№101 Сварка термически упрочненных сталей

Сварка термически упрочненных сталей.

Термической обработкой (чаще всего закалка плюс отпуск) повышают механические свойства как углеродистых, так и легированных конструкционных, теплоустойчивых, жаропрочных и других сталей (например, 10Г2С1, 09Г2С, 14Г2, 15ХСНД, 12Г2СМФ, 15Г2СФ, 15ХГ2СФР, 15Г2АФ, 15ХГСА и др.).

При содержании углерода более 0,12% термоупрочненные стали в процессе сварки образуют закалочные микроструктуры в зоне термического влияния, а также разупрочнение металла, если сварное соединение не подвергается после сварки термической обработке. Изменения твердости сварного соединения термически упрочненной стали даны на рис. 1.

Рис. 1. Кривые изменения твердости HV в сварном соединении термически упрочненной стали:

М. Ш.— металл шва;

1. 2, 3, 4 - участки неполного расплавления (микроучасток неоднородности), закалки, неполной закалки, отпуска (разупрочнения);

О. М. — основной металл.

Из рисунка видно, что зона термического влияния при сварке упрочненной стали, склонной при сварке к закалке, разделяется на следующие участки:

• 1 — неполного расплавления или его еще можно называть микроучастком интенсивной диффузии и химической неоднородности части оплавленных зерен основного металла;

• 2 — закалки и перегрева с температурами нагрева выше 920—950°С;

• 3 — неполной закалки с температурами нагрева от 720 до 920°С;

• 4 — участок разупрочнения с температурами нагрева ниже 720°С.

На участке закалки твердость металла будет максимальной, на участке неполной закалки твердость снижена. Самая низкая твердость по сравнению с другими участками, а также с основным металлом будет на участке разупрочнения. Участок разупрочнения — самое слабое место сварного соединения при работе его на статическую нагрузку.

Ширина участка разупрочнения влияет на работоспособность сварного соединения: она будет тем выше, чем меньше ширина этого участка. Ширина участка разупрочнения зависит от скорости охлаждения.

Для снижения ширины разупрочненного металла, как и всей зоны термического влияния, следует применять режимы сварки с низкой погонной тепловой энергией.

Газовая сварка термически упрочненных сталей вызывает образование широкого участка разупрочнения, и она не может быть рекомендована, если нельзя выполнить последующую термическую обработку сварного изделия.