Сварка высоколегированных коррозионно-стойких, жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов

К сварным соединениям высоколегированных сталей и сплавов, помимо требований по прочности, пластичности и т. д. предъявляются и другие требования, которые определяются особенностями свариваемого металла и назначением конструкции:

— для жаростойких сталей (и сплавов) - обеспечение длительной прочности, стабильности микроструктуры, стойкости против хрупкости и т. д. при длительном воздействии высоких температур и нагрузок;

для коррозионно-стойких (нержавеющих) сталей - способность противостоять различным видам коррозии;

для окалиностойких сталей и сплавов - способность противостоять образованию окалины и некоторым видам коррозии.

Большинство высоколегированных сталей обладает пониженным коэффициентом теплопроводности и повышенным коэффициентом линейного расширения (в два и в полтора раза соответственно по сравнению с низкоуглеродистыми сталями).

Низкий коэффициент теплопроводности вызывает концентрацию тепла и соответственно увеличение проплавления металла. Поэтому для получения необходимой глубины проплавления величину сварочного тока снижают на 10-20%.

Увеличенный коэффициент линейного расширения вызывает большие деформации сварного соединения, а в ряде случаев - образование трещин. Высоколегированные стали вообще более склонны к образованию трещин, чем низкоуглеродистые стали.

Для предотвращения образования трещин при сварке высоколегированных сталей используют ряд методов:

ограничение содержания в шве вредных примесей (фосфора, серы, свинца, олова, висмута, сурьмы и т. д.);

создание в металле шва двухфазной структуры (аустенит и феррит);

введение таких элементов, как марганец, вольфрам, молибден;

применение электродных покрытий основного и смешанного видов;

обеспечение менее жесткого состояния изделия при сварке.

Одно из главных условий дуговой сварки высоколегированных сталей — постоянное поддержание короткой дуги, т. к. при сварке короткой дугой обеспечивается лучшая защита расплавленного металла от кислорода и азота воздуха.

Коррозионная стойкость сварных соединений из нержавеющих сталей увеличивается при ускорении остывания изделий после сварки. Для этого швы поливают водой, используют медные водоохлаждаемые прокладки, промежуточное остывание слоев.

При сварке любых марок высоколегированных сталей рекомендуется общий или местный подогрев до температуры 100-300 °С. Подогрев способствует более равномерному распределению температур по изделию в процессе сварки, а также более медленному охлаждению, которое устраняет концентрированные усадочные деформации по сечению сварного соединения. В результате возможность образования трещин устраняется.

Для сварки высоколегированных сталей используется сварочная проволока по ГОСТ 2246-70 (41 марка), например, Св-04Х19Н9, Св-06Х19Н9Г, Св-07Х19Н10Ю, Св-08Х20Н0С2БТЮ и другие.

Электроды выбирают с основными, рутило-основными и рутилофлюоритно-основными покрытиями. Примерный выбор электродов, а также некоторые другие данные о сварке высоколегированных сталей приведены в табл. 18, 19, 20.

Газовую сварку высоколегированных сталей ведут на пониженной мощности пламени (из расчета 70 дм³/ч на 1 мм толщины металла). Это делается для того, чтобы избежать коробления свариваемого изделия. С той же целью используется предварительный подогрев до некоторой температуры, которая выбирается в зависимости от марки стали.

Таблица 18

Технологические характеристики некоторых марок электродов для сварки коррозионно-стойких сталей

Марка электрода	Устой-чивость дуги	Расход элек-тродов на 1 кг наплав-ленного металла	Коэффи­циент наплавки, г/А-ч	Диаметр электро­да, мм	Величина тока, А	Род ток»	Температура прокаливания электрода, ^оС
Нижнее положение	Верти­кальное положение	Пото-лочное положение
ОЗЛ-8	Удовлетво­рительная	1,6			60-80 110-130	50-70 70-110	50-70 70-110	Постоян
ОЗЛ-14	Хорошая	1,6			50-70 120-140	40-60 80-120	40-60 90-120	Постоян Перемен	200-280
ЗИО-3	Удовлетво­рительная	1,55	12,5		80-100 110-130	70-90 110-120	70-90 100-120	Постоян	300-320
ЦЛ-11	Удовлетво­рительная	1,8	12,5		70-90 110-130	60-80 80-110	60-80 80-110	Постоян	320-350
ЦТ 15-1	Удовлетво­рительная	1,6			80-110 120-140	70-90 90-110	70-90 90-110	Постоян	350-450

Таблица 19

Технологические характеристики некоторых марок электродов для сварки жаростойких сталей

Марка электрода	Устой-чивость дуги	Расход элек-тродов на 1 кг наплав-ленного металла	Коэффи­циент наплавки, г/А-ч	Диаметр электро­да, мм	Величина тока, А	Род ток»	Температура прокаливания электрода, ^оС
Нижнее положение	Верти­кальное положение	Пото-лочное положение
ОЗЛ-6	Удовлетво­рительная	1.6	11,5	2,5	30-50 40-70 60-80 120-140	25-40 35-60 55-75 90-120	25-40 35-60 55-75 90-120	Постоян
ЦЛ-25	Удовлетво­рительная	1,8	10,5		80-100 110-140	70-90 90-120	70-90 90-120	Постоян	350-400
ОЗЛ-4	Удовлетво­рительная	1,43		2,5	30-50 40-70 60-80 110-130	25-40 35-60 55-75 90-120	25-40 36-60 56-76 90-120	Постоян
ЦТ-17	Удовлетво­рительная	1,9	10,5		60-80 110-130	70-90 100-125	70-90 95-115	Постоян	350-400
ОЗЛ-5	Удовлетво­рительная	1,46	12,5		60-80 110-130 140-160	65-75 90-120	55-75 90-120	Постоян
ОЗЛ-9А	Хорошая	1,5	13,5		70-90 110-130	50-80 90-110	50-80 90-110	Постоян

Таблица 20

Технологические характеристики некоторых марок электродов для сварки жаропрочных сталей и сплавов

Марка электрода	Устой-чивость дуги	Расход элек-тродов на 1 кг наплав-ленного металла	Коэффи­циент наплавки, г/А-ч	Диаметр электро­да, мм	Величина тока, А	Род ток»	Температура прокаливания электрода, ^оС
Нижнее положение	Верти­кальное положение	Пото-лочное положение
ЦТ-1	Удовлетво­рительная	1,59			80-110 130-150	70-100 115-135	70-100 105-125	Постоянный	350-450
ЦТ-7	Удовлетво­рительная	1,86			80-110 100-140	- -	- -	Постоянный	350-400
ЦТ-16	Удовлетво­рительная	1,49	10,5		80-100 110-140	- -	- -	Постоянный	350-450
ЦТ.16-1	Удовлетво­рительная	1^49			80-100 110-140	70-90 90-125	70-90 90-125	Постоянный	450-450
КТИ-7-62	Удовлетво­рительная	1,6	11,2	2,5	65-75 80-100 110-130	- - -	- - -	Постоянный	800-350

Окислительное пламя не допускается, т. к. это приводит к выгоранию хрома. В качестве присадка используется сварочная проволока марок Св-02Х19Н9Т, Св-08Х1910Б и других с минимальным содержанием углерода, легированную титаном или ниобием. Диаметр присадочной проволоки выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла и способа сварки.

Дата добавления: 2014-01-07