До и после Победы. Книга 1 (СИ)

Причем применяли обратно-ступенчатый метод сварки, когда заваривали короткими швами в обратном общему направлению заварки - положат валик сантиметров десять на ближнем к себе участке, ведя электродом по направлению на себя, затем, отступив столько же от дальнего конца свежего валика, снова варят по направлению к себе очередной участок - и когда дойдут до первого наваренного участка - тот тоже начинает нагреваться и отпускается - снимается закалка первого участка. Затем концом третьего участка снимается закалка второго - и так далее. Ну а если углубление было большим и для его заварки в шве накладывалось несколько валиков, то эти валики перекрывали валики предыдущих участков как минимум на треть. Да и кратер - углубление, остающееся в конце каждого шва - выводили на подкладки из простого железа - то есть подкладку приваливали тем же швом и убирали ее после остывания, а то и оставляли на броне - кратер теперь был в шве этой подкладки, а не в шве, расположенном на броне. А то еще поверх шва наварят накладку, чтобы дополнительно усилить шов и защитить его. В общем - повышенный углерод создавал дополнительные проблемы.

Создавали их и легирующие примеси. Так, их повышенной содержание снижало теплопроводность бронестали - как результат, прилегающая к шву зона такой стали хуже выводит тепло дальше в глубину, из-за чего она получает закалку, которая потом приведет к трещинам или повышенной хрупкости. С этим боролись, накладывая еще один дополнительный - отжигающий - валик шва - каждый последующий валик отпускал закалку, возникшую из-за предыдущего, и если не класть отжигающий - уже как бы и лишний - то останется закалка от последнего валика. Причем положить этот валик надо аккуратно - в двух-трех миллиметрах от края шва - так, чтобы он отжег нижележащий валик, но вместе с тем не закалил новую порцию основного металла.

С легирующими примесями есть еще одна беда - они выгорают, то есть соединяются с кислородом, как результат - в металле шва образуются тугоплавкие оксиды, снижающие прочность. То есть при сварке легированных сталей возникала задача допустить к месту сварки как можно меньше кислорода. С этим мы боролись несколькими способами. Края будущего шва тщательно зачищались, чтобы в них было как можно меньше ржавчины - этим занимались "подмастерья". Также применяли электроды с толстой обмазкой, чтобы максимально затруднить доступ воздуха - при разложении обмазки под действием высокой температуры такие электроды дадут больше газов, да и сами электроды выделывали из бронестали, чтобы они хоть как-то компенсировали расход легирующих добавок. Сварка в среде углекислого газа не подойдет - он сам содержит кислород и под высокой температурой разлагается, а образующийся при этом углерод науглероживает сталь шва и ее свойства меняются не в лучшую сторону - сталь становится тверже, но и более хрупкой, что для танка плохо. Не подойдет и водород - он насыщает металл шва и также делает его хрупким из-за газовых пузырей. А инертные газы типа аргона нам недоступны, так что только защита обмазками и легирование электродов.

И проблемы из-за примесей на этом не заканчиваются. Примеси повышают устойчивость аустенита, в результате чего он начинает распадаться не при высоких, а уже при небольших - градусов двести - температурах, когда окружающий металл уже застыл и малоподвижен. И если скорость охлаждения невелика, он будет превращаться в перлит или сорбит, которые имеют ту же плотность, поэтому напряжений не возникнет. А вот если скорость остывания будет большой, он превратится в мартенсит, плотность которого больше - то есть в теле металла появятся как бы полости - мартенсит вожмется в себя и вокруг появятся пустоты, а следовательно - напряжения, которые уже практически не будут компенсированы пластичностью металла - при таких температурах она уже довольно низкая. Тут уж поможет только предварительный прогрев свариваемого участка, подбор флюса, чтобы он обеспечивал защиту от быстрого остывания, да и помещения, где выполняется сварка, должны быть без сквозняков.

К счастью, ремонт паровозов требовал и сварочных работ по чугуну - а это ведь тоже сплав с повышенным содержанием углерода - тут и повышенная жидкотекучесть, когда металл слишком быстро растекается по поверхности металла и мешает отходу газов - шов получается пористый; и отбеливание при слишком большой скорости охлаждения, когда углерод не успевает выделиться в виде графита и образуется карбид железа. Так что тут были специалисты, знакомые с особенностями сварки высокоуглеродистых сталей, поэтому мы сложили знания механиков из танковых частей с оборудованием и знаниями железнодорожников.