Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

9.5 Сварка разнородных сталей и сплавов. 1 страница




9. 5 Сварка разнородных сталей и сплавов.

 

При сварке разнородных сталей и сплавов кроме общих положений о свариваемости нужно учитывать и дополнительные факторы, как-то:

- изменение состава шва в участках, прилегающих к сплаву другого легирования, чем наплавленный металл;

- образование в зоне сплавления хрупких кристаллизационных и диффузионных прослоек переменного состава;

- наличие остаточных напряжений в соединениях разного структурного класса, которые нельзя устранить термической обработкой.

Развитие факторов, способствующих химической, структурной и механической неоднородности сварных соединений, можно регулировать за счет химического состава электродных материалов (табл. 9. 69). Предварительная оценка структуры вероятных переходных составов шва в зависимости от степени перемешивания свариваемых сталей и легирования наплавленного металла производится путем использования структурной диаграммы Шеффлера. С ее помощью, зная свойства переходных составов шва, можно определить граничные значения доли участия в шве основного металла, выше которых свойства становятся непригодными (табл. 9. 70).

Анализируя ее данные, можно сделать вывод, что с повышением степени аустенитности электродных материалов легче получить качественное сварное соединение.

Режим ручной дуговой и механизированной сварки разнородных сталей нужно выбирать в зависимости от состава основного и присадочного металла с учетом рекомендаций, приведенных в табл. 2. 11, 9. 70, 9. 71.

 

9. 69 Связь между составом разнородных сталей и электродными материалами для их сварки

Свариваемые стали

Сварочные материалы

Электроды для ручной сварки

Флюсы

Проволока для сварки

Под флюсом В защитных газах
Разнородные высокохромистые: мартенситные* 15Х11МФ, 18Х11МНФБ, 11Х11Н2В2МФ, 20Х12ВНМФ, 16Х11Н2В2МФ, 20Х13 25Х13Н2, 13Х14Н3В2ФР ферритные 08Х13, 12Х17, 08Х17Т, 15Х18СЮ мартенситно-ферритные 15Х6СЮ, 15Х12ВНМФ, 18Х12ВМБФР, 12Х13, 14Х17Н2   Типа Э-06Х12Н, Э-12Х11НМФ, Э-10Х16Н4Б, Э-10Х25Н13Г2 АН-26, ОФ-6, АН-17 Св-0Х14ГТ, 15Х12ГНМВФ (ЭП390), Св-07Х25Н13, Св-08Х20Н9Г7Т Св-0Х14ГТ, 15Х12НМВБФ (ЭП249), 15Х12ГНМВФ (ЭП390)

 

 

 

Продолжение табл. 9. 69

Разнородные хромоникелевые: аустенитные 08Х10Н20Т2, 10Х11Н20Т3Р, 09Х14Н19В2БР1, 03Х16Н15М3Б, 08Х17Н13М2Т, 12Х18Н9Т, 04Х18Н10, 08Х18Н10Т, 03Х18Н11, 08Х18Н12Т, 08Х18Н12Б, 31Х19Н9МБТ, 07Х21Г7АН5, 03Х21Н21М4ГБ, 20Х23Н18, 12Х25Н16Г7АР Типа Э-04Х20Н9, Э-10Х25Н13Г2, Э-06Х19Н11Г2М2, Э-0Х20Н9Г6С, Э-11Х15Н25М6АГ2 АН-26, ОФ-6, АН-18 Св-04Х19Н9, Св-07Х25Н13, Св-04Х19Н11М3, Св-08Х20Н9Г7Т, Св-10Х16Н25ДМ6 Св-04Х19Н9С2 Св-Х20Н9Г7Т
аустенитно-ферритные 12Х21Н5Т, 08Х21Н6М2Т, 20Х23Н13, 08Х18Г8Н2Т аустенитно-мартенситные 20Х13Н4Г9, 09Х15Н8Ю, 07Х16Н6, 09Х17Н7Ю, 03Х17Н5М3        
Высокохромистые с хромоникелевыми Типа Э-1025Н13Г2, Э-10Х20Н9Г6С, Марки АНЖР-3 (Х25Н25М3) АН-26, ОФ-6 Св-07Х25Н13, Св-08Х20Н9Г7Т, Х25Н25М3 (ЭП622) Св-08Х20Н9Г7Т
Углеродистые обыкновенного качества и среднелегированные Типа Э-42А, Э-09МХ АН-348-А, ОСЦ-45 Св-08А, Св-10Г2 Св-08Г2С, Св-12ГС (в СО2)
Углеродистые качественные и среднелегированные Типа Э-09Х1М, Э-09Х1МФ АН-22 Св-08ХМ, Св-08ХМФА Св-08ГСМА, Св-10Г2СМА (в СО2)

* Мартенситные стали толщиной до 10 мм при отсутствии жестких закреплений можно сваривать без подогрева, В остальных случаях для них необходимы предварительный подогрев до 250-300°С и отпуск при 700-750°С сразу после сварки.

9. 70 Граничная доля участия в шве основного металла (перлитной стали) в зависимости от состава аустенитного шва

Композиция наплавленного металла Х18Н9 Х19Н12М2Ф Х20Н10Г6 Х25Н13 Х23Н17Г6 Х15Н25М6 2Х15Н35В3Б2 Х15Н70М10
Граничная доля участия, %

 

9. 71 Доля участия основного металла при сварке перлитной и аустенитной стали

Тип соединения

Структурный класс стали

Доля участия, % при сварке

ручной под флюсом полуавто-матической электро-шлаковой
Стыковое однослойное Перлитная Аустенитная 20-40 30-50 25-50 40-60   20-40 30-50
Корневые швы многопроходных стыковых и угловых швов Перлитная Аустенитная 25-50 35-60 35-60 40-70 - - - -
Наплавка валика Перлитная Аустенитная 15-40 25-50 25-50 35-60 8-20 15-25 - -

9. 6 Технологические особенности сварки труб.

 

Выбор материалов для изготовления трубопроводов и технология выполнения сборочно-сварочных работ зависит от назначения, характера транспортируемых по ним сред, территориального размещения и рабочих параметров, в первую очередь давления и температуры.

Разделка кромок труб и деталей трубопроводов под сварку приведены в ГОСТ 16037-80.

С учетом перечисленных факторов способы сварки трубопроводов и сварочные материалы необходимо выбирать согласно табл. 9. 72. В некоторых случаях прихватка и сварка изделий из этих сталей ведутся с предварительным подогревом в соответствии с табл. 9. 73. Корневой шов должен быть надежно проварен без дефектов, что достигается специальными приемами (9. 74).

 

9. 74 Способы обеспечения надежного провара корня шва при сварке трубопроводов

Способ сварки Характеристика или назначение способа сварки
Ручная дуговая сварка корня шва «на весу» Применение электродов малого диаметра 2, 5-3 мм.
Ручная аргонодуговая сварка корня шва «на весу» Надежное формирование корневого слоя. Защита обратной стороны шва аргоном.
Подварка корня шва изнутри трубы Увеличивается трудоемкость сварки. Возможен при диаметре труб более 700 мм, также при сварке секторных отводов или коротких труб диаметром более 300-400 мм.
Дуговая сварка под флюсом на флюсовой подушке или флюсомедной подкладке Сварка секций трубопроводов, обечаек и секций циркводоводов, крупногабаритных отводов, продольных швов труб и т. д.
Полуавтоматическая сварка в углекислом газе корня шва «на весу» Сварка проволокой малого диаметра   0, 8-1, 2 мм

9. 72 Связь между составом свариваемых сталей и марками электродных материалов, используемых при монтаже и ремонте труб, котлов и трубопроводов ТЭС

Марки сталей свариваемых элементов

Электродные материалы для сварки

ручной

в среде

под флюсом

Ar

CO2 проволока флюс
10, 15, 20, ВСт2кп, ВСт2сп, ВСт2пс, ВСт3кп, ВСт3пс, ВСт3Гпс МР-3, ОЗС-4, УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ТМУ-21У, ЦУ-5, АНО-6

 

Св-08Г2С, Св-08ГС

 

 

Св-08А,

Св-08АА,

Св-08ГС

АН-348А

ВСт4сп, 15Л, 20Л, 25Л УОНИ-13/45, ЦУ-5, УОНИ-13/55, ТМУ-21У
15ГС, 16ГС, 17ГС, 09Г2С, 10Г2С1, 14ХГС, 20ГСЛ ЦУ-5, УОНИ-13/55, ТМУ-21У Св-08ГС, Св-10Г2, Св-08ГА
12МХ, 15ХМ, 20ХМЛ, 15Х2М1, 12Х2МФСР ТМЛ-1У, ЦЛ-39, ТМЛ-3У Св-08МХ, Св-08ХМ

-

Св-10ХМ

АН-22

12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ ЦЛ-20, ТМЛ-3У, ЦЛ-45, ЦЛ-39 Св-08ХМФА, Св-08ХГСМФА

-

Св-08ХМФ
12Х11В2МФ* (ЭИ756) ЭА-400/10у, ЭА-400/10т Св-04Х19Н11М3

-

- -
08Х18Н12Т, 12Х18Н12Т, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т ЦТ-26, ЭА-400/10у ЭА-400/10т ЭА-395/9 ЦТ-15 Св-04Х19Н11М3 Св-10Х16Н25АМ6

-

Св-07Х19Н9ТЮ АН-26
20Х20Н14С2 (ЭИ211)** НИАТ-5 ЭА-395/9; ОЗЛ-6, ЗИО-8; ЭА-400/10у ЭА-400/10т -

-

- -
20Х23Н13 (ЭИ319)**     20Х23Н18 (ЭИ417), 08Х13, 12Х13** ОЗЛ-6;      ЗИО-8, ЭА-400/10у ЭА-400/10т НИАТ-5; ЭА-395/9; ОЗЛ-6; ЦЛ-9 -

-

- -
             

* Для сварки труб диаметром менее 100 мм

** Для приварки креплений к трубам

 

9. 73 Зависимость между составом и толщиной стали и температурой подогрева стыков труб при сварке согласно РТМ-1С-89

Марка сталей

Толщина стенки свариваемых элементов S, мм

Температура подогрева, °С

при прихватке стыка при сварке
15Х1МФ, 15Х1М1ФЛ   12Х2МФС, 12Х2МФБ Более 10   ≤ 10 250-300   200-250 300-350   300-350 (S> 6мм)
12Х1МФ, 20ХМФЛ   12МХ, 15МХ, 20ХМЛ, 12Х2М1   15ГС, 16ГС, 17ГС, 14ГН, 10Г2С1, 09Г2С, 14ХГС, 15Г6, 15Г2С, 20ГСЛ Более 10   Более 10   Более 30 200-250   -   - 250-300   250-300   ≥ 200
15Л, 20Л, 25Л, углеродистая сталь (С> 0, 24%) Более 30 - ≥ 150
Ст2, Ст3, Ст3Г, Ст4, сталь 10, 15, 20 Более 30 - ≥ 100

 

Наибольшее распространение получила ручная дуговая сварка покрытыми электродами (табл. 2. 7-2. 11) и ручная аргонодуговая сварка (табл. 9. 75). Сварка трубопроводов общего назначения выполняется полуавтоматами в среде СО2 и порошковой проволокой (табл. 9. 76-9. 78).

 

9. 75 Параметры режима ручной аргонодуговой сварки стыков

Объект сварки

Толщина стенки, мм

Число

проходов

Диаметр, мм

Сила тока, А

Расход аргона, (без поддува), л/мин

вольфрамового электрода присадочной проволоки
Трубы поверхностей нагрева котлов ТЭС. Стали перлитного класса марок 12Х1МФ, 15ХМ, 20 и подобные 4-6 1 (корневой слой) 2-3 1, 6-2 70-100 6-10
Трубопроводы пара и воды ТЭС. Стали 15Х1М1Ф, 12Х1МФ, 15ГС, 20 и подобные 10-70 1 (корневой слой; приварка подкладного кольца) 2, 5-3 1, 6-2 110-130 (прихватка на 90-110А) 6-12
Трубные системы АЭС. Стали перлитного класса марок 20, 12Х1МФ и подобные 3-4 5-7 2-3 2-2, 5 2, 5-3 1, 6-2 2-3 60-80 80-130 6-8 8-12
Трубные системы АЭС. Аустенитные стали марок 08Х18Н10Т, 10Х18Н9 и подобные 3-4 5-6 1-2 2-3 2-2, 5 2, 5-3 1, 6-2 1, 6-2 2-3 40-45 50-60 70-120 6-8 6-10 10-20

 

9. 76 Параметры режима полуавтоматической сварки в среде СО2 неповоротных стыков

Наименование стыка Диаметр электрода, мм Сила тока, А Напряжение, В
Вертикальный 1, 2 120-140 140-180 19-20 20-22

Горизонтальный

1, 2 140-160 180-220 22-23 24-25
1, 6 240-260 260-280 24-25 25-26

 

9. 77 Параметры режима полуавтоматической сварки в СО2 поворотных стыков

Толщина стенки, мм

Число проходов

Диаметр электрода, мм

Режимы сварки

корневого слоя

последующих слоев

сила тока, А напряжение, В сила тока, А напряжение, В
3-5 0, 8 80-90 19-21 - -
3-5 1, 2 140-180 22-24 - -
6-8 1, 2 130-150 20-23 150-200 22-24
10-12 1, 2 140-160 21-24 200-250 24-28
10-12 1, 6 280-300 28-30 320-380 30-32
10-12 2, 0 280-300 28-37 400-450 30-34
14-16 2-3 1, 2 140-160 21-24 200-250 24-28
14-16 1, 6 280-300 28-30 320-380 30-32
14-16 2, 0 280-300 28-32 400-450 30-34
18-20 3-4 1, 2 140-160 21-24 200-250 24-28
18-20 2-4 1, 6 280-300 28-30 320-380 30-32
18-20 2-4 2, 0 280-300 28-32 400-450 30-34
22-24 4-10 1, 2 140-160 21-24 200-250 24-28
22-24 3-8 1, 6 280-300 28-30 320-380 30-32
22-24 3-8 2, 0 280-300 28-32 400-450 30-34

Примечание. Расход углекислого газа при сварке электродом 0, 8-1, 2 мм составляет 8-10 л/мин и при сварке электродом 1, 6-2 мм около 16-20 л/мин. Вылет электрода 8-12 мм для диаметра 0, 8-1, 2 мм и 20-25 мм для диаметра 1, 6-2 мм.

 

9. 78 Параметры режима полуавтоматической сварки порошковой проволокой поворотных стыков трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей

Толщина стенки, мм Тип соединения Число слоев Марка проволоки Диаметр электрода, мм Скорость подачи электрода, м/час Сила тока, А Напряжение, В
4-6 Без скоса кромок

ПП-АН1

2, 8

88-112 200-250 22-23
С V-образной разделкой 2-3
5-9 Без скоса кромок

ПП-АН3

112-142 300-350 22-24
8-12 14-18

С V-образной разделкой

1-2 2-3 188-210 236-265 320-380 360-400 24-29 25-30
12-18 20-30 4-6 ПП-АН4 2, 5 400-450 280-320 28-32 25-30

 

Продолжение табл. 9. 78

5-8 Без скоса кромок

ПП-АН8

188-210 300-350 25-30
8-12 С V-образной разделкой 236-248 350-400 26-30
4-6 Без скоса кромок

ПП-2ДСК

2, 3

180-200 22-24
8-20 С V-образной разделкой 2-6 250-300 22-26

Примечание. Расход углекислого газа 8-14 л/мин при сварке проволокой марок ПП-АН4 и ПП-АН8.

 

При сварке неповоротных стыков труб в зависимости от диаметра трубы и толщины стенки используют способ дуговой сварки с давлением без присадки (автоопрессовка) или обычную в среде аргона (табл. 9. 79), а при сварке толстостенных труб сравнительно большого диаметра многослойные швы выполняют с колебаниями электрода с целью улучшения качества шва (табл. 9. 80). Сварку под флюсом используют как при соединении труб (табл. 9. 81), так и для приварки фланцев к ним (табл. 9. 82). Сварка труб магистральных трубопроводов большого диаметра обычно выполняется как вручную, так и под флюсом (табл. 9. 83).

 

9. 79 Параметры режима механизированной аргонодуговой сварки неповоротных стыков тонкостенных труб из стали 08Х18Н10Т

Способ сварки Наружный диаметр и толщина свари-ваемых труб, мм Номер прохода Скорость подачи электрода, м/час Сварочный ток, А Напря-жение, В Скорость сварки, м/час Расход газа, л/мин Частота колебания электродом, колеб/мин

Методом автопрессовки без присадочной проволоки (1-й проход непрерывной дугой, остальные проходы – опрессовка)

14х2 (2-6) - 65-75 40-45 8-9 10-12 7, 4-7, 5 6, 3 6-8 -
28х2 (2-5) - 70-75 40-45 9-10 10-12 7, 5-7, 8 18-20 6-8 -
32х2, 5 (2-5) - 70-75 45-55 9-10 10-12 7-7, 3 18-20 6-8 -
57х3, 5 (2-5) - 80-85 70-75 9-10 10-12 8, 5-8, 7 20-22 8-10 -
57х3, 5 (2-5) - См. примеч. 75-80 8-9 9-11 7, 8-8 10, 5-11 8-10 -
57х3, 5 (2-5) - 100-105 75-80 8-10 9-11 7-7, 5 10, 5-11 8-10 -

Непрерывной дугой с присадочной проволокой диаметром 1, 2-1, 6мм

57х3, 5 - 11-12 100-105 90-100 8-10 10-12 7-7, 5 7-7, 2 8-10 8-10 - 65-70
76х4 - 14-16 105-110 100-105 8-9 10-12 8, 3-8, 5 7-7, 4 8-10 8-10 - 65-70
108х6 2-3 - 20-33 110-120 130-145 9-11 10-12 10-12 10-12 10-12 10-12 - 50-60
159х10 2-5 - 18-22 165-170 170-175 10-11 10-12 8, 8-9, 2 3, 9-4, 2 10-12 10-12 - 30-38

Примечания. Первый проход – шагоимпульсным способом при токе импульса 117-120А, токе паузы 25-30А, длительности импульса 0, 6с и паузы 0, 45с.

9. 80 Параметры режима механизированной аргонодуговой сварки неповоротных вертикальных стыков трубопроводов ТЭС и АЭС с многослойным заполнением разделки

Марка стали

Наруж-ный диа-метр и толщина стенки труб, мм

Номер слоя

Технологические режимы сварки

Скорость подачи электро-да, м/час Сила тока, А Ско-рость сварки, м/час Амплитуда колебаний электродом при ширине разделки (В), мм Частота колебаний, колеб/мин
273х32 3-9 13-15 25-26 40-50 35-40 140-170 200-220 300-330 180-210 2-2, 1 2, 5-3 3, 5-4 3-3, 5 2-4 4-5 В-6 В-2 30-35 35-40 40-50 35-40
426х22 3-6 11-14 23-25 35-45 15-40 145-160 200-220 270-290 180-190 2-2, 1 2, 5-3 3, 5-4 3-3, 5 2-4 В-4 В-6 В-2 30-35 35-40 40-50 35-40

15ГС, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф и подобные

219х32 3-9 - 28-30 40-50 15-40 140-150 180-210 300-330 180-210 2-2, 5 3-3, 5 3, 5-4 3-3, 5 - В-4 В-6 В-2 - 33-40 38-48 35-40
273х36 3-10 - 28-30 45-60 15-40 140-150 190-210 300-330 180-21 2-2, 5 3-3, 5 3, 5-4 3-3, 5 - В-4 В-6 В-2 - 35-40 40-50 35-40
15ГС, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф и подобные 245х45 3-12 - 29-32 45-60 15-40 145-155 190-210 300-330 180-210 2-2, 5 3-3, 5 3, 5-4 3-3, 5 - В-4 В-6 В-2 - 35-40 40-50 35-40
08Х18Н10Т 325х14 3-5 - 20-23 30-33 33-35 100-105 110-115 140-155 140-150 4, 5-4, 7 2, 5-2, 7 2, 5-2, 7 2, 5-2, 7 - 2-2, 5 2, 5-3 6-7 - 20-22 30-35 20-25
08Х18Н12Т 560х32 3-10 10-12 16-18 40-45 30-40 140-145 170-180 220-240 200-210 2, 8-3 2, 8-3 3, 2-3, 5 3-3, 5 2-3 3-4 В-6 В-2 30-35 30-35 40-50 35-40

Примечания: 1. Расход аргона 12-16 л/мин.

2. Диаметр присадочной проволоки 1, 6-2 мм; для сварки корневого слоя диаметр проволоки 1, 2мм.

3. При сварке перлитной стали марок 20, 15ГС, 12Х1МФ и подобных присадочная проволока подается вслед движению электрода; при сварке аустенитной стали марки 08Х18Н10Т и подобных – навстречу движения электрода.

9. 81 Параметры режима автоматической сварки под флюсом поворотных вертикальных стыков по предварительной подварке

Толщина стенки, мм

Диаметр электрода, мм

Режим сварки

первого слоя

последующих слоев

Сила тока, А Напря-жение, В Скорость сварки, м/час Сила тока, А Напря-жение, В Скорость сварки, м/час
275-300 26-28 48-50 - - -
400-425 26-28 38-40 - - -

Продолжение табл. 9. 81

450-475 500-525 30-34 38-40 34-36 28-32 600-630 675-700 34-36 38-40 37-40 30-32
450-475 500-525 30-34 38-40 34-36 28-32 650-700 700-750 36-38 38-40 36-38 30-32
450-475 500-525 30-34 38-40 34-36 28-32 700-750 750-800 36-38 38-40 36-38 30-32

 

9. 83 Параметры режима автоматической сварки под флюсом

Диаметр трубы, мм

Толщина стенки, мм

Диаметр электрода, мм

Номер слоя

Сварочный ток, А

Напряжение, В

Скорость сварки, м/час

Вылет электрода, мм

Смещение электрода, мм

Угол наклона электрода «вперед»

1·10-2 рад

Град

Односторонняя сварка по предварительно сваренному корню шва

7-8

Первый

Второй

400-480 400-480 40-42 42-45 32-34 30-32

30-35

40-45 30-40 - -

-

-

8-9

Первый

Второй

400-450 400-480 42-45 48-50 40-42 40-42

30-35

60-80 40-50 - -

-

-

Первый

Второй

400-480 480-500 40-45 48-50 37-39 40-42 60-80 40-50 - -

-

-

Первый

Второй

550-650 680-750 46-48 48-50 62-64 58-60 40-60 30-40 - -

-

-

11-12

Первый

Второй

400-420 500-580 45-47 48-50 30-32 44-46

30-35

60-80 40-50 - -

-

-

Первый

Второй

580-650 680-750 46-48 48-50 57-59 50-52 50-80 40-60 - -

-

-

11-12

Первый

Второй

750-800 800-850 44-46 48-50 66-68 56-58 60-80 40-60 До 50

До 30

12, 5

Первый

Второй

400-420 500-550 44-48 48-50 30-32 37-39

30-35

60-80 40-70 -

-

Первый

Второй

540-580 560-600 44-48 48-52 44-46 37-39 80-100 60-80 До 8

До 5

Первый

Второй

750-800 800-850 44-46 48-50 66-68 57-59 80-100 60-80

Первый

Второй

Третий

640-720 700-750 750-800 42-46 44-48 48-52 48-50 48-50 44-46 80-100 80-100 60-80
17-20, 5

Первый

Второй и послед

Облицо-вочный

750-800 800-850   850-900 44-46 45-47   46-48 50-52 50-52   48-50

40-50

40-50

 

40-50

60-100 40-80   40-80 До 50

До 30

Двусторонняя сварка

17 и более

Первый

Второй и послед

Третий (изнутри)

800-850 750-800   700-750 43-45 45-47   40-46 44-46 44-46   31-33

40-50

40-50

 

40-45

60-80 60-80   15-25 До 25  

До 15

 

                             

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...