Класифікація сталей по зварюваності

За зварюваність сталі підрозділяють на чотири групи: перша група - добре зварюються; друга група - задовільно зварюються; третя група - обмежено зварюються; четверта група - погано зварюються.

Основні ознаки, що характеризують зварюваність сталей, - схильність до утворення тріщин і механічні властивості зварного з'єднання.

До першої групи належать стали, зварювання яких може бути виконана за звичайною технологією, тобто без підігріву до зварювання і в процесі зварювання і без наступної термообробки. Однак застосування термообробки для зняття внутрішніх напружень не виключається.

До другої групи відносять в основному стали, при зварюванні яких в нормальних виробничих умовах тріщин не утвориться. У цю ж групу входять стали, які для попередження утворення тріщин потребують попереднього нагріванні, а також в попередньої і подальшій термообробці.

До третьої групи відносять стали, схильні в звичайних умовах зварювання до утворення тріщин. При зварюванні їх попередньо піддають термообробці і підігрівають. Крім того, більшість сталей, що входять в цю групу, піддають обробці після зварювання.

До четвертої групи відносять стали, найбільш важко піддаються зварюванні і схильні до утворення тріщин. Ці стали зварюються обмежено, тому зварювання їх виконують з обов'язковою попередньою термообробкою, з підігрівом в процесі зварювання і наступною термообробкою.

Добре зварюються вуглецеві, низько- і середньолегованих стали. Умови зварювання нормальні. Литі деталі з великим об'ємом наплавленого металу рекомендується варити з проміжною термообробкою (відпал або високий відпустку по режиму термообробки для даної стали). Для конструкцій, що працюють під статичним навантаженням, термообробку після зварювання не виробляють.

Для відповідальних конструкцій, які працюють під динамічними навантаженнями або при високій температурі, термообробка проводиться відповідно до технічних умов. Деталі з великим об'ємом наплавленого металу підлягають відпалу або високому відпуску.

При зварюванні електродами Е42, Е42А, Е50, Е50А, Е55 (ГОСТ 9467 - 75) зварене з'єднання обробляють нормальним ріжучим інструментом.

Зварюваність сталей по маркам приведена в табл. 1.

Задовільно зварюють вуглецеві, низько- і середньо леговані стали. Термообробка стали до зварювання різна в залежності від марки стали і конструкції деталей. Для виливків зі сталі 30Л і 35Л обов'язковий отжиг. Деталі машин з прокату або з поковок, що не мають жорстких контурів, можуть піддаватися зварюванні в термічно обробленому стані (гарт і відпустка).

Сварка на морозі не допускається. Зварювання деталей з великим об'ємом наплавленого металу, а також зварювання підсилювальних вкладишів рекомендується проводити з проміжною термообробкою (відпал або високий відпустку). При заварці дрібних раковин на деталях і елементах з вуглецевої сталі, що містить вуглецю 0,35%, і при неможливості подальшого відпустки заварювати деталь піддають місцевому підігріву.

Таблиця 1. Зварюваність сталей

Термообробка після зварювання різна для різних марок сталі.

Для виливків зі сталі 30Л і 35Л при заварці наскрізних тріщин і зварюванні підсилювальних вкладишів обов'язковий отжиг або високий відпустку. При заварці дрібних дефектів на вуглецевої сталі, що містить вуглецю понад 0,35%, для поліпшення механічних властивостей і оброблюваності термічну обробку ведуть по режиму для даної сталі. Для інших сталей, зварених в термічно обробленому стані, обов'язковий відпустку з нагріванням до температури на 50 - 100 ° С нижче температури відпустки стали. Для стали 27ГС, 20ХГС і інших сталей, схильних до відпускної крихкості, температура відпустки після зварювання повинна бути поза області температури відпускної крихкості.

Метал, наплавлений електродами ЦЛ-2, ЦЛ-4 (ГОСТ 10052 - 62), обробляють твердосплавним інструментом.

Обмежено зварюють вуглецеві низько- і середньолегованих стали. Для виливків зі сталі ЛХН2 і 50Л до зварювання обов'язковий отжиг незалежно від конфігурації виливки. Дрібні дефекти допускається заварювати в термічно обробленому стані виливки. Для деталей машин з прокату або з поковок, які не мають особливо жорстких контурів і жорстких вузлів, допускається заварка в термічно обробленому стані (гарт і відпустка).

Тепловий режим зварювання наступний. Без попереднього підігріву, можна зварювати в випадках, коли зварні з'єднання не мають жорстких контурів, товщина металу не більше 15 мм, температура навколишнього повітря не нижче 5 ° С, а зварні з'єднання мають допоміжний характер. У всіх інших випадках обов'язковий попередній підігрів до температури 200 ° С.

Термообробка після зварювання має такі особливості.

При заварці великих дефектів на деталях зі сталі ЛХН2 потрібно термообробка за заданим режимом для даної сталі. Після заварки дрібних дефектів в термічно обробленої литві обов'язковий повторний відпустку по режиму для даної сталі. Для будь-якої іншої стали даної групи, звареної в термічно обробленому стані, обов'язковий відпустку для зняття напружень з нагріванням до температури на 50 - 100 ° С нижче температури відпустки стали. Для сталі 30ХГСА і інших сталей, схильних до відпускної крихкості, температура відпустки після зварювання повинна бути поза області відпускної крихкості.

При зварюванні електродами Е42, Е42А, Е50, Е50А, Е55 зварні з'єднання обробляються без скруті, якщо деталь піддана відпустки при температурі не нижче 550 - 650 ° С.

Погано зварюються вуглецеві низько- і середньолегованих стали. Сталь перед зварюванням повинна бути отожжена. Незалежно від товщини зварювальних елементів і типу зварного з'єднання сталь необхідно попередньо підігрівати до температури не нижче 200 ° С.

Термообробку після зварювання виробляють за спеціальною інструкцією залежно від марки стали і її призначення.

Механічна обробка зварного з'єднання можлива тільки після відпалу або високого відпустки.

Добре зварюються леговані стали. Термообробку до зварювання не виробляють. При значному наклеп метал необхідно загартувати до температури 1050 - 1100 ° С. Тепловий режим зварювання нормальний. Термообробку після зварювання не виробляють.

Механічна обробка зварних з'єднань через високу в'язкості більшості сталей даної групи утруднена.

Задовільно зварюють леговані стали. Рекомендується до зварювання застосовувати відпустку при температурі 650 - 710 ° С з охолодженням на повітрі. Тепловий режим зварювання нормальний.

На морозі зварювання не допускається. Попередній підігрів до 150 - 200 ° С необхідний лише при зварюванні елементів з товщиною стінок понад 10 мм.

Після зварювання для зняття напруги і зниження твердості околошовной зони, особливо при зварюванні електродами зі сталі 0Х14А, рекомендується заварені деталі піддавати відпустці при температурі 650 - 710 ° С з охолодженням деталей на повітрі.

При зварюванні електродами ЦЛ-2 і ЦЛ-4 термообробку проводять за спеціальним режимом. Механічна обробка можлива тільки після термообробки за спеціальним режимом.

Обмежено зварюють леговані стали. Термообробка до зварювання для різних сталей різна. Для сталей 18Х14А і СХНА обов'язковий відпустку при температурі 650 - 710 ° С з охолодженням на повітрі. Для інших сталей рекомендується гарт у воді від температури 1050 - 1100 ° С.

При зварюванні для сталей 18Х14А, СХНА, Х25Н13Л обов'язковий попередній підігрів до температури 200 - 300 ° С. Стали 9Х19НА, Х18Н9 і 2Х18Н9 зварюють в нормальних умовах з мінімальним розігрівом і мінімальною швидкістю охолодження металу шва і зони термічного впливу.

Після зварювання для зняття напруги і зниження твердості металу зварного з'єднання деталі зі сталі 18Х14А повинні піддаватися відпустки при температурі 650 - 710 ° С. Для стали 9Х19НА, Х18Н9, 2Х18Н9 обов'язкове гарт у воді від температури 1050- 1100 ° С.

Механічна обробка зварного з'єднання зі сталі 18Х14А можлива тільки після відпустки. Для всіх інших сталей оброблюваність зварного з'єднання - на рівні основного металу.

Погано зварюються леговані стали. До зварювання рекомендується відпустку за певними режимами для різних сталей.

Допускається зварювання інструментальної сталі в термічно обробленому стані, якщо шов наплавляється нема на ріжучу частину інструменту.

Для стали Г13Л обов'язкове гарт. При зварюванні обов'язковий попередній підігрів до 200 - 300 ° С, за винятком сталей РФ18 і Р9, підігрів яких повинен бути не нижче 600 ° С. Сварка стали Г1ЗЛ в стані загартування повинна проводитися без підігріву.

Термообробку після зварювання виконують за спеціальними інструкціями залежно від марки стали і призначення. Для стали Г1ЗЛ термообробка не потрібна.