В этой статье мы рассмотрим факторы влияния химических элементов в составе стали, на характеристики стали, включая свариваемость. Углерод – обычно рассматривается как важнейший легирующий элемент, входящий в состав стали, и его содержание может доходить до 2% (хотя его содержание в большинстве свариваемых сталей не превосходит 0.5%). Углерод может существовать либо растворенным в железе, либо в такой комбинированной форме, как например, карбид железа (Fe3C). При увеличении содержания углерода повышаются твердость материала и его прочность при растяжении, а также восприимчивость к термической обработке (называемая прокаливаемостью). С другой стороны, повышение содержания углерода снижает свариваемость. Сера – обычно считается нежелательной примесью в стали, а не легирующим элементом. Для ее удаления во время варки стали часто принимаются специальные меры. При содержании серы, превышающем 0.05%, металл становится хрупким и частично теряет свариваемость. Легирующие добавки серы в количестве от 0.10 до 0.30% улучшают обрабатываемость стали. Стали с такими добавками могут называться «ресульфурированными» или автоматными сталями. Автоматные стальные сплавы не предназначены для использования в случаях, когда требуется производить сварку. Фосфор – обычно рассматривается как нежелательная примесь в стали. В большинстве углеродистых сталей его содержание не превышает 0.04%. В закаленных сталях он может вызывать охрупчивание. В низколегированные высокопрочные стали фосфор может добавляться в количествах, не превышающих 0.10%, и позволяет повысить прочность и устойчивость к коррозии. Кремний – обычно незначительное количество кремния (0.20%) содержится в катаной стали, когда он используется в качестве раскислителя. Однако в стальном литье его содержание составляет, как правило, от 0.35 до 1.00%. Кремний растворяется в железе и может повышать его прочность. Наплавленный металл содержит обычно около 0.50% кремния, введенного в качестве раскислителя. Его содержание в некоторых присадочных металлах составляет до 1%, что усиливает его раскисляющие и очищающие свойства при сварке на загрязненной поверхности. При использовании этих присадочных металлов для сварки на чистой поверхности результирующая прочность наплавленного металла заметно возрастает. Одновременно возникающее снижение пластичности может способствовать растрескиванию в определенных условиях.
