Влияние легирующих элементов и примесей на свариваемость

Влияние легирующих элементов и примесей на свариваемость

К легирующим элементам относят: хром, никель, молибден, ванадий, вольфрам, титан, а также марганец и кремний при определенном их содержании.

Хром в низкоуглеродистых сталях содержится в пределах до 0,300, в конструкционных 0,7 - 3,50, в хромистых l2 - 180~0, в хромо- никелевых 9 - 3500. При сварке хром образует карбиды хрома, ухудшающие коррозионную стойкость стали и резко повышающие твердость -в зонах термического влияния; содействует образованию тугоплавких окислов, затрудняющих процесс сварки.

Никель в низкоуглеродистых сталях имеется в пределах 0,2- 0,3%, в конструкционных 1 - 5%, в легированных 8 - 35%. В некоторым сплавах содержание никеля достигает 85%. Никель увеличивает пластические и прочностные свойства стали, измельчает зерна, не ухудшая свариваемости.

Молибден в стали ограничивается 0,15 - 0,8%. Он увеличивает несущую способность стали при ударных нагрузках и высоких температурах, измельчает зерно. Он способствует образованию трещин в наплавленном металле и зонах термического влияния; при сварке активно окисляется и выгорает.

Ванадии в специальных сталях содержится в пределах 0,2 - 0,8%, в штамповых сталях 1 - 1,5%. Он способствует закаливаемости стали, чем затрудняет сварку, В процессе сварки активно окисляется и выгорает.

Вольфрам в инструментальных и штамповых сталях содержится в пределах от 0,8 до 18%. Вольфрам резко увеличивает твердость стали и ее работоспособность при высоких температурах (красностойкость), но затрудняет процесс сварки, так как сильно окисляется.

Титан и ниобий вводят в нержавеющие и жаропрочные стали для повышения коррозионных свойств (0,5 - 1,0%). При сварке нержавеющих сталей типа Х18Н9 ниобий способствует образованию горячих трещин.

Уrлерод - одна нз наиболее важных примесей, определяющая прочность, вязкость, закаливаемость и особенно свариваемость стали. Содержание углерода в обычных конструкционных сталях в пределах до 0,25% не ухудшает свариваемости. При более высоком содержании свариваемость стали резко ухудшается, так как в зонах термического влияния образуются структуры закалки, приводящие к трещинам. Повышенное содержание углерода в присадочном материале вызывает при сварке пористость металла шва.

Марганец содержится в стали в пределах 0,3 - 0,8%. Процесс сварки марганец не затрудняет. При сварке среднемарганцовистых сталей (1,8 - 2,5% Мn) возникает опасность появления трещин в связи с тем, что марганец способствует увеличению закаливаемости стали. В сталях типа Г13Л с содержанием марганца в пределах 11 - 16% при сварке происходит интенсивное выгорание марганца, для предотвращения которого требуются специальные меры.

Кремний находится в стали в пределах 0,02 - 0,3%. Он не вызывает затруднений при сварке. В специальных сталях при содержании кремния 0,8 - 1,5% условия сварки ухудшаются из-за высокой жидкотекучести кремнистой стали и образования тугоплавких окислов кремния.