Технология сварки углеродистых сталей

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

Сталь - это железный сплав, содержаний до 2% С. В углеродистых конструкционных сталях, широко используемых в машиностроении, судостроении и др., содержание углерода обычно составляет 0,05—0,9%. Углерод является основным легирующим злементом и определяет механические свойства этой группы сталей. Повышение его содержания в стали усложняет технологию сварки и затрудняет возможности получения равнопрочного сварного соединении без дефектов. Помимо углерода, в сталях присутствуют примеси: полезные- марганец и кремний и вредные- сера, фосфор.

Углеродистые стали делятся на два класса: обыкновенного качества (ГОСТ 380-2005) и качественные (ГОСТ 1050-88). По степени раскисления сталь изготовляют кипящей, спокойной и полуспокойной (соответствующие индексы «кп», «сп» и «пс»). Кипящую сталь, содержащую не более 0,07% Si, получают про неполном раскислении металла. Сталь характеризуется резко выраженной неравномерностью распределения серы и фосфора по толщине проката. Местная повышенная концентрация серы может привести к образованию кристаллизационных трещин в шве и околошовной зоне. Кипящая сталь склонна к старению в околошовной зоне и переходу- в хрупкое состояние при отрицательных температурах. В спокойной стали, содержащей не менее 0,12% Si, распределение серы и фосфора более равномерно. Эти стали менее склонны к старению. Полуспокойная сталь занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной сталью.

Содержание углерода в сталях, поставляемых по ГОСТ 380-71, может изменяться в зависимости от марки в пределах от 0,06 – 0,12 до 0,50- 0,62%, а поставляемых по ГОСТ 1050-74 – от 0,05-0,11 до 0,82- 0,90%. Качественные стали имеют более узкие пределы по содержанию углерода в пределах марки, меньшее предельное содержание серы и фосфора.

Сталь обыкновенного качества поставляют без термообработки в горячекатаном состоянии. Изготовленные из нее конструкции обычно также не подвергают последующей термообработке. Эта сталь поставляется по ГОСТ 380—2005 на сталь углеродистую обыкновенного качества, ГОСТ 5520—79 па сталь для котлостроения, ГОСТ 5521 —76 на сталь дли судостроения.

Свариваемость углеродистых сталей в значительной мере определяется содержанием углерода. Углеродистые стали подразделяют на три группы: низкоуглеродистые (до 0,25% С), среднеуглеродистые (0,26-0,45% С) и высокоуглеродистые(0,46-0,90% С). Для сварных конструкций в основном используют низкоуглеродистые стали. Применение среднеуглеродистых сталей, а тем более высокоуглеродистых, приводит к значительному усложнению технологии сварки.

Углеродистая сталь обыкновенного качества в соответствии с ГОСТ 380-2005 подразделяют на три группы. Сталь группы А для производства сварных конструкций не используют. Сталь группы Б поставляют по химическому составу, а группы В по химическому составу и механическим свойствам. Обычно для ответственных конструкций используют сталь группы В.

Стали качественные (ГОСТ 1050-88) для изготовления сварных конструкций обычно применяют в горячекатаном состоянии и в меньшей мере – после термообработки, нормализации или закалки с отпуском (термоупрочнение).

Применяемые низкоуглеродистые конструкционные стали имеют следующее обозначение: ГОСТ 380-71 Ст1сп, Ст1пс, Ст2сп, Ст2пс, Ст3сп, Ст3пс; ГОСТ 1050-74 Стали 10, 20, 30; ГОСТ 5520-69 Стали 12К, 15К, 16К, 18К, 20К.