Сварка средне- и высоколегированных сталей затруднена по следующим причинам: в процессе сварки происходит частичное выгорание легирующих примесей и углерода; из-за низкой теплопроводности возможен перегрев свариваемого металла; усиленная склонность к появлению закалочных структур; больший, чем у низкоуглеродистых, коэффициент линейного расширения может стать причиной значительного напряжения и деформации, связанных с тепловым воздействием дуги.

Чем больше легирующих примесей в стали углерода, тем сильнее сказываются эти свойства. Для устранения влияния их на качество сварного соединения рекомендуются следующие технологические меры:

-скрупулезно готовить изделие под сварку;

-сварку проводить при больших скоростях с маленькой погонной энергией, чтобы не было перегрева металла;

- для предотвращения снижения внутренних напряжений и образования закалочных структур использовать термическую обработку;

-употреблять легирование металла шва через электродную проволоку и покрытие, чтобы восполнить выгорающие в процессе сварки примеси.

Сварку производят постоянным током обратной полярности. При этом сварочный ток выбирается из расчета 25…40 А на 1 м диаметра электрода. Длина дуги должна быть возможно короткой.

В промышленности и строительстве обширно применяются средне- и высоколегированные стали: марганцовистые, хромистые, хромоникелевые, молибденовые и др.

Хромистые стали принадлежат к группе нержавеющих кислотостойких и коррозионно-стойких сталей. По содержанию хрома они делятся на среднелегированные (до 14% Сг) и высоколегированные (14…30% Сг). При сварке хромистых сталей возникают следующие затруднения. Хром при температуре 600…900 °С легко вступает во взаимодействие с углеродом, образуя карбиды, которые, располагаясь в толще металла, ускоряют межкристаллитную коррозию, уменьшающую механические качества стали. При этом, чем больше в стали содержание углерода, тем быстрее появляются карбидные соединения. Хромистые стали также имеют способность к самозакаливанию (при охлаждении на воздухе), в результате чего металл при сварке околошовной зоны или шва принимает повышенную хрупкость и твердость.

Начинающиеся при этом внутренние напряжения увеличивают опасность появления трещин в металле шва. Интенсивное окисление хрома и появление тугоплавких и густых оксидов являются также основательными помехами при сваривании хромистых сталей.

Среднелегированные хромистые или мартенситного класса (углерода до 2%) свариваются удовлетворительно, но требуют подогрева до 200…300 °С и последующей термической обработки.

Высоколегированные хромистые стали ферритного класса (углерода до 35%) сваривают с предварительным нагревом до 300…400 °С; для восстановления первоначальных физико-механических свойств и снятия внутренних напряжений, после сварки изделие подвергают высокому отпуску (нагрев до 650…750 оС и медленное охлаждение) . Электроды изготовляют из сварочной проволоки с покрытием, содержащим плавиковый шпат и оксид марганца. Это обеспечивает получение жидкого шлака, хорошо растворяющего оксиды хрома.

Хромистые стали, как и большинство легированных сталей, обладают малой теплопроводностью и легко подвергаются перегреву. Поэтому сварку их производят постоянным током обратной полярности при малых сварочных токах. Ток берут из расчета 25… 30 А на 1 мм диаметра электрода.

Высоколегированные хромоникелевые аустенитные стали обладают рядом важных физико-химических и механических свойств: коррозионной стойкостью, кислотоупорностью, теплостойкостью, вязкостью, стойкостью против образования окалины. Важным качеством этих сталей является хорошая свариваемость. При нагреве до температуры 600…800 °С стали знаков 12Х18Н9 и 08Х18Н10 теряют антикоррозионную стойкость. В результате выделения карбидов хрома по граням зерен возникает межкристаллитная коррозия стали. Поэтому сварку необходимо производить постоянным током обратной полярности при малых сварочных токах, уменьшая длительность нагрева металла. Также нужно применять меры по отводу теплоты, например, с помощью охлаждения или медных подкладок. После сварки рекомендуется изделие подвергнуть закалке с температуры 850…1100°С в воде (или воздухе для малых толщин металла).

Хромоникелевые стали знаков 08Х18Н12Б и 12Х18Н9Т включают ниобий и титан, которые, являясь более сильными карбидообразователями, связывают углерод стали, предотвращая формирование карбидов хрома. Поэтому эти стали после сварки не подвергают термообработке.

Высоколегированная марганцовистая сталь, обладающая большой твердостью и износостойкостью, содержит 13…18% марганца и 1,0… 1,3% углерода. Она применяется для изготовления зубьев экскаваторов, шеек камнедробилок и других рабочих органов дорожных и строительных машин, работающих при ударных нагрузках и на истирание. Для сварки применяют электроды со стержнями из углеродистой проволоки с покрытием, которое применяется для наплавочных электродов марки ОМГ, содержащим 23% мрамора, 15% плавикового шпата, 60% феррохрома, 2% графита, замешанных на жидком стекле (30% к общей массе сухих компонентов), а также типа ОЗН (45… 49% мрамора, 15…18% плавикового шпата, 26…33% ферромарганца, 3% алюминия, 4% поташа, замешанных на жидком стекле).

Сварка производится постоянным током обратной полярности небольшими участками. Ток сварки определяется из расчета 30… 35 А на 1 мм диаметра электрода. Для получения шва усиленной прочности и износостойкости сварной шов необходимо в горячем состоянии проковать. В процессе этого металл шва нужно интенсивно закаливать (охлаждать холодной водой).

Стали хромомолибденовые, молибденовые и хромомолибденованнадиевые принадлежат к теплоустойчивым сталям перлитного вида. Их используют при изготовлении турбин, сварных паровых котлов, различной аппаратуры в нефтяной и химической промышленности. Как правило, эти стали хорошо свариваются при выполнении определенных технологических шагов: предварительного нагрева до 200…300 °С и последующего отжига при температуре 680…780 °С или отпуска при температуре 650 °С. Температура окружающего воздуха должна быть не ниже +5 °С. Сварка выполняется постоянным током обратной полярности.