Сварка средне — и высоколегированных сталей

Сварка этих видов сталей затруднена по ряду причин. В процессе сварки происходит частичное выгорание легиру­ющих примесей и углерода. Вследствие малой теплопро­водности возможен перегрев свариваемого металла. Эти стали отличает повышенная склонность к образованию за­калочных структур, а больший, чем у низкоуглеродистых сталей, коэффициент линейного расширения может вы­звать значительные деформации и напряжения, связан­ные с тепловым влиянием дуги. Причем, чем больше в стали углерода и легирующих примесей, тем сильнее про­являются эти свойства. Для устранения влияния пере-* численных причин на качество сварного соединения ре­комендуется:

• тщательно подготавливать изделие под сварку;

• сварку вести при больших скоростях с малой погон­ной энергией, чтобы не допускать перегрева металла;

• применять термическую обработку для предупреж­дения образования закалочных структур и снижения внутренних напряжений;

• применять легирование металла шва через электрод­ную проволоку и покрытие с целью восполнения вы­горающих в процессе сварки примесей.

Электроды для сварки высоколегированных сталей из­готовляют из высоколегированной сварочной проволоки. Применяют покрытие типа Б. Обозначения типов электро­дов состоят из индекса Э и следующих за ним цифр и букв. Две или три цифры, следующие за индексом, указывают на количество углерода в металле шва в сотых долях про­цента. Следующие затем буквы и цифры указывают при­мерный химический состав металла. Сварку производят постоянным током обратной полярности. При этом свароч­ный ток выбирают из расчета 25—40 А на 1 мм диаметра электрода. Длина дуги должна быть возможно короткой. Рекомендуется многослойная сварка малого сечения при малой погонной энергии.

Хромистые стали относятся к группе нержавеющих кор­розионно-стойких и кислотостойких сталей. По содержа­нию хрома они делятся на среднелегированные (до 14% хрома) и высоколегированные (14—30% хрома). При свар­ке хромистых сталей возникают следующие затруднения. Хром при температуре 600—900°С легко вступает во взаи­модействие с углеродом, образуя карбиды, которые, рас­полагаясь в толще металла, вызывают межкристаллитную коррозию, снижающую механические свойства стали. Чем выше содержание углерода в стали, тем активнее образу­ются карбидные соединения. Кроме того, хромистые ста­ли обладают способностью к самозакаливанию (при охлаж­дении на воздухе), вследствие чего при сварке металл шва и околошовной зоны получает повышенную твердость и хрупкость. Возникающие при этом внутренние напряжения повышают опасность возникновения трещин в металле шва. Усиленное окисление хрома и образование густых и туго­плавких оксидов являются также серьезными препятстви­ями при сварке хромистых сталей, ы

Среднелегированные хромистые стали, содержащие до 2% углерода, относятся к мартенситному классу. Они сва­риваются удовлетворительно, но требуют подогрева до 200—300°С и последующей термической обработки.

Высоколегированные хромистые стали ферритного клас­са сваривают с предварительным подогревом до 300—400°С. После сварки для снятия внутренних напряжений и восста­новления первоначальных физико-механических свойств изделие подвергают высокому отпуску — нагреву до 650 —750°С и медленному охлаждению. Электроды изготов­ляют из сварочной проволоки марок СВ-01 Х19Н9,

СВ-04Х19Н9 и СВ-07Х25Н13 с покрытием, содержащим пла­виковый шпат и оксид марганца. Это обеспечивает получе­ние жидкого шлака, хорошо растворяющего окислы хро­ма. Рекомендуются покрытия типов ПЛ-2, ЦТ-2 и УОНИИ13/НЖ.

Хромистые стали, как и большинство легированных сталей, обладают малой теплопроводностью и легко под­вергаются перегреву. Поэтому сварку их производят посто­янным током обратной полярности при малых сварочных токах из расчета 25—30 А на 1 мм диаметра электрода.

Высоколегированные хромоникелевые аустенитные ста­ли обладают рядом важных физико-химических и механи­ческих свойств: коррозионной стойкостью, кислотоупорно­стью, теплостойкостью, вязкостью, стойкостью против об­разования окалин. Важным качеством этих сталей являет­ся хорошая свариваемость.

Хромоникелевые стали марок 08Х18Н10 и 12Х18Н9 при нагреве до температуры 600—800°С теряют антикоррози­онную стойкость. Выделение карбидов хрома по грани­цам зерен приводит к межкристаллитной коррозии стали. Поэтому сварку выполняют при постоянном токе обратной полярности при малых сварочных токах, сокращая продол­жительность нагрева металла. Применяют также меры по отводу теплоты, например при помощи медных подкладок или охлаждения. После сварки изделие рекомендуется под­вергнуть нагреву до температуры 850—1100°С и закалке г воде или на воздухе (для малых толщин металла).

Хромоникелевые стали марок 12Х18Н9Т и 08Х18Н12Б содержат титан и ниобий, которые, являясь более сильны­ми карбидообразователями, связывают углерод стали, предупреждая образование карбидов хрома. Поэтому эти стали после сварки не подвергают термообработке. Для сварки хромоникелевых сталей применяют электроды ти­пов 03JI-7, ОЗЛ-8, ЦТ-1 и ЦТ-7. Рекомендуются электроды из сварочной проволоки типа Св-01Х19Н9, Св-06Х19Н9Т или Св-04Х19Н9С2 с покрытием ЦЛ-2, ЦЛ-4 (они содержат 35,5% мрамора, 41% плавикового шпата, 8,5% ферромар­ганца и 15% молибдена), УОНИИ-13/НЖ и др.

Тонколистовую сталь марки 12Х18Н9Т следует свари­вать аргонодуговой сваркой, так как при сварке качествен­ными электродами или под флюсом происходит науглеро­живание металла шва. Это снижает стойкость стали про­тив межкристаллитной коррозии.

Хромоникелевые аустенитные стали сваривают газовой сваркой при толщине металла не более 3 мм нормальным пламенем удельной мощности 75 л/(ч мм). Присадочным материалом служат проволоки марок Св-01Х19Н9, СВ - 04Х19Н9С2, Св-06Х19Н9Т и Св-07Х19Н10Б. Сварку сле­дует вести быстро. Флюсом служат смесь буры (50%) и борной кислоты (50%) или плавиковый шпат (80%) и дву - оксид кремния (20%).

Высоколегированная марганцовистая сталь, обладающая большой твердостью и износостойкостью, содержит 13— 18% марганца и 1,0—1,3% углерода. Она применяется для изготовления зубьев экскаваторов, шеек камнедробилок и других рабочих органов дорожных и строительных машин, работающих при ударных нагрузках и на истирание. Для сварки применяют электроды со стержнями из углеродис­той проволоки марок Св-08А, Св-08ГА, Св-10Г2 с покры­тием, которое применяется для наплавочных электродов марки ОМГ, содержащим 23% мрамора, 15% плавикового шпата, 60% феррохрома, 2% графита, замешанных на жид­ком стекле (30% к общей массе сухих компонентов). Реко­мендуются покрытия, применяемые для наплавочных электродов типа ОЗН (45—49% мрамора, 15—18% плави­кового шпата, 26—33% ферромарганца, 3% алюминия, 4% поташа, замешанных на жидком стекле). Применяют так­же стержни электродов из проволоки марок Св-04Х19Н9 и Св-07Х25Н13 с покрытием ЦЛ-2, состоящим из 44% мра­мора, 51% плавикового шпата,'5% ферромарганца, заме­шанных на жидком стекле (20—22% к массе сухих компо­нентов). Хорошие результаты дает также покрытие УОНИИ-13/НЖ.

Сварка выполняется постоянным током обратной по­лярности короткими участками. Сварочный ток определя­ется из расчета 30—35 А на 1 мм диаметра электрода. Для получения шва повышенной прочности и износостойкости следует сварной шов проковать в горячем состоянии. При этом металл шва следует интенсивно охлаждать холодной водой.

Стали молибденовые, хромомолибденовые и хромомо­либденованадиевые относятся к теплоустойчивым сталям перлитного класса. Эти стали применяют при изготовле­нии сварных паровых котлов, турбин, различной аппарату­ры в химической и нефтяной промышленности, для рабо­ты при высоких температурах и давлениях. Эти стали сва­риваются удовлетворительно при выполнении установлен­ных технологических приемов: предварительного подогре­ва до 200—300°С и последующего отжига при температуре 680—780°С или отпуска при температуре 650°С. Темпера­тура окружающего воздуха должна быть не ниже 4—5 °С. Сварка выполняется постоянным током обратной полярно­сти. Рекомендуются электроды типов ОЗС-11, ТМЛ-1, ТМЛ-2, ТМЛ-3, ЦЛ-38, ЦЛ-39и др.

Для автоматической и полуавтоматической сварки при­меняют сварочную проволоку марок Св-08ХМ, Св-10Х5М и Св-18ХМА. При сварке в углекислом газе практикуют предварительный и сопутствующий нагрев до температу­ры 250—300°С, используют присадочную проволоку типа Св-10ХГ2СМА. После сварки рекомендуется термообработ­ка.

Газовая сварка выполняется нормальным пламенем при

удельной мощности 100 л/(ч-мм). Присадочный матери­ал — сварочная проволока типов Св-08ХНМ, Св-18ХМА и Св-08ХМ. Рекомендуется предварительный подогрев до 250—300°С, а после сварки — термообработка (нормализа­ция с температуры 900—950°С).

Высоколегированные стали с особыми свойствами ус­пешно сваривают в защитных газах. Режимы сварки по­добны тем, которые используются при ручной сварке и под флюсом (ток обратной полярности, малые токи, термооб­работка). Электродную проволоку и флюсы применяют с учетом повышенного выгорания марганца, титана, ниобия, молибдена, никеля, т. е. элементов, обеспечивающих со­хранение свойств свариваемых сталей,

Оставить комментарий