В процессе сварки свойства сварных соединений должны соответствовать свойствам основного металла [8]. Это соответствие оценивается характеристикой, называемой свариваемостью. Свариваемость – комплексная технологическая характеристика металлов и сплавов, выражающая их реакцию на процесс сварки.
Свариваемость – способность свариваемых металлов и металла шва образовывать сварное соединение, отвечающее конструктивным и эксплуатационным требованиям. Сварное соединение не должно иметь трещин и участков металла с пониженными пластическими свойствами. Появление трещин и снижение пластических свойств может привести к разрушению сварных соединений при эксплуатации.
Свариваемость – способность свариваемых металлов образовывать сварное соединение, отвечающее конструктивным и эксплуатационным требованиям
Если свариваемые металлы образуют сварное соединение, отвечающее конструктивным, технологическим и эксплуатационным требованиям, то они хорошо свариваются.
Различают физическую и технологическую свариваемость.
Физическая свариваемость – свойство материалов создавать монолитное сварное соединение с химической связью. Такой свариваемостью обладают все практически чистые металлы.
Технологическая свариваемость – технологическая характеристика стали, определяющая ее реакцию на воздействие процесса сварки и способность при этом образовывать сварное соединение с заданными эксплуатационными свойствами.
Количественным показателем свариваемости является эквивалентное содержание углерода, которое определяют согласно ГОСТ 27772-88 [10] по формуле (3.2). В формуле доля влияния каждого легирующего элемента на свариваемость стали (процентное содержание каждого элемента умноженное на коэффициент, указанный в формуле) суммируется с процентом содержания углерода в свариваемой стали.
t – толщина свариваемого металла.
Если Сэ< 0,25%, то трещины в околошовной зоне не возникают и свариваемость считают хорошей.
Если Сэ= 0,25?0,35%, то свариваемость удовлетворительная. Трещины могут возникнуть и во избежание их появления необходимо применить предварительный подогрев. Сварку без подогрева допускают при толщине металла до 10 мм.
Если Сэ= 0,35?0,4%, то свариваемость ограниченная.
Необходим предварительный и сопутствующий подогрев.
Если Сэ> 0,4%, то сталь не сваривается обычными методами сварки плавлением.
Все малоуглеродистые стали, в которых углерода менее 0,25%, хорошо свариваются. При этом обеспечивается равнопрочность сварного соединения, швы обладают достаточной стойкостью против образования трещин.
Низколегированные стали, применяемые в строительстве, также хорошо свариваются, обладают необходимой стойкостью к образованию трещин и имеют необходимые механические свойства сварных соединений после сварки.
При сварке термоупрочненных сталей происходит нарушение структуры металла, образовавшейся при термической обработке. Получение равнопрочного соединения при сварке таких сталей вызывает определенные трудности и требует специальных технологических приемов.
Для более точной оценки свариваемости используют комплекс показателей свариваемости. Значение каждого показателя, полученное при испытании сварного соединения сопоставляют с нормативным значением того же показателя
Показатели свариваемости определяют техническую пригодность сталей и сплавов к выполнению процесса сварки.
В указанный комплекс входят следующие основные показатели свариваемости:
- сопротивляемость образованию горячих трещин (см. п 4.3.2);
- сопротивляемость образованию холодных трещин (см. п 4.3.2);
- чувствительность стали к тепловому воздействию сварки;
- окисляемость стали при сварочном нагреве;
- чувствительность к образованию пор;
- прочность при статическом растяжении металла шва или сварного соединения в целом;
- ударная вязкость металла шва или сварного соединения в целом;
- выносливость при циклических нагрузках;
- стойкость против коррозии;
- стойкость против искусственного старения.
Кроме того, в комплекс показателей входят химический анализ металла шва и околошовной зоны, а также анализ их макро и микроструктуры.
Если хотя бы один показатель свариваемости не удовлетворяет предъявленным требованиям, то металл считают обладающим плохой свариваемостью при данном способе сварки и принятой её технологии.
Следует отметить, что образованию горячих и холодных трещин более подвержены легированные и высоколегированные стали, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые стали. Стали, применяемые в строительстве, хорошо свариваются, обладают необходимой стойкостью к образованию горячих и холодных трещин и имеют необходимые механические свойства сварных соединений после сварки.
Стали, применяемые в строительстве, хорошо свариваются, без образования горячих и холодных трещин и имеют необходимые механические свойства сварных соединений после сварки.
