обеспечения полного пройара соединяемых деталей необходиМб увеличить силу тока. Поэтому скорость остывания металла шва с увеличением толщины основного металла изменяется мало.

Металл многослойного шва, особенно при сварке покрытыми электродами, обладает более низкой критической температурой перехода в хрупкое состояние, чем металл однослойного шва. Это связано в основном с измельчением структуры металла шва под воздействием теплоты, выделяемой при наложении последующих слоев. Термическое воздействие повторного нагрева сходно с воздействием, оказываемым нормализацией.

При электрошлаковой сварке стыковых швов и угловых швов с полным проваром стенки скорость остывания невелика, поэтому изменение режима не оказывает заметного влияния на механические свойства металла шва.

Для получения при дуговой сварке металла шва, не уступающего по пластическим свойствам основному металлу, сечение углового шва или слоя при многослойной сварке следует назначать в зависимости от толщины свариваемого металла. Зависимость между толщиной металла и режимом сварки, при котором обеспечивается необходимая пластичность металла шва, устанавливается опытным путем и определяется видом и способом сварки.

Механические свойства металла околошовной зоны при сварке низкоуглеродистых сталей претерпевают некоторые изменения по сравнению со свойствами основного металла. Характер этих изменений зависит от конкретных условий сварки. При всех видах дуговой сварки изменение свойств основного металла сводится к его незначительному упрочнению в зоне перегрева. При электрошлаковой сварке на этом участке, как правило, образуется вид-манштеттовая крупнозернистая структура, существенно снижающая ударную вязкость металла. Заметных изменений прочностных свойств металла не происходит. При дуговой сварке образование видманщтеттовой структуры на этом участке околошовной зоны наблюдается значительно реже. При сварке стареющих, например кипящих и полуспокойных низкоуглеродистых сталей, на участке рекристаллизации околошовной зоны возможно снижение ударной вязкости металла, что при неблагоприятных условиях может привести к снижению надежности конструкции.

Металл околошовной зоны охрупчивается более интенсивно при сварке многослойными швами, чем при однослойной сварке. Это связано с многократно протекающими процессами старения.

Конструкции из низкоуглеродистой стали в некоторых случаях подвергают термообработке после сварки. Задача термообработки обычно сводится к снятию сварочных напряжений (для чего проводят высокий отпуск конструкции) или к выравниванию свойств и улучшению структуры отдельных участков сварного соединения. Для этого проводят нормализацию конструкции (нагрев до температуры 900-940° С, остывание на воздухе) с последующим высоким отпуском.

Состояние металла шва после обработки

Последний слой многослойного шва (автоматическая сварка под флюсом)

о ts X

Электрошлаковая сварка

Сварки .... Отпуска при 660° С Нормализации . Отжига .... Закалки . . .

31,4 25,7 24,0 23,0 34,9

46,3 43,3 38,2 39,6 54,4

25,5 33,1 35,1 35,3 24,4

62,2 69,9 71,2 75,5

10,5 12,5 15,7 13,4 8,0

32,5 31,8 30,7

46,7 46,3 46,4

23,3 24,1 34,7

56,0 56,8 57,3

8,2 7,9 17,9

Примечание Состав металла шва: при сварке под флюсом 0,12% С, 0,75% Мп, 0,22% Si; при электрошлаковой сварке 0,14% С, 0.80% Мп, 0,07% Si.

При дуговой сварке угловых однослойных швов и многослойных швов с перерывом в наложении отдельных слоев все виды термообработки (кроме закалки) приводят к снижению прочностных и повышению пластических свойств металла шва (табл. 9-6). Это обусловлено более медленным остыванием металла шва при термообработке, чем в условиях термического цикла сварки. При сварке однослойных стыковых швов и многослойных стыковых и угловых швов, свариваемых короткими секциями без перерыва между наложением отдельных слоев, влияние термообработки сказывается в меньшей степени. Это связано с меньшей разницей в скоростях остывания при термообработке и при сварке.

При электрошлаковой сварке термообработка, как это видно из табл. 9-6, мало сказывается на прочностных и пластических свойствах металла шва, но приводит (при нормализации) к резкому возрастанию ударной вязкости. Неизменность прочностных и пластических свойств в данном случае определяется близостью скоростей остывания металла шва в условиях термического цикла сварки и при термообработке.

Образование пор, непроваров, подрезов, наплывов и прожогов при сварке низкоуглеродистых сталей рассмотрено в гл. 6. Швы, сваренные на низкоуглеродистых сталях всеми видами и способами сварки плавлением, обладают вполне удовлетворительной стойкостью против образования кристаллизационных трещин, что обусловливается низким содержанием в основном металле и, следовательно, в металле шва, углерода. Однако при сварке низкоуглеродистой стали, содержащей углерод по верхнему пределу (0,21-0,25%), возможно образование кристаллизационных трещин главным образом в угловых швах, первом слое многослой-

Влияние термообработки на механические свойства металла шва при сварке низкоуглеродистой стали

Рекомендуемые режимы сварки электродами АНО-9

НОГО стыкового шва, односторонних швах с полным проваром кромок и первом слое стыкового шва, сваренного с обязательным зазором. Трещины в этих случаях в большинстве своем связаны с неблагоприятной формой провара (см. § 6-2) и повышенным содержанием углерода.

Низкоуглеродистая сталь сваривается практически всеми видами и способами сварки плавлением.

Сварка покрытыми электродами и порошковой проволокой. Большой объем сварки выполняется вручную покрытыми электродами. В зависимости от прочностных показателей свариваемой стали и требований к сварной конструкции назначается тип электродов (§ 7-3). Наиболее широкое применение в последние годы для сварки конструкций из низкоуглеродистых сталей получили электроды типа Э46Т с рутиловым покрытием (АНО-3, АНО-4, ОЗС-4, МР-3 и др.). Эти электроды благодаря более благоприятным гигиеническим характеристикам и высоким технологическим свойствам вытесняют электроды с руднокислым покрытием (ОММ-5, ЦМ7 и др.).

< Для особо ответственных сварных конструкций применяют электроды с фтористо-кальциевым и фтористо-кальциеворутило-вым покрытием типа Э42А, например марок УОНИ-13/45 и СМ-11, обеспечивающие повышенную стойкость металла шва против кристаллизационных трещин и более высокие пластические свойства.

Недостатком электродов УОНИ-13/45 является необходимость проведения сварки только постоянным током (обратная полярность), а также пониженная стойкость против образования в металле шва пор при наличии ржавчины на кромках или увлажнении покрытия. Электроды СМ-11 в отличие от электродов УОНИ-13/45 пригодны для сварки не только постоянным, но и переменным током.

Широкое применение находят высокопроизводительные электроды с железным порошком в покрытии и электроды для сварки с глубоким проваром (АНО-5 и др.). Данные о составе и свойствах электродов этих типов приведены в §7-3. Для высокопроизводительной сварки вертикальных швов способом сверху вниз используют электроды АНО-9 (тип Э50АФ). Сварку ведут методом опи-рания, ток переменной или постоянной обратной полярности. Электроды с таким покрытием пригодны также и для сварки в других пространственных положениях (табл. 9-7).

Механические свойства металла швов, сваренных покрытыми электродами, как правило, не уступают основному металлу и в за-