Свариваемость стали 20: технологические нюансы выполнения швов в зависимости от вида выполнения работ

alexxlab | 10.03.2018 | 0 | Разное

Содержание

Таблица свариваемости металла (по сталям)

Мы предлагаем

Новости:

Написать нам!

Мы осуществляем доставку продукции в города: Москва, Московская область, Санкт-Петербург, Новосибирск, Нижний Новгород, Самара, Казань, Омск, Уфа, Волгоград, Пермь, Красноярск, Иркутск, Владивосток, Хабаровск, Оренбург, Новокузнецк, Томск, Кемерово, Сургут, Нижневартовск, Норильск, Новокузнецк, Череповец, Альметьевск, Липецк, Нижний Тагил, Кемерово.

Таблица свариваемости металла (по сталям)

Марочник сталей

  

Сталь углеродистая обыкновенного качества ГОСТ 380-88

Марка стали

Заменитель

Применение

Свариваемость

Ст 0

нет

Для второстепенных элементов конструкций и неответственных деталей: настилы, арматура, шайбы, перила, кожухи, обшивки и д.р.

Сваривается без ограничений.

Ст2пс
Ст2кп
Ст2сп

Ст2сп
Ст2пс

Неответственные детали, требующие повышенной пластичности, мало нагруженные элементы сварных конструкций, работающие при постоянных нагрузках и положительных температурах.

Сваривается без ограничений. Для толщины более 36 мм. рекомендуется подогрев и последующая термообработка

Ст3кп

СТ3пс

Для второстепенных и малонагруженных элементов сварных элементов и не сварных конструкций, работающих в интервале температур от-  10 до 400 градусов по Цельсию.

Сваривается без ограничений. Для толщины более 36 мм. рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Ст3пс
Ст3сп

Ст3сп
Ст3пс

Несущие и ненесущие элементы сварных и не сварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах. Фасонный и листовой прокат (5-ой категории) толщиной до 10мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от – 40 до +425 градусов по Цельсию дляСт3пс и толщиной до25мм. Для Ст3сп, Ст3пс при толщине проката от 10 до 25мм. – для несущих элементов сварных конструкций, работающих при температуре от-40 до + 425 градусов, при условии поставки с гарантируемой свариваемостью, Ст3сп при толщине проката свыше 25мм – для несущих элементов сварных конструкций, работающих при температурах от -40 до + 425 градусов по Цельсию, при условии поставки с гарантируемой свариваемостью.

Сваривается без ограничений. Для толщины более 36 мм. рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Ст3Гпс

Ст3пс
Ст18Гпс

Фасонный и листовой прокат толщиной от 10 до 36мм. для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от -40 до + 425 градусов по Цельсию, и для несущих элементов сварных конструкций, работающих при температуре от -40 до +425 градусов при гарантируемой свариваемости.

Сваривается без ограничений. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Ст4кп

нет

Сварные, клепаные и болтовые конструкции повышенной прочности в виде сортового, фасонного и листового проката, а также для малонагруженных деталей.

 

Ст4пс

Ст4сп

Сварные, клепаные и болтовые конструкции повышенной прочности в виде сортового, фасонного и листового проката, а также для малонагруженных деталей типа валов, осей, втулок и др.

Сваривается ограниченно.

Ст5пс
Ст5сп

Ст6сп

  Ст4сп

Детали клепанных конструкций: болты, гайки, ручки, тяги, ходовые валики, втулки, клинья, цапфы, рычаги, упоры, штыри, пальцы, стержни, стержни, звездочки, трубчатые розетки, фланцы и другие детали, работающие в интервале о 0 до + 425 градусов по Цельсию, поковки сечением до 800мм.

Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Ст6пс

 

Для деталей повышенной прочности: осей, валов, пальцев, поршней и т.д.

Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Ст6сп

Ст5сп

Для деталей повышенной прочности: осей, валов, пальцев и других деталей в термообработанном состоянии, а также для стержневой арматуры периодического профиля.

Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

 

Сталь углеродистая качественная конструкционная ГОСТ 1050-88

Марка стали

Заменитель

Применение

Свариваемость

08

Ст10

Детали к которым предъявляются требования высокой пластичности, шайбы патрубки, прокладки и другие неответственные детали, работающие в интервале температур от – 40 до + 450 градусов по Цельсию.

Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико- термической обработки.

08кп

08пс

Ст08

Для прокладок, шайб, вилок, труб, а также деталей подвергаемых химико-термической обработке – втулок, проушин, тяг.

Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки.

Ст10

Ст08

15, 08кп

Детали работающие при температуре  до + 450 градусов, к которым предъявляются требования высокой  пластичности, после химико-термической обработки (ХТО) – детали с высокой поверхностной твердостью при невысокой прочности сердцевины.

Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки.

Ст10кп
Ст10пс

Ст08кп, 15кп, 10

Детали работающие при температуре от – 40 до + 450 градусов, к которым предъявляются требования высокой пластичности, а также: втулки, шайбы,  ушки, винты и другие детали после ХТО, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и износостойкости при невысокой прочности сердцевины.

Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки.

Ст15

Ст10
Ст20

Болты, винты, крюки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой пластичности и работающие при температуре от-40 до + 450 градусов; после ХТО – рычаги, кулачки, гайки и другие детали, к  которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины.

Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки.

Ст15кп
Ст15пс

Ст10кп
Ст15кп.

Элементы трубных соединений, штуцера, вилки и другие детали котлотурбостроения, работающие при температуре от – 40 до + 450 градусов; после цементации и цианирования детали, к которым предъявляются требования высокой  поверхностной твердости и невысокой твердости сердцевины(крепежные детали, рычаги, оси и т.п.)

Сваривается без ограничений.

Ст18кп

 

Для сварных строительных конструкций в виде листов различной толщины и фасонных профилей.

Сваривается без ограничений.

Ст20

Ст15
Ст20

После нормализации или без термообработки крюки кранов, муфты, вкладыши подшипников и другие детали, работающие при температурах от – 40 до+ 450 градусов под давлением; после ХТО – шестерни, червяки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и невысокой прочности сердцевины.

Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки.

Ст20кп

Ст20пс

Ст15кп

После нормализации или без термообработки патрубки, штуцера, вилки, болты корпуса аппаратов и другие детали из кипящих сталей, работающие при температурах от – 20 до + 450 градусов; после цементации и цианирования – оси, крепежные детали, пальцы, звездочки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой  поверхностной твердости и невысокой    твердости сердцевины

Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки.

Ст25

Ст20, 30

Оси, валы, соединительные муфты, собачки, рычаги, вилки, шайбы, валики болты, фланцы, тройники, крепежные детали и другие неответственные детали; после ХТО – винты, втулки, собачки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины.

Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки.

Ст30

Ст25, 35

Тяги, серьги, траверсы, рычаги, валы, звездочки, шпиндели, цилиндры прессов, соединительные муфты и другие детали невысокой прочности.

Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Ст 35

Ст30, 40
Ст35Г

Детали невысокой прочности, испытывающие небольшие напряжения: оси, цилиндры, коленчатые валы, втулки, шпиндели, звездочки, тяги, обода, валы, траверсы, бандажи, диски и другие детали.

Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Ст40

Ст35, 45
Ст40Г

После улучшения – коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, маховики, зубчатые колеса, болты, оси и другие детали; после поверхностного упрочения с нагревом ТВЧ -длинные валы, ходовые валики, зубчатые колеса, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и повышенной износостойкости при малой деформации

Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Ст45

Ст40Х, 50
Ст50Г

Вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной обработке детали, от которых требуется повышенная прочность.

Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Ст50

Ст45
Ст50Г
50Г2
Ст55

После нормализации с отпуском и закалки с отпуском – зубчатые колеса прокатные валки, оси, бандажи, малонагруженные пружины и рессоры, лемехи, пальцы звеньев.

Трудно свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка.

Ст55

Ст50, 60
Ст50Г

Гусеницы, муфты сцепления коробок передач, корпуса форсунок и другие детали, работающие а трение.

Не применяется для сварных конструкций

Ст60

СТ55
Ст65Г

Цельнокатаные колеса вагонов, валки рабочие листовых станов для горячей прокатки металлов, амортизаторов, замочные шайбы, регулировочные прокладки и другие детали, шпиндели, бандажи, диски сцепления, пружинные кольца к которым предъявляются требования высокой прочности и износостойкости.

Не применяется для сварных конструкций

*ГОСТ 1055-88 содержит и другие марки стали

 

Сталь конструкционная легированная хромистая ГОСТ 4543-71

Марка стали

Заменитель

Применение

Свариваемость

Ст15Х

Ст20Х

Втулки, пальцы, шестерни, валики, толкатели и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой твердости поверхности при невысокой прочности сердцевины; детали, работающие в условиях износа трением.

Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки.

Ст20Х

Ст15Х
20ХН,
18ХГТ

Втулки, шестерни, обоймы, гильзы, диски, плунжеры, рычаги и другие цементуемые детали, к которым предъявляется требование высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины; детали работающие в условиях износа при трении.

Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки.

Ст30Х

Ст35Х

Оси, валики, рычаги, болты, гайки и другие некрупные детали.

Ограниченно свариваемая.

Ст35Х

Ст40Х

Оси, валы, шестерни, кольцевые рельсы и другие улучшаемые детали.

Ограниченно свариваемая.

Ст38ХА

Ст40Х

Червяки, зубчатые колеса, шестерни, валы, оси, ответственные болты и др. улучшаемые детали.

Трудно свариваемая.

Ст40Х

Ст45Х
Ст38ХА
Ст40ХС

Оси, валы, шестерни, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, зубчатые венцы, болты, полу- оси, втулки и другие детали повышенной прочности

Трудно свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка.

Ст45Х

Ст40Х, 50Х

Валы, шестерни, оси, болты, шатуны и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной твердости, износостойкости и работающие при незначительных ударных нагрузках.

Трудно свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка.

Ст50Х

Ст40Х,45Х
Ст50ХН

Валы, шпиндели, установочные винты, крупные зубчатые колеса, редукторные валы, упорные кольца, валки горячей прокатки и другие улучшаемые детали, к которым предъявляются  требования повышенной твердости, износостойкости и прочности, работающие при незначительных нагрузках.

Трудно свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка

*ГОСТ 4534-71 содержит и другие марки стали.

 

сталь высоколегированная и сплавы КОРРОЗОННОСТОЙКИЕ ЖАРОСТОЙКИЕ И ЖАРОПРОЧНЫЕ (ГОСТ 5632-72)

Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие жаростойкие и жаропрочные (ГОСТ 5632-72) изготавливают марок: 40Х9С2, 40Х10С2М, 08X13, 12X13, 20X13, 30X13, 40X13, 10Х14АГ15, 12X17, 08X17Т, 95X18, 08Х18Т1, 15Х25Т, 15X28, 25Х13Н2, 20Х23Н13, 20Х23Н18, 10Х23Н18, 20Х25Н20С2, 15Х12ВНМФ, 20Х12ВНМФ, 37Х12Н8Г8МФБ, 13Х11Н2В2МФ, 45Х14Н14В2М, 40Х15Н7Г7Ф2МС, 08Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М2Т, 31Х19Н9МВБТ, 10Х14Г14Н4Т, 14Х17Н2, 12Х18Н9, 17Х18Н9, 08Х18Н10, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 08Х18Г8Н2Т, 20Х20Н14С2, 08Х22Н6Т, 12Х25Н16Г7АР.

Сплавы по (ГОСТ 5632-72) изготавливают марок:

06ХН28МДТ, ХН35ВТ, ХН35ВТЮ, ХН70Ю, ХН70ВМЮТ, ХН77ТЮР, ХН78Т, ХН80ТБЮ. ГОСТ 5632-72 содержит и другие марки сталей и сплавов.

Марки, область применения и свариваемость сталей (ГОСТ 5632-72)

Марка стали

Заменитель

Применение

Свариваемость

40Х9С2

 

Выпускные клапана двигателей, крепежные детали

Не применяется для сварных конструкций

40X1 ОС2М

 

Клапана двигателей, крепежные детали

Трудносвариваемая

08X13
12X13
20X13
25X1 ЗН2

Стали: 12X13 12Х18Н9Т
Сталь: 20X13
Стали: 12X13 14X1 7Н2

Детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагрузкам

Ограниченно свариваемая

30X13
40X13

Сталь: 40X13
Сталь: 30X13

Режущий инструмент, предметы домашнего обихода

Не применяется для сварных конструкций

10Х14АП6

Стали: 12Х18Н9, 08X1 8Н10, 12Х18Н9Т, 12Н18Н10Т

Для немагнитных деталей, работающих в слабоагрессивных средах

Сваривается без ограничений

12X17

Сталь: 12Х18Н9Т

Крепежные детали, работающие в кислых растворах

Трудносвариваемая

08X1 7Т 08X1 8Т1

Стали: 12X17, 08X1 8Т1 Стали: 12X17, 08X1 7Т

Для конструкций, подвергающихся ударным нагрузкам и работающих в кислых средах

Ограниченно свариваемая

95X18

 

Детали, к которым предъявляются требования высокой твердости и износостойкости

Не применяется для сварных конструкций

15Х25Т

Сталь: 12Х18Н10Т

Для сварных конструкций, не подвергающихся воздействию ударных нагрузок

Трудносвариваемая

15X28

Стали: 15Х25Т, 20Х23Н18

Для сварных конструкций, не подвергающихся воздействию ударных нагрузок

Трудносвариваемая

20Х23Н13

 

Трубы и детали, работающие при высоких температурах

Трудносвариваемая

20Н23Н18

Стали: 10Х25Т 20Х23Н13

Детали, работающие при температуре до 1100°С

Ограниченно свариваемая

10Х23Н18

 

Листовые детали, работающие при температуре до 1 100 °С

Ограниченно свариваемая

20Х25Н20С2

 

Детали печей, работающие при температуре до 1100°С

Ограниченно свариваемая

15Х12ВНМФ

 

Детали, работающие при температуре до 780 °С

Трудносвариваемая

20Х12ВНМФ

Стали: 15Х12ВНМФ, 18Х11МНФБ

Высоконагруженные детали

Трудносвариваемая

08Х17Н13М21

Сталь: 10Х17Н13М21

Сварные конструкции, крепежные детали

Трудносвариваемая

10Х17НЗМ2Т

 

Сварные конструкции

Трудносвариваемая

31Х19Н9МВБТ

 

Крепежные детали

Трудносвариваемая

10Х14П4Н4Т

Стали: 20Х13Н4Г9, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т

Для изготовления сварного оборудования и криогенной техники до темп. -253 °С

Трудносвариваемая

14Х17Н2

Сталь: 20X1 7Н2

Детали компрессорных машин

Трудносвариваемая

12Х18Н9 17Х18Н9

Стали: 20Х13Н4Г9, 10Х14Г14Н4Т Сталь: 20Х13Н4Г9

Холоднокатаный лист и лента повышенной прочности

Сваривается без ограничений

08X1 8Н10 08Х18Н10Т 12Х18Н9Т

12Х18Н10Т

Сталь: 12Х18Н10Т Стали: 15Х25Т, 08Х18Г8Н2Т, 10Х14Г14Н4Т,

Трубы, детали печной арматуры

Сваривается без ограничений

Свариваемость сталей: классификация, характеристики, определение

Выделяют довольно большое количество параметров, которые определяют основные свойства металла. Среди них выделяют показатель свариваемости. На сегодняшний день сварка стали проводится крайне часто. Подобный способ соединения металлов и других материалов характеризуется высокой эффективностью, так сварной шов может выдерживать большую нагрузку. При плохом показателе провести подобную работу сложно, в некоторых случаях даже невозможно. Все металлы разделяются на несколько групп, о чем далее поговорим подробнее.

Свариваемость сталейСвариваемость сталей Свариваемость сталей

Основные критерии,  устанавливающие свариваемость

Оценивая свариваемость сталей, всегда уделяют внимание химическому составу металла. Некоторые химические элементы могут повысить этот показатель или снизить его. Углерод считается самым важным элементов, который определяет прочность и пластичность, степень закаливаемости и плавкость. Проведенные исследования указывают на то, что при концентрации этого элемента до 0,25% степень обрабатываемости не снижается. Увеличение количества углерода в составе приводит к образованию закалочных структур и появлению трещин.

Понятие свариваемостиПонятие свариваемости

Понятие свариваемости

К другим особенностям, которые касаются рассматриваемого вопроса, можно отнести нижеприведенные моменты:

  1. Практически во всех металлах содержатся вредные примеси, которые могут снижать или повышать обрабатываемость сваркой.
  2. Фосфор считается вредным веществом, при повышении концентрации появляется хладноломкость.
  3. Сера становится причиной появления горячих трещин и появлению красноломкости.
  4. Кремний присутствует практически во всех сталях, при концентрации 0,3% степень обрабатываемости не снижается. Однако, если увеличить его до 1% могут появится тугоплавкие оксиды, которые и снижают рассматриваемый показатель.
  5. Процесс сварки не затрудняется в случае, если количество марганца не более 1%. Уже при 1,5% есть вероятность появления закалочной структуры и серьезных деформационных трещин в структуре.
  6. Основным легирующим элементом считается хром. Он добавляется в состав для повышения коррозионной стойкости. При концентрации около 3,5% показатель свариваемости остается практически неизменным, но в легированных составах составляет 12%. При нагреве хром приводит к появлению карбида, который существенно снижает коррозионную стойкость и затрудняет процесс соединения материалов.
  7. Никель также является основным легирующим элементом, концентрация которого достигает 35%. Это вещество способно повысить пластичность и прочность. Никель становится причиной улучшения основных свойств материала.
  8. Молибден включается в состав в небольшом количестве. Он способствует повышению прочности за счет уменьшения зернистости структуры. Однако, на момент воздействия высокой температуры вещество начинает выгорать, за счет чего появляются трещины и другие дефекты.
  9. В состав часто в качестве легирующего элемента добавляется медь. Ее концентрация составляет около 1%, за счет чего немного повышается коррозионная стойкость. Важной особенностью назовем то, что медь не ухудшает обработку сваркой.
Критерии свариваемостиКритерии свариваемости

Критерии свариваемости

В зависимости от особенностей структуры и химического состава материала все сплавы делятся на несколько групп. Только при учете подобной классификации можно выбрать наиболее подходящий сплав.

Классификация сталей по свариваемости

Хорошей обрабатываемостью обладают сплавы, в которых при нагреве не образуются трещины. По данной характеристике выделяют четыре основных группы:

  1. Хорошая обрабатываемость сваркой определяет то, что сталь после термической обработки остается прочным и надежным. При этом создаваемый шов может выдерживать существенное механическое воздействие.
  2. Удовлетворительная степень позволяет проводить обработку без предварительного подогрева. За счет этого существенно ускоряется процесс, а также снижаются затраты.
  3. Ограниченно свариваемые стали сложны в обработке, сварку можно провести только при применении специального оборудования. Именно поэтому повышается себестоимость самого процесса.
  4. Плохая податливость сварке не позволяет проводить рассматриваемую обработку, так как после получения шва могут появится трещины. Именно поэтому подобные материалы не могут использоваться для получения ответственных элементов.
Классификация сталей по свариваемостиКлассификация сталей по свариваемости

Классификация сталей по свариваемости

Каждая группа характеризуется своими определенными особенностями, которые нужно учитывать. Сталь 20 относится к первой группе, в то время как распространенная сталь 45 обладает низкой податливостью к сварке.

Группы свариваемости

Все группы свариваемости сталей характеризуются своими определенными особенностями. Среди них можно отметить следующие моменты:

  1. Первая группа, которая характеризуется хорошей свариваемостью, может применяться при сварке без предварительного подогрева и последующей термической обработки шва. Отпуск выполняется для снижения напряжения в металле. Как правило, подобное свойство связано с низкой концентрацией углерода.
  2. Вторая характеризуется тем, что склонна к образованию трещин и дефектов на швах. Именно поэтому рекомендуется проводить предварительный подогрев материала, а также последующую термическую обработку для снижения напряжений.
  3. При ограниченном показателе сталь склонна к образованию трещин. Для того чтобы исключить вероятность появления трещин следует материал предварительно разогреть, после сварки в обязательном порядке проводится термообработка.
  4. Последняя группа характеризуется тем, что в большинстве случаев на швах образуются трещины. При этом предварительный разогрев структуры не во многом решает проблему. После сварки обязательно проводится многоступенчатое улучшение.
Группы свариваемостиГруппы свариваемости

Группы свариваемости

Каждый сплав и металл относится к определенной группе. Кроме этого, степень свариваемости меняется после улучшения материала, к примеру, путем азотирования или закалки.

Как влияют на свариваемость легирующие примеси

Как ранее было отмечено, включение в состав большого количества легирующих элементов приводит к изменению основных характеристик. При этом отметим следующие моменты:

  1. При низком показателе концентрации сталь лучше поддается сварке.
  2. Некоторые химические вещества могут повысить рассматриваемый показатель, другие ухудшить.

Именно поэтому при выборе легированного сплава уделяется внимание не только типу легирующих элементов, но и их концентрации. Принятые стандарты ГОСТ определяют то, что при маркировке могут указывать основные химические вещества и их количество в составе.

Влияние содержания углерода на свариваемость стали

Во многом именно углерод определяет основные эксплуатационные характеристики сплава. Слишком высокая концентрация подобного химического вещества приводит к повышению твердости и прочности, но также и хрупкости. Кроме этого, в несколько раз снижается степень свариваемости. К другим особенностям отнесем следующие моменты:

  1. Если в составе углерода не более 0,25%, то рассматриваемый показатель остается на достаточно высоком уровне.
  2. Слишком большое количество углерода в составе приводит к тому, что металл после термического воздействия начинает менять свою структуру, за счет чего появляются трещины.

Стоит учитывать, что проводимая химикотермическая процедура может привести к снижению податливости к рассматриваемому способу соединения. Именно поэтому улучшение сплава проводится после создания конструкции путем обработки шва.

Свариваемость низкоуглеродистых сталей

Низкоуглеродистые сплавы хорошо подаются свариванию. При этом можно отметить следующие моменты:

  1. В подобных сплава концентрация углерода менее 0,25%. Этот показатель свойственен сплавам, которые имеют повышенную гибкость и относительно невысокую твердость поверхностного слоя. Кроме этого, снижается значение хрупкости. Поэтому низкоуглеродистые стали часто используют при создании листовых заготовок. При добавлении небольшого количество легирующих элементов может быть повышена коррозионная стойкость.
  2. Для повышения основных характеристик в состав могут добавлять различные легированные элементы, но в небольшом количестве. Примером можно назвать марганец и никель, а также титан.
Низкоуглеродистая стальНизкоуглеродистая сталь

Низкоуглеродистая сталь

Как правило, подобные металлы не нужно перед обработкой подвергать подогреву, а после проведения процедура закалка или отпуск выполняется только для при необходимости.

Свариваемость закаленной стали

Распространенной термической обработкой можно назвать закалку. Она предусматривает воздействие высокой температуры, которая может изменить структуру материала. После охлаждения происходит перестроение структуры, за счет чего происходит упрочнение структуры и повышение твердости поверхностного слоя. К другим особенностям отнесем следующие моменты:

  1. Закалка предусматривает увеличение концентрации углерода в поверхностном слое. Именно поэтому степень свариваемости существенно снижается.
  2. Подогрев заготовки проводится для того, чтобы упростить проводимую работу. Для этого может использоваться газовая грелка или иной источник тепла.

Закаленная сталь сложна в обработке. Кроме этого, если ранее не проводился отпуск в структуре может быть переизбыток напряжения, что и приводит к появлению трещин.

Повторная обработка швов может не привести к повышению их прочности.

Закаленная стальЗакаленная сталь

Закаленная сталь

В заключение отметим, что хорошей податливость сварке обладают металлы из различных групп. Примером можно назвать некоторые нержавейки, которые даже после воздействия тепла обладают коррозионной устойчивостью. Именно поэтому для сварочных работ рекомендуется выбирать материал, который характеризуется хорошей обрабатываемостью.

Свариваемость сталей | Мир сварки

Таблица — Свариваемость сталей
ГОСТМарки сталиЗаменительСвариваемость
380-94Ст0 Сваривается без ограничений
Ст2кп
Ст2пс
Ст2сп		Ст2сп
Ст2пс		Сваривается без ограничений. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термообработка
Ст3кпСт3псСваривается без ограничений. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термообработка
Ст3пс
Ст3сп		Ст3сп
Ст3пс		Сваривается без ограничений. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термообработка
Ст3ГпсСт3пс
Сталь 18Гпс		Сваривается без ограничений. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термообработка
Ст4кп  
Ст4псСт4спСваривается ограниченно
Ст5пс
Ст5сп		Ст6сп
Ст4сп		Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
Ст6пс Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
Ст6спСт5спСваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
801-78ШХ15Стали: ШХ9, ШХ12, ШХ15СГСпособ сварки КТС
ШХ15СГСтали: ХВГ, ШХ15, 9ХС, ХВСГСпособ сварки КТС
ШХ4 Способ сварки КТС
1050-8808Сталь 10Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки
08кп
08пс		Сталь 08Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки
10Стали: 08, 15, 08кпСваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки
10кп
10пс		Стали: 08кп, 15кп, 10Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки
15Стали: 10, 20Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки
15кп
15пс		Стали: 10кп, 20кпСваривается без ограничений
18кп Сваривается без ограничений
20Сталь: 15, 20Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки
20кп
 20пс		Сталь: 15кпСваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки
25Сталь: 20, 30Сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки
30Стали: 25, 35Сваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
35Стали: 30, 40, 35ГСваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
40Стали: 35, 45, 40ГСваривается ограниченно. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
45Стали: 40Х, 50, 50Г2Трудносвариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
50Стали: 45, 50Г, 50Г2, 55Трудносвариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
55Стали: 50, 60, 50ГНе применяется для сварных конструкций
58 (55пп)Стали: 30ХГТ, 20ХГНТР, 20ХН2М, 12ХНЗА, 18ХГТНе применяется для сварных конструкций
1414-75А20Сталь А12Не применяется для сварных конструкций
А30
А40Г		Сталь: А40ГНе применяется для сварных конструкций
1435-90У7, У7АСталь: У8Не применяется для сварных конструкций
У8, У8АСталь: У7, У7А У10, У10АНе применяется для сварных конструкций
У9, У9АСтали: У7, У7А, У8, У8АНе применяется для сварных конструкций
У10, У10АСтали: У10, У10АНе применяется для сварных конструкций
4543-7115ХСталь: 20ХСваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки
20ХСталь: 15Х, 20ХН, 18ХГТСваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки
30ХСталь: 35ХОграниченно сваривается
35ХСталь: 40ХОграниченно сваривается
38ХАСталь: 40Х, 35ХТрудно-свариваемая
40ХСталь: 45Х, 35ХА, 40ХСТрудно-свариваемая, необходим подогрев и последующая термообработка
45ХСталь: 40Х, 45Х, 50ХНТрудно-свариваемая, необходим подогрев и последующая термообработка
50ХСталь: 40Х, 45Х, 50ХНТрудно-свариваемая, необходим подогрев и последующая термообработка
15Г
20Г		Сталь: 20Г, 20, 30ГХорошо свариваемая
30ГСталь: 35, 40ГОграниченно свариваемая. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
35Г Ограниченно свариваемая. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
40ГСтали: 45, 40ХОграниченно свариваемая. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
45ГСтали: 40Г, 50ГТрудно-свариваемая. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.
50ГСтали: 40Г, 50Трудно-свариваемая. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.
10Г2Сталь: 09Г2Сваривается без ограничений.
35Г2Сталь: 40ХТрудно-свариваемая. Требуется подогрев и последующая термообработка.
40Г2Сталь: 45Г2, 60ГТрудно-свариваемая. Требуется подогрев и последующая термообработка.
45Г2Сталь: 50Г2Трудно-свариваемая. Требуется подогрев и последующая термообработка.
50Г2Сталь: 45Г2, 60ГНе применяется для сварных конструкций
47ГТСталь: 40ХГРТНе применяется для сварных конструкций
18ХГТ
25		Сталь: 30ХГТ, 25ХГТ, 12ХН3А, 12Х2Н4А, 20ХН2М, 20ХГРСваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки
20ХГРСталь: 20ХН3А, 20ХН24, 18Х1Т, 12ХН2, 12ХН3АСваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки
25Х1ТСталь: 18ХГТ, 30ХГТ, 25ХГМТребуется последующая термообработка
30ХГТСталь: 18ХГТ, 20ХН2М, 25ХГТ, 12Х2Н4АОграниченно свариваемая. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
33ХС Трудно-свариваемая
38ХС
40ХС		Сталь: 40ХС, 38ХС, 35ХГТТрудно-свариваемая
15ХФСталь: 20ХФСваривается без ограничений (способ КТС)
40ХФАСталь: 40Х, 65Г, 50ХФА, 30Х3МФТрудно-свариваемая. Требуется подогрев и последующая термообработка.
15ХМ Сваривается без ограничений. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
30ХМ
30ХМА		Сталь: 35ХМ, 35ХРАОграниченно свариваемая. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
35ХМСталь: 40Х, 40ХН, 30ХН, 35ХГСАОграниченно свариваемая. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
38ХН Ограниченно свариваемая. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
20ХНСталь: 15ХГ, 20ХНР, 18ХГТОграниченно свариваемая
40ХНСталь: 45ХН, 50ХН, 38ХГН, 40Х, 35ХГФ, 40ХНР, 40ХНМ, 30ХГВТТрудно-свариваемая. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
45ХНСталь: 40ХНТрудно-свариваемая. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
50ХНСталь: 40ХН, 60ХГНе применяется для сварных конструкций
20ХНРСталь: 20ХНОграниченно свариваемая. Требуется подогрев и последующая термообработка.
12ХН2Сталь: 20хнр, 20ХГНР, 12ХН3А, 18ХГТ, 20ХГРОграниченно свариваемая. Требуется подогрев и последующая термообработка.
12ХН3АСталь: 12ХН2, 20ХН3А, 25ХГТ, 12Х2НА, 20ХНРОграниченно свариваемая. Требуется подогрев и последующая термообработка.
20ХН3АСталь: 20ХГНР, 20ХНГ, 38ХА, 20ХГРОграниченно свариваемая. Требуется подогрев и последующая термообработка.
12Х2Н4АСталь: 20ХГНР, 12ХН2, 20ХГР, 12ХН3А, 20Х2Н4АОграниченно свариваемая. Требуется подогрев и последующая термообработка.
20Х2Н4АСталь: 20ХГНР, 20ХГНТРОграниченно свариваемая. Требуется подогрев и последующая
термообработка.
30ХН3АСталь: 30Х2ГН2, 34ХН2МОграниченно свариваемая. Требуется подогрев и последующая
термообработка.
20ХГСАСталь: 30ХГСАСваривается без ограничений
25ХГСАСталь: 20ХГСАСваривается без ограничений
30ХГС,
30ХН2МА		Сталь: 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 35ХГСАОграниченно свариваемая. Требуется подогрев и последующая термообработка.
38Х2Н2МА Не применяется для сварных работ
40ХН2МАСталь: 40ХГТ, 40ХГР, 30Х3МФ, 45ХН2МФАТрудно-свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
40Х2Н2МАСталь: 38Х2Н2МАТрудно-свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
38ХН3МАСталь: 38ХН3ВАНе применяется для сварных конструкций
18Х2Н4МАСталь: 20Х2Н4АТрудно-свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
30ХГСАСталь: 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 25ХГСА, 35ХГСАТрудно-свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
35ХГСАСталь: 30ХГС, 30ХГСА, 30ХГТ, 35ХМТрудно-свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
30ХГСН2А Трудно-свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
38ХГНСталь: 38ХГНМТрудно-свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
20ХГНРСталь: 20ХН3АТрудно-свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
20ХН2МСталь: 20ХГР, 15ХР, 20ХНР, 20ХГНРТрудно-свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
30ХН2МФАСталь: 30ХН2ВФАТрудно-свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
36Х2Н2МФА Трудно-свариваемая
38ХН3МФА Не применяется для сварных конструкций
45ХН2МФА Трудно-свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
20ХН4ФАСталь: 18Х2Н4МАНе применяется для сварных конструкций
38Х2МЮАСталь: 38Х2ЮА, 38ХВФЮ, 38Х2Ю, 20Х3МВФНе применяется для сварных конструкций
5520-7916К
18К		 Сваривается без ограничений
20К Сваривается без ограничений
22К Ограниченно свариваемая. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
5632-7240Х9С2 Не применяется для сварных конструкций
40Х10С2М Трудно-свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
08Х13
12Х13
20Х13
25Х13Н2		Сталь: 12Х13, 12Х18Н9Т
Сталь: 20Х13
Сталь: 12Х13, 14Х17Н2
 		Ограниченно свариваемая. Подогрев и термообработка применяются в зависимости от метода сварки, вида и назначения конструкций
30Х13
40Х13		 Не применяется для сварных конструкций
10Х14АГ16Сталь: 12Х18Н9, 08Х18Н10, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10ТСваривается без ограничений
12Х17Сталь: 12Х18Н9ТНе рекомендуется для сварных конструкций. Трудно-свариваемая
08Х17Т,
08Х18Т1		Сталь: 12Х17, 08Х18Т1, 08Х17ТОграниченно свариваемая
95Х18 Не применяется для сварных конструкций
15Х25ТСталь: 12Х18Н10ТТрудно-свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
15Х28Сталь: 15Х25Т, 20Х23Н18Трудно-свариваемая. Необходим подогрев и последующая термообработка
20Х23Н13 Ограниченно свариваемая
20Х23Н18Сталь: 10Х25Т, 20Х23Н13Ограниченно свариваемая
10Х23Н10 Ограниченно свариваемая
20Х25Н20С Ограниченно свариваемая
15Х12ВНМФ Трудно-свариваемая
20Х12ВНМФСталь: 15Х12ВНМФ, 18Х11МНФБТрудно-свариваемая
37Х12Н8Г2МФБ Ограниченно свариваемая
13Х11Н2В2МФ Ограниченно свариваемая
45Х14Н14В2М Трудно-свариваемая
40Х15Н7Г7Ф2МС Трудно-свариваемая
08Х17Н13М21Сталь: 10Х17Н13М21Хорошо свариваемая
10Х17Н3М2Т Хорошо свариваемая
31Х19Н9МВБТ Трудно-свариваемая
10Х14Г14Н4ТСталь: 20Х13Н4Г9, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10ТСваривается удовлетворительно
14Х17Н2Сталь: 20Х17Н2Хорошо свариваемая
12Х18Н9

17Х18Н9

Сталь: 20Х13Н4Г9, 10Х14Г14Н4Т,
20Х13Н4Г9		Сваривается без ограничений
08Х18Н10
08Х18Н10Т
12Х18Н9Т
12Х18Н10Т		Сталь: 12Х18Н10Т,
Сталь: 15Х25Т, 08Х18Г8Н2Т, 10Х14Г14Н4Т, 08Х17Т		Сваривается без ограничений
12Х18Н12ТСталь: 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10ТОграниченно сваривается
08Х18Г8Н2ТСталь: 12Х18Н9Сваривается без ограничений
20Х20Н14С2 Сваривается без ограничений
12Х25Н16Г7АР Сваривается без ограничений
08Х22Н6ТСталь: 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10ТСваривается без ограничений
06ХН28МДТСплав: 03ХН28МДТСваривается без ограничений
ХН35ВТ Трудно-свариваемая
ХН35ВТЮ Трудно-свариваемая
ХН70Ю Ограниченно сваривается
ХН70ВМЮТ Трудно-свариваемая
ХН70ВМТЮФ Трудно-свариваемая
ХН77ТЮР Трудно-свариваемая
ХН78ТСплав: ХН38Т, Сталь: 12Х25Н16Г7АР, 20Х23Н18Трудно-свариваемая
ХН80ТБЮ Трудно-свариваемая
5781-8220ХГ2Ц Сваривается без ограничений
35ГС
25Г2С		Сталь: Ст5сп, Ст6, Ст5псСваривается без ограничений
5950-73ХВ4Ф Не применяется для сварных конструкций
9Х1Сталь: 9х2Не применяется для сварных конструкций
9ХССталь: ХВГНе применяется для сварных конструкций
ХВГСталь: 9ХС, 9ХВГ, ШХ15СГНе применяется для сварных конструкций
9ХВГСталь: ХВГНе применяется для сварных конструкций
Х6ВФСталь: Х12Ф1, Х12М, 9Х5ФНе применяется для сварных конструкций
Х12, Х12ВМФСталь: Х12МФНе применяется для сварных конструкций
Х12МФ

Х12Ф1

Сталь: Х6ВФ, Х12Ф1, Х12ВМФ
Сталь: Х6ВФ, Х6ВФМ		Не применяется для сварных конструкций
7ХГ2ВМФ Не применяется для сварных конструкций
7Х3
8Х3		Сталь: 8Х3
Сталь: 7Х3		Не применяется для сварных конструкций
5ХНМСталь: 5ХНВ, 5ХГМ, 4ХМФС, 5ХНВС, 4Х5В2ФСНе применяется для сварных конструкций
5ХГМСталь: 5ХНМ, 5ХНВ, 6ХВС, 5ХНС, 5ХНСВНе применяется для сварных конструкций
4ЗМФС Не применяется для сварных конструкций
4Х5МФС Не применяется для сварных конструкций
4ХМФ1С Не применяется для сварных конструкций
3Х3МХФ Не применяется для сварных конструкций
6ХС Не применяется для сварных конструкций
4ХВ2ССталь: 4Х5В2ФС, 4Х3В2М2Не применяется для сварных конструкций
5ХВ2СФ

6ХВ2С

Сталь: 6ХВ2С
Сталь: 6ХЗФС		Не применяется для сварных конструкций
6ХВГ Не применяется для сварных конструкций
9045-8008Ю Сваривается без ограничений
14959-7965
70		Сталь: 60, 70
65Г		Не применяется для сварных конструкций
75Сталь: 70, 80, 85Не применяется для сварных конструкций
85Сталь: 70, 75, 80Не применяется для сварных конструкций
60ГСталь: 65ГНе применяется для сварных конструкций
65ГСталь: 70, У8А, 70Г, 60С2А, 9ХС, 50ХФА, 60С2, 55С2Не применяется для сварных конструкций
55С2Сталь: 50С2, 60С2, 35Х2АФНе применяется для сварных конструкций
60С2
60С2А		Сталь: 55С2, 50ХФА,
60С2Н2А, 60С2Г, 50ХФА		Не применяется для сварных конструкций
70С3А Не применяется для сварных конструкций
55ХГР Не применяется для сварных конструкций
50ХФАСталь: 60С2А, 50ХГФА, 9ХСНе применяется для сварных конструкций
60С2ХАСталь: 60С2ХФА, 60С2Н2АНе применяется для сварных конструкций
60С2ХФАСталь: 60С2А, 60С2ХА, 9ХС, 60С2ВАНе применяется для сварных конструкций
65С2ВАСталь: 60С2А, 60С2ХАНе применяется для сварных конструкций
60С2Н2АСталь: 60С2А, 60С2ХАНе применяется для сварных конструкций
19265-73Р18 При стыковой электросварке со сталью 45 и 40Х свариваемость хорошая
Р6М5К5 При стыковой электросварке со сталью 45 и 40Х свариваемость хорошая
Р9М4К8 При стыковой электросварке со сталью 45 и 40Х свариваемость хорошая
19281-8909Г2Сталь: 09Г2С, 10Г2Сваривается без ограничений
14Г2Сталь: 15ХСНДОграниченно свариваемая
12ГССталь: 15ГССваривается без ограничений
16ГССталь: 17ГССваривается без ограничений
17ГССталь: 16ГССваривается без ограничений
17Г1ССталь: 17ГССваривается без ограничений
09Г2ССталь: 10Г2С, 09Г2Сваривается без ограничений
10Г2С1Сталь: 10Г2С1ДСваривается без ограничений
10Г2БДСталь: 10Г2БСваривается без ограничений
15Г2СФД Сваривается без ограничений
14Г2АФСталь: 16Г2АФСваривается без ограничений
16Г2АФСталь: 14Г2АФСваривается без ограничений
18Г2ФАпсСталь: 15Г2ФАДпс, 16Г2АФ, 10ХСНД, 15ХСНДСваривается без ограничений
14ХГССталь: 15ХСНД, 16ГССваривается без ограничений
15Г2АФДпсСталь: 16Г2АФ, 18Г2АФпс, 10ХСНДСваривается без ограничений
10ХСНДСталь: 16Г2АФСваривается без ограничений
10ХНДП Сваривается без ограничений
15ХСНДСталь: 16Г2АФ, 14ХГС, 16ГССваривается без ограничений
20072-72 12МХ Сваривается без ограничений. Рекомендуется подогрев и последующая термическая обработка
12Х1МФ Сваривается без ограничений. Рекомендуется подогрев и последующая термическая обработка
25Х1МФ Сваривается без ограничений. Рекомендуется подогрев и последующая термическая обработка
20Х3МВФ Сваривается без ограничений. Рекомендуется подогрев и последующая термическая
15Х5М Сваривается без ограничений. Рекомендуется подогрев и последующая термическая обработка

Свариваемость различных марок стали

Марка сталиЗаменительСвариваемость
40X1 ОС2М Трудносвариваема
08X13Стали: 12X13 12Х18Н9ТОграниченно свариваемая
12X13Сталь: 20X13
20X13Стали: 12X13 14X17Н2
25X1 ЗН2 
30X13Сталь: 40X13Не применяется для сварных конструкций
40X13Сталь: 30X13
10Х14АП6Стали: 12Х18Н9, 08X1 8Н10, 12Х18Н9Т, 12Н18Н10ТСваривается без ограничений
12X17Сталь: 12Х18Н9ТТрудносвариваема
08X1 7Т 08X1 8Т1Стали: 12X17, 08X1 8Т1 Стали: 12X17, 08X17ТОграниченно свариваемая
95X18 Не применяется для сварных конструкций
15Х25ТСталь: 12Х18Н10ТТрудносвариваемая
15X28Стали: 15Х25Т, 20Х23Н18
20Х23Н13 
20Н23Н18Стали: 10Х25Т 20Х23Н13Ограниченно свариваемая
10Х23Н18 
20Х25Н20С2 
15Х12ВНМФ Трудносвариваема
20Х12ВНМФСтали: 15Х12ВНМФ, 18Х11МНФБ
08Х17Н13М21Сталь: 10Х17Н13М21
10Х17НЗМ2Т 
31Х19Н9МВБТ 
10Х14П4Н4ТСтали: 20Х13Н4Г9, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т
14Х17Н2Сталь: 20X1 7Н2
12Х18Н9 17Х18Н9Стали: 20Х13Н4Г9, 10Х14Г14Н4Т Сталь: 20Х13Н4Г9Сваривается без ограничений
08X1 8Н10 08Х18Н10Т 12Х18Н9ТСталь: 12Х18Н10Т Стали: 15Х25Т, 08Х18Г8Н2Т, 10Х14Г14Н4Т

Свариваемость сталей

Содержание страницы

Понятие о свариваемости

Свариваемостью называется свойство металла (или другого материала) образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия (ГОСТ 2601).

Свариваемость различных металлов и их сплавов существенно отличается.

Степень свариваемости оценивают изменением свойств сварного соединения по отношению к основному металлу. Степень свариваемости сплава тем выше, чем больше способов сварки и режимов при каждом способе можно применить. Примером хорошей свариваемости является малоуглеродистая сталь.

Под технологической свариваемостью понимают отношение металла к конкретному способу сварки и режиму.

Физическая свариваемость определяется процессами, протекающими в зоне сплавления свариваемых металлов, по завершении которых образуется неразъемное сварное соединение. Все однородные металлы обладают физической свариваемостью. Свойства разнородных металлов зачастую препятствуют протеканию необходимых физико-механических процессов в зоне сплавления. В этом случае металлы не обладают физической свариваемостью.

Свариваемость сталей

Влияние элементов, содержащихся в сталях, на их свариваемость

Углерод. Малоуглеродистые стали хорошо свариваются всеми видами сварки. С увеличением содержания углерода в стали повышается твердость и снижается пластичность. Металл в сварном соединении закаливается, и образуются трещины. В результате интенсивного окисления углерода при сварке образуется значительное количество газовых пор.

Марганец. В количестве 0,3…0,8 % марганец не ухудшает свариваемость стали. Является хорошим раскислителем и способствует уменьшению содержания кислорода в стали. При содержании марганца 1,5…2,5 % свариваемость ухудшается и возможно появление трещин из-за увеличения твердости стали и образования закалочных структур.

Кремний. Содержание кремния в углеродистых сталях незначительно (0,03…0,35 %). Кремний вводят как раскислитель, и при содержании до 1 % он не влияет на свариваемость. С увеличением содержания кремния более 1 % свариваемость ухудшается, так как образуются тугоплавкие окислы, которые приводят к появлению шлаковых включений. Металл сварного шва имеет повышенные прочность, твердость и хрупкость.

Хром. В углеродистых сталях содержание хрома не превышает 0,25 % и в таком количестве его влияние на свариваемость не значительно. Конструкционные стали типа 15Х, 20Х, 30Х, 40Х содержат от 0,7 до 1,1 % хрома. При таком содержании хрома твердость увеличивается, а свариваемость ухудшается, особенно с увеличением содержания углерода. Стали, содержащие значительное количество хрома (Х5, 1X13, Х17) имеют самую плохую свариваемость. При сварке образуются тугоплавкие окислы, снижается химическая стойкость стали и образуются закалочные структуры.

Никель. Никель повышает прочность и пластичность металла сварного соединения и не ухудшает свариваемость.

Молибден. В теплоустойчивых сталях содержание молибдена составляет 0,2…0,8 %, а в специальных сталях, предназначенных для работы при высоких температурах, увеличивается до 2…3 %. Молибден значительно повышает прочность и ударную вязкость стали, но вызывает склонность к образованию трещин, как в самом шве, так и в переходной зоне.

Ванадий. Ванадий повышает прочность сталей. Содержание его в инструментальных и штамповых сталях достигает 1,5 %. Ванадий ухудшает свариваемость, так как способен сильно окисляться и при сварке необходимо вводить в зону плавления активные раскислители.

Вольфрам. Содержание вольфрама в специальных (инструментальных и штамповых) сталях составляет до 2 %. Стали с содержанием вольфрама имеют значительную твердость и прочность при высоких температурах. Вольфрам ухудшает свариваемость, сильно окисляется и поэтому сварка требует особых приемов.

Титан и ниобий. Титан и ниобий улучшают свариваемость стали. При сварке высоколегированных хромистых и хромоникелевых сталей углерод взаимодействует с хромом и образуются карбиды хрома. Это приводит к уменьшению содержания хрома по границам зерен, образованию межкристаллитной коррозии и разрушению сварных швов. При введении в стали титана или ниобия в количестве 0,5…1 % происходит их взаимодействие с углеродом, что препятствует образованию карбидов хрома.

Медь. В сталях, используемых для ответственных конструкций, содержание меди составляет 0,3…0,8 %. Медь улучшает свариваемость, повышает прочность, пластические свойства, ударную вязкость и коррозионную стойкость сталей.

Сера. Повышенное содержание серы приводит при сварке к образованию горячих трещин. Наибольшее допускаемое содержание серы до 0,06 %.

Фосфор. Повышенное содержание фосфора ухудшает свариваемость, так как вызывает при сварке появление холодных трещин. Допускается содержание фосфора в углеродистых сталях не более 0,08 %.

Кислород. Кислород ухудшает свариваемость стали, снижая ее механические свойства – прочность, пластичность, ударную вязкость.

Азот. Азот из окружающего воздуха при охлаждении сварочной ванны образует нитриды железа, которые повышают прочность и твердость стали и значительно снижают пластичность.

Водород. Водород попадает в сварочную ванну из влаги и коррозии на поверхности металла, скапливается в отдельных местах сварного шва, образует газовые пузырьки, вызывает появление пористости и мелких трещин.

Классификация сталей по свариваемости

Свариваемость сталей оценивается такими признаками как склонность к образованию трещин и механические свойства сварного соединения.

Количественной характеристикой свариваемости стали является эквивалентное содержание углерода Сэк, которое определяют по формуле

Сэк = С + (Мn/6) + [(Cr + Mo +V)/5 + (Ni + Cu)/15] ,

где С – содержание углерода, %;

Мn, Cr, Mo, V, Ni, Cu – содержание легирующих элементов (марганец, хром, молибден, ванадий, никель, медь), %.

Наибольшее влияние на свариваемость стали оказывает количество содержащегося в ней углерода и легирующих компонентов.

Стали по свариваемости делят на четыре группы: хорошо сваривающиеся стали, удовлетворительно сваривающиеся, ограниченно сваривающиеся и плохо сваривающиеся стали.

К первой группе относятся стали, сварку которых выполняют по обычной технологии без подогрева. Возможно применение термообработки для снятия внутренних напряжений.

Ко второй группе относятся стали, у которых при сварке в нормальных условиях, как правило, трещин не образуется. Для сварки сталей этой группы имеются ограничения по толщине свариваемого изделия и температуре окружающей среды.

К третьей группе относятся стали, склонные в обычных условиях сварки к образованию трещин. При сварке их предварительно подвергают термообработке и подогревают. Кроме того, большинство сталей, входящих в эту группу, подвергают термообработке после сварки.

К четвертой группе относятся стали, наиболее трудно поддающиеся сварке и склонные к образованию трещин. Эти стали свариваются ограниченно, поэтому сварку их выполняют с обязательной предварительной термообработкой, с подогревом в процессе сварки и последующей термообработкой.

В табл. 1 приведена свариваемость и условия сварки сталей различных видов и марок.

Таблица 1. Свариваемость сталей и условия сварки

Группа свариваемостиЭквивалентное содержание углерода, СэкУглеродистые сталиЛегированные сталиВысоколегированные сталиУсловия сварки
I ХорошаяДо 0,25ВСт1, ВСт2, ВСт3, ВСт4,

Стали 08, 10,

15, 20, 25

15Г, 20Г, 15Х, 20Х,

15ХМ, 20ХГСА,

10ХСНД, 10ХГСНД,

15ХСНД

08Х20Н14С2,

20Х23Н18,

08Х18Н10,

12Х18Н9Т, 15Х5

Без ограничений, в широком диапазоне режимов сварки независимо от толщины металла, жесткости конструкции, температуры окружающей среды
II УдовлетворительнаяСвыше 0,25

и до 0,35

ВСт5,

Стали 30, 35

12ХН2, 12ХН3А,

20ХН, 20ХН3А,

30Х, 30ХМ, 25ХГСА

30Х13, 25Х13Н2,

9Х14А, 12Х14А

Сварка при температуре окружающей среды не ниже + 5 оС и толщине металла до 20 мм при отсутствии ветра
III ОграниченнаяСвыше 0,35

и до 0,45

ВСт6

Стали 40, 45

35Г, 40Г, 45Г, 40Г2,

35Х, 40Х, 45Х,

40ХМФА, 40ХН,

30ХГС, 30ХГСА,

35ХМ, 20Х2Н4МА

17Х18Н9Т,

12Х18Н9,

36Х18Н25С2,

40Х9С2

Сварка с предварительным или сопутствующим подогревом до 250 оС в жестком диапазоне режимов сварки
IV ПлохаяСвыше 0,45Стали 50, 55,

60, 65, 70, 75,

80, 85

50Г, 50Г2, 50Х, 50ХН,

45ХН3МФА, 6ХС,

7Х3

40Х10С2М,

40Х13, 95Х18,

40Х14Н14В2М,

40Х10С2М, Р18, Р9

Сварка с предварительным и сопутствующим подогревом, термообработкой после сварки

 

Просмотров: 1 979

Классификация сталей по свариваемости

Классификация сталей по свариваемости

По свариваемости стали подразделяют на четыре группы: первая группа – хорошо сваривающиеся; вторая группа – удовлетворительно сваривающиеся; третья группа – ограниченно сваривающиеся; четвертая группа – плохо сваривающиеся.

Основные признаки, характеризующие свариваемость сталей,- склонность к образованию трещин и механические свойства сварного соединения.

К первой группе относятся стали, сварка которых может быть выполнена по обычной технологии, т.е. без подогрева до сварки и в процессе сварки и без последующей термообработки. Однако применение термообработки для снятия внутренних напряжений не исключается.

Ко второй группе относят в основном стали, при сварке которых в нормальных производственных условиях трещин не образуется. В эту же группу входят стали, которые для предупреждения образования трещин нуждаются в предварительном нагреве, а также в предварительной и последующей термообработке.

К третьей группе относят стали, склонные в обычных условиях сварки к образованию трещин. При сварке их предварительно подвергают термообработке и подогревают. Кроме того, большинство сталей, входящих в эту группу, подвергают обработке после сварки.

К четвертой группе относят стали, наиболее трудно поддающиеся сварке и склонные к образованию трещин. Эти стали свариваются ограниченно, поэтому сварку их выполняют с обязательной предварительной термообработкой, с подогревом в процессе сварки и последующей термообработкой.

Хорошо сваривающиеся углеродистые, низко- и среднелегированные стали. Условия сварки нормальные. Литые детали с большим объемом наплавленного металла рекомендуется варить с промежуточной термообработкой (отжиг или высокий отпуск по режиму термообработки для данной стали). Для конструкций, работающих под статической нагрузкой, термообработку после сварки не производят.

Для ответственных конструкций, работающих под динамическими нагрузками или при высокой температуре, термообработка производится в соответствии с техническими условиями. Детали с большим объемом наплавленного металла подлежат отжигу или высокому отпуску.

При сварке электродами Э42, Э42А, Э50, Э50А, Э55 (ГОСТ 9467 – 75) сварное соединение обрабатывают нормальным режущим инструментом.

Свариваемость сталей по маркам приведена в табл. 1.

Удовлетворительно сваривающиеся углеродистые, низко- и средне- легированные стали. Термообработка стали до сварки различна в зависимости от марки стали и конструкции деталей. Для отливок из стали 30Л и 35Л обязателен отжиг. Детали машин из проката или из поковок, не имеющие жестких контуров, могут подвергаться сварке в термически обработанном состоянии (закалка и отпуск).

Сварка на морозе не допускается. Сварку деталей с большим объемом наплавленного металла, а также сварку усилительных вкладышей рекомендуется производить с промежуточной термообработкой (отжиг или высокий отпуск). При заварке мелких раковин на деталях и элементах из углеродистой стали, содержащей углерода 0,35%, и при невозможности последующего отпуска завариваемую деталь подвергают местному подогреву.

Таблица 1. Свариваемость сталей

Свариваемость

ГОСТ

Марка

Углеродистые, низко- или среднелегированные стали

Хорошая

380 -75

Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст1кп, БСт1сп, БСт2кп, БСт2пс, БСт2сп, БСтЗкп, БСтЗпс, БСтЗсп, БСт4кп, Ст4пс, БСт4сп

1050-60

О,8; 10, 15, 20, 25, 15Г, 20Г

5520-69

15К, 20К

4543-71

15Х, 20Х, 20ХГСЛ, 12ХН2, 12Х2Н4А, 15НМ

5058-65

10ХСНД (СХЛ-4)

977-65

15Л, 20Л

Удовлетворительная

 

380-71

БСт5сп, БСт5сп, БСт5Гсп

1050-60

30, 35

4543-71

12Х2Н4А, 20ХН3А

977-65

З0Л, 35Л

5058-65

15ХСНД (СХЛ-1, НЛ-2)

Ограниченная

380-71

Ст6пс, Ст6сп, БСт6пс, БСт6сп

1050-60

40, 45, 50

4543-71

35ХМ, З0ХГС, 35СГ, ЗЗХС, 20Х2Н4А

5950-63

5ХНМ

977-65

40Л, 45Л, 50Л

Плохая

1050-60

40Г, 45Г, 50Г, 60Г, 65Г, 70Г

4543-71

50ХН

14959-69

50ХГ, 50ХГА, 55С2, 55С2А, 65, 75, 85, 60С2, 60С2А

5950-63

9Х

977-65

55Л

1435-54

У7, У6, У8Г, У9, У10, У11; У12, У13, У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У11А, У12А, У13А

Легированные стали

Хорошая

 

 

 

 

5632-61

0Х20Н14С2 (ЭИ732), Х23Н18 (ЭИ417), ОХ18Н10 (ОХ18Н9, ЭЯ0), Х18Н9Т (1Х18Н9Т, ЭЯ1Т)

Удовлетворительная

 

9Х14А, 12Х14А

Ограниченная

5632-61

2Х18Н9 (ЭЯ2), Х18Н9 (1Х18Н9, ЭЯ1)

Плохая

5952-63

Р18, Р9

5950-63

Х12, Х12М, Х, 9Х, 7ХЗ, 8ХЗ, 9ХС, 4ХС. Ф, 8ХФ, В1, ЗХ2В8Ф, 4ХВ2С, 5ХВ2С, ХВГ, 9ХВГ, 6ХВГ, 5ХНВ, ХВ5, 5ХГМ, 6ХВ2С

 

Термообработка после сварки различна для разных марок стали.

Для отливок из стали 30Л и 35Л при заварке сквозных трещин и сварке усилительных вкладышей обязателен отжиг или высокий отпуск. При заварке мелких дефектов на углеродистой стали, содержащей углерода более 0,35%, для улучшения механических свойств и обрабатываемости термическую обработку ведут по режиму для данной стали. Для других сталей, сваренных в термически обработанном состоянии, обязателен отпуск с нагревом до температуры на 50 – 100°С ниже температуры отпуска стали. Для стали 27ГС, 20ХГС и других сталей, склонных к отпускной хрупкости, температура отпуска после сварки должна быть вне области температуры отпускной хрупкости.

Сварные соединения, выполненные электродами Э42, Э42А, Э50, Э50А, Э55, можно обрабатывать нормальным режущим инструментом при условии, если содержание углерода в углеродистой стали не превышает 0,35% и объем наплавленного металла не меньше 20х20х10 мм.

Металл, наплавленный электродами ЦЛ-2, ЦЛ-4 (ГОСТ 10052 – 62), обрабатывают твердосплавным инструментом.

Ограниченно сваривающиеся углеродистые низко- и среднелегированные стали. Для отливок из стали ЛХН2 и 50Л до сварки обязателен отжиг независимо от конфигурации отливки. Мелкие дефекты допускается заваривать в термически обработанном состоянии отливки. Для деталей машин из проката или из поковок, не имеющих особо жестких контуров и жестких узлов, допускается заварка в термически обработанном состоянии (закалка и отпуск).

Тепловой режим сварки следующий. Без предварительного подогрева, можно сваривать в случаях, когда сварные соединения не имеют жестких контуров, толщина металла не более 15 мм, температура окружающего воздуха не ниже 5°С, а сварные соединения имеют вспомогательный характер. Во всех других случаях обязателен предварительный подогрев до температуры 200°С.

Термообработка после сварки имеет следующие особенности.

При заварке крупных дефектов на деталях из стали ЛХН2 требуется термообработка по режиму для данной стали. После заварки мелких дефектов в термически обработанной отливке обязателен повторный отпуск по режиму для данной стали. Для всякой другой стали рассматриваемой группы, сваренной в термически обработанном состоянии, обязателен отпуск для снятия напряжений с нагревом до температуры на 50 – 100°С ниже температуры отпуска стали. Для стали 30ХГСА и других сталей, склонных к отпускной хрупкости, температура отпуска после сварки должна быть вне области отпускной хрупкости.

При сварке электродами Э42, Э42А, Э50, Э50А, Э55 сварные соединения обрабатываются без затруднении, если деталь подвергнута отпуску при температуре не ниже 550 — 650°С.

Плохо сваривающиеся углеродистые низко- и среднелегированные стали. Сталь перед сваркой должна быть отожжена. Независимо от толщины свариваемых элементов и типа сварного соединения сталь необходимо предварительно подогревать до температуры не ниже 200°С.

Термообработку после сварки производят по специальной инструкции в зависимости от марки стали и ее назначения.

Механическая обработка сварного соединения возможна только после отжига или высокого отпуска.

Хорошо сваривающиеся легированные стали. Термообработку до сварки не производят. При значительном наклепе металл необходимо закалить до температуры 1050 – 1100°С. Тепловой режим сварки нормальный. Термообработку после сварки не производят.

Механическая обработка сварных соединений ввиду высокой вязкости большинства сталей рассматриваемой группы затруднена.

Удовлетворительно сваривающиеся легированные стали. Рекомендуется до сварки применять отпуск при температуре 650 – 710°С с охлаждением на воздухе. Тепловой режим сварки нормальный.

На морозе сварка не допускается. Предварительный подогрев до 150 – 200°С необходим лишь при сварке элементов с толщиной стенок более 10 мм.

После сварки для снятия напряжений и снижения твердости околошовной зоны, особенно при сварке электродами из стали 0Х14А, рекомендуется заваренные детали подвергать отпуску при температуре 650 – 710°С с охлаждением деталей на воздухе.

При сварке электродами ЦЛ-2 и ЦЛ-4 термообработку производят по специальному режиму. Механическая обработка возможна только после термообработки по специальному режиму.

Ограниченно сваривающиеся легированные стали. Термообработка до сварки для различных сталей различна. Для сталей 18Х14А и СХНА обязателен отпуск при температуре 650 – 710°С с охлаждением на воздухе. Для других сталей рекомендуется закалка в воде от температуры 1050 – 1100°С.

При сварке для сталей 18Х14А, СХНА, Х25Н13Л обязателен предварительный подогрев до температуры 200 – 300°С. Стали 9Х19НА, Х18Н9 и 2Х18Н9 сваривают в нормальных условиях с минимальным разогревом и минимальной скоростью охлаждения металла шва и зоны термического влияния.

После сварки для снятия напряжений и понижения твердости металла сварного соединения детали из стали 18Х14А должны подвергаться отпуску при температуре 650 – 710°С. Для стали 9Х19НА, Х18Н9, 2Х18Н9 обязательна закалка в воде от температуры 1050- 1100°С.

Механическая обработка сварного соединения из стали 18Х14А возможна только после отпуска. Для всех других сталей обрабатываемость сварного соединения – на уровне основного металла.

Плохо сваривающиеся легированные стали. До сварки рекомендуется отпуск по определенным режимам для различных сталей.

Допускается сварка инструментальной стали в термически обработанном состоянии, если шов наплавляется не на режущую часть инструмента.

Для стали Г13Л обязательна закалка. При сварке обязателен предварительный подогрев до 200 – 300°С, за исключением сталей РФ18 и Р9, подогрев которых должен быть не ниже 600°С. Сварка стали Г1ЗЛ в состоянии закалки должна производиться без подогрева.

Термообработку после сварки выполняют по специальным инструкциям в зависимости от марки стали и назначения. Для стали Г1ЗЛ термообработка не требуется.

что это, таблица классификаций и групп

Свариваемость металлов – это реакция на процесс проведения сварки. Определяет режимы сварки, пригодность изготовленного изделия к дальнейшей эксплуатации. Подробно рассматриваем факторы, влияющие на свариваемость. Таблица групп металлов.

При изготовлении самолетов, кораблей (космических, морских, речных), автомобилей, строительстве сооружений разного назначения, производстве продукции машиностроительной, пищевой, энергетической и других отраслей промышленности, в ЖКХ используют металлические конструкции, которые свариваются разными способами. Они изготавливаются из углеродистых и легированных марок сталей, чугуна, меди, титана, алюминиевых сплавов и т. д. Каждый раз способ сварки металла конкретной марки и технология проведения выбираются в индивидуальном порядке. В первую очередь смотрят на химический состав, который производитель металлопроката и сортамента обязательно указывает в сопроводительной документации к каждой партии товара. Это позволило отнести любую из почти 700 марок сталей к той или иной группе по свариваемости.

Определение свариваемости и ее категории


Свариваемость сталей – способность получать при выбранном оборудовании и технологии проведения процесса качественное соединение частей изделия, соответствующее требованиям эксплуатации конечного продукта. Проще говоря, место соединения должно максимально приближаться к прочностным характеристикам свариваемой марки стали. Различают два вида свариваемости: физическую и технологическую. В первом случае получают соединение с химической связью, что характерно для чистых металлов и технических сплавов. Технологический вид свариваемости заключается в характеристике места соединения стальных заготовок после выполнения сварочного процесса. Шов и околошовная зона должны соответствовать свойствам, которые предъявляются к изделию, и быть надежными в течение всего срока эксплуатации.

На свариваемость оказывают влияние такие факторы:

  • количество углерода, легирующих элементов и вредных примесей, имеющихся в марке стали в %;
  • чувствительность металла к нагреву;
  • химическая активность;
  • склонность к окислительным процессам.

Совокупность факторов позволила марки сталей по свариваемости разделить на 4 группы: хорошо, удовлетворительно, ограниченно и плохо подлежащие сварочному процессу. Влияние оказывает и квалификация сварщика. Если человек – дилетант, то качество соединения будет очень низким.

Вид качественно выполненного сварного шва при соединении труб из высоколегированной стали:

 


Характеристики групп некоторых марок сталей и нюансы проведения сварки указаны в таблице:
Группа по свариваемостиСодержание углерода в %,Содержание легирующих элементов в %ГОСТМарка сталиОсобенности проведения сварочного процесса
I (хорошо)не более 0,2не более 2,5380-94Ст1 ÷ Ст4 (сп, кп, пс)Выполняется по технологии, не требующей дополнительных мероприятий на соответствующих толщине металла режимах
803-8110ЮА, 18 ЮА
977-8815Л, 20Л, 25Л, 08ГДНФЛ, 2ДН2ФЛ, 13ХДНФТЛ
1050-8808 ÷ 25 (пс, кп)
4041-7125пс, 08Ю
4543-7115Г ÷ 25Г, 10Г2, 16Х, 20Х, 12ХН, 15 ХА, 15 ХФ
II (удовлетвори-
тельно)
0,2 ÷ 0,352,5 ÷ 10380-94Ст5 (пс, сп)При сваривании необходимо:
– готовить кромки;
– придерживаться режима сварки;
– применять соответствующие флюсы и присадочные материалы. В некоторых случаях осуществлять подогрев до температуры 100 ÷ 200 0С с последующей термообработкой
977-8820ГЛ,20ГСЛ, 20ФЛ, 20Г1ФЛ, 20ДХЛ, 12ДХН1МФЛ
1050-8830
10702-7820Г2С
19281-8915Г2АФДпс, 16Г2АФД, 15Г2СФ, 15Г2СФД
III (ограниченно)0,35 ÷ 0, 452,5 ÷ 10977-8835Л 40Л, 45Л,35ГЛ, 32Х06Л, 45ФЛ, 40ХЛ, 35ХГСЛ, 35НГМЛ, 20ХГСНДМЛ, 30ХГСФЛ, 23ХГС2МФЛКачество обеспечивается предварительным нагревом заготовок до температуры не выше 250 0С и проведением термической обработки после соединения по режиму, соответствующему марке стали
1050-8835, 40, 45
4543-7125ХГСА, 29ХН3А, 12Х2Н4А, 20Х2Н4А, 20ХН4А, 25ХГМ, 35Г, 35Г2, 35Х, 40Х, 33ХС, 38ХС, 30ХГТ, 30ХРА, 30ХГС, 30ХГСА, 35ХГСА, 25ХГНМТ, 30ХГНЗА, 20Х2Н4А
11268-7612Х2НВФА
IV (плохо)выше 0,45выше 10977-8850Л, 55Л, 30ХНМЛ, 25Х2Г2ФЛСварку выполняют с термообработкой до начала осуществления сварочного процесса, подогревом в процессе соединения и термообработкой после окончания сварки
1055-8850, 55
1435-77У7 ÷ У13А
4543-7150Г, 45Г2, 50Г2, 45Х, 40ХС, 50ХГ, 50ХГА, 50ХН, 55С2, 55С2А, 30ХГСН2А и др.
5950-20009Х, 9X1
10702-7838ХГНМ

Таблица свариваемости позволяет, если известна марка металла, сразу отнести его к конкретной группе и исходя из этого грамотно подобрать режим и способ осуществления соединения. Низкоуглеродистые и низколегированные стали свариваются любыми видами сварки без каких-либо ограничений, остальные марки требуют дополнительных мероприятий, которые позволят выполнить соединение соответствующего качества.

Внимание! Сварка при температуре ниже -5 °C не должна выполняться: качество соединения будет невысоким.

Факторы, оказывающие влияние на процесс сварки


Факторы, которые оказывают влияние на получение качественного соединения: химический состав и содержание вредных компонентов в воздухе.

Содержание углерода в марке стали – это очень важный фактор. Без проблем соединяются металлы с содержанием элемента не выше 0,2%, при более высоком показателе качество ухудшается. В околошовной зоне возникают трещины как горячие, так и холодные.

Содержание серы в количествах, превышающих 0,045%, ведет к такому явлению, как красноломкость, т. е. возникновение горячих трещин.

Вредной примесью является и фосфор. Если его количество превышает 0,4%, то не избежать такого дефекта, как хладноломкость, т. е. охрупчивание структуры.

Содержание марганца в стали в количествах более 1,8% затрудняет сварку. Место соединения становится хрупким, и в нем возникают трещины из-за закалочных процессов.

Хром в повышенных количествах ухудшает коррозионную стойкость шовного соединения, особенно у сталей, которые не содержат никеля. Количество хрома ограничивается верхним пределом – 0,3%.

Стали с количеством кремния до 0,8% свариваются хорошо, при превышении этой величины текучесть увеличивается и свариваемость ухудшается.

Сталь, особенно при сварке ответственных конструкций, необходимо защищать от вредных компонентов, находящихся в воздухе: кислорода и водорода. Они приводят к возникновению трещин и пор в сварном шве. Защитит место соединения от окисления при соединении слой флюса или защитный газ.

Режим и способ ведения также оказывают влияние на свариваемость металлов. Особенно когда марка стали неизвестна. В этом случае ее определяют экспериментально. Для этого сначала сваривают образцы из тех заготовок, из которых будет в дальнейшем изготавливаться конструкция или изделие, и отрабатывают режим проведения сварочного процесса.

Просим поделиться опытом тех, кто соединял высоколегированные и высокоуглеродистые стали, стали с высокой технологической пластичностью, а также алюминиевые сплавы и получал качественное соединение. Заранее благодарны за предоставление ценной информации, которая многим пригодится.

Свариваемость материалов – нержавеющая сталь

Нержавеющие стали выбираются из-за их повышенной коррозионной стойкости, стойкости к высокотемпературному окислению или их прочности. Определены различные типы нержавеющей стали и даны рекомендации по сварочным процессам и методам, которые можно использовать при изготовлении компонентов из нержавеющей стали без ухудшения коррозии, окисления и механических свойств материала или внесения дефектов в сварной шов.

Типы материалов

Уникальные свойства нержавеющих сталей обусловлены добавлением легирующих элементов, главным образом хрома и никеля, в сталь.Как правило, для производства нержавеющей стали требуется более 10% хрома. Четыре сорта нержавеющей стали были классифицированы в соответствии с их свойствами материала и требованиями к сварке:

  • аустенитных
  • Ferritic
  • Мартенситный
  • аустенитно-ферритный (дуплекс)

Группы сплавов обозначены в основном в соответствии с их микроструктурой. Первые три состоят из одной фазы, но четвертая группа содержит как феррит, так и аустенит в микроструктуре.

Поскольку никель (плюс углерод, марганец и азот) способствует аустениту, а хром (плюс кремний, молибден и ниобий) стимулирует образование ферритов, структуру сварных швов в имеющихся в продаже нержавеющих сталях можно в значительной степени прогнозировать на основе их химического состава. Предсказанная структура металла сварного шва показана на диаграмме Шеффлера, на которой элементы, способствующие аустениту и ферриту, нанесены в виде эквивалентов никеля и хрома.

Из-за разной микроструктуры группы сплавов имеют как разные сварочные характеристики, так и подверженность дефектам.

Аустенитная нержавеющая сталь

Аустенитные нержавеющие стали обычно имеют состав в диапазоне 16-26% хрома (Cr) и 8-22% никеля (Ni). Обычно используемым сплавом для сварных конструкций является тип 304, который содержит приблизительно 18% Cr и 10% Ni. Эти сплавы могут быть легко сварены с использованием любого из процессов дуговой сварки (TIG, MIG, MMA и SA). Поскольку они не отверждаются при охлаждении, они проявляют хорошую ударную вязкость и нет необходимости в термической обработке до или после сварки.

Предотвращение дефектов сварки

Несмотря на то, что аустенитная нержавеющая сталь легко сваривается, может произойти растрескивание сварного металла и ЗТВ. Трещины при затвердевании металла сварного шва более вероятны в полностью аустенитных структурах, которые более чувствительны к растрескиванию, чем те, которые содержат небольшое количество феррита. Благоприятное влияние феррита объясняется его способностью растворять вредные примеси, которые в противном случае могли бы образовывать сегрегации с низкой температурой плавления и трещины в междендритном состоянии.

Поскольку присутствие 5-10% феррита в микроструктуре чрезвычайно выгодно, выбор состава наполнителя имеет решающее значение для снижения риска образования трещин. Индикация баланса феррит-аустенит для различных составов представлена ​​диаграммой Шеффлера. Например, при сварке нержавеющей стали типа 304 используется присадочный материал типа 308, который имеет немного другое содержание сплава.

Ферритная нержавеющая сталь

Ферритные нержавеющие стали имеют содержание Cr, как правило, в пределах 11-28%.Обычно используемые сплавы включают марки 430 с 16-18% Cr и 407 с 10-12% Cr. Поскольку эти сплавы можно считать преимущественно однофазными и не отверждаемыми, они могут быть легко сварены плавлением. Однако крупнозернистый ЗТВ будет иметь низкую прочность.

Предотвращение дефектов сварки

Основная проблема при сварке этого типа нержавеющей стали – низкая ударная вязкость HAZ. Чрезмерное укрупнение зерна может привести к растрескиванию в сильно стесненных соединениях и толстых материалах.При сварке тонкого сечения (менее 6 мм) особых мер предосторожности не требуется.

В более толстом материале необходимо использовать низкое подводимое тепло для минимизации ширины зоны огрубления зерна и аустенитного наполнителя для получения более прочного металла шва. Хотя предварительный нагрев не уменьшит размер зерна, он уменьшит скорость охлаждения ЗТВ, поддержит металл сварного шва выше температуры пластичного хрупкого перехода и может снизить остаточные напряжения. Температура предварительного нагрева должна быть в пределах 50-250 град.С в зависимости от состава материала.

Мартенситная нержавеющая сталь

Наиболее распространенные мартенситные сплавы, например типа 410, имеют умеренное содержание хрома, 12-18% Cr, с низким содержанием Ni, но, что более важно, имеют относительно высокое содержание углерода. Принципиальное отличие по сравнению со сваркой аустенитных и ферритных марок нержавеющей стали заключается в потенциально твердой мартенситной структуре ЗТВ и металле сварного шва соответствующего состава. Материал может быть успешно сварен при условии, что приняты меры предосторожности, чтобы избежать растрескивания в ЗТВ, особенно в толстостенных деталях и сильно стесненных соединениях.

Предотвращение дефектов сварки

Высокая твердость в ЗТВ делает этот тип нержавеющей стали очень склонным к водородному растрескиванию. Риск растрескивания обычно увеличивается с содержанием углерода. Меры предосторожности, которые необходимо принять, чтобы минимизировать риск, включают в себя:

  • с использованием процесса с низким содержанием водорода (TIG или MIG) и убедитесь, что флюс или покрытые флюсом расходные материалы высушены (MMA и SAW) в соответствии с инструкциями производителя;
  • подогрева до 200 до 300 град.C. Фактическая температура будет зависеть от процедуры сварки, химического состава (особенно содержания Cr и C), толщины сечения и количества водорода, поступающего в металл сварного шва;
  • поддержание рекомендуемой минимальной межпроходной температуры.
  • , выполняющий термообработку после сварки, например, при 650-750 град. C. Время и температура будут определяться химическим составом.

Тонкослойный низкоуглеродистый материал, обычно менее 3 мм, часто можно сваривать без предварительного нагрева, при условии, что используется процесс с низким содержанием водорода, соединения имеют низкое ограничение, и внимание уделяется очистке области соединения.Более толстый материал и материал с более высоким содержанием углерода (> 0,1%), вероятно, потребуют предварительного нагрева и термообработки после сварки. Термическая обработка после сварки должна проводиться сразу после сварки, чтобы не только смягчить (ужесточить) конструкцию, но и дать возможность диффузии водорода от металла сварного шва и ЗТВ.

Дуплекс нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь Duplex

имеет двухфазную структуру с почти равными пропорциями аустенита и феррита. Состав наиболее распространенных дуплексных сталей лежит в пределах 22-26% Cr, 4-7% Ni и 0-3% Мо, обычно с небольшим количеством азота (0.1-0,3%) для стабилизации аустенита. Современные дуплексные стали легко свариваются, но для получения правильной металлической структуры сварного шва необходимо строго придерживаться процедуры, особенно поддерживающей диапазон подводимой теплоты.

Предотвращение дефектов сварки

Хотя можно использовать большинство сварочных процессов, процедуры сварки с низким подводом тепла обычно избегают. Предварительный нагрев обычно не требуется, и максимальная температура между проходами должна контролироваться. Выбор наполнителя важен, так как он предназначен для получения структуры сварного металла с балансом феррит-аустенит, который соответствует исходному металлу.Чтобы компенсировать потерю азота, наполнитель может быть переплавлен азотом или сам защитный газ может содержать небольшое количество азота.

Эта статья о вакансиях была первоначально опубликована в Connect в сентябре 1996 года. Она была обновлена, поэтому веб-страница больше не отражает точно печатную версию.

,
Свариваемость марок стали без механической обработки

В: Я свариваю вал из стали 1141 и получаю трещины в сварном шве. Вы ожидаете этого? Я использую провод ER70S-6 MIG. Это правильный тип провода для использования? С другой стороны, можно ли вообще его сваривать?

A: Ответы на ваши вопросы: «Я не удивлен», «нет» и «маловероятно». Позвольте мне уточнить. Американский сплав железа и стали (AISI) и Общество инженеров автомобильной промышленности (SAE) серии сплавов 1141 (i.е. AISI-SAE 1141) считается термически обработанной углеродистой сталью “свободной механической обработки” (или “свободной резки”). Свободные виды обработки стали содержат более высокие уровни серы (0,05% или более), фосфора (0,04% или более) или свинца для улучшения обрабатываемости или характеристик обработки. К этим типам сталей относятся сплавы серии AISI-SAE 11XX (обработка без повторного сульфурирования) и сплавы серии AISI-SAE 12XX (обработка с повторным сульфированием / повторное фосфорирование) (см. Рисунок 1). Если сталь содержит свинец, она будет обозначена буквой «L» после первых двух чисел в любых обозначениях стали.

SAE Steel Grades
Рис. 1. Неполный список сталей AISI-SAE с указанием марки «Свободная обработка»

При резке большинства видов стали на токарном или фрезерном станке стружка имеет тенденцию отрываться в виде длинных вьющихся нитей. Это может быть громоздким и даже затруднить процесс обработки без какого-либо типа стружколома на режущей кромке. В качестве альтернативы, свободные виды механической обработки стали с более высоким содержанием серы, фосфора и свинца создают однородные мягкие пятна в микроструктуре металла.Каждый раз, когда режущая кромка попадает в мягкое место, бритвенные ломки и металл могут быть удалены небольшими однородными стружками.

Однако то, что хорошо для машиниста, плохо для сварщика. Сера, фосфор и свинец – сплавы с низкой температурой плавления. При дуговой сварке расплавленный металл шва сразу начинает затвердевать снаружи, а затем в центр валика. Во время этого процесса затвердевания эти сплавы с более низкой температурой плавления расслаиваются последними и, таким образом, имеют тенденцию мигрировать к центру сварного шва.Если эти элементы присутствуют в чрезмерных количествах, то это создает высокую концентрацию более мягкого материала в центре валика, которая при напряжениях, создаваемых при затвердевании сварного шва, очень часто приводит к растрескиванию осевой линии. Это считается формой горячего растрескивания, поскольку оно происходит сразу же, пока сварной шов еще горячий. На самом деле, в зависимости от конкретного типа, некоторые виды стали для свободной обработки считаются просто не свариваемыми; Это означает, что растрескивание сварного шва будет почти всегда.В качестве примера, как правило, любую свободную механическую обработку стали со свинцом можно считать несвариваемой. Отметим также, что высокое содержание серы также может вызвать пористость металла шва.

Как правило, следует избегать сварки на любой другой категории стали без механической обработки. Однако, если это необходимо предпринять, без каких-либо гарантий успеха, то рекомендуется использовать расходный материал с низким содержанием водорода в базовой системе шлаков. Низкое содержание водорода помогает уменьшить образование сероводородной пористости, а система основного шлака снижает содержание серы и фосфора в металле сварного шва.Для сварки в виде палки лучшим выбором может стать специальный электрод из нержавеющей стали для трудно свариваемых / чувствительных к растрескиванию сталей, таких как модифицированный тип 312 (например, Blue Max 2100 от Lincoln Electric). Он имеет очень высокую устойчивость к свободным обработкам сталей или сталей с низким отношением марганца к сере (то есть <20), что позволяет избежать проблем с горячим растрескиванием, когда многие другие типы электродов этого не делают. Среди электродов из углеродистой стали, для сварки палкой, предпочтителен электрод E7018, а не E6010, E6011, E6013, E7014 и т. Д.типы. Для сварки порошковой проволокой в ​​среде защитного газа предпочтительнее использовать проволоку E70T-5 или "T-5", а не проволоки типа "T-1" или T-9 ". Для сварки порошковой проволокой с самоэкранированием" T Предпочтительными являются провода типа -4 ”,“ T-7 ”или“ T-8 ”. Процессы TIG и MIG (то есть процессы с «сплошной проволокой или неизолированными электродами») менее предпочтительны, потому что они не имеют основной системы шлака, чтобы помочь реагировать с более высокими уровнями серы или фосфора в сталях для свободной механической обработки.

,
Сварочная металлургия и свариваемость нержавеющих сталей Перейти к основному содержанию Wiley Корзина покупателя
  • КТО МЫ ОБСЛУЖИВАЕМ
    • Ученики
      • Прокат учебников
    • Инструкторы
    • Авторы книг
    • Профессионалы
    • Исследователи
    • учреждения
    • Библиотекари
    • корпорации
    • общества
    • Редакторы журнала
    • Книжные магазины
    • Правительство
  • ПРЕДМЕТЫ
    • Учет
    • сельское хозяйство
      • сельское хозяйство
      • аквакультура
    • Искусство и Архитектура
      • Архитектура
      • Искусство и Прикладное Искусство
      • Графический дизайн
    • Управление бизнесом
      • Учет
      • реклама
      • Управление бизнесом
      • Бизнес и общество
      • Деловая этика
      • Бизнес Самопомощь
      • Бизнес статистика и математика
      • Бизнес Технологии
      • Развитие карьеры
      • Консалтинг
      • экономика
      • Финансы и инвестиции
      • Интеллектуальная собственность и лицензирование
      • управление
      • Маркетинговые продажи
      • Некоммерческие организации
      • Производственные операции
      • Управление проектом
      • Недвижимость и Недвижимость
      • Государственное управление
      • Управление качеством
      • Малый бизнес
      • Специальные темы
      • Технология
      • Обучение и развитие персонала
    • Химия
      • Союзническая химия здоровья
      • Аналитическая химия
      • Аккумуляторы и топливные элементы
      • биохимия
      • катализ
      • Химическая и экологическая безопасность
      • Вычислительная химия
      • электрохимия
      • Экологическая Химия
      • Пищевая наука и технология
      • Общая химия
      • История химии
      • Промышленная химия
      • Неорганическая химия
      • Математика для химии
      • Органическая химия
      • Фармацевтическая химия
      • Физическая химия
      • Подготовительная химия
      • Специальные темы
      • Устойчивая химия
    • Вычислительный
      • Компьютерная графика
      • Компьютерная наука
      • аппаратные средства
      • Интернет и WWW
      • Офисная Производительность
      • Операционные системы
      • Программная инженерия
      • Специальные темы
    • Кулинария и гостиничный бизнес
      • Учет
      • Выпечка и выпечка
      • напитки
      • Организация питания и мероприятий
      • Готовка
      • Еда, напиток
      • Операции общественного питания
      • Написание еды и справка
      • Кулинария и гостиничный бизнес
      • Управление гостиницей
      • маркетинг
      • Профессиональная кулинария
      • Специальные темы
      • Индустрия путешествий и туризма
      • Вина и спиртные напитки
    • Наука о Земле и Космосе
      • наука о планете Земля
      • Изменение окружающей среды
      • Экологическая экономика и политика
      • Экологическая этика
      • Экологического менеджмента
      • Наука об окружающей среде
      • Экологические исследования
      • география
      • Геология и геофизика
      • океанография
    • образование
      • Оценка, Методы Оценки
      • Классное руководство
      • Разрешение конфликтов и посредничество
      • Инструменты учебного плана
      • Образование и государственная политика
      • Образовательные исследования
      • Общее образование
      • Высшее образование
      • Информация и библиотечное дело
      • Специальное образование
      • Специальные темы
      • Профессиональная технология
    • Инженерия и материаловедение
      • Биомедицинская инженерия
      • Химическая и биохимическая инженерия
      • Гражданское строительство
      • Электротехника и электроника
      • энергии
      • Инженерия окружающей среды
      • Промышленная инженерия
      • Материаловедение
.
Свариваемость марок стали без механической обработки

В: Я свариваю вал из стали 1141 и получаю трещины в сварном шве. Вы ожидаете этого? Я использую провод ER70S-6 MIG. Это правильный тип провода для использования? С другой стороны, можно ли вообще его сваривать?

A: Ответы на ваши вопросы: «Я не удивлен», «нет» и «маловероятно». Позвольте мне уточнить. Американский сплав железа и стали (AISI) и Общество инженеров автомобильной промышленности (SAE) серии сплавов 1141 (i.е. AISI-SAE 1141) считается термически обработанной углеродистой сталью “свободной механической обработки” (или “свободной резки”). Свободные виды обработки стали содержат более высокие уровни серы (0,05% или более), фосфора (0,04% или более) или свинца для улучшения обрабатываемости или характеристик обработки. К этим типам сталей относятся сплавы серии AISI-SAE 11XX (обработка без повторного сульфурирования) и сплавы серии AISI-SAE 12XX (обработка с повторным сульфированием / повторное фосфорирование) (см. Рисунок 1). Если сталь содержит свинец, она будет обозначена буквой «L» после первых двух чисел в любых обозначениях стали.

SAE Steel Grades
Рис. 1. Неполный список сталей AISI-SAE с указанием марки «Свободная обработка»

При резке большинства видов стали на токарном или фрезерном станке стружка имеет тенденцию отрываться в виде длинных вьющихся нитей. Это может быть громоздким и даже затруднить процесс обработки без какого-либо типа стружколома на режущей кромке. В качестве альтернативы, свободные виды механической обработки стали с более высоким содержанием серы, фосфора и свинца создают однородные мягкие пятна в микроструктуре металла.Каждый раз, когда режущая кромка попадает в мягкое место, бритвенные ломки и металл могут быть удалены небольшими однородными стружками.

Однако то, что хорошо для машиниста, плохо для сварщика. Сера, фосфор и свинец – сплавы с низкой температурой плавления. При дуговой сварке расплавленный металл шва сразу начинает затвердевать снаружи, а затем в центр валика. Во время этого процесса затвердевания эти сплавы с более низкой температурой плавления расслаиваются последними и, таким образом, имеют тенденцию мигрировать к центру сварного шва.Если эти элементы присутствуют в чрезмерных количествах, то это создает высокую концентрацию более мягкого материала в центре валика, которая при напряжениях, создаваемых при затвердевании сварного шва, очень часто приводит к растрескиванию осевой линии. Это считается формой горячего растрескивания, поскольку оно происходит сразу же, пока сварной шов еще горячий. На самом деле, в зависимости от конкретного типа, некоторые виды стали для свободной обработки считаются просто не свариваемыми; Это означает, что растрескивание сварного шва будет почти всегда.В качестве примера, как правило, любую свободную механическую обработку стали со свинцом можно считать несвариваемой. Отметим также, что высокое содержание серы также может вызвать пористость металла шва.

Как правило, следует избегать сварки на любой другой категории стали без механической обработки. Однако, если это необходимо предпринять, без каких-либо гарантий успеха, то рекомендуется использовать расходный материал с низким содержанием водорода в базовой системе шлаков. Низкое содержание водорода помогает уменьшить образование сероводородной пористости, а система основного шлака снижает содержание серы и фосфора в металле сварного шва.Для сварки в виде палки лучшим выбором может стать специальный электрод из нержавеющей стали для трудно свариваемых / чувствительных к растрескиванию сталей, таких как модифицированный тип 312 (например, Blue Max 2100 от Lincoln Electric). Он имеет очень высокую устойчивость к свободным обработкам сталей или сталей с низким отношением марганца к сере (то есть <20), что позволяет избежать проблем с горячим растрескиванием, когда многие другие типы электродов этого не делают. Среди электродов из углеродистой стали, для сварки палкой, предпочтителен электрод E7018, а не E6010, E6011, E6013, E7014 и т. Д.типы. Для сварки порошковой проволокой в ​​среде защитного газа предпочтительнее использовать проволоку E70T-5 или "T-5", а не проволоки типа "T-1" или T-9 ". Для сварки порошковой проволокой с самоэкранированием" T Предпочтительными являются провода типа -4 ”,“ T-7 ”или“ T-8 ”. Процессы TIG и MIG (то есть процессы с «сплошной проволокой или неизолированными электродами») менее предпочтительны, потому что они не имеют основной системы шлака, чтобы помочь реагировать с более высокими уровнями серы или фосфора в сталях для свободной механической обработки.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *