Сталь марки 15ХСНД

Химический состав в % стали 15ХСНД
C	0,12 – 0,18
Si	0,4 – 0,7
Mn	0,4 – 0,7
Ni	0,3 – 0,6
S	до 0,04
P	до 0,035
Cr	0,6 – 0,9
N	до 0,008
Cu	0,2 – 0,4
As	до 0,08
Fe	~97

Общие рекомендации по технологии сварки стали 15ХСНД (и некоторых подобных низколегированных марок): в зависимости от требований, предъявляемых к сварным соединениям, толщины металла, размеров и жесткости конструкций, выбирают сталь, которую можно сваривать без последующей нормализации, либо используют рекомендуемую сталь и выбирают способ электрошлаковой сварки, уменьшающий перегрев, либо назначают высокотемпературную термообработку (нормализацию или отжиг в межкритическом интервале температур).

Выбор сталей с высокой стойкостью против перегрева необходим в случае изготовления толстостенных крупногабаритных конструкций особо ответственного назначения (например, сосудов высокого давления, работающих при низких температурах), когда другие методы повышения свойств соединений неприменимы. Конструкции, работающие при нормальных, а иногда и пониженных температурах, но не подвергающиеся тяжелым динамическим и ударным нагрузкам, например, станины ковочных прессов, гидрогенераторов и. электрических машин, корпуса и бандажи цементных печей, обшивки судов, баллеры рулей, изготовляют из низколегированных сталей типа 20ГСЛ, 15ХСНД и 08ГДНФЛ с применением электрошлаковой сварки без нормализации. Высокая работоспособность подобных соединений подтверждена безукоризненным многолетним опытом их эксплуатации.

Требуемая прочность сварных соединений сравнительно легко достигается путем применения низкоуглеродистых проволок, легированных повышенными количествами марганца (Св-10Г2, Св-08Г2С) либо марганцем, кремнием, никелем, хромом или молибденом в количестве до -1 % в различных сочетаниях (Св-08ГС, Св-10НМА, Св-08ГСМТ, Св-08ХМ и др.). Запас прочности швов, выполненных низколегированными проволоками, обычно небольшой. По этой причине для сварки соединений, подвергающихся многократной термообработке, рекомендуется применять проволоки с повышенным легированием (Св-08Г2С и Св-08ГС взамен Св-10Г2, Св-04Х2МА и 10Х2МА взамен Св-08ХМ, Св-08ГСМТ взамен Св-10НМА и т. д.).

Плавящиеся мундштуки обычно изготовляют из стали СтЗ или М16С, а электродную проволоку -из сталей, содержащих повышенное количество легирующих элементов. Хорошие результаты получаются, например, при сварке сталей типа 08ГДНФЛ или 20 (25) ГСЛ проволокой Св-08ХН2М.

Для сварки термоупрочненных низколегированных высокопрочных сталей рекомендуются электродные проволоки Св-10НМ и Св-08ХН2ГМЮ.

Помимо равнопрочности, к металлу шва могут предъявляться специальные требования, например жаропрочность и жаростойкость. Это учитывают при выборе марки проволоки. Для сварки соединений, работающих в различных агрессивных средах, предпочтительно используют проволоки той же системы легирования, что и основной металл.

При сварке конструкций из низколегированных сталей обычного назначения используют флюс АН-8. В случае сварки конструкций, не подвергаемых последующей перекристаллизационной термообработке, предпочтение следует отдавать низкокремнистому флюсу АН-22 или безокислительным флюсам типа АНФ-6.

Режимы электрошлаковой сварки низколегированных сталей мало отличаются от тех, которые рекомендованы для низкоуглеродистых сталей. Примеры режимов электрошлаковой сварки приведены в табл. 9.17.

В табл. 9.18 приведены рекомендуемые марки проволоки, термообработка и ожидаемые механические свойства для некоторых марок низколегированных сталей.

Для предотвращения кристаллизационных трещин при сварке особо жестких толстостенных конструкций необходимо снижать скорость подачи электродной проволоки в конечных участках шва, а также осуществлять местный подогрев конца шва до 423 – 473 К (150-200° С).

Соединения из низколегированных сталей обладают высокой стойкостью против холодных трещин. Однако при сварке ряда сталей в особенности с повышенным содержанием углерода и легирующих элементов необходимо учитывать опасность их возникновения в зоне термического влияния (п. 2.4). Для их предотвращения предварительно подогревают начальный участок шва или

участки с повышенной жесткостью, а также ограничивают время между окончанием сварки и термообработкой (кроме изделий из сталей 09Г2С, 10Г2С1, 16ГС). Для сталей типа 12ХМ максимальное время до термообработки кольцевых швов обычно не превышает 72 ч. Особо жесткие конструкции из среднеуглеродистых сталей рекомендуется подвергать отпуску непосредственно после окончания сварки.

Меры предосторожности против образования трещин необходимо усиливать при сварке в зимнее время, когда скорость охлаждения соединения возрастает. В этих случаях приходится еще более ограничивать время до термообработки соединений и предусматривать эту меру, так же как и предварительный подогрев, для менее жестких конструкций и менее легированных сталей. Поскольку зарождению и развитию холодных трещин способствуют дефекты в швах, рекомендуется сразу после окончания сварки их удалять.

Электрошлаковую сварку продольных швов цилиндрических обечаек и заготовок днищ выполняют без предварительного подогрева, а время до проведения термообработки после окончания сварки не устанавливают (за исключением случаев выполнения сварки в зимнее время). Сваривать кольцевые стыки и жесткие узлы из таких сталей, как 12ХМ, 20ГСЛ, 30ГСЛ, 30ХМЛ и др., необходимо с предварительным подогревом начального и конечного участков шва. Температура предварительного подогрева для низкоуглеродистых низколегированных сталей при этом может составлять 423-433 К (150-200° С), для среднеуглеродистых сталей 473-573 К (200-300° С).