Як розрахувати вуглецевий еквівалент сталі С235-С390 і оцінити умови зварювання
Вуглецевий еквівалент будівельної сталі розраховують за фактичним хімічним складом плавки, щоб попередньо оцінити її зварюваність і визначити, чи потрібна додаткова технологічна опрацювання зварних з'єднань. Саме значення зекв не замінює технологію зварювання: результат необхідно розглядати разом з товщиною металу, жорсткістю вузла, вмістом дифузійного водню, температурою металу і тепловкладенням.
Для прокату будівельного призначення класів міцності С235–С390 вихідні дані беруть з документа про якість на конкретну плавку. Використання усередненого складу марки або довідкового значення знижує сенс розрахунку: дві партії одного класу міцності можуть мати різний фактичний хімічний склад і, отже, різний вуглецевий еквівалент.
Що показує вуглецевий еквівалент
Вуглець підвищує міцність і прокаливаемость стали, але одночасно збільшує ймовірність утворення твердих структур в зоні термічного впливу. Марганець, хром, молібден, ванадій і ряд інших легуючих елементів також впливають на прожарюваність. Формула вуглецевого еквівалента приводить їх дію до умовного вмісту вуглецю і дає єдиний розрахунковий показник.
Чим вище зекв, тим уважніше необхідно оцінювати ризик холодних тріщин. Такий ризик формується при одночасній дії трьох груп факторів:
- чутлива структура - висока швидкість охолодження сприяє утворенню твердих гартівних складових;
- водень - надходить з вологих електродів, забруднень, іржі, конденсату і захисних матеріалів;
- розтягувальне напруження - виникають через усадки шва, високої жорсткості вузла, послідовності зварювання і зовнішнього закріплення деталей.
Вуглецевий еквівалент характеризує головним чином металургійну складову ризику. Він не показує фактичний вміст водню, ступінь закріплення сполуки і реальний термічний цикл.
Формули Зекв за ГОСТ 27772-2021
ГОСТ 27772-2021 встановлює формулу для розрахунку вуглецевого еквівалента прокату для будівельних сталевих конструкцій:
Соекв = C + Mn/6 + Si/24 + Cr/5 + Ni/40 + Cu/13 + V/14 + P/2,
Де C, Mn, Si, Cr, Ni, Cu, V і P — фактичні масові частки елементів, зазначені в документі про якість,%.
За погодженням виробника прокату з замовником стандарт допускає Розширений варіант, що враховує ніобій і молібден:
Соекв = C + Mn/6 + Si/24 + Cr/5 + Ni/40 + Cu/13 + (V + Nb)/14 + Mo/4 + P/2.
Застосовувати розширену формулу довільно не слід. У замовленні і документі про якість має бути зрозуміло, по