К категории углеродистых относят такие группы сплавов, в составе которых углерод выступает основным легирующим компонентом, определяющим ключевые свойства металла. По доле этого химического элемента в составе все углеродистые стали разделяют на такие группы:
- низкоуглеродистые;
- среднеуглеродистые;
- высокоуглеродистые.
Также в состав углеродистых сталей входят дополнительные компоненты: марганец, кремний, сера, водород. Два первых относят к полезным легирующим элементам, третий и четвертый – к вредным примесям.
Особенности сваривания углеродистых сталей
Главное требование, которое выдвигается к сварке заготовок касается полного соответствия прочности металла шва и окружающей стык области с прочностью основного металла. Во время работы со сталями этого типа следует иметь в виду, что, чем больше часть углерода, тем труднее будет добиться такого соединения. Из-за этой особенности, сварочный процесс для каждой разновидности углеродистых сталей обладает своими индивидуальными отличиями.
Сварка низкоуглеродистых сталей
Низкоуглеродистые стали относятся к разновидности лучше всего свариваемых и самых пластичных сталей среди всех, в составе которых фигурирует углерод. Это объясняется минимальным содержанием самого углерода и наличием легирующих добавок. Сварочный процесс может проводиться по любой из технологий, в том числе, и ручной электродуговой сваркой.
Работа с низкоуглеродистыми сталями обладает и рядом индивидуальных особенностей, обусловленных их химическим составом. Поэтому так важно правильно подобрать сварочный электрод, иначе стык по прочности будет уступать металлу самой заготовки, что может сказаться на прочности готового изделия в целом. Основным же риском многослойного сваривания выступает вероятность повышения хрупкости стыка.
Во избежание перечисленных неприятностей для сварки сталей с низким содержанием углерода рекомендуется применять электроды, имеющие рутиловое либо фтористо-кальциевое покрытие. К наиболее популярным маркам такого расходного материала относят следующие: МР-3ЛЮКС, МР-3, ОЗС-4, АНО-4, АНО-21, ОЗС-12, МК-46.00, УОНИ-13/55, УОНИ 13/45, УОНИ 13/85.
После завершения сварки шовный металл подвергают обязательной проковке и прокаливанию, что способствует достижению высоких прочностных характеристик.
Сварка среднеуглеродистых сталей
Процесс сваривания таких сплавов несколько осложняется за счет более высокого процента входящего в их состав углерода. Основная проблема заключается в вероятности различной прочности шовного металла и металла заготовки. Для минимизации подобных последствий рекомендуется применять электроды, характеризующиеся небольшим процентом включения углерода.
С целью достижения максимально качественного результата по соединению среднеуглеродистых сталей важно учитывать следующие моменты:
- детали свариваемого изделия рекомендуется подвергать предварительному разогреву и прогреву;
- электроды должны двигаться вдоль стыка;
- наиболее предпочтительно производить сварку на короткой дуге;
- с целью увеличения прочностных характеристик стыка, его обязательно следует подвергнуть проковке и термической обработке.
Для сваривания сегментов конструкции из среднеуглеродистых сталей рекомендуется использовать электроды таких марок: УОНИ-13/55, УОНИИ 13/55, УОНИИ 13/45А, УОНИ-13/65.
Сварка высокоуглеродистых сталей
Такие стали практически не подлежат свариванию, к сварочным работам чаще всего прибегают только с целью проведения ремонта изделий.
Сварочные работы по высокоуглеродистым сталям проводят по технологиям, аналогичным тем, которые используют для среднеуглеродистых. До начала сварочных работ шовной металл прогревают до высоких температур, а после его окончания стык подвергают проковке и тепловой обработке. Сам процесс должен производиться в помещении с температурой воздуха выше минус пяти градусов и без сквозняков.
Электроды для сварки углеродистых сталей подбирают исходя из процента легирующих элементов в их составе по следующим критериям: ударная вязкость, механические свойства шовного материала, требуемые характеристики шовного соединения и другим.
