 |
9.3.6. Технология сварки высоколегированных аустенитных сталей и сплавов
|
|
|
|
Высоколегированные аустенитные стали имеют повышенное содержание основных легирующих элементов – хрома и никеля (обычно не ниже 16 и 7 % соответственно).
Газовая сварка обеспечивает большую зону разогрева, значительный перегрев расплавленного металла и замедленное охлаждение.
При этом происходит значительный угар легирующих элементов. Она наименее благоприятна для сварки, особенно кислотостойких, сталей, в которых может развиваться значительная межкристаллитная коррозия. Газовая сварка может использоваться для сварки жаропрочных и жаростойких сталей толщиной 1…2 мм. Сварка ведётся нормальным пламенем с мощностью пламени 70…75 л/ч на 1 мм толщины свариваемого металла. Процесс следует вести с возможно большей скоростью левым способом, мундштук держать под углом 45о к поверхности. В сварных соединениях образуются большие коробления.
Ручная дуговая сварка.
Таблица 9. 10
Некоторые марки электродов для сварки высоколегированных сталей и сплавов
| Марка стали | Марка элект-родов | Тип электродов по ГОСТ 10052-75 | Структура наплавленного металла |
| Коррозионно-стойкие стали | |||
| 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н12Б, 08Х22Н6Т и подобные, работающие в агрессивных средах, когда к металлу шва предъявляются требования по стойкости к МКК | ЦЛ-11, ОЗЛ-7, ОЗЛ-8, ОЗЛ-22, ОЗЛ-36 | Э-04Х20Н9, Э-07Х20Н9, Э-08Х19Н10Г2Б | Аустенитно-фер-ритная с 2, 5…7% α -фазы |
| Те же стали, работающие в агрессивных средах, когда к металлу шва предъявляются жёсткие требования по стойкости к МКК | ОЗЛ-7, АНВ-13 | Э-08Х20Н9Г2Б | Аустенитно-фер-ритная с 5…10% α -фазы |
| Те же стали, работающие при температурах до 600оС в жидких агрессивных средах, когда к металлу шва предъявляются требования по стойкости к МКК | Л-38М | Э-02Х19Н9Б | Аустенитно-фер-ритная с 3…5% α -фазы |
|
|
|
| Марка стали | Марка элект-родов | Тип электродов по ГОСТ 10052-75 | Структура наплавленного металла |
| 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 08Х18Н12Б, 08Х21Н6М2Т и подобные, работающие при температурах до 700оС в жидких агрессивных средах, когда к металлу шва предъявляются требования по стойкости к МКК | СЛ-28, ОЗЛ-20, ОЗЛ-41 | Э-08Х19Н10Г2МБ, Э-09Х19Н10Г2М2Б | Аустенитно-фер-ритная с 4…5% α -фазы |
| Те же стали, работающие при температурах до 700оС в жидких агрессивных средах, когда к металлу шва предъявляются жёсткие требования по стойкости к МКК | НЖ-13 | Э-09Х19Н10Г2М2Б | Аустенитно-фер-ритная с 4…8% α -фазы |
| Жаропрочные стали | |||
| 12Х18Н9, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, работающие при температурах до 800оС | ЦТ-15, ЦТ-26 | Э-08Х16Н8М2, Э-08Х17Н8М2 | Аустенитно-фер-ритная с 2…4% α -фазы |
| 10Х23Н18 и подобные, работающие при температурах до 850оС | ОЗЛ-4, ОЗЛ-6 | Э-10Х25Н13Г2 | Аустенитно-фер-ритная с содер-жанием α -фазы не менее 2, 5% |
| Жаростойкие стали | |||
| 20Х20Н14С2, 20Х25Н20С2, работающие при температурах 900…1100оС | ОЗЛ-6, ОЗЛ-31М | Э-12Х24Н14С2 | Аустенитно-фер-ритная с 3…10% α -фазы |
| 20Х25Н20С2, 4Х18Н25С2, работающие при температурах до 1050оС, когда к металлу шва предъявляются требования жаростойкости и жаропрочности | ОЗЛ-5, ОЗЛ-9-1 | Э-28Х24Н16Г6 | Аустенитно-карбидная |
Применением электродов с фтористо-кальциевым покрытием, уменьшающим угар легирующих элементов, достигается получение металла шва с необходимым химическим составом и структурами. Уменьшению угара легирующих элементов способствует и поддержание короткой дуги без поперечных колебаний электрода.
Тип покрытия электрода диктует необходимость применения постоянного тока обратной полярности (при переменном или постоянном токе прямой полярности дуга неустойчива). Тщательная прокалка электродов, режим которой определяется их маркой, способствует уменьшению вероятности образования в швах пор и вызываемых водородом трещин.
|
|
|
Сварка под флюсом. Это один из основных способов сварки высоколегированных сталей толщиной 3…50 мм имеет большое преимущество перед ручной дуговой сваркой покрытыми электродами ввиду стабильности состава и свойств металла по всей длине шва.
Отличие техники сварки высоколегированных сталей и сплавов от техники сварки обычных низколегированных сталей заключается в уменьшении вылета электрода в 1, 5…2 раза ввиду повышенного электросопротивления сварочных проволок. Для предупреждения перегрева металла и связанного с этим огрубления структуры, возможности появления трещин и снижения эксплуатационных свойств сварного соединения многослойные швы повышенного сечения рекомендуется сваривать швами небольшого сечения. Это предопределяет использование сварочных проволок диаметром 2…3 мм.
Легирование через проволоку более предпочтительно, так как обеспечивает повышенную стабильность состава металла шва. При сварке используют безокислительные низкокремнистые фторидные и высокоосновные флюсы, создающие в зоне сварки безокислительные или малоокислительные среды, способствующие минимальному угару легирующих элементов.
Тип флюсов предопределяет преимущественное использование для сварки постоянного тока обратной полярности. При этом достигается и повышенная глубина проплавления.
Таблица 9. 11
Флюсы для электродуговой и электрошлаковой сварки высоколегированных сталей
| Марка флюса | Назначение |
| АНФ-14, АНФ-16, 28-ОФ-10, К-8 | Автоматическая электродуговая сварка аустенитно-ферритными швами |
| АН-26 | Автоматическая электродуговая сварка сталей с небольшим запасом аустенитности аустенитно-ферритными швами |
| АНФ-5, ФЦК | Автоматическая электродуговая сварка сталей с небольшим запасом аустенитности чисто аустенитными швами |
| 48-ОФ-6 | Автоматическая электродуговая и электрошлаковая сварка сталей с большим запасом аустенитности чисто аустенитными швами |
| АНФ-1, АНФ-6, АНФ-7, АН-29, АН-292 | Электрошлаковая сварка сталей с большим запасом аустенитности чисто аустенитными швами |
|
|
|
Электрошлаковая сварка. Важнейшая особенность способа – пониженная чувствительность к образованию горячих трещин, что позволяет получить чисто аустенитные швы без трещин. Это объясняется специфическими особенностями электрошлаковой сварки: малой скоростью перемещения источника нагрева и характером кристаллизации металла сварочной ванны, отсутствием в стыковых соединениях угловых деформаций.
Длительное пребывание металла при температурах 1200…1250оС, приводя к необратимым изменениям в его структуре, снижает прочностные и пластические свойства.
При сварке коррозионно-стойких сталей перегрев стали в околошовной зоне может привести к образованию в ней ножевой коррозии. Для предупреждения этих дефектов необходима термообработка сварных изделий (закалка или стабилизирующий отжиг).
Таблица 9. 12
Некоторые марки сварочных проволок для электродуговой сварки под флюсом и электрошлаковой сварки высоколегированных сталей
| Марка стали | Марка проволоки |
| Коррозионно-стойкие стали | |
| 12Х18Н9, 08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т и подобные, когда к металлу шва предъявляются требования стойкости к МКК | Св-01Х19Н9, Св-04Х19Н9, Св-06Х19Н9Т, Св-07Х18Н9ТЮ, Св-04Х19Н9С2, Св-05Х19Н9Ф3С2 |
| 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н12Б и подобные, работающие при температурах выше 350оС или в условиях, когда к металлу шва предъявляются требования стойкости к МКК | Св-07Х19Н10Б, Св-05Х20Н9ФБС |
| 10Х17Н13М3Т, 08Х18Н12Б и подобные, когда к металлу шва предъявляются жёсткие требования стойкости к МКК | Св-08Х19Н10М3Б, Св-06Х20Н11М3ТБ |
| 08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т и подобные, свариваемые в углекислом газе, когда к металлу шва предъявляются требования стойкости к МКК | Св-08Х25Н13БТЮ |
| Марка стали | Марка проволоки |
| Жаропрочные стали | |
| 12Х18Н9 с аустенитно-ферритными швами | Св-04Х19Н9 |
| 12Х18Н9Б, 08Х18Н12Т и др. с аустенитно-ферритными швами | Св-08Х18Н8Г2Б |
| Х15Н35В4Т | Св-06Х19Н10М3Т |
| Жаростойкие стали | |
| 20Х23Н13, 08Х20Н14С2 и подобные | Св-07Х25Н13 |
| 20Х23Н18 и подобные, работающие при температурах 900…1100оС | Св-07Х25Н12Г2Т, Св-06Х25Н12ТЮ, Св-08Х25Н13БТЮ |
| ХН35ВЮ, 20Х25Н20С2 и подобные, работающие при температурах до 1200оС | Св-08ХН50 |
|
|
|
|
|
|
