность стали при ударных нагрузках и высоких температурах, измельчает зерно, увеличи­вает прочность и ударную вязкость. Молибден активно окисля­ется и выгорает, затрудняет сварку, так как способствует обра­зованию трещин в наплавленном металле и зоне термического влияния.

Ванадия в специальных сталях – 0,2–0,8 %, в некоторых штамповых сталях – 1–1,5 %. Сильно окисляется, способствует увеличению закаливаемости стали, затрудняет процесс сварки.

Вольфрам в инструментальных и штамповых сталях нахо­дится в пределах 0,8–18 %. Резко увеличивает твердость стали и ее работоспособность при высоких температурах (красно­стойкость), затрудняет процесс сварки ввиду сильного окисления.

Титан и ниобий содержатся в сталях от 0,5 до 1 %. Они вводятся в нержавеющие и жаропрочные стали для повышения коррозиоустойчивости. При сварке нержавеющих сталей типа 18–8 ниобий способствует образованию горячих трещин.

Меди в сталях от 0,3 до 0,5%, в некоторых сплавах содер­жание ее достигает 0,8%. Медь повышает прочность, пластич­ность, ударную вязкость и стойкость против коррозии.