Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Сварка, резка и пайка металлов

Особенности сварки специальных сортов металла

Техника сварки разработана преимущественно для малоуглеродистой стали. Остальные виды металла по отношению к сварке можно назвать специальными; их сварка изучена и разработана значительно меньше, чем сварка малоуглеродистой стали. В дальнейшем будут рассмотрены особенности сварки и наплавки специальных сталей, углеродистых и легированных, твёрдых сплавов, чугуна и цветных металлов.

Классификация сталей

Малоуглеродистые стали обычно хорошо свариваются любыми методами сварки. Сварка сталей с повышенным содержанием углерода и легированных сталей обычно сопряжена с некоторыми дополнительными трудностями по сравнению со сваркой малоуглеродистых сталей. Эти дополнительные трудности выражаются в явлениях закалки с повышением твёрдости и снижением пластичности, в образовании трещин, в недопустимых изменениях химического состава и физических свойств металла в зоне сварки.

К малоуглеродистым сталям в сварочной технике обычно относят стали с содержанием углерода не свыше 0,25% при умеренном содержании марганца (не свыше 0,9%) и кремния (не свыше 0,4%). К углеродистым относят стали с содержанием углерода свыше 0,25% при умеренном содержании легирующих элементов. Легированные или специальные стали содержат специальные легирующие элементы, например хром, вольфрам, никель, молибден, не вводимые в углеродистые стали, или же увеличенные количества марганца и кремния, содержащихся и в углеродистых сталях.

Легированные стали могут быть разделены на низколегированные и высоколегированные. В низколегированных содержание легирующих элементов обычно не превышает 3—4%, содержание углерода, как правило, незначительно и соответствует примерно малоуглеродистым сталям. Низколегированные стали применяются преимущественно как конструкционные стали повышенной прочности. В высоколегированных сталях содержание легирующих элементов может доходить до 20—30 и более процентов. Содержание углерода может меняться в широких пределах.

Высоколегированные стали часто обладают особыми физическими свойствами, определяющими применение этих сталей. Количество различных легированных сталей, применяемых современной промышленностью, очень велико.

Различные стали, естественно, обладают различной свариваемостью. Сталей, не сваривающихся, не существует, любая сталь может быть сварена как с такой же, так и со всякой другой сталью. Но одни стали свариваются легко многими способами сварки без применения сложных технических приёмов, давая высококачественное сварное соединение по показателям механических и других свойств, удовлетворяющее техническим условиям. Другие же стали, хотя и свариваются, но при нормальных обычных приёмах сварки дают сварное соединение пониженного качества, например хрупкое, склонное к образованию трещин, нестойкое против коррозии и т. п.

Для получения удовлетворительного сварного соединения таких сталей приходится прибегать к усложнённым техническим приёмам: предварительному подогреву, последующей термообработке, применению специальных присадочных материалов, флюсов и т. д.

О сталях, сваривающихся хорошо, дающих качественное сварное соединение при нормальных стандартных приёмах сварки, говорят, что они обладают хорошей свариваемостью. О сталях же, которые могут быть удовлетворительно сварены лишь с использованием сложных технических приёмов, говорят, что они обладают плохой свариваемостью. На свариваемость, помимо химического состава стали, влияют её структура, способ получения, термическая и механическая обработка, которую сталь прошла перед сваркой, и т. д. Для оценки свариваемости сталей в различных отраслях промышленности существуют различные пробы на свариваемость. Образец сваривается определённым образом в особо жёстких условиях и затем обследуется на трещины, на твёрдость металла зоны влияния и т. д.

Пробы на свариваемость имеют весьма условный характер и дают разные результаты для различных методов аварки, различных толщин металла и т. д., поэтому и не существует единой общепринятой пробы на свариваемость, а имеются отдельные пробы, пригодные лишь для определённых производств. Любая оценка свариваемости стали имеет условный характер, и по мере развития сварочной техники многие стали из плохо сваривающихся становятся хорошо сваривающимися. Классификация легированных сталей по химическому составу затруднительна как по разнообразию и сложности применяемых составов, часто включающих три, четыре и более легирующих элементов, так и вследствие того, что стали с примерно одинаковыми физическими свойствами часто имеют различный химический состав. Для оценки свариваемости легированных сталей в большинстве случаев удобнее классифицировать их по структуре в нормализованном состоянии. По этому признаку стали могут быть разделены на пять основных классов: 1) перлитные, 2) мартенситные; 3) аустенитные ; 4) карбидные; 5) ферритные. Существуют, кроме того, переходные и промежуточные типы сталей, но в общем деление легированных сталей на классы по указанной схеме оказывается полезным для оценки их свариваемости.