Электро шлаковая сварка
Высокие механические свойства среднелегированных сталей и их восприимчивость к закалке создают значительные трудности при дуговой сварке. Это связано с низкой утойчивостью к образованию горячих трещин в шве и холодных трещин в шве и в зоне термического влияния, а также со сложностью получения равноправных соединений.
При злектрошлаковой сварке многие из указанных трудностей в значительной мере ослаблены. Замедленное охлаждение соединений в интервале температур промежуточного и мартенситного превращения аустенита заметно снижает опасность образования холодных трещин. Большой коэффициент формы металлической ванны позволяет использовать сварочные проволоки или пластины с повышенным легированием и получать равнопрочные швы с основным металлом, сохраняя при этом достаточно высокую устойчивость его к образованию горячих трещин.
Применение злектрошлаковой сварки низколегированных сталей с повышенным содержанием углерода и среднелегированных глубоко прокаливающихся сталей наиболее рационально для соединения толстолистовых конструкций. Выбор присадочных материалов для сварки средне - легированных сталей зависит от предъявляемых к металлу шва требований. Если необходимо получить равнопрочное соединение, применяют среднелегированные стандартные электродные проволоки СВ-08ХН2М, Св-08ХЗТ2СМ, Св-13Х2МФТ, или проволоки и пластины аналогичпсго с основным металлом состава.
В тех случаях, когда требования к прочности шва менее жесткие (зачастую на 10 % ниже чем для основного
металла), можно применять низколегированную проволоку марок Св-10Г2, Св-08ГСМТ, Св-08ХГ2СМ и выполнять швы с большим проваром кромок. Повышенное содержание основного металла в металле шва (до 60 %) сообщает последнему легирование, достаточное для получения требуемых прочностных свойств.
Электрошлаковую сварку среднелегированных сталей выполняют под флюсами АН-8, 48-ОФ-6 и АНФ-6. Два последних флюса предпочтительнее, когда необходимо получить металл шва, идентичный основному металлу или повысить стойкость шва против хрупких разрушений и кристаллизационных трещин. Эти флюсы применяют при сварке высокопрочных средиелегированных сталей с временным сопротивлением (до 1800 МПа/мм2), высокой ударной вязкостью, а также при изготовлении СЕаркых конструкций повышенной жесткости.
Среднелегированные стали деформируются в процессе сварки в большей степени, чем низколегированные. Это необходимо учитывать при определении сборочных зазоров по длине стыка. Для предотващения кристаллизационных трещин в металле шва сварку среднелегированных сталей выполняют с более низкими скоростями подачи электродов (обычно не более 220 м/ч при диаметре проволоки 3 мм), что равнозначно уменьшению силы сварного тока (127). При изготовлении жестких конструкций скорость подачи электродов еще более снижают.
Для предупреждения холодных трещин в сварных соединениях толстостенных жестких изделий обычно прибегают к предварительному (в печи) и сопутствующим подогревам. Так, для сварки конструкций из стали марок 20ХНМФ, 20Х2МА, 25Х2ГМТ, характеризующихся повышенным эквивалентным содержанием углерода, температура предварительного подогрева при толщине свариваемого металла менее 250 мм составляет обычно 150— 200 °С, сопутствующего — 150 °С.
При сварке металла толщиной свыше 250 мм температуру предварительного нагрева повышают до 200—250 °С, сопутствующего — до 200 °С. Конструкции из стали марок 25ХНЗМФ и 35ХЗМФ толщиной 750—1800 мм нагревают в печи перед сваркой до 500 °С. Применяя сопутствующий подогрев, соединению не позволяют охладиться в районе шва ниже температуры 300—350 °С. Таким образом предупреждается мартенситное превращение аустенита в зоне термического влияния и повышается устой-
чивость соединений к образованию холодных трещин.
Для нежестких конструкций небольшой толщины, например продольных швов цилиндрических обечаек, предварительного подогрева в печи обычно не применяют. Во многих случаях можно ограничиться предварительным подогревом начального и конечного участков шва. При этом после завершения сварки допускается подогревать шов до 150—200 °С до момента загрузки изделия в печь на отпуск с целью снятия напряжений от сварки. Промежуточный отпуск после окончания электрошлаковой сварки предусматривают для большинства среднелегированных сталей. Для толстостенных конструкций повышенной жесткости отпуск необходим непосредственно после завершения сварки, при этом температура изделия до посадки в печь не должна быть ниже установленных температур предварительного нагрева.
Для придания сварным конструкциям требуемых свойств их подвергают окончательной термической термообработке — нормализации или закалке с отпуском по режимам, принятым для основного металла.
В табл. 41 приведены режимы электрошлаковой сварки, вид термообработки и свойств металла шва для некоторых среднелегированных сталей.