Форма подготовки кромок под ручную дуговую сварку электродами такая же, как и для сварки углеродистых сталей, т. е. она выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 5264-80. Для ручной дуговой сварки низколегированных сталей, имеющих повышенную прочность, выбирают электроды типа Э50А-Э85 по ГОСТ 9467-75; для низколегированных теплоустойчивых сталей - электроды типа ЭМ-ЭХ5МФ, в зависимости от состава и свойств свариваемой стали.
Для ручной дуговой сварки среднелегированных высокопрочных сталей применяют электроды типа ЭА-1Г6, ЭА-2Г6, ЭА-ЗМ6 по ГОСТ 10052-75.
Если, например, сталь перед сваркой подвергалась термообработке на высокую прочность (нормализация или закалка с отпуском), а после сварки - отпуску для снятия напряжений и выравнивания механических свойств сварного соединения с основным металлом, то критерием определения температуры предварительного подогрева является скорость охлаждения, при которой возникает частичная закалка околошовной зоны, но гарантируется отсутствие трещин не только в процессе сварки, но и до проведения последующей термообработки.
Если сталь перед сваркой подвергают термообработке, а после сварки нельзя выполнить отпуск из-за размеров конструкции, то эту сталь можно применять для изготовления такой конструкции только в том случае, если не предъявляется жестких требований к равнопрочности сварного соединения и основного металла условиях статического нагружения. Для получения свойств сварного соединения, гарантирующих требуемую его работоспособность, показателем необходимой температуры подогрева является диапазон скоростей охлаждения, который обеспечивает требуемый уровень механических свойств в околошовной зоне.
Аустенитными электродами можно сваривать без предварительного подогрева, но при этом надо регламентировать время с момента окончания сварки до выполнения термообработки конструкции. При сварке среднелегированных сталей с невысоким содержанием углерода (0,12-0,17%) последующую термообработку делают в редких случаях.
Когда термообработка сваренного изделия или сварной конструкции не может быть выполнена из-за крупных размеров, то на кромки детали, подлежащие сварке, наплавляют аустенитными или низкоуглеродистыми низководородистыми электродами незакаливающийся слой металла такой толщины, при которой температура стали под этим слоем в процессе выполнения сварки не превысит температуры отпуска при термообработке деталей с наплавленными кромками.
Сварка низколегированных и среднелегированных конструкционных сталей. Свариваемость таких деталей зависит от содержания углерода и легирующих компонентов и ухудшается с ростом содержания углерода и легирующих компонентов. Стали кремнемарганцевой группы 15ГС, 18Г2С и 25Г2С сваривают электродами типа Э60А марки УОНИ-13/65. Перед сваркой кромки тщательно зачищают от грязи, ржавчины и окалины. Сварку выполняют предельно короткой дугой. Изделие перед сваркой подогревают до температуры 200°С, электроды перед сваркой прокаливают при 400°С в течение 1 ч.
Кремнемарганцемедистые стали 10Г2СД, 10ХГСНД, 15ХСНД и 12ХГ сваривают электродами типа Э50А марки УОНИ-13/55. Изделие перед сваркой не подогревают.
Сварка легированной машиностроительной стали. Хромистую сталь 15Х сваривают электродами УОНИ-13/85 предельно короткой дугой без подогрева и последующей термической обработки.
Хромомолибденовую сталь 15ХМ сваривают электродами ЦЛ-14 с предварительным подогревом изделия до 250-300°С и последующим высоким отпуском при 710°С. Сталь марки 30ХМ сваривается электродами ЦЛ-30-63 с предварительным подогревом изделия до 350°С и последующим отпуском при 600°С.
Хромокремнемарганцевые стали 20ХГСА, 25ХГСА, ЗОХГСА, ЗОХГСНА сваривают электродами ЦЛ-18-63 или НИАТ-ЗМ предельно короткой дугой. После сварки сварные соединения подвергают термической обработке на высокую прочность: закалка с температуры 880°С и низкий отпуск. Технологические характеристики электродов для сварки некоторых легированных машиностроительных сталей приводятся в табл. 17.
Сварка теплоустойчивых сталей. К теплоустойчивым сталям относятся 12МХ, 20МХЛ, 34ХМ, 20ХЗМВФ, 20ХМФ, 20ХМФЛ, 12Х1М1Ф, 15ХМФКР, 12Х2МФБ, Х5М, 15Х5МФА, Х5ВФ, 06X13, Х17, 1X13 и др.
Изделия из сталей 12МХ и 20МХЛ, работающие при температуре до 550°С, сваривают электродами ЦЛ-14. Сварку выполняют с предварительным подогревом изделия до 250-300°С для стали 20МХЛ и до 200°С для стали 12МХ. После сварки рекомендуется высокий отпуск при температуре 710°С. Сталь 12МХ можно сваривать также электродами ГЛ-14, если изделие работает при температуре до 520°С. Подогрев и отпуск такие же, что и при применении электродов ЦЛ-14.
Изделия из сталей 34ХМ и 20ХЗМВФ, работающие при температуре до 470°С, сваривают электродами ЦЛ-30-63. Сварку выполняют с предварительным и сопутствующим подогревом изделия до 350°С для стали 34ХМ и до 400-450°С для стали 20ХЗМВФ. Сварные соединения подвергаются отпуску: сталь 34ХМ - при температуре 600°С, сталь 20ХЗМВФ - при 680°С.
Изделия из сталей 20ХМФ, 20ХМФЛ, 12Х1М1Ф, работающие при температуре до 570°С, сваривают электродами ЦЛ-20-63 короткой дугой с предварительным и сопутствующим подогревом изделия до 300-350°С. После сварки рекомендуется высокий отпуск при 700-740°С в течение Зч.
Изделия из сталей 15ХМФКР и 12Х2МФБ, работающие при температуре до 600°С, сваривают электродами ЦЛ-26М-63 короткой дугой с предварительным и сопутствующим подогревом до температуры 350-400°С, а после сварки выполняют высокий отпуск при температуре 740-760°С.
Изделия из сталей Х5М и 15Х5МФА, работающие в агрессивных средах при температуре до 450°С, сваривают электродами ЦЛ-17-63 с предварительным и сопутствующим подогревом до 300-450°С и последующим высоким отпуском после сварки при температуре 760°С в течение 3 ч. Изделия из сталей Х5ВФ, 06X13 и Х17 сваривают электродами СЛ-16.
Технологические данные электродов для сварки теплоустойчивых сталей приведены в табл. 18.