Особенности сварки конструкционной низколегированной стали

Низколегированные стали получили большое применение в связи с тем, что они, обладая повышенными механическими свойствами, позволяют изго-товлять строительные конструкции более легкими и экономичными. Для изго-товления различных конструкций промышленных и гражданских сооружений применяются стали марок 15ХСНД, 14Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 16ГС и др. Эти ста-ли относятся к категории удовлетворительно свариваемых сталей; содержание углерода не более 0,25% и легирующих примесей не более 3,0%. Следует учи-тывать, что при содержании в сталях углерода более 0,25% существует веро-ятность образования закалочных структур и даже трещин в зоне сварного шва. Кроме того, выгорание углерода вызывает образование пор в металле шва [4].

Низколегированные стали сваривать труднее, чем низкоуглеродистые конструкционные. Низколегированная сталь более чувствительна к тепловым воздействиям при сварке. В зависимости от марки низколегированной стали при сварке могут образоваться закалочные структуры или перегрев в зоне термического влияния сварного соединения.

Структура околошовного металла зависит от его химического состава, скорости охлаждения и длительности пребывания металла при соответствующих температурах, при которых происходит изменение микроструктуры и размера зерен.

При малой скорости охлаждения получают структуру перлит (механическая смесь феррита и цементита). При большой скорости охлаждения аустенит распадается на составляющие структуры при относительно низких температурах и образуются структуры - сорбит, троостит, бейнит и при очень высокой скорости охлаждения - мартенсит. Наиболее хрупкой структурой является мартенситная, поэтому не следует при охлаждении допускать превращения аустенита в мартенсит при сварке низколегированных сталей.

Скорость охлаждения стали, особенно большой толщины, при сварке всегда значительно превышает обычную скорость охлаждения металла на воздухе, вследствие чего при сварке легированных сталей возможно образование мартенсита [3].

Режим сварки необходимо подбирать так, чтобы не было большого количества закалочных микроструктур и сильного перегрева металла. Тогда можно производить сварку стали любой толщины без ограничений при окружающей температуре не ниже -10 °С. При более низкой температуре необходим предварительный подогрев до 120-150 °С. При температуре ниже -25 °С сварка изделий из закаливающихся сталей запрещается.