Свариваемые легированные сталь

Когда говорят про свариваемые легированные стали, сразу вспоминаются десятки случаев, когда люди путают легирование с обычным упрочнением. Особенно в портовом оборудовании — там ведь не просто марку стали нужно подобрать, а просчитать, как поведёт себя шов при циклических нагрузках. Вот, к примеру, в ООО Чжэньцзян Синшэн Стальное Литье для ковшей лесозаготовительной техники использовали 30ХГСА, но без предварительного подогрева — пошли трещины. А всё потому, что углеродный эквивалент не проверили.

Что мы вообще понимаем под свариваемостью

Свариваемость — это не просто ?варится или нет?. Для легированных сталей, особенно тех, что идут на металлургическое оборудование, важна стойкость против отпускной хрупкости. Помню, как для печных рольгангов делали узлы из 40Х — вроде бы ничего сложного, но после сварки в зоне ТВЧ появлялись микротрещины. Пришлось менять технологию — добавили термообработку сразу после сварки.

Часто забывают про легированные стали с повышенным содержанием хрома. В судовых насосах, например, используют 20Х13, но если скорость охлаждения шва высокая — мартенсит образуется, и деталь идёт под брак. Мы в Синшэн как-то отгрузили партию фланцев для нефтехимии, так заказчик вернул — дефекты в зоне термического влияния. Пришлось разбираться: оказалось, подложку не прогрели.

И ещё момент: многие думают, что легирование никелем автоматически улучшает свариваемость. Это не всегда так. Для низкотемпературных применений — да, но в дорожно-строительной технике, где ударные нагрузки, нужно следить за содержанием серы. Превысил — и в швах поры пойдут.

Опыты с предварительным подогревом

В прошлом году экспериментировали с свариваемые легированные стали для ковшей экскаваторов. Материал — 35ХМ. Сначала варили без подогрева, на спокойствии. Результат: трещины по границе зоны сплавления. Потом попробовали подогрев до 200°C — лучше, но всё равно не идеально. В итоге остановились на 250°C и последующем отпуске при 550°C. Но это увеличило цикл производства на 15%.

Кстати, по поводу отпуска: для жаропрочных сталей типа 12Х1МФ вообще отдельная история. Там нельзя медлить между сваркой и термообработкой — максимум 4 часа, иначе фазовые превращения пойдут не так. Один раз пропустили этот лимит — пришлось утилизировать партию крекинговых трубок.

А вот с высокохромистыми чугунами вообще сложно. Пробовали аргонодуговую сварку с присадками — вроде держится, но для насосных крышек, работающих в абразивной среде, ресурс оказался ниже, чем у литых деталей. Так что там лучше вообще избегать сварных соединений, если возможно.

Типичные ошибки при выборе электродов

С электродами для легированные стали вечная проблема: технолог смотрит на прочность, а не на состав покрытия. Для 30ХГСА, например, УОНИ-13/55 не всегда подходит — да, прочность высокая, но пластичность зоны шва низкая. В стрелах портовых кранов это критично. Перешли на АНО-Т — трещиностойкость улучшилась, правда, стоимость выросла.

Ещё пример: для наплавки зубьев ковшей экскаваторов использовали проволоку Св-08Г2С, но в условиях мороза (-40°C) шов начал отслаиваться. Пришлось переходить на более легированный вариант — Св-10ХГ2СМА. Дороже, но надёжность того стоит.

И никогда не экономьте на защитных газах! Как-то попробовали заменить аргон на гелий для сварки нержавейки 12Х18Н10Т — получили окисленные швы. Пришлось переваривать.

Взаимодействие с заказчиками: от техзадания до брака

Часто в ООО Чжэньцзян Синшэн Стальное Литье приходят запросы типа ?нужна легированная сталь, самая прочная?. Но когда начинаешь выяснять условия эксплуатации — оказывается, что важнее коррозионная стойкость. Как с судовыми насосами: для морской воды 20Х13 не всегда подходит, лучше 10Х17Н13М2Т, хоть она и дороже.

Был случай: заказали балки для металлургического оборудования из стали 45, но после сварки появились трещины. Выяснилось, что в техзадании не указали динамические нагрузки. Пришлось переделывать из 40ХН — и предварительный подогрев ввели.

А вот с дорожно-строительной техникой проще: там в основном 30ХГСА или 25ХГС, и технология отработана. Но и там бывают сюрпризы — например, когда китайские аналоги стали поставляют с повышенным содержанием фосфора. Проверяем теперь каждую партию.

Перспективы и ограничения

Сейчас много говорят про лазерную сварку свариваемые легированные стали, но для крупногабаритных деталей портового оборудования это пока нерентабельно. Хотя для тонкостенных узлов в нефтехимии пробовали — деформации меньше, но требования к подготовке кромок жёсткие.

Из новшеств — начали применять стали с азотным легированием для судовых насосов. Коррозионная стойкость выше, но сваривать сложнее: нужно строго контролировать тепловложение.

В целом, тенденция идёт к снижению углеродного эквивалента при сохранении прочности. Но пока идеального материала для всех отраслей нет — каждый раз приходится подбирать компромисс между свариваемостью, прочностью и стоимостью.