следующим способом: из испытываемой стали делают пластинку размером 75 х 75 мм к наплавляют на нее валик, начиная от кромки (рис. 66, а). Если при этом на обратной стороне пластинки появляются трещины, то сталь относится к группе плохо сваривающихся и требует специальной технологии сварки.

При проверке более толстой стали (проба на свариваемость по способу Кировского завода) из нее изготовляют квадратный образец размером 130 X 130 мм (рис. 66, б). В середине образца делается выточка диаметром 80 мм. Толщина оставшейся части образца а равняется 2, 4, 6 мм. Затем в выточку наплавляют один или

Направление проката

Рис. 66. Образцы для испытания стали на свариваемость

два валика крестообразно (рис. 66, в и г), охлаждая при этом донышко выточки снаружи воздухом или водой. Если образец при наплавке валика и охлаждении водой не дает трещин, сталь считается хорошо сваривающейся. Если трещины появляются при охлаждении образца юдой, но отсутствуют при охлаждении его на воздухе - сталь считается сваривающейся удовлетворительно. Сталь считается ограниченно сваривающейся, если образец дает трещины и при охлаждении на воздухе. Такую сталь нужно сваривать с предварительным подогревом до 100-150°.

Плохо сваривающейся является сталь, образец которой дает трещины даже при предварительном подогреве до 100-150°. Такая сталь при сварке требует предварительного подогрева до 300° и выше.

§ 2. Влияние химического состава на свариваемость стали

Свариваемость стали зависит от ее химического состава и в первую очередь от содержания в ней углерода.

По содержанию углерода стали разделяют на следующие группы: малоуглеродистью, содержащие от 0,05 до 0,25% углерода; среднеуглеродистые, содержащие от 0,25 до 0,6% углерода; высокоуглеродистые, соде{1жащие свыше 0,6% углерода.

Малоуглеродистые, а также среднеуглеродистые стали с содер-

жанием углепода не более 0,35% свариваются очень хорошо. Чем выше содержание углерода, тем хуже сваривается сталь обычным методом. При содержании углерода свыше 0,35% сталь склонна давать трещины при сварке и требует применения подогрева и специальных приемов сварки.

Марганец увеличивает прочность и твердость стали, а также ее склонность к закалке. Содержание марганца в малоуглеродистой стали обычно колеблется в пределах от 0,35 до 0,8%. Если марганца содержится более 1%, то при сварке образуются тугоплавкие шлаки, которые в виде включений иногда остаются в наплавленном металле.

В некоторых специальных сталях содержание марганца повышают до 1,8-2,5%; при таком содержании марганец увеличивает закаливаемость стали и может вызывать образование трещин при сварке. Высокомарганцовистые стали содержат 11-16% марганцл.

Кремний содержится в мало- и среднеуглеродистой стали в пределах от 0,03 до 0,04% и вводится в нее как раскислитель. Он способствует равномерному распределению отдельных химических элементов в металле шва. Прн содержании кремния более 0,5% образуются тугоплавкие шлаки, затрудняющие сварку. При содержании кремния от 0,8 до 1,5% сталь становится более упругой, однако при увеличении содержания кремния свыше 1,6% пластичность стали уменьшается, повышается ее твердость и хрупкость.

Сера является крайне вредной примесью в стали и оказывает резко отрицательное влияние на ее свариваемость, вызывая образование горячих трещин. Содержание серы в стали не должно превышать 0,04-0,05%.

Фосфор также является вредной примесью в стали, так как образует фосфористое железо, более хрупкое, чем сталь. Содержание в стали фосфора в пределах 0,1-0,2% делает ее хрупкой при обычной температуре (хладноломкой), поэтому содержание фосфора не должно превышать 0,04-0,05%. Чем выше содержание углерода в стали, тем заметнее вредное влияние фосфора.

Хром, молибден, никель, ванадий, вольфрам, титан и ниобий являются примесями, вводимыми в состав легированных сталей для придания им специальных свойств.

§ 3. Сварка низколегированных конструкционных сталей

Низколегированными называются стали, в которых количество легирующих примесей не превышает в сумме 2,5%. Легирующ1е Д-бавки применяют для повышения прочности стали, но они не придают ей особых свойств (жаростойкости, сопротивления коррозии и т. д.). Чем меньше углерода содержит низколегированная сталь, тем лучше она сваривается.

Поскольку низколегированные стали обладают более высокой

прочностью по сравнению с обычными углеродистыми конструкционными сталями, то применение низколегированных сталей вместо углеродистых снижает вес конструкций и дает значительную экономию металла. Так, например, замена углеродистых сталей низколегированными при сооружении сварных кожухов, воздухонагревателей и пылеуловителей для крупнейшей в мира по объему доменной печи, пущенной у нас в стране в конце 1960 г. ня Криворожском металлургическом заводе, снизила вес этих конструкций на 22% и позволила сэкономить сотни тонн стали.

Вследствие указанных свойств низколегированные стали находят широкое применение в строительном деле, судостроении, вагоностроении и других отраслях производства. В табл. 18 приведены данные о свариваемости сталей в зависимости от содержания в них углерода и суммы легирующих примесей.

Таблица 18

Свариваемость сталей

В промышленности и строительстве применяется конструкционная низколегированная хромокремненикелемедистая сталь 15ХСНД (СХЛ-1, НЛ-2) по ГОСТ 5058-57. Эта сталь содержит 0,12-0,18% углерода, 0,4-0,7% марганца, 0,4-0,7% кремния, 0,2-0,4% меди, 0,6-0,9% хрома, 0,3-0,6% никеля, до 0,04% фосфора и серы (каждого). Сталь 15ХСНД имеет временное сопротивление разрыву 52 кгс/мм, относительное удлинение 18% и ударную вязкость Ъкгс-м/см. Применяются также низколегированные стали следующих марок: хромокремненикелемедистая ЮХСНД, хромомарганцекремненикелемедистая ШХГСНД. Широко используются также марганцевые 10Г2 и 15Г2, марганцекремнистые 10ГС, 15ГС, хромомарганцекремнистые 14ХГС и другие сталн. Все эти стали обладают повышенной прочностью, упругостью, вязкостью.

При сварке низколегированных конструкционных сталей с содержанием углерода свьшге 0,2% возможно образование закапен-ных зон с повышенной хрупкостью и появление трещин от усадочных напряжений, так как эти стали склонны к росту зерна при нагреве. Выгорание углерода при сварке вызывает появление газовых пор в наплавленном металле. Предварительный подогрев и последующий отпуск при сварке низколегированной стали необходимы, если твердость в зоне влияния после сварки составляет 250