Особенности сварки сталей повышенной прочности

Применение высокопрочных сталей в сварных строительных конструкциях связано с усложнением процесса сварки и возникновением ряда проблем по обеспечению технологической и эксплуатационной прочности. В частности, для предотвращения возникновения холодных трещин при сварке высокопрочных сталей приходится усложнять технологию и использовать ряд дополнительных технологических приемов: предварительный подогрев, сварка каскадом, секциями, горкой, двойным слоем, применение мягкой прослойки и др.

При сборке таких конструкций с помощью прихваток применяют электроды марки УОНИ-13/55 диаметром 4 мм. Режим выбирают максимально возможный, позволяющий, однако, получить качественный сварной шов.

Сварку выполняют электродами УОНИ-13/55, УОНИ-13/65 или СК2-50. Перед использованием электроды прокаливают в течение 2 ч при температуре 420— 480 °С. Сварка должна выполняться квалифицированным рабочим под наблюдением специалиста, знакомого с технологическими особенностями дуговой сварки высокопрочных сталей.

Элементы толщиной до 16 мм допускается прихватывать и сваривать при температуре до минус 15 °С. Большие толщины металла прихватываются и свариваются при положительных температурах. Сварка таких конструкций при отрицательных температурах производится с предварительным подогревом до 120—160 °С зоны сварки или участка прихватки на ширину не менее 100 мм о каждой стороны шва. При толщине стали свыше 25 мм предварительный подогрев следует производить во всех случаях, независимо от температуры окружающего воздуха.

Сварку следует производить без перерыва до получения шва требуемых размеров. При вынужденном перерыве металл в зоне шва надлежит снова подогревать до температуры, указанной выше.

Режим сварки должен при предельно короткой дуге обеспечивать наложение стыкового шва сечением не менее 30 мм² или углового шва катетом около 7 мм.

Ориентировочный режим для сварки в нижнем положении: диаметр электрода 5 мм; сила тока 180—210 А; скорость сварки 8—10 см/мин.

Окончательный контроль качества сварных соединений рекомендуется осуществлять не ранее чем через 48 ч с момента завершения сварки проверяемого узла.

Наиболее часто применяемым, но весьма трудоемким приемом для предотвращения трещин в сварном соединении является предварительный подогрев.

При изготовлении сварных конструкций желательно применять технологические приемы, снижающие температуру предварительного подогрева, например, за счет автоподогрева основного металла при наложении швов, увеличения массы наплавленного металла в единицу времени или за счет заполнения разделки за один проход.

Предварительный подогрев при сварке высокопрочных сталей применяют для уменьшения возможности образования закалочных структур и предотвращения возникновения холодных трещин в сварных соединениях. Назначением предварительного подогрева является замедление скорости охлаждения металла шва и околошовной зоны, что способствует улучшению структуры и прочностных свойств сварных соединений.

Температура предварительного подогрева зависит от химического состава и толщины стали, закаливаемости, типа соединения, способа и режима сварки, температуры окружающей среды.

Сущность приема сварки с мягкой прослойкой заключается в образовании менее прочного и более пластичного металла корневого слоя (см. рис. 25, и). Дальнейшее заполнение разделки осуществляется сварочными материалами, предназначенными для сварки соответствующего типа стали повышенной прочности. Иногда кроме корневого слоя в процессе заполнения разделки делают из пластичного металла один-два промежуточных слоя.

При ручной дуговой сварке для производства прослойки используют электроды типа УОНИ-13/45. Допускается наложение мягкой прослойки полуавтоматической сваркой в углекислом газе проволокой Св-08Г2С и под флюсом проволокой Св-10НМ.

Металлическая добавка, как указывалось ранее, это технологический прием введения дополнительной металлической присадки в виде рубленой проволоки в сварочную ванну при сварке под флюсом, который способствует повышению производительности наплавки и одновременно вызывает увеличение технологической прочности металла шва. В частности, для автоматической сварки под флюсом строительных конструкций из стали 16Г2АФ в заводских условиях рекомендуется применять проволоку Св-10НМА. Металлическая присадка делается из проволоки марки Св-10НМА или Св-08Г2С диаметром 1,2—2 мм. При этом применяется флюс АН-348А, АН-348АМ или АН-22.