В стали, представляющей собой сложный многокомпонентный сплав, марганец и кремний содержатся в качестве постоянных примесей. Марганец и кремний переходят в сталь в процессе ее раскисления при выплавке. В углеродистой стали содержание кремния обычно не превышает 0,35-0,4% и марганца 0,5-0,8%. Процессы раскисления, в целом, улучшают свойства стали. Однако кремний, повышая прочность, в тоже время существенно снижает пластические свойства стали. Марганец заметно повышает прочность, практически не снижая пластичность. Кроме того, он значительно уменьшает «красноломкость» – хрупкость при высокой температуре стали, вызванную влиянием серы, связывая серу в сульфиды. Марганец также нейтрализует вредное воздействие фосфора. Это особенно важно, так как повышенное содержание фосфора в металле шва снижает пластичность и ударную вязкость (стойкость к хрупкому разрушению при динамических нагрузках в области отрицательных температур). Качество проволоки (и соответственно, сварных швов и соединений деталей) напрямую зависит от количества фосфора и серы в проволоке.
Поскольку кремний и марганец составляют основу легирования сварочных проволок типа Св-08Г2С, стоит остановиться на вопросах влияния их на сварочно-технологические свойства проволок указанного типа несколько подробнее.
Основываясь на анализе, можно сделать выводы об оптимизации количественного соотношения кремния и марганца, используемых в качестве легирующих элементов в проволоках сплошного сечения типа Св-08Г2С для полуавтоматической сварки в защитных газах. По нашим данным, в сварочной проволоке марки «GOLD G3Si1» производства компании «RYWAL-RHC» (Польша) количественное соотношение между содержанием марганца и кремния находится на достаточно оптимальном уровне, обеспечивающем высокие сварочно-технологические свойства и механические свойства сварных соединений. Многолетний опыт практического использования, постоянный анализ качества проволоки «GOLD G3Si1» указывают на пригодность ее использования для полуавтоматической сварки металлоконструкций ответственного назначения.
По данным статистической обработки плавочного состава партий проволоки «GOLD G3Si1» установлено, что отношение Mn/Si составляет 1,69±0,09. При указанном соотношении и при абсолютных средних значениях марганца 1,45 и кремния 0,85 этого количества оказывается вполне достаточно для «борьбы» с вредными примесями: связывания серы в сульфиды марганца и нейтрализации вредного воздействия фосфора. Особенно, если учесть, что суммарное содержание серы и фосфора невелико и составляет 0,022 %.
Известно, что для эффективного связывания серы в сульфиды в автоматной стали, количество марганца может превышать в 19,4 раза количество серы, которое обычно составляет 0,08-0,3 %.
В сварочной проволоке «GOLD G3Si1» среднее содержание марганца превышает содержание серы в 1,45/0,011=131 раз. Этого количества марганца оказывается вполне достаточно для выполнения не только своих рафинирующих функций в сварочной ванне при сварке. Так, например, в проволоке Св-08Г2С по ГОСТ 2246 среднее значение соотношения Mn/Si составляет 1,95/0,83 = 2,3, при этом суммарное содержание серы и фосфора в ней равно 0,03 %. Расчеты показывают, что при содержании суммы указанных вредных примесей в количестве 0,022 % в проволоке «GOLD G3Si1», достаточным является соотношение Mn/Si, равное 1,69. Исходим из того, что в рассматриваемом случае количество вредных примесей уменьшилось в 0,03/0,022 = 1,36 раза, и, значит, правомерно использовать сварочную проволоку с соотношением в 1,36 раза меньшим, чем установленное значение 2,3, т.е. 2,3/1,36 = 1,69. Это, по нашему мнению, является основанием достаточности количества марганца и кремния в проволоке «GOLD G3Si1». Расчеты ожидаемой прочности металла шва, выполненные по известным формулам подтверждены результатами механических испытаний образцов сварных соединений и многолетним практическим использованием проволоки предприятиями судостроения и машиностроения.

Пониженное содержание марганца и кремния в сварочной проволоке «GOLD G3Si1» оказывается положительным по многим другим показателям теории и практики сварочных процессов.

• снижается сварочный эквивалент металла сварочной проволоки, рассчитанный по известным формулам, уменьшается с Сэ =0,57 (у проволоки с содержанием марганца около 2 %) до Сэ = 0,5 у «GOLD G3Si1». Следовательно, повышаются ее сварочно-технологические свойства, в том числе, по сравнению с проволоками с содержанием марганца на уровне 2 %.
• в 1,8 раз по сравнению с проволоками с повышенным содержанием марганца снижается разбрызгивание электродного металла.
• Образуется меньше «чешуйчатости», значительно уменьшается стекловидная составляющая, возникающая на поверхности сварочного валика в результате окислительно-восстановительных процессов при сварке.
• Пониженное абсолютное содержание марганца в соотношении с содержанием кремния, весьма положительно сказывается на образовании благоприятной металлографической структуры в зоне сварного соединения. Это характеризуется, прежде всего, отсутствием ярко выраженной грубозернистой литой структуры в металле шва, а также минимальной протяженностью зоны термовлияния (ЗТВ).
• Уменьшенное содержание марганца уменьшает вероятность образования закалочных структур мартенситного типа. Полученные в результате замеров значения твердости по ЗТВ не превышают 300 единиц по Виккерсу (HV).

В качестве заключения можно сделать вывод о том, что сварочные проволоки для полуавтоматической сварки в защитных газах с «экономным» содержанием легирующих элементов обладают бесспорными преимуществами по показателям качества, высокими сварочно-технологическими свойствами и обеспечивают получение металла шва с требуемыми механическими характеристиками. Такие проволоки являются более экологически чистым продуктом по сравнению с проволоками подобного типа, содержащими повышенное количество аналогичных легирующих компонентов.

Вернуться назад »