Дуговая сварка среднеуглеродистых сталей. Технологические мероприятия, предупреждающие образование трещин в сварных соединениях.

Технология рдс из среднеуглеродистых сталей должна включать способы и приёмы, направленные как минимум, на снижение склонности металла шва к образованию горячих трещин и склонности металла зтв к образованию холодных трещин, вызванных высоким содержанием углерода в стали. С целью предупреждения образования горячих трещин необходимо прежде всего уменьшить содержание углерода в металле шва.

Это может быть достигнуто снижением доли основного ме­талла в металле шва, поскольку содержание углерода в самом на­плавленном электродном металле не превышает 0.10-0, 12%. Для предупреждения появления холодных трещин в первую очередь следует уменьшить склонность стали к образованию малоплас­тичных закалочных структур снижением до требуемого уровня скорости охлаждения металла при сварке. Термический цикл сварки с рациональной скоростью охлаждения может быть полу­чен за счет подогрева металла до заданной температуры. Также для уменьшения склонности стали к образованию холод­ных трещин необходимо обеспечить в металле шва низкое содер­жание водорода. Этому способствует правильный выбор электро­да, его высокотемпературная прокалка перед сваркой и грамотная подготовка стали к сварке.

При выборе электрода необходимо учитывать решение задач: уменьшение концентрации углерода (возможно серы и фосфора) в металле шва. получение металла шва с низким содержанием водорода, обеспечение требуемых механических свойств сварного соединения. Это в известной мере обеспечивают электроды с ос­новным покрытием типа Э42А, Э46А и Э50Л, в частности элект­роды соответственно марок УОНИ-13/45, УОНИ-13/55К и УОИИ-13/55. Перед сваркой электроды должны пройти прокал­ку при температуре 400-420 ^оС в течение 2-2, 5 ч. После прокал­ки электроды можно хранить только в проколочных печах или сушильных шкафах при температуре 100 – 150 ^оС. Если невозможно выполнить операции, связанные с подогре­вом металла и термической обработкой сварных соединений, до­пускается в порядке исключения применение электродов, обеспе­чивающих получение металла шва с аустенитной структурой: марок ЭА-395/9, НИAT-5, ЦТ-10.

Повышенное внимание по сравнению со сваркой низкоуглеродистых сталей необходимо уделять очистке металла перед сваркой. Тщательной очистке oт окалины, ржавчины, масла, вла­ги и других загрязнений до металлического блеска подлежат под­готовленные к сварке кромки и прилегающие к ним участки ме­талла, а также все другие поверхности металла, связанные со сваркой. Сварку всех типов соединений следует выполнять электро­дами диаметром не более 4, 0 мм в зависимости от толщины ос­новного металла, при этом сила сварочного тока для уменьше­ния глубины проплавления должна быть на 15-20% меньше си­лы тока, применяемой обычно для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Сваривать необходимо таким обра­зом, чтобы расплавление стали проходило в минимально возможном объеме, но проходило обязательно. В противном случае возникает трудно обнаруживаемый дефект — несплавление. Главное — не допустить существенного участия среднеуглеродистой стали в формировании химического состава металла шва. Следует отметить, что подогрев металла при сварке, преду­преждая образование хрупких закалочных структур и повышая пластичность стали, увеличивает ее сопротивляемость раскрытию и распространению не только холодных, но и горячих трещин. Температура подогрева может достигать 250-300'С. Подогрев до этих температур не приводит к заметному увеличению проплавления основного металла. В ряде случаев непосредственно после сварки сварные кон­струкции ответственного назначения с целью снижения уровня остаточных напряжений и восстановления механических свойств стали в зоне термического влияния подвергают полной термиче­ской обработке с закалкой при 840-860 ^оС и отпуском при 580-620 ^оС. Иногда ограничиваются только высоким отпуском при температуре 620-640°С.