Проблеми зварювання високомарганцевих сталей

Анотація

Чутливість високомарганцевих сталей до деформації та термічної обробки призводить до проблем з їх зварюванням. Вони полягають у схильності до тріщиноутворення в зоні термічного впливу під час швидкого нагрівання і охолодження. Для них також є характерною чутливість до перегріву, яка виражається у можливості виділення карбідів та гетерогенізації структури. Схильність до наклепування через напруження при зварюванні також може спричинити виникнення мікро і макродефектів та знизити якість і надійність зварного з’єднання.

В роботі проаналізовано сучасний світовий досвід зварювання високомарганцевих сталей різними способами та із застосуванням різних матеріалів. Показано важливість збереження однорідності хімічного складу між металом шва та основним матеріалом, щоб запобігти утворенню мартенситу через пониження стабільності аустеніту. При зварюванні різнорідних сталей може відбуватися виділення шкідливих карбідів, тому такі з’єднання піддають попередньому підігріву з контрольованим охолодженням. Зварювання високомарганцевих аустенітних сталей не рекомендується проводити плавким електродом з нержавіючої аустенітної сталі через утворення значної структурно-фазової неоднорідності, евтектики і тріщин, які здатні пройти від шва до основного металу. В результаті проведеного аналізу досліджень встановлено, що зварювання високомарганцевих сталей найкраще проводити електродами з хімічним складом, що є близьким до матеріалів, що зварюються. Перед зварюванням рекомендується проводити зниження рівня залишкових напружень та наклепування термічною обробкою. Зварювання потрібно проводити за умов мінімізації теплового навантаження на матеріал, що досягається низькострумовим та короткошовним зварюванням, а також попереднім підігрівом металу. Для зварювання тонких деталей із високомарганцевих сталей можна використовувати лазерне зварювання, для більших товщин зварювання плавким електродом в середовищі захисних газів (MIG\MAG) та аргонодугове зварювання неплавким електродом (TIG).