Сварка углеродистой стали
Этапы выполнения сварки углеродистой стали
- Подготовка кромок и оценка свариваемости: определение марки стали и содержания углерода (по маркировке, сертификату или спектрометру), зачистка кромок от ржавчины, окалины, краски на ширину 20–30 мм, разделка кромок под углом 30–45° для толщин более 6 мм, оценка необходимости подогрева
- Предварительный подогрев (для среднеуглеродистых): для сталей Ст35, 40, 45 — подогрев зоны сварки до 150–300°С газовыми горелками, индукционными нагревателями или в печи, контроль температуры пирометром или термокарандашами, выдержка 10–15 минут для равномерного прогрева
- Сборка и прихватки: установка деталей с зазором 1–3 мм (зависит от толщины), выполнение прихваток длиной 30–50 мм через 200–300 мм, прихватки выполняются теми же электродами/проволокой, что и основной шов, с подогревом (для среднеуглеродистых)
- Сварка корневого шва: первый проход малым током (80–100 А) электродом 2,5–3 мм или проволокой 0,8 мм для проплавления корня и обратной стороны, контроль проплавления с обратной стороны, удаление шлака, зачистка щеткой
- Заполняющие и облицовочные проходы: многопроходная сварка средним током (120–160 А) с заполнением разделки послойно, каждый слой толщиной 3–5 мм, межслойная температура 150–250°С (не давать остывать для среднеуглеродистых), очистка от шлака между проходами
- Проковка швов (для среднеуглеродистых): при сварке Ст40, 45 — легкая проковка каждого прохода молотком весом 0,5–1 кг в горячем состоянии (300–400°С) для измельчения зерна и снятия напряжений
- Термообработка (отпуск): для ответственных соединений среднеуглеродистых сталей — отпуск при 600–650°С выдержка 1–2 часа, охлаждение на воздухе для снятия внутренних напряжений и улучшения пластичности, контроль твердости ЗТВ
- Контроль качества: визуальный осмотр швов, проверка геометрии шаблонами, капиллярный контроль на трещины, рентгеновский контроль ответственных швов, разрушающие испытания контрольных образцов (прочность, ударная вязкость), гидроиспытания для трубопроводов
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Низкоуглеродистые стали с содержанием углерода до 0,25%: Ст3, Ст10, Ст20, 08пс, 10, 15, 20. Они не закаливаются при сварке, не требуют подогрева и термообработки, швы имеют хорошую пластичность и ударную вязкость.
Да, сталь 45 (0,45% C) — среднеуглеродистая, склонная к закалке в ЗТВ. Обязателен предварительный подогрев до 250–300°С и последующий отпуск при 600–650°С для предотвращения закалочных трещин. Без подогрева шов будет хрупким и может треснуть.
Для низкоуглеродистой Ст3 применяются электроды типа Э42, Э46: АНО-21, МР-3, УОНИ-13/45 (рутиловые и основные), диаметром 3–4 мм, током 100–160 А. Рутиловые проще в работе, основные дают более пластичные швы.
Да, MIG/MAG-сварка полуавтоматом отлично подходит для углеродистых сталей. Используется проволока Св-08Г2С диаметром 0,8–1,2 мм в среде CO₂ или смеси 82% Ar + 18% CO₂. Производительность выше ручной сварки в 2–3 раза, меньше брызг и шлака.
Трещины предотвращаются комплексом мер: предварительный подогрев до 150–300°С, медленное охлаждение (не допускать сквозняков, укрывать асбестом), электроды с основным покрытием (низкое содержание водорода), последующий отпуск при 600–650°С, проковка швов в горячем состоянии.
