Сварка углеродистых сталей

     
     СВАРКА УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

Характеристика углеродистых сталей. Сварка низкоуглеродистой стали

Сталь углеродистая обыкновенного качества изготовляется согласно ГОСТ трех групп: А - поставляемая по механическим свойствам; Б - поставляемая по химическому составу и В - поставляемая по химическому составу и механическим свойствам. Химический состав стали группы В такой же, как, у стали группы Б. В зависимости от степени раскисления сталь изготовляется кипящей (кп), полуспокойной (пс) и спокойной (сп). Эти буквы ставятся при обозначении марок стали (ВСт3кп, ВСт3пс и т.д.). Наиболее пригодной для сварных конструкций является низкоуглеродистая сталь марок ВСтЗпс5, ВСт3спб, ВСт3Гпс и Ст3Гсп, которые поставляются с гарантией свариваемости. Сталь марок ВСт4 и ВСт5 - среднеуглеродистая и марки ВСт6 - высокоуглеродистая. Содержание С, Si и Мn в стали приведено в табл.1. Цифра 5 (ВСтЗсп5) обозначает категорию стали, гарантирующего величину ударной вязкости при температуре+20 и-20 °С.

Кроме углеродистой стали обыкновенного качества изготовляется сталь углеродистая качественная конструкционная по ГОСТ 1050-88. Ее насчитывается 24 марки - от 08 кп до 60. В строительных конструкциях иногда применяют конструкционную низкоуглеродистую сталь марок 10, 15, 20. Цифры, обозначающие марки стали, показывают среднее содержание в ней углерода в сотых долях процента.

В настоящее время применяют прокат из стали углеродистой свариваемой для строительных конструкций, изготовленный в виде листов, полос, уголков, балок и швеллеров следующих марок: 18кп толщиной 4-40 мм, 18пс толщиной 4-16 мм (лист) и 4-20 мм (фасонный прокат), 18сп толщиной 4-20 мм, 18пс толщиной 4-30мм, 18Гсп толщиной 31-40мм. Это все низкоуглеродистая хорошо свариваемая сталь с содержанием углерода 0,14-0,22 %.

Стали среднеуглеродистые ВСт4 и ВСт5, стали конструкционные марок 25, 30, 35 и 40 свариваются ограниченно, и для строительных конструкций их применяют в основном в виде стальной арматуры класса II (ВСт5) при изготовлении железобетонных конструкций и для рельсовых путей. С увеличением углерода в стали зона термического влияния и шов закаливаются, увеличивается их твердость, сварные соединения становятся более хрупкими и склонными к образованию трещин. Для строительных конструкций они не пригодны. Высокоуглеродистую сталь марки ВСт5, стали 45,50 и 60 предпочтительней соединять контактной сваркой. Из всех марок низкоуглеродистой стали наиболее широко применяют для сварных строительных конструкций стали ВСтЗпс5, ВСт3сп, ВСт3Гпс, ВСт3Гсп и похожие на них стали 18пс, 18сп, 18Гпс и 18Гсп. Для менее ответственных конструкций применяют ВСт3кп3 и 18кп.

С 1989г. начал действовать ГОСТ 27772-88* "Прокат для строительных стальных конструкций", в котором предусмотрены углеродистые стали С235, С255, С275, С285, С345Т и С375Т. Буква С обозначает сталь строительная, цифры условно обозначают предел текучести, буква Т - термическое улучшение со специальным нагревом или термическое упрочнение с прокатным нагревом. К стали С235 относится кипящая сталь ВСтЗкп2, к стали С245 - ВСтЗпс6, к стали С256 - ВСтЗсп5 и ВСтЗГсп5 с некоторыми уточнениями величины предела текучести и химического состава. Указанные по новому ГОСТу стали постепенно внедряются в практику.

Сварку конструкций из низкоуглеродистой кипящей и полуспокойной стали следует выполнять электродами Э42 или Э46 марок МР-3, ОЗС-4, АНО-4 и др. Для сварки конструкций из спокойной стали предпочтительней электроды Э42А и Э46А марок СМ-11, УОНИИ-13/45 или им аналогичные. Конструкции, работающие в условиях динамических или вибрационных нагрузок (транспортные эстакады, галереи, подкрановые балки, пролетные строения и др., фасонки стропильных ферм), и конструкции, эксплуатируемые при температуре минус 40 °С и ниже, также должны свариваться электродами Э42А или Э46А. Эти же электроды должны применяться при сварке сосудов и трубопроводов высокого давления, листовых объемных конструкций с элементами толщиной 20 мм и более. При сварке толстой стали (стыковыми и угловыми многослойными швами) рекомендуется предварительный подогрев до 120-150 °С перед наложением корневых и первых слоев угловых швов для предупреждения образования кристаллизационных трещин, так как подогрев замедляет охлаждение металла и препятствует образованию закалочных структур.

Таблица 1

Химический состав стали, %