Оценка свариваемость основного материала изделия

Процесс сварки – это комплекс нескольких одновременно протекающих процессов, основными из которых являются: тепловое воздействие на металл в околошовной зоне, плавление, металлургические процессы, кристаллизация метала шва, взаимная кристаллизация металлов в зоне плавления.

Понятие свариваемости дано в ГОСТ 2601-84 «Свариваемость – свойство металлов или сочетание металлов образовывать при установленной технологии сварки соединения, отвечающие требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия».

Исходя из этого определения, свариваемость зависит с одной стороны от материала технологии сварки, конструктивного оформления соединения, с другой стороны – от требуемых эксплуатационных свойств сварной конструкции.

Свариваемостью считают так же способность металлов образовывать сварные соединения (без трещин и прочих дефектов), имеющие физические, механические и другие свойства, близкие к свойствам основного металла.

Основными показателями свариваемости металлов и сплавов являются: окисляемость метала в условиях сварки, сопротивляемость образованию горячих и холодных трещин, чувствительность метала к тепловому воздействию сварки, к образованию пор, соответствие свойств сварного соединения заданным эксплуатационным требованиям и равнопрочность сварного соединения с основным металлом.

Технологическая свариваемость металлов и их сплавов зависит от многих факторов – химической активности металлов, степени легирования, структуры и содержания примесей.

При сварке сталей и сплавов на основе железа от взаимодействия с воздухом расплавленный металл защищают покрытиями, флюсами и защитными газами.

Наибольшее влияние на свариваемость сталей оказывает углерод. С увеличением содержания углерода, а так же ряда других легированных элементов, свариваемость сталей ухудшается. Главными трудностями при сварки являются: склонность к горячим и холодным трещинам, чувствительность к закаливаемости и обеспечении равнопрочности сварных соединений. Чем выше содержание углерода в стали, тем больше опасность трещинообразования, труднее обеспечить равнопрочность свойств в сварных соединении.

Стойкость металла против образования горячих трещин оценивается по эквивалентному углероду, который определяется по формуле:

,

где содержание углерода и легирующих элементов берётся в процентах, %

Стойкость металла против образования горячих трещин для стали 3 пс (ГОСТ 380-94)

Из данных вычислений следует, что сталь 09Г2С не склонна к образованию горячих трещин.

Стойкость металла против образования холодных трещин оценивается по эквивалентному углероду, и определяется по формуле (2):

,                                                

где содержание углерода и легирующих элементов берётся в процентах, %

Стойкость металла против образования холодных трещин для стали 3 пс (ГОСТ 380-94)

Из данных вычислений следует, что сталь 09Г2С не склонна к образованию холодных трещин.

Примечание: медь и фосфор не учитываются в формулах, если: [Cu] ≥15% , [P] ≥ 0,05%.

Из расчётов склонности металла к трещинообразованию видно, что сталь 09Г2С относится к группе хорошо свариваемых сталей, что даёт большой диапазон к изменению режимов сварки и исключает дополнительный подогрев основного металла.