Коротко
Свариваемость означает возможность получить соединение с требуемыми свойствами при выбранной технологии. Для углеродистых и низколегированных сталей важная часть оценки связана с закаливаемостью зоны термического влияния и риском водородных трещин. Углеродный эквивалент сводит влияние нескольких элементов к одному индексу состава. Он полезен для сравнения в пределах методики, но не является полной характеристикой свариваемости или автоматическим разрешением сварки.
Формула CEIIW имеет вид C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15. Все содержания вводят как массовые проценты: для углерода 0,12 мас.% используют число 0,12, а не 0,0012. Название формулы обязательно сохраняют в отчёте. Значение из сертификата без обозначения CEIIW, CET, Pcm или иной зависимости нельзя непосредственно сравнивать с границей, установленной для другой формулы.
Для низкоуглеродистых сталей применяется, в частности, Pcm = C + Si/30 + (Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B. Здесь присутствуют кремний и бор, а коэффициенты остальных элементов отличаются от CEIIW. Это не исправленная версия одной и той же формулы, а другой эмпирический показатель со своей областью применения. Даже малое содержание бора должно вводиться в согласованных единицах.
Подогрев выбирают с учётом толщины и теплоотвода, уровня диффузионного водорода, тепловложения, жёсткости закрепления и требований к свойствам. Один CE не задаёт температуру подогрева. Для высокопрочных, термомеханически обработанных и закалённых сталей дополнительно важны ограничения производителя на тепловложение и межслойную температуру. Попытка компенсировать любой состав максимально сильным нагревом может ухудшить свойства.
Параметры и решения
| Параметр | Инженерное значение | Проверка |
|---|---|---|
| CEIIW | Индекс состава с Mn/6 | Проверить применяемую методику |
| Pcm | Иные элементы и коэффициенты | Нужны Si и B из анализа |
| Толщина | Изменяет охлаждение | Геометрия всего соединения |
| Водород | Участвует в холодном растрескивании | Расходники и обращение с ними |
Таблицу можно прокручивать по горизонтали →
Условный числовой пример
Условный анализ стали: C = 0,12; Mn = 1,20; Cr = 0,10; Mo = 0,05; V = 0,02; Ni = 0,20; Cu = 0,15 мас.%. CEIIW = 0,12 + 1,20/6 + 0,17/5 + 0,35/15 = 0,3773%. Если дополнительно Si = 0,25 и B = 0,0005 мас.%, по другой формуле Pcm получится 0,212%. Разница не является ошибкой анализа: показатели имеют разные коэффициенты и назначение. Из этих чисел температура подогрева не рассчитывается.
Практическая проверка
Для расчёта берут химический анализ конкретной плавки и отмечают отсутствующие элементы. Нельзя молча считать непоказанные значения нулевыми, особенно если производитель нормирует бор или микролегирование. У соединения разнородных сталей оценивают обе стороны, а влияние разбавления металла шва рассматривают отдельно. Марка материала сама по себе не заменяет сертификат партии.
Практический результат оценки — перечень условий сварки и подтверждающих испытаний. В процедуре фиксируют выбранную формулу, происхождение анализа, водородный класс расходников, тепловой цикл и диапазон толщин. При изменении условий проверяют применимость квалификации технологии. CE помогает объяснить тенденцию к упрочнению ЗТВ, но не предсказывает автоматически ударную вязкость, допустимую твёрдость или наличие трещины в конкретном шве.