10

1 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МАТЕРИАЛА   15ХГСА, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Таблица 1 – Химический состав стали 15ХГСА ГОСТ   19281 - 89

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	N	Cu	As
0,13 – 0,17	0,4 – 0,7	0,9 – 1,3	до   0,3	до   0,01	до   0,01	0,5 – 0,8	до   0,012	до   0,3	до   0,08

Низколегированные стали 15ХГС, 25ХГ2С, 10Г2СД, 14ХГСН, 10ХСНД и др. по качеству значительно превосходят углеродистые. 

Низколегированная сталь, применяемая в состоянии поставки. Эта сталь применяется в строительной промышленности, в вагоностроении и двигателестроении. Наличие в ней легирующих элементов, обусловливающих ее высокие механические свойства, позволяет экономить до 25 % металла в результате облегчения веса конструкций. Это имеет большое значение на транспорте, так как создается возможность увеличивать вес перевозимого полезного груза. 

Низколегированные стали широко применяются также длят изготовления труб, работающих на различных установках подготовки нефти. 

Низколегированные стали более чувствительны к концентраторам напряжений по сравнению с малоуглеродистыми. Конструктивная усталостная прочность значительно меньше усталостной прочности лабораторных образцов. 

2 Сварка низколегированных сталей

При сварке легированных сталей необходимо тщательно очищать кромки от окалины, пыли, грязи, шлака, а также удалить влагу с поверхности металла путем подогрева кромок до 110—120° С газовой горелкой. Для уменьшения опасности закалки основного металла применяют многопроходную сварку швами одинакового сечения, а также метод отжигающего валика, причем валик не должен касаться основного, металла. Для предупреждения появления трещин необходим предварительный подогрев изделия перед сваркой до 100—350° С.

Низколегированные стали. К этим сталям относят наиболее распространенные стали марок 15ХСНД (НЛ-2) ГОСТ- 5058—65, 15ХГСА и некоторые другие. Сталь 15ХГСА при сварке склонна образовывать закалочные структуры. Для предупреждения перегрева и образования закалочных структур рекомендуется многослойная сварка с большим интервалом времени между наложением слоев. Электродуговую сварку металла толщиной 2 мм и выше производят электродами марок УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, К5 на постоянном токе обратной полярности.

Для изделия толщиной более 15 мм после сварки необходима термообработка — высокотемпературный отпуск (550—650° С).

Хромокремнемарганцовистые стали марок 15ХГСА, 25ХГС, ЗОХГС и 35ХГС относятся к низколегированным конструкционным сталям повышенной прочности. При сварке они образуют закалочные структуры. В зависимости от толщины металла применяют однослойную и многослойную сварку с малыми интервалами времени между наложением слоев. Для сварки применяют электроды со стержнями из сталей Св-20ХГСА, Св-20ХМА, Св-ЗОХГСА или из низкоуглеродистой проволоки Св-08А. Марки покрытий электродов: ВИАМ-25, ВИАМ-100, В НАМ-101, ЦЛ-18, ЦЛ-19, ЦЛ-18М, УОНИ-13/55, УОНИ-13/65, УОНИ-13/85, К7 и аустенитовые электроды ВИАМ-НЖ-1, УОНИ-13/нж.

Они себя ведут себя при сварке так же, как и низкоуглеродистая сталь, но имеются отличия при действии термических циклов.

1. Больше склонность к росту зерна в околошовной зоне, особенно при перегреве.

2. Более склонны к подкалке при повышенных скоростях остывания.

3. Стойкость металла шва против образования горячих трещин ниже из-за наличия легирующих элементов.

4. Чувствительность к концентраторам напряжений и даже к тепловым "ожогам".

Эта группа сталей (низколегированных) при сварке имеет незначительное отличие от низкоуглеродистых сталей. Оно заключается в правильном выборе электродов, флюсов и присадочного электродного материала, с учетом прочностных характеристик стали, и в уменьшении погонной тепловой энергии при сварке.

Успешно выполняется сварка под флюсом, в защитных газах и электрошлаковая.

3 ДУГОВАЯ СВАРКА НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

При дуговой сварке низколегированных сталей применяют режимы, приведенные ниже.

Параметры дуговой сварки низколегированной стали при толщине металла 1—2 мм
Диаметр  стержня электрода, мм	1,6	2,0	2,5
Сила тока, А	35—45	45—65	65—85

Параметры дуговой сварки низколегированной стали при толщине металла 2-5 мм
Диаметр стержня электрода, мм	2,5	3,0	4,0
Сила тока, А	65—85	80—100	100—120

Параметры дуговой сварки низколегированной стали при толщине металла 5-10 мм
Диаметр  стержня электрода, мм	4,0	5,0	6,0
Сила тока, А	130—150	170—200	210—240

Параметры дуговой сварки низколегированной стали при толщине металла свыше 10 мм
Диаметр стержня электрода,  мм	5,0	6,0
Сила тока, А	170—200	210—240

Указанные значения силы тока соответствуют сварке в нижнем положении. При выполнении вертикальных и потолочных швов их уменьшают на 10—20 % и применяют электроды диаметром не более 4 мм.

Сварку конструкционных низкоуглеродистых сталей производят электродами с фтористокальциевыми покрытиями.

Хромокремнемарганцевые стали склонны к закалке и трещинообразованию при сварке.