Сварка разнородных сталей одного структурного класса
Перлитные стали. На практике встречается необходимость сварки сталей одного структурного класса, но разного легирования. В таких случаях к швам не предъявляется особых требований, поэтому при выборе сварочных материалов и технологии сварки следует отдать предпочтение материалам и технологии, обычно применяемым для менее легированной стали (табл. 56).
При ручной сварке рекомендуется применять электроды с основным покрытием. Технологические режимы сварки и, прежде всего, температуру подогрева надо выбирать близкими к требуемым для более легированной стали. При необходимости исключить подогрев осуществляют предварительную наплавку кромок деталей на более легированной стали (с подогревом) электродами Э-42А.
Толщина наплавленного слоя должна исключать при сварке основного шва распространение температуры, превышающей Acv за пределы толщины наплавленного слоя.
Высокохромистые мартенситные, ферритные и ферритно-аустенитные стали. При сварке этих сталей выбор сварочных материалов должен ориентироваться на необходимость получения швов без трещин и без хрупких участков в них (табл. 57). Учитывая, что в этих сталях содержится большое количество карбидообразователя— хрома, ожидать заметного развития диффузионных прослоек в зоне линии сплавления не следует.
Режим подогрева и термообработки выбирают по ранее изложенным данным для стали более закаливающейся из входящих в рассматриваемое сочетание.
Аустенитные стали. При сварке таких сталей следует учитывать повышенную склонность аустенитных швов к образованию горячих трещин. Предупреждение их образования обеспечивается получением металла шва с аустенитно-ферритной структурой (табл. 58).
сварочных напряжений, термообработку можно не производить. Если же по условиям работы конструкции необходимо снятие остаточных сварочных напряжений» то следует провести стабилизацию при температуре 800—850 СС. В тех случаях, когда конструкция предназначена для работы при высоких температурах, проводят аустенизацию при температуре 1100—1150 С. і Стали разнородного структурного класса. При сварке перлитных сталей с 12 %-ными хромистыми сталями для Обеспечения наибольшей пластичности применяют сварочные материалы перлитного класса. Для снижения размеров диффузионных прослоек перлитный наплавленный металл должен легироваться определенным количеством карбидообразующих элементов.
При сварке перлитных сталей с 17—28 %-ными хромистыми сталями следует применять сварочные материалы ферритно-аустенитного класса, обеспечивающие достаточную стабильность металла шва по этому классу даже при значительном проплавлении перлитной стали (табл. 59).
При сварке перлитных сталей с аустенитными всегда следует применять аустенитные сварочные материалы, обеспечивающие получение наплавленного металла с таким запасом аустеинтностн, чтобы с учетом участия в формировании шва перлитной стали обеспечить в высоколегированном шве аустенитную структуру (табл. 60). Последнее может быть подтверждено, если принять определенную долю участия каждого из металлов в металле шва, рассчитать химический состав наплавленного металла по формуле и по структурной диаграмме Шеффлера (см. рис. 67) определить структуру металла шва. Содержание Яш рассчитываемого элемента в металле шва определяем по формуле:
Я, и = Я„у + Я'у' + Я» 11 — (у + у')} + ЛЯ, (152)
где Яо — содержание рассчитываемого элемента в перлитной стали; у — доля участия перлитной стали в металле шва; Я' — содержание рассчитываемого элемента в аустенитной стали; у' — доля участия аустенитной стали в металле шва; Яэ — содержание рассчитываемого элемента в металле, наплавленном данной маркой электродов или сварочной проволокой; [1 — (у + у')] — доля участия наплавленного металла в металле шва; ЛЯ —
Условия работы |
Марки свариваемых сталей |
Метод сварки |
Сварочный материал |
Структура шва |
|
Ручная дуговая сварка покрытыми электродами |
Э-04Х20Н9 Э-07Х20Н9 |
||||
12Х18Н12Т; 10Х17Н13М2Т; 10X17H13M3T; 08Х17Н16МЗТ |
Под флюсом |
Св-04Х19Н9 |
|||
Неагрессивные среды |
В углекислом газе |
Св-04Х19Н9С2 |
|||
12Х18Н10Т * |
Ручная дуговая покрытыми электродами |
Э-02 Х21Н10Г2 Э-06Х22Н9 |
Аустенитно- ферритный |
||
Под флюсом |
Св-05Х19Н9ФЗС2 Св-08Х 19Н9Ф2С2 |
||||
Температура свыше 300 °С |
12Х18Н12Т; 20Х25Н20С2; 1Х16Н14В2БР |
Ручная дуговая покрыты- |
Э-06Х22Н9; Э-02Х21Н10Г2 |
||
1 |
|||||
1Х16Н13М2Б; 20Х23Н18; Х25Н13 |
ми электродами |
Э-02Х20Н14Г2М2; Э-06Х19Н11Г2М2 |
|||
Температура |
09Х14Н18М2БР ** |
1X15H35B3T; |
Э-27Х15Н35133Г2Б2Т |
Аустенитно карбидный |
|
до 700 °С |
Х15Н35В5ТР |
Под флюсом |
06X15H3517B7M3T |
Аустенитный |
|
Коррозионные среды |
12Х18Н10Т; ЮХ17НЗМ2Т |
12Х21Н5Т Х25Н5ТМФ |
Э-08Х24Н6ТАФМ |
Ферритно-ау стенитный |
|
09Х14Н18132БР |
Ручная |
Э-27Х15Н35ВЗГ2Б2Т |
Ферритно карбидный |
||
Высокие температуры |
12Х18Н9Т |
X25H35B3T |
Э-27Х15Н35ВЗГ2Б2Т |
Аустенитно карбидный |
|
Х20Н80Т2Ю |
Э-11Х15Н25М6АГ2 |
Аустенитный |
|||
* Запас аустеиитиости сталей Ni/Cr < 1. |
** Запас аустенитностн сталей Ni/Cr |
> 1. |
347 |
переход данного элемента из покрытия или флюса в шов или его выгорание.
Большой запас аустенита металла шва делает маловероятным образование мартенситной структуры в корневых швах и слоях, примыкающих к перлитной стали. Термообработке такие соединения обычно не подвергают. Режимы термообработки, улучшающие свойства зоны термичного влияния перлитной стали, могут привести к ухудшению свойств аустенитной стали.
При изготовлении жестких узлов из перлитной закаливающейся стали большей толщины с аустенитной в процессе отпуска или эксплуатации возможны хрупкие разрушения в зоне сплавления перлитной стали с аустенитным швом. Наряду с применением аустенитных электродов или проволок с большим запасом аустенита для заполнения шва этих сталей, часто выполняют еще предварительную облицовку свариваемых кромок перлитной стали высоконикелевыми аустенитными электродами, особенно при использовании разделок с развитой границей сплавления.
Толщина облицовочного слоя должна быть не менее 8—9 мм. Наплавку следует производить в несколько слоев валиками небольшого сечения.
В тех случаях, когда сварку основного шва намечается вести электродами аустенитно-ферритного класса Э-10Х25НЗГ2; Э28Х24Н16Г6 или Э-09Х19Н11ГЗМ2Ф. Для повышения прочности зоны сплавления первый слой облицовки выполняют электродами типа Э-09Х15Н25МБТ2Ф, а последующие слои — электродами, применяемыми для заполнения основного шва. Общая толщина слоя должна быть в пределах 9 мм.