Особенности технологии сварки низколегированных низкоуглеродистых сталей.

Низколегированные низкоуглеродистые стали, как правило, используют для изготовления ответственных сварных конструкций.

По реакции на термический цикл низколегированная низкоуглеродистая сталь мало отличается от обычной низкоуглеродистой.

Различия состоят в основном в несколько большей склонности к образованию закалочных структур в металле шва и околошовной зоне при повышенных скоростях охлаждения.

До недавнего времени считали, что металл шва низколегированных низкоуглеродистых сталей, например 17Г1С, 14ГС и др., имеет только феррито-перлитовую структуру. Поэтому предполагали, что структурные изменения в шве при разных режимах сварки сводятся в основном к изменению соотношения между ферритной и перлитной составляющими, а также изменению степени дисперсности структуры.

Более углубленные исследования показали, что при повышенных скоростях охлажденшвах этих сталей кроме феррита и перлита присутствуют также мартенсит, бейнит и остаточный аустенит.

Обнаруживаемый в таких швах мартенсит – бесструктурный, а бейнит представляет собой феррито-карбидную смесь высокой дисперсности

. Количество указанных структурных составляющих изменяется в зависимости от температурного цикла сварки. При уменьшении погон ной энергии количество мартенсита, бейнита и остаточного аустенита в металле шва повышается и дисперсность их увеличивается.

В швах, выполненных с большой погонной энергией, количество этих структур резко уменьшается.

Структура швов на этой же стали при погонной энергии 13 ккал/см и скорости охлаждения примерно 0,5-0,6˚ С/с состоит только из феррита и перлтта.

Мартенсит и бейнит образуются также и в околошовной зоне сварных соединений, например стали 14ХГС. Их количество при сварке такой стали максимально (около 3%) в участке перегрева и снижается по мере удаления от линии сплавления.

При небольшом количестве закалочных структур их влияние на механические свойства сварных соединений не значительно в связи с равномерным и дезориентированным расположением этих составляющих в мягкой ферритной основе.

Однако при увеличении доли таких структур в шве и околошовной зоне пластичность металла и его стойкость против хрупкого разрушения резко ухудшается.

Дополнительное легирование стали марганцем, кремнием и другими элементами способствует образованию в сварных соединениях закалочных структур.

Режим сварки большинства низколегированных сталей ограничивается более узкими пределами, чем при сварке низкоуглеродистой стали.

В ряде случаев, например при микролегировании ванадием, ванадием и азотом, а также другими элементами, склонность низколегированной стали к росту зерна в околошовной зоне при сварке незначительна.

Обеспечение равнопрочности металла шва с основным металлом достигается в основном за счет легирования его элементами, переходящими из основного металла.

Иногда для повышения прочности металл шва дополнительно легируют через сварочную проволоку.

Стойкость металла шва против кристаллизационных трещин при сварке низколегированных сталей несколько ниже, чем низкоуглеродистых, в связи с усилением отрицательного влияния углерода некоторыми легирующими элементами, например кремнием.

Повышение стойкости против образования трещин достигается снижением содержания в шве углерода, серы и некоторых других элементов за счет применения сварочной проволоки с пониженным содержанием указанных элементов, а также выбором соответствующей технологии сварки и рационально конструкции изделия.