ГлавнаяСтатьи

Сварка легированных сталей

К низколегированной относится сталь, легированная одним или несколькими элементами, если содержание каждого из них не превышает 2%, а суммарное содержание легирующих добавок не более 5%. Низколегированные стали делятся на низкоуглеродистые конструкционные, теплоустойчивые и среднеуглеродистые стали.

Низколегированная низкоуглеродистая конструкционная сталь по реакции на термический цикл сварки мало отличается от обычной низкоуглеродистой стали. Различие в основном состоит в несколько большей склонности к образованию закалочных структур в металле шва и околошовной зоны при повышенных скоростях охлаждения. Дополнительное легирование стали марганцем, кремнием и другими элементами способствует образованию в сварных соединениях закалочных структур. Поэтому режим сварки большинства этих сталей ограничивается более узкими пределами погонной энергии, чем при сварке пизкоуглеродистой стали. Обеспечение равнопрочности металла шва с основным металлом достигается главным образом за счет легирования его элементами, переходящими из основного металла. Иногда для повышения стойкости против хрупкого разрушения металл шва дополнительно легируют через сварочную проволоку. Стойкость металла против кристаллизационных трещин несколько ниже, чем у низкоуглеродистых сталей. Повышения стойкости достигают путем снижения содержания в металле шва углерода, серы и некоторых других элементов за счет применения сварочной проволоки с пониженным содержанием указанных элементов, а также выбора соответствующей технологии и рациональной конструкции. Технология сварки низколегированных низкоуглеродистых конструкционных сталей покрытыми электродами мало отличается от технологии сварки низкоуглеродистых сталей. Сварку ведут в основном электродами с фтористо-кальциевым покрытием типа Э42А и Э50А, которые обеспечивают более высокую стойкость против образования кристаллизационных трещин и повышенные пластические свойства по сравнению с электродами других типов. При газовой сварке низколегированной стали используют нормальное пламя, мощность которого выбирают из расчета 75—100 дм3/ч ацетилена при левом способе и 100—130 дм3/ч при правом способе на 1 мм толщины металла. Для повышения механических свойств металла шва его проковывают при 800—850 °С с последующей нормализацией.

При изготовлении изделий из низколегированных теплоустойчивых сталей наибольшее распространение находит ручная сварка покрытыми электродами и полуавтоматическая сварка в защитных газах. Работа конструкций при высоких температурах способствует протеканию диффузионных процессов. Поэтому для снижения интенсивности протекания этих процессов в сварном соединении стремятся максимально приблизить составы металла шва и основного. Для сварки хромомолиб-деновых сталей применяют электроды типа ЭМХ. Стали с малым содержанием углерода рекомендуется сваривать с предварительным подогревом до 200 °С, при большем содержании подогрев производят при 250 —300 °С. Хромомолибденованадиевые стали сваривают электродами типа ЭХМФ с предварительным и сопутствующим подогревом до 300—350 °С и последующим высоким отпуском при 700—740 °С в течение 2 —3 ч. При сварке листовой молибденовой стали малых толщин предварительный подогрев не выполняют, а при толщинах более 6 мм требуется предварительный подогрев, температуру которого увеличивают с увеличением толщины металла. Многослойную сварку ведут способом «каскад». При сварке трубопроводов с толщиной стенки более 6 мм и содержанием углерода в металле более 0,18 % следует применять предварительный подогрев, обеспечивающий во время сварки температуру металла шва в околошовной зоне не ниже 200 °С. Стык должен завариваться без перегрева. В случае возникновения перегрева необходимо обеспечить медленное остывание и нагрев перед возобновлением сварки до 200 °С. Газовую сварку низколегированных теплоустойчивых сталей выполняют нормальным ацетилено-кислородным пламенем (расход ацетилена 100 дм3/ч на 1 мм толщины металла левым и правым способами). Металл сварочной ванны необходимо поддерживать в густом состоянии, чтобы предотвратить выгорание хрома и молибдена. Рекомендуется предварительный подогрев до 250—300 °С. Применяется одно- и многослойная сварка с наименьшим числом перерывов. После окончания сварки пламя горелки медленно отводят вверх, что способствует более полному выделению газов из расплавленного металла. Хромомо-либденовые и молибденовые стали подвергают термической обработке.

К среднелегированным относятся стали, легированные одним или несколькими элементами при суммарном их содержании 2,5—10 %. Главной и общей характеристикой этих сталей являются механические свойства. Так, временное сопротивление их составляет 588—1960 МПа, что значительно превышает аналогичный показатель обычных углеродистых конструкционных сталей. При высоких прочностных свойствах среднелегирован-ные стали после соответствующей термообработки по пластичности и вязкости не только не уступают, но в ряде случаев и превосходят малоуглеродистую сталь. При этом среднелегированные стали обладают высокой стойкостью против перехода в хрупкое состояние. Поэтому их применяют для работы в условиях ударных и знакопеременных нагрузок, низких и высоких температур, в агрессивных средах. Получение сварных соединений необходимого качества, учитывая особые физико-химические свойства среднелегированных сталей, встречает ряд специфических трудностей. Прежде всего, главным образом при сварке сталей с повышенным содержанием углерода и легирующих элементов, является предупреждение появления холодных трещин в металле сварного соединения. Второй трудностью является предупреждение возникновения кристаллизационных трещин в металле шва. Борются с этим теми же методами, что и при сварке углеродистых сталей. Возникает также трудность в получении металла сварного соединения с равноценными или близкими механическими свойствами к основному металлу. В ряде случаев возникают серьезные затруднения в обеспечении необходимых прочностных и пластических свойств металла околошовной зоны и зоны сплавления. Для предупреждения образования холодных трещин в сварных соединениях из среднелегированных сталей следует применять стали, обладающие требуемыми механическими свойствами при возможно низком содержании углерода и легирующих элементов; регулировать сварочный термический цикл путем изменения режима сварки. Если стойкость сварного соединения против появления холодных трещин очень низкая и избежать их образования путем подбора режима сварки не удается, в отдельных случаях прибегают к регулированию термического цикла путем предварительного и сопутствующего подогрева свариваемых кромок. Стойкость сварных соединений из среднелегированных сталей против возникновения холодных трещин можно также изменять, регулируя нарастание временных сварочных напряжений при охлаждении применением сварочных проволок с возможно более низкой температурой плавления, уменьшением содержания водорода в основном металле и металле шва, термообработкой сварных соединений сразу же после окончания сварки, предварительной наплавкой кромок, а также проковкой сварных соединений и обработкой ультразвуком сразу после окончания сварки, понижением температуры сварных соединений ниже 0 °С сразу после их остывания до комнатной температуры, предупреждением увлажнения сварных соединений после окончания сварки.

Большинство конструкций из среднелегированных сталей сваривают вручную низководородистыми электродами с фтористо-кальциевым покрытием на постоянном токе обратной полярности. Швы большого сечения выполняют каскадным и блочным способами. При этом обеспечивается разогрев области шва, особенно при сварке сталей большой толщины, свыше 150 °С. Для создания такого разогрева используют каскадный способ сварки при небольшой (менее 200 мм) длине его ступени. Режимы сварки выбирают в зависимости от типа стержня — при ферритном стержне они не отличаются от режимов сварки низкоуглеродистых сталей, при аустенитном — от режимов сварки аустенитных сталей.

Высоколегированные стали и сплавы составляют значительную группу конструкционных материалов. К числу основных трудностей, которые возникают при сварке указанных материалов, относится обеспечение стойкости металла шва и околошовной зоны против образования трещин, коррозионной стойкости сварных соединений, получение и сохранение в процессе эксплуатации требуемых свойств сварного соединения, получение плотных швов. При сварке высоколегированных сталей могут возникать горячие и холодные трещины в шве и околошовной зоне. С кристаллизационными трещинами борются путем создания в металле шва двухфазной структуры, ограничения в нем содержания вредных примесей и легирования вольфрамом, молибденом и марганцем, применения фтористо-кальциевых электродных покрытий и фторидных сварочных флюсов, использования различных технологических приемов. Присутствие бора может привести к образованию холодных трещин в швах и околошовной зоне. Предотвращение их появления достигается предварительным и сопутствующим подогревом сварного соединения свыше 250 — 300 °С. С помощью технологических приемов можно также предотвратить кристаллизационные трещины. В ряде случаев это достигается увеличением коэффициента формы шва, увеличением зазора до 1,5 — 2 мм при сварке тавровых соединений. Предварительный и сопутствующий подогрев не оказывает заметного влияния на стойкость против образования кристаллизационных трещин. Большое влияние оказывает режим сварки. Применение электродной проволоки диаметром 1,2 — 2 мм на умеренных режимах при минимально возможных значениях погонной энергии создает условия для предотвращения появления трещин. Предпочтение следует отдавать сварочным материалам повышенной чистоты. При сварке аустенитных сталей проплавление основного металла должно быть минимальным. Горячие трещины образуются при сварке стали с повышенным содержанием серы, фосфора, кремния, марганца в сочетании с медью, ниобием и легкоплавкими примесями. С околошовными горячими трещинами борются созданием в околошовной зоне двухфазной структуры, уменьшением содержания в стали серы и фосфора, применением чистых сварочных материалов и мелкозернистых сталей и сплавов.

Обладая высокой коррозионной стойкостью, аусте-нитная и хромистые стали подвержены опасному виду коррозионного разрушения — межкристаллитной коррозии. Для предотвращения межкристаллитной коррозии при сварке высоколегированных сталей рекомендуется снижать содержание углерода в основном металле и металле шва до 0,02—0,03 %; легировать основной металл и металл шва титаном, ниобием, танталом, ванадием, цирконием; применять стабилизирующий отжиг в течение 2—3 ч при 850 — 900 °С с охлаждением на воздухе; дополнительно легировать металл шва хромом, кремнием, молибденом, ванадием, вольфрамом, алюминием; закалять стали (стали типа 18-8 при 1050—1100 °С). При сварке жаростойких сталей нужно стремиться приблизить состав металла шва к составу основного металла. Азот хорошо растворяется в высоколегированных сталях, поэтому пор в сварных швах не вызывает. При сварке в аргоне некоторых аустенитных сталей наблюдается образование пор по границе сплавления. Добавка к аргону 2—5 % кислорода предупреждает появление пор. В остальном требованиям предотвращению пор такие же, как и при сварке обычных углеродистых сталей.

Технология сварки высоколегированных сталей за некоторыми исключениями не отличается от технологии сварки углеродистых конструктивных сталей. Из-за пониженной теплопроводности и высокого коэффициента линейного расширения во избежание коробления необходимо выбирать режимы сварки, обеспечивающие минимальную концентрацию нагрева. Сварку аустенитных сталей выполняют укороченными электродами для снижения коэффициента наплавки. Для получения заданной глубины провара силу тока снижают на 10—15 % по сравнению со сваркой углеродистой стали. Для уменьшения угара легирующих элементов сварку ведут короткой дугой без колебаний конца электрода. При сварке коррозионностойких сталей не допускается возбуждение дуги на основном металле, попадание брызг металла на основной металл. Складки на поверхности шва, углубления между чешуйками, щели или непрова-ры в корне шва при воздействии агрессивной среды могут явиться очагами коррозии. Лучшей коррозионной стойкостью обладают гладкие швы с плавным переходом к основному металлу. Поэтому очистка швов пневматическим зубилом или другими способами, при которых образуются вмятины и забоины, не рекомендуется.

При изготовлении конструкций из высоколегированных сталей применяют все виды сварки плавлением. Ручную сварку покрытыми электродами выполняют за некоторым исключением, как сварку обычных конструкционных сталей. Сварку производят на постоянном токе обратной полярности в основном электродами с фтористо-кальциевым покрытием короткой дугой без поперечных колебаний конца электрода. Сварку выполняют электродами меньшей длины по сравнению с обычными и на небольших токах. Перед сваркой электроды прокаливают при 250—400 °С в течение 1 —1,5 ч. Силу тока для аустенитных электродов берут из расчета 25—30 А на 1 мм диаметра электрода. При сварке в вертикальном или потолочном положении силу тока уменьшают на 10—30 % по сравнению со сваркой в нижнем положении. Сварка в аргоне или гелии характеризуется стабильностью дуги, высоким качеством сварных швов, которое обеспечивается хорошей защитой зоны сварки от воздуха. Сварку вольфрамовым электродом ведут на постоянном токе прямой полярности. При сварке сталей с высоким содержанием алюминия рекомендуется переменный ток, способствующий разрушению оксидной пленки. Конец присадочной проволоки должен все время находиться в струе защитного газа. Как правило, аустенитные стали сваривают плазменной сваркой.

При газовой сварке хромистых сталей применяют нормальное пламя. Сварку ведут пламенем пониженной мощности из расчета 70 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла. Для предохранения выгорания хрома и для удаления из сварочной вапны его окислов применяют специальные флюсы. Стали толщиной до 3 мм сваривают левым способом, толщиной более 3 мм — правым способом. С целью уменьшения коробления выполняют предварительный подогрев до [50 — 250 °С. Сварку ведут в один слой с максимально допустимой скоростью, без перерывов и повторного нагрева одного и того же места. Хромоникелевые аусте-нитные стали толщиной до 3 мм сваривают газовой сваркой. Сварку осуществляют строго нормальным пламенем с максимальной скоростью. Сварку ведут левым и правым способами, длинные швы — обратноступенчатым способом. Для удаления окислов применяют флюс НЖ-8, а для улучшения механических свойств, предупреждения межкристаллитной коррозии и деформаций — термическую обработку с нагревом до 1050— 1100 °С с последующим охлаждением в воде.

Одним из путей экономии дорогостоящих высоколегированных сталей является применение комбинированных конструкций, изготовленных из нескольких сталей. Сварка высоколегированных сталей со средне- или низколегированными и обычными углеродистыми сталями явилась настолько трудной задачей, что составила целую проблему, известную как проблема сварки разнородных сталей. При сварке разнородных сталей в шве часто появляются трещины, в зоне сплавления может происходить изменение структуры с образованием прослоек, существенно отличающихся от структуры свариваемых металлов. Сварка разнородных сталей затруднена еще тем, что в подавляющем большинстве случаев они отличаются друг от друга коэффициентом линейного расширения. Основным путем решения вопроса сварки разнородных сталей является использование сварочных материалов, способствующих получению аусте-нитного металла шва с высоким содержанием никеля, который обеспечивает стабильную зону сплавления. Содержание никеля в металле шва зависит от температуры его эксплуатации. Для экономии никеля сварные соединения разнородных сталей делят на четыре группы: I — работающие при температурах до 350°С, II — 350 —450 °С, III —450 — 550 °С и IV — выше 550 °С. Ручную сварку разнородных сталей первой группы можно производить существующими электродами. Не следует пользоваться электродами типа ЭА-1. Для соединений II—IV групп рекомендуются электроды АНЖР-1, АНЖР-2 и АНЖР-3. В остальном технология сварки разнородных сталей такая же, как и сварки других сталей.

В зависимости от химического состава конструкционных легированных сталей процесс сварки происходит по-разному. Сварка этих сталей имеет ряд особенностей, так как происходит частичное выгорание легирующих компонентов, поэтому металл шва по своим свойствам отличается от основного металла. Легированные стали по сравнению с низкоуглеродистыми хуже проводят тепло, склонны к перегреву свариваемого металла и появлению больших деформаций.

Для предупреждения перегрева металла и появления больших деформаций легированные стали сваривают горелками меньшей мощности. Для уменьшения выгорания легирующих компонентов пламя горелки должно быть нормальным или с небольшим избытком ацетилена. Отдельные конструкционные легированные стали способны к закалке на воздухе. Для предотвращения этого необходимо перед сваркой подогреть подготовленное изделие. Некоторые легированные стали после сварки подвергают термической обработке.

Низколегированные хромокремненикелемедистые стали для строительных конструкций марок 15ХСНД и ЮХСНД хорошо свариваются газовой сваркой в связи с небольшим содержанием углерода и легирующих примесей. Мощность наконечника выбирают из расчета 90—120 л/ч ацетилена при левой и 120—150 л/ч ацетилена при правой сварке на 1 мм толщины свариваемого металла. Пламя должно быть нормальным. При сварке применяют сварочную проволоку Св08, СвОЗА или Св10Г2. Для получения более плотного сварного шва Делают проковку шва при светло-красном калении (800—850 °С). Для снятия напряжений, полученных в результате проковки сварного шва, его подвергают нормализации с нагревом в печи или горелками с последующим медленным охлаждением на воздухе.

Низколегированные молибденовые и хромомолибде-новые теплоустойчивые стали применяют для изготовления труб в котлах высокого давления. Пламя горелки должно быть нормальным, мощностью 100—130 л/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла.

Для сварки применяют проволоку марок Св08ХНМ, СвЮНМ, Св18ХМА, СвЮХМ, СвЮМХ. Сварку производят небольшими участками длиной 15—20 мм. При сварке металла толщиной 16 мм изделие подогревают до температуры 250—360 °С, поддерживая ее до окончания сварки. Заданную температуру в процессе сварки поддерживают вспомогательными, многоплеменными горелками или специальными электроподогревателями. Стали 15М и 20М толщиной 10 мм при температуре минус 103 С можно сваривать без предварительного подогрева, стали большей толщины подогревают до 250— 300 °С. Хромомолибденовые стали 12ХМ, 15ХМ, 12Х1МФ при температуре минус 10 °С сваривают с подогревом до 250—300 °С независимо от толщины металла.

Перед сваркой кромки зачищают до металлического блеска. Детали с толщиной стенки 5 мм сваривают за один проход, детали или узлы с толщиной стенки более 5 мм сваривают в несколько проходов.

Для получения качественного сварного соединения этих сталей первый шов образуется за счет взаимного оплавления кромок, т.е. без присадочного металла участками не более 15—25 мм во избежание появления микротрещин. Чтобы предотвратить выгорание хрома и молибдена, металл сварочной ванны поддерживают в более густом состоянии, не перегревая его.

Перед возобновлением сварки после перерыва подогревают место сварки, а при сварке кольцевых швов — весь шов, до температуры 250—300 °С. При завершении сварки следят за тем, чтобы переход от усиления шва к основному металлу был плавным по всей длине шва.

Детали и узел котлов с толщиной стенки свыше 10 мм подвергают термообработке при температуре 900—930 °С для молибденовой и 930—950 °С для хромо-молибденовой стали с выдержкой при этой температуре I —1,5 мин на 1 мм толщины свариваемого металла с последующим охлаждением на спокойном воздухе. После монтажа и сварки паропроводных труб их необходимо подвергнуть термической обработке газовыми го* релками или специальными электронагревателями.

Местную термообработку труб на монтаже из молибденовых и хромомолибденовых труб производят при температуре 680—700° С; хромомолибденованадиевые стали подвергают термообработке при температуре 720—740° С с выдержкой 4—5 мин на 1 мм толщины свариваемого металла. Сварной стык подвергают термической обработке на ширину 100 мм в обе стороны от шва. Хорошее качество сварного соединения из хро-момолибденовой стали получается при сварке присадочной проволокой СвГ8ХМА.

К низколегированным хромокремнемарганцовистым сталям (хромансиль) относятся следующие наиболее часто используемые марки: 20ХГС, 25ХГС, ЗОХГС, 30ХГСА, 35ХГС, с содержанием 0,17—0,4% углерода, 0,9—1,2% кремния, 0,8—1,1% марганца, 0,8—1,1% хрома. Эти стали сваривают нормальным пламенем. Мощность наконечника выбирают из расчета 75—100 л ацетилена в час на 1 мм толщины свариваемого металла. При сварке окислительным пламенем более интенсивно выгорают такие легирующие компоненты, как хром, кремний, марганец, с образованием в сварном шве окислов, шлаков и частично непровара.

В качестве присадочного материала используют сварочную низкоуглеродистую проволоку Св08 и Св08А, а в том случае, когда к сварному соединению предъявляют повышенные требования, применяют сварочную проволоку Св18ХГСА или Св18ХМА. Кромки свариваемых деталей должны быть хорошо подогнаны под сварку и очищены до металлического блеска от всевозможных загрязнений; зазор по всей длине (периметру) шва должен быть одинаковым.

Прихватку листов под сварку производят через 20— 30 мм при толщине металла до 1,5 мм, а при большей толщине — через 40—60 мм. Прихватки от края листа располагают на расстоянии 10—15 мм. Сварку производят в один слой от середины шва к его краям. С целью уменьшения выгорания легирующих компонентов сварку производят быстро без задержки пламени на одном месте и без перерывов. Хромокремнемарганцови-стые стали при резком охлаждении легко закаливаются с образованием трещин в шве и околошовной зоне.

Поэтому горелку отводят медленно вверх, одновременно прогревая факелом пламени металл конечного участка радиусом 20—40 мм.

В зависимости от назначения сварной детали или узла его подвергают термической обработке (закалке с последующим отпуском). Закалку производят при температуре 500—650 °С с выдержкой при этой температуре 5 мин, затем изделие нагревают до 880 °С с той же выдержкой с последующим охлаждением в массе. Отпуск производят путем нагрева до температуры 400— 600 °С с охлаждением в горячей воде.

Хромистые стали. При монтаже специального оборудования применяют кислотостойкие и стойкие (при высоких температурах) хромистые стали с содержанием хрома до 30% и углерода — от 0,13 до 0,9%. Хромистые стали склонны к закалке на воздухе, в результате чего после сварки могут образовываться трещины. Чем больше в стали углерода, тем хуже она сваривается и тем чаще образуются трещины. Чтобы уменьшить опасность трещинообразования, сталь перед сваркой подогревают до температуры 150—200 °С. Обязателен подогрев хромистых сталей с содержанием хрома более 14%. Данные стали склонны к большому короблению в результате малой теплопроводности и большого коэффициента линейного расширения.

Сварку хромистых сталей ведут нормальным пламенем, наконечником мощностью 70 л ацетилена в час на 1 мм толщины свариваемого металла. Избыток кислорода приводит к окислению хрома, а избыток ацетилена— к образованию так называемых карбидов хрома.

При таком положении металл шва и околошовной зоны перестает быть стойким против кислот. При сварке применяют присадочную проволоку из хромоникеле-вой стали Св02Х19Н9 или Св06Х19Н9Т (с титаном), позволяющую получать лучшее качество сварного соединения. Титан и ниобий препятствуют образованию в сварном шве и околошовной зоне карбидов хрома (твердых химических соединений хрома с углеродом). Сварку производят быстро, избегая перерывов и повторных нагревов. Сварка должна быть с одной стороны и в один слой. Предупредить выгорание хрома можно путем нанесения флюса на проволоку и свариваемые кромки, при этом флюс должен покрывать как лицевую, так и обратную сторону шва.

После сварки детали подвергают термической обработке по режиму, соответствующему данной марке стали.

Кислотостойкие стали с высоким содержанием хрома при длительном нагреве склонны к росту зерна в зоне нагрева со снижением прочности сварного соединения. Поэтому эти стали газовой сваркой не сваривают.

Хромоникелевые аустенитные стали — стали, сохраняющие структуру аустенита при медленном понижении температуры от 1000° С и более до комнатной.

Основу аустенитной стали составляет железо (более 45%). Содержание легирующих элементов, важнейшими из которых являются хром и никель, не превышает 55%. Если сумма легирующих компонентов превышает 55%, вместо термина аустенитная сталь применяют термин аустенитный сплав.

Металлургическая промышленность выпускает десятки марок высоколегированных хромоникелевых сталей и никелехромовых сплавов. Наибольшее распространение при изготовлении сварных конструкций получили нержавеющие стали — стали с высоким содержанием хрома, устойчивые против коррозии в атмосфере и различных средах.

Стали и сплавы с высоким содержанием хрома (более 6—8%) делят на три основные группы:
1) коррозионностойкие (нержавеющие) стали;
2) жаростойкие стали и сплавы;
3) жаропрочные стали и сплавы.

К группе коррозионностойких относятся стали, обладающие стойкостью против электрохимической коррозии — атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой, морской и др.

Наиболее распространенными аустенитными корро-зиониостойкими сталями являются 0Х10Н20Т2, Х14Г14НЗТ (ЭИ711), 1Х16Н15МЗБ (ЭИ847) и др. (ГОСТ 5632—61), к аустенитным жаростойким сталям и сплавам относятся: Х20Н14С2 (ЭИ211), 0Х23Н18 и др.

К группе жаростойких относятся стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температуре выше 550 °С и работающие в ненагруженном или слабонагру-жениом состоянии. Эти стали обладают высокой прочностью н вязкостью, хорошо сопротивляются действию высоких температур, щелочей, кислот, хорошо поддаются штамповке и вытяжке.

Применительно к нержавеющим сталям ацетилено-кислородная сварка имеет следующие серьезные недостатки. При избытке ацетилена возможно науглероживание металла шва, а в ряде случаев и околошовной зоны. В результате этого снижается коррозионная стойкость сварного соединения и появляется опасность образования горячих трещин.

Если в пламени газовой горелки содержится избыток кислорода, то появляется возможность окисления таких элементов, как титан, алюминий, хром и др. Окисление ферритообразующих элементов может, кроме того, вызвать аустенизацию сварного шва и появление горячих трещин. Поэтому ни восстановительное, ни окислительное пламя нельзя использовать при газовой сварке нержавеющих сталей. Сварку следует производить строго нейтральным пламенем. Мощность пламени горелки берут из расчета 75 л ацетилена в час на 1 мм толщины свариваемого металла.

Для сварки нержавеющих сталей применяют проволоку СвОХ18Н9, СвОХ!8Н9С2, Св1Х18Н9Т, Св1Х18НЭБ, Св1Х18Н11М и др. При сварке жаропрочной стали применяют проволоку, содержащую 21% никеля и 25% хрома. При сварке металла толщиной до 2 мм делают отбортовку, величина которой равна толщине листа. При толщине листа 3—4 мм сварку ведут без разделки, при большей толщине свариваемого металла делают разделку кромок под углом 70—80°.

Для удаления окислов хрома и улучшения внешнего вида сварного шва применяют флюс, состоящий из 80% плавикового шпата и 20% ферротитана.

Можно использовать флюс, состоящий из смеси 50% буры и 50% борной кислоты или 80% буры и 20% окиси кремния.

Флюс разводят в воде до смеганообразного состояния. Приготовленный флюс наносят на кромки за 15— 20 мин до сварки. Наносят его с лицевой и обратной стороны свариваемых кромок детали. Чтобы уменьшить коробление свариваемого изделия, применяют обратно-ступенчатый способ сварки с началом сварки на расстоянии 75—100 мм от кромки.

Сварку необходимо вести быстро, за один проход и без колебаний присадочной проволокой. Ванну расплавленного металла покрывают тонким слоем шлака, а конец присадочной проволоки погружают в ванну.

Сваривать можно и левым и правым способами. Наклон мундштука горелки и присадочной проволоки такой же, как и при сварке углеродистой стали.

Для получения заданных механических свойств и повышения коррозионной стойкости сварное соединение после сварки подвергают термической обработке (закалке) нагревом до температуры 1050—1100 °С с последующим быстрым охлаждением в воде. Закалку можно заменить отжигом при температуре 850° С с последующим охлаждением на воздухе. Сварное соединение из металла толщиной 1—2 мм можно охлаждать на воздухе. Сталь с добавлением титана подвергать термической обработке после сварки не обязательно.

После сварки шлак и остатки флюса удаляют путем промывки сварного шва и околошовной зоны в горячей воде волосяной щеткой.

Схемы сборки и сварки пластин из нержавеющей стали марки Х18Н9Т толщиной 1,5 мм (без разделки кромок) и толщиной 5 мм с V-образной разделкой кромок представлены на рис. 37 и 38.

Присадочная проволока: Св06Х19Н9Т диаметром 1 и 4 мм с флюсом состоит из смеси прокаленной буры (50%) и борной кислоты (50%) в виде пасты, разведенной водой.

Перед сваркой за 15—20 мин флюс наносят при помощи кисточки на свариваемые кромки и на присадочную проволоку.

Рис. 38. Схема сварки и сборки пластин из нержавеющей стали толщиной 5 мм



Читать далее:
Сварочные флюсы
Сварочные электроды
Общие сведения о сварке арматуры
Противопожарные мероприятия при сварке
Безопасность труда при сварке технологических трубопроводов
Безопасность труда при сварке строительных металлических и железобетонных конструкций
Защита от поражения электрическим током при сварке
Техника безопасности и производственная санитария при сварке
Управление качеством сварки
Статистический метод контроля



  1. Отлично!!!

    — Игорь · июн 25, 21:38 · #

Ваш отзыв


 



Главная