Конструкционная сталь: виды, свойства, особенности лазерной обработки и сварки

Такой металл, как конструкционная сталь — фундамент современной промышленности и строительства. Благодаря сочетанию пластичности и способности выдерживать экстремальные статические и динамические нагрузки, этот материал незаменим там, где требуется максимальная надёжность. В этой статье мы разберем классификацию марок и выясним, почему лазерная обработка является «золотым стандартом» для работы с этим металлом.

Что такое конструкционная сталь и варианты её применения

По составу конструкционные стали — это сплав железа с углеродом. По свойствам конструкционные стали превосходят нержавейку в показателях прочности, поэтому применяются в сферах, где эта характеристика играет решающее значение.

Из конструкционной стали изготавливают:

Промышленные механизмы, детали станков, подшипники, валы, оси, шестерни.
Строительные элементы: каркасы, перекрытия, балки, мосты.
Энергетическое оборудование, котлы, генераторы.
Транспорт, сельхозтехнику, спецтехнику.
Крепёжные элементы.
Пружины, рессоры.
Проволоку, проводку.

Назначение конструкционных сталей зависит от марки. В промышленности и строительстве используются и дешёвые, и дорогие марки.

Классификация основных конструкционных сталей

Что такое конструкционная сталь и варианты её применения

Марки стали, относящиеся к конструкционным	Количество примесей (сера, фосфор), %	Особенности маркировки
Обыкновенного качества	0,05-0,06	Ст (пример: Ст3сп, где цифра – это условный номер марки)
Качественная	до 0,035	Сталь (обозначается числами, указывающими содержание углерода в сотых долях – 08, 10, 20 и т.д.)
Высококачественная (пониженное содержание серы и фосфора)	до 0,025	В конце маркировки добавляется «А» (пример: 20А)
Особо высококачественная (очистка методом электрошлакового переплава)	до 0,015	В конце через тире добавляется «Ш» (пример: 30ХГСА-Ш)

Буквы Х, Г, С в маркировке означают добавление легирующих элементов – хрома, марганца, кремния соответственно. Сочетания букв -ВД, -ВИ, -ПВ обозначают использование других (редких) способов выплавки, которые переводят сталь в разряд особо высококачественных.

Конструкционная качественная сталь содержит малое количество примесей. Чем больше в металле фосфора, тем он более хрупкий, особенно на морозе. Большое содержание серы при термической обработке конструкционных сталей свыше 850 °C даёт трещины. Кроме того, стали делят на углеродистые и низко-, средне-, высоколегированные.

Достоинства и недостатки конструкционной стали

Преимущества:

Высокая прочность.
Пластичность, более простой процесс сварки конструкционных сталей в сравнении с другими сплавами.
Сопротивление усталости и износу.
Антикоррозийные свойства.

Минусы:

Склонность к деформации отдельных участков после ковки и проката, что в дальнейшем затрудняет резку.
Большой вес, что повышает нагрузку на фундамент.
Низкая огнестойкость: снижение прочности при воздействии температуры свыше 500 °C.

Лазерные технологии в обработке конструкционной стали

Такие виды сварки, как газопламенная и электродуговая, имеют ограничения при работе с этим видом стали, поскольку из-за воздействия и распределения тепловой энергии в дальнейшем происходит деформация шва. При воздействии лазером образуется узкая зона проплавления при высокой скорости обработки, лазер воздействует локально, уменьшая объём расплавленного металла. В результате деформация шва минимальная, что повышает качество соединений.

Кроме сварки, применяются и другие виды обработки конструкционной стали: резка, очистка, полировка швов. Лазерный луч:

Ровно режет металл без коробления кромок.
Очищает поверхность, не перегревая нижележащие слои.
Полирует до гладкости, не оставляя шероховатостей.

Для обработки стали «ИТЦ ЛазерТех» использует лазерное оборудование с волоконным лазером от компании IPG, что является одной из самых современных и перспективных технологий.

Преимущества сотрудничества с «ИТЦ ЛазерТех»

Хотите обеспечить безупречное качество швов и точность реза для ваших изделий? Доверьте обработку конструкционной стали экспертам «ИТЦ ЛазерТех»: очистку, сварку, резку, гравировку и другие работы, в том числе изготовление металлоконструкций под ключ. Мы работаем по ГОСТ на передовом оборудовании IPG Photonics, гарантируя отсутствие деформаций и долговечность соединений. Свяжитесь с нами и пришлите чертеж или ТЗ на расчет прямо сейчас — наши инженеры подберут оптимальное решение для вашего проекта!