Стали перлитного класса с содержанием углерода не выше 0,35% и легирующих элементов в сумме до 2—5% пользуются широким распространением благодаря повышенным механическим свойствам и относительно невысокой их стоимости.
Свариваемость этих сталей в большинстве случаев вполне удовлетворительная, ухудшается по мере увеличения содержания в них хрома и в особенности углерода.
Так, никелевые (3,5% С Ni) низкоуглеродистые стали хорошо свариваются как газовым пламенем, так и электрической дугой. В последнем случае применяют обычные электроды типа Э-42.
Вполне успешно свариваются низколегированные хромистые стали с содержанием хрома до 1,5% и углерода до 0,14%.
Несколько сложнее осуществляется сварка молибденовых и хромомолибденовых низколегированных сталей, получивших применение в котлостроении и при изготовлении паропроводов. При сварке этих сталей во избежание появления трещин необходимо вести процесс быстро, без перерывов, не допуская при этом как перегрева, так и чрезмерно быстрого охлаждения. Сварка изделий с толщиной стенок более 10 мм производится с предварительным подогревом до 250—300° С.
При дуговой сварке хромомолибденовых сталей хорошие результаты дают электроды марки УОНИ-13 с дополнительным введением в состав покрытия небольших количеств феррохрома и ферромолибдена. При газовой сварке в качестве присадочного металла применяют проволоку с содержанием хрома до 1 % и молибдена до 0,6% при содержании углерода не выше 0,12—0,15%.
После окончания сварки швы изделий либо целиком все изделие подвергают нормализации или отжигу при температуре около 900° С, что способствует улучшению механических свойств и снятию внутренних напряжений.
Большое практическое значение имеют хромокремнемарганцовистые стали (хромансиль). Эти стали после закалки и высокого отпуска обладают пределом прочности до 780—830 Мн/м2 (80 — 85 кГ/мм2) при относительном удлинении до 10—15% и ударной вязкости до 590 кдж/м2 (6 кдж/см2).
Сварка этих сталей как газовая, так й дуговая выполняется без предварительного подогрева. Однако процесс сварки следует вести быстро, без длительных перерывов, не допуская быстрого охлаждения швов во избежание появления трещин.
При сварке малоответственных изделий применяют электроды и присадочную проволоку с низким содержанием углерода. Если же к изделию предъявляются высокие требования, то необходимо применять сварочную проволоку, имеющую химический состав, близкий к составу свариваемого металла. Кроме того, в этом случае после сварки обязательно необходима термическая обработка, заключающаяся в закалке с последующим отпуском.
Контактная сварка низколегированных сталей сопровождается особо резким влиянием структурных изменений на качество соединений благодаря высоким скоростям нагрева и охлаждения.
При контактной стыковой сварке хорошие результаты обеспечиваются только при условии применения предварительного подогрева деталей с последующими нормализацией или отпуском.
При точечной сварке необходимо несколько увеличивать длительность выдержки под током, применять повышенное давление, и производить термообработку после сварки.
Хорошие результаты дает замедленное охлаждение сваренных точек, осуществляемое путем повторного нагревания их при пропускании вслед за основным сварочным импульсом двух-трех дополнительных импульсов тока меньшей силы.
Сварка низколегированных сталей. Низколегированные стали свариваются дуговой сваркой электродами УОНИИ-13/55, ОММ-5 с молибденом и др.; при этом обеспечиваются достаточная плотность и необходимые механические качества сварных швов в термически необработанном состоянии. При содержании в стали углерода до 0,18% допускают однослойную сварку.
Автоматическая сварка этой стали низкоуглеродистой проволокой с применением флюсов АН-348 и ОСЦ-45 дает удовлетворительные результаты. Однопроходную сварку применяют для швов толщиной не более 10 мм.
Деформации и напряжения при сварке. При сварке всегда возникают напряжения, так как возможность свободной усадки в сварных конструкциях обычно отсутствует.
Усилия, возникающие в результате появления внутренних напряжений, могут вызывать коробление или деформации сварной конструкции.
Для уменьшения внутренних напряжений сварку швов конструкции ведут в таком порядке, чтобы соединяемые элементы не были жестко закреплены. Перед сваркой конструкций разрабатывают порядок сварки швов (технологический процесс сварки).
Дефекты сварных швов и методы контроля. Пороки сварочного шва могут быть наружные и внутренние. Наружные пороки обнаруживаются при внимательном осмотре шва. Для определения внутренних пороков (наиболее опасным из которых является непровар) применяют метод просвечивания рентгеновскими лучами и гамма-лучами, а также магнитографический и ультразвуковой методы.
Для просвечивания гамма-лучами пользуются различными радиоактивными веществами: солями радия, мезоторием, кобальтом и пр. Контроль просвечиванием производится по просвечиванию сварных соединений рентгеновскими и гамма-лучами, а также в соответствии с ГОСТ «Методы контроля рентгенографированием и гаммаграфированием».
Механическая прочность сварных стыков проверяется путем механического испытания в лаборатории образцов, изготовленных из металла, вырезанного для контроля из части сварных соединений.