Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Общие рекомендации по сварке аустенитных сталей



Выбор сварочных материалов осуществляется в зависимости от марки стали и условий ее эксплуатации.

Для сталей с Cr/Ni > 1 применяют аустенитно-ферритные материалы, а для сталей с Cr/Ni < 1 – чисто аустенитные или аустенитно-карбидные материалы. Важным при этом является высокая чистота применяемых материалов по вредным (Р, S) и ликвирующимся (Pb, St, Bi) примесям, а также по О2 и N.

Режим сварки должен обеспечить минимальный темп деформаций и высокие скорости охлаждения для получения благоприятной структуры и сопротивления образованию трещин.

Низкий коэффициент теплопроводности и высокий коэффициент линейного расширения обусловливают, при прочих равных условиях, расширение зоны проплавления и областей, нагретых до высоких температур, и увеличение суммарной пластической деформации металла шва и ЗТВ.

  Рис. 42. Влияние силы тока и скорости сварки на образование ГТ в металле шва Поэтому необходимо: 1. Применять способы и режимы сварки, характеризующиеся максимальной концентрацией тепловой энергии (ЭЛС, плазменная). Чем больше энерговложение, тем ниже стойкость против образования ГТ (рис. 42). 2. Создавать условия для ускоренного охлаждения сварного соединения (подача струи воды или газа, ввод в сварочную ванну твердого присадочного материала и т. п.).

3. Выполнять последующие швы в многослойных соединениях после охлаждения предыдущих. Шов, обращенный к агрессивной среде, выполнять в последнюю очередь, чтобы предупредить его повторный нагрев.

4. Уменьшать долю основного металла в металле шва.

5. Осуществлять сварку на постоянном токе обратной полярности короткой дугой.

6. Не допускать попадания брызг на поверхность основного металла (очаги коррозии).

7. Удалять остатки шлака и флюса.

8. Прокаливать электроды и флюсы, хранить их в герметичной таре.

Снижение тепла деформаций достигается путем:

– ограничения Iсв и диаметра электрода;

– заполнения разделки валиками относительно небольшого сечения;

– заделки кратеров при обрыве дуги, а иногда их вырубки;



– применения надлежащих форм и размеров разделки кромок.

Термическая обработка аустенитных сталей может быть местной или общей и зависит от эксплуатационных требований. Это или аустенизация с последующим стабилизирующим отжигом (750...800°С), или аустенизация без отжига.

 

Технология сварки

Ручная сварка позволяет получать сварные соединения в любом пространственном положении.

Основная задача РДС – получение металла шва с необходимым химическим составом и структурой. Поэтому:

– сварку выполняют короткой дугой без колебаний с минимальным проплавлением основного металла;

– преимущественно применяют электроды фтористо-кальци-евого типа;

– сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности при Iсв = (25...30)dэ.

Основные сведения о режиме и электродах для сварки некоторых аустенитных сталей приведены в табл. 23–25.

Таблица 23

Ориентировочные режимы РДС аустенитных сталей

 

Толщина металла, мм Электрод Сила сварочного тока при положении сварки, А
диаметр, мм длина, мм нижнее вертикальное потолочное
До 2 150 – 200 30...50
2,5...3 225 – 250 70...100 50...80 45...75
3...8 3 – 4 250 – 300 85...140 75...130 65...120
8...12 4 – 5 300 – 400 85...160 75...150 65...130

Таблица 24



Сварочные материалы для дуговой сварки коррозионно-стойких сталей,

обеспечивающих стойкость против общей и межкристаллитной коррозии

 

Марка стали РДС АрДС АДС в СО2
электрод проволока флюс проволока проволока
08Х18Н10Т Э-07Х20Н9 (ОЗЛ-8) Св-06Х19Н9Т АН-26 Св-06Х19Н9 Св-08Х20Н9Г7Т
07Х18Н10Т Св-08Х20Н9Г7Т АН-45 Св-08Х20Н9Г7Т
12Х18Н10Т 06Х18Н11 Э-08Х20Н9Г2Б (ОЗЛ-7, ЦЛ-11) Св-08Х19Н10Б Св-05Х20Н9ФБС АН-18 АН-18 Св-08Х19Н10Б Св-05Х20Н9ФБС Св-05Х20Н9ФБС Св-08Х19Н10Б
Э-08Х19Н10Г2Б (ЦТ-15)
Э-02Х19Н9Б (АНВ-13)
03Х18Н11 Э-02Х19Н9Б (АНВ-13) Св-01Х19Н19 Не рекомендуется Не рекомендуется
Э-02Х21Н10Г2 (ОЗЛ-22)
10Х14Г14М4Т Э-07Х20Н9 (ОЗЛ-8) Э-04Х20Н9 (ОЗЛ-14А) Св-06Х19Н9Т Св-08Х20Н9Г7Т АН-26 АН-45 Св-08Х19Н10Б Св-05Х20Н9ФБС Св-05Х20Н9ФБС Св-08Х19Н10Б
10Х14АГ15
07Х21Г7АН5
08Х17Н13М2Т 10Х17Н13М3Т Э-09Х19Н10Г2М2Б (НЖ-13) Св-06Х19Н10М3Т АН-26 Св-06Х19Н10М3Т Св-06Х19Н11М3ТБ Св-06Х19Н10М3Т
Э-07Х19Н11М3Г2Ф (ЭА-400/10У) Св-08Х19Н10М3Б АН-18 Св-06Х20Н11М3ТБ
Э-02Х19Н18Г5АМ3 (АНВ-17) Св-06Х20Н11М3ТБ АН-45 Св-01Х19Н18Г10АМ4
08Х17Н15М3Т 03Х21Н21М4НБ Э-02Х20Н14Г2М2 (ОЗЛ-20) Св-01Х19Н18Г10АМ4 АН-18 АН-45 Св-01Х19Н18Г10АМ4 Не рекомендуется
Э-02Х25Н24М3АГЗД (АНВ-42)
Э-02Х19Н18Г5АМЗ (АНВ-17)
02Х8Н22С6 Э-02Х17Н14С5 (ОЗЛ-24) Св-01Х12Н11С62 (ЭК-76)
Э-02Х12Н11С6 (АНВ-47)

 


Таблица 25

Электроды, применяемые для сварки аустенитных

жаропрочных сталей и свойства наплавленного металла

 

Марка стали Марка электрода Тип наплавленного металла Т испытания, °С sв, МПа, за Структура наплавленного металла
104, ч 105, ч
12Х18Н9 ЦТ-26 10Х16Н9М2 2...4 % феррита
12Х18Н12Т
08Х16Н9М2
12Х16Н13М2Б ЦТ-7 10Х18Н11М2Ф 3...5 % феррита
КТИ-5
35Х19Н10М2Б ЦТ-5 12Х20Н10МВФБ
12Х16Н14В2БР ЦТ-16 10Х18Н10В2Б
12Х16Н9В2Б ЦТ-25 12Х16Н9В4Б
10Х16Н16В2БР ЦТ-23 12Х15Н14В2Б 2...4 % карбиды (интерметалиды)
12Х14Н20В2БР
12Х15Н25М6А ЦТ-10 12Х15Н25М6
12Х14Н20В2БР АЖ-13-18 12Х14Н18В2Б
12Х15Н35В3Т2 КТИ-7 30Х13Н35В3Б2
20Х25Н20С ОЗЛ-9А 40Х25Н6Г7
25Х20Н35С ЦТ-28 06Х15Н60М15В6

 



Сварка под флюсом – основной способ сварки аустенитных сталей толщиной от 3 до 50 мм в нефтехимическом машиностроении. Она обеспечивает хорошее формирование сварных швов, стабильность состава и свойств их по всей длине, отсутствие брызг и кратеров, минимальное окисление легирующих элементов, высокую производительность и качество.

Для сварки под флюсом применяют ряд сварочных проволок (марки которых приведены в табл. 24, 26) и низкокремнистых, фторидных или высокоосновных флюсов.

Сварку выполняют на токе обратной полярности швами небольшого сечения. Вылет проволоки при этом уменьшают в 1,5...2,0 раза по сравнению с низкоуглеродистой из-за большого омического сопротивления. Техника и режимы сварки аустенитных сталей практически такие же, как и при сварке обычных сталей.

Таблица 26

Сварочные материалы для сварки жаропрочных сталей

 

Марка стали Марка проволоки Марка флюса
08Х18Н10 08Х18Н9Б АН-18
08Х18Н12Б 48-ОФ-6М
09Х16Н9М2 08Х16Н8М2 АН-26, 48-ОФ-6, ФЦ-17
10Х17Н13В2М 08Х15Н9В4Б АН-18
12Х18Н12Т 10Х16Н25АМ6 АН-18
20Х23Н18 48-ОФ-6М
08Х15Н35В4Т 06Х15Н35Г7В7М3Т 48-ОФ-6М, АНФ-23
10Х15Н24В5Т2Р1 06Х15Н24В5Т2Р1 АНФ-23
20Х23Н18 08Х25Н20С2Р1 АНФ-23
20Х23Н35С 07Х25Н50М9К9Б2Г3, ЭП-883 АНФ-23

При сварке в защитных газах используют инертные (аргон, гелий), активные (СО2, N) газы и их смеси. Применение газов позволяет изменять тепловую эффективность дуги и условия ввода тепла в зону свар­ки, расширяет технологические возможности процесса сварки.

Сварка в инертных газах обеспечивает высокое усвоение легирующих элементов и стабильность свойств сварного соединения.

Применяют сварку неплавящимся и плавящимся электродами.

Сварка неплавящимся электродом (с присадкой или без нее) выполняют на токе прямой полярности при I = 80...250 А при расходе аргона 4...8 л/мин.

Особенно эффективно применение импульсно-дуговой сварки (ИДС), которая обеспечивает широкое регулирование температурного цикла сварки. При ИДС уменьшается перегрев сварного соединения и коробление, обеспечивается хорошее формирование шва, особенно при сварке металлов малых толщин. ИДС способствует дезориентации структуры, что уменьшает вероятность образования ГТ.

Сварку плавящимся электродом выполняют на токах, обеспечивающих струйный перенос электродного металла. При этом исключается разбрызгивание и образование очагов коррозии в местах приварившихся брызг. Для снижения критического тока, обеспечивающего струйный перенос, сварку выполняют в смеси аргона с 3...5 % О2 или 15...20 % СО2. При этом снижается опасность образования пор, вызванных водородом. Но добавки О2 и СО2 увеличивают угар легирующих элементов и возможность науглероживания металла шва, что требует применения соответствующих проволок (табл. 25).

Иногда к аргону добавляют 3...10 % азота, который является сильным аустенизатором и способствует измельчению структуры и стойкости к образованию ГТ.

При сварке в СО2 происходит выгорание легирующих элементов (Ti, Al, Cr, Mn, Si) и науглероживание металла шва на 0,02...0,04 %. Это может резко снизить его коррозионную стойкость. Поэтому для сварки в СО2 применяют проволоки с энергичными карбидообразователями (Ti, Nb, Al). Это сварочные проволоки Св-07Х18Н9ТЮ, Св-08Х20Н9С2БТЮ, Св-06Х20Н11М3ТБ и другие (табл. 24).

Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности проволокам диаметром 0,5...2,0 мм на токах 30...190 А и расходе газа 6...12 л/мин.

Недостатком сварки в СО2 является большое разбрызгивание (10...12 %) и образование очагов коррозии в месте приварки брызг к металлу. Использование тонкой проволоки и сварки на малых вылетах уменьшает разбрызгивание. Для защиты от брызг применяют различные защитные пасты.

 

Термическая обработка

Сварные узлы из аустенитных жаропрочных сталей, эксплуатируемые без воздействия активных сред до 500 °С, могут не подвергаться термообработке.

При работе их в коррозионной среде проводят стабилизирующий отжиг при 850...950 °С, что позволяет полностью снять оста­точные напряжения. Для жаропрочных термоупрочняемых сталей проводят двухступенчатый отжиг: 900 °С – 10 ч. + 750 °С – 30 ч.

При работе в условиях ползучести сварные узлы подвергаются закалке (аустенизации) при Т = 1050...1100 °С или двойной аустенизации при Т = 1150...1200 °С и 1000 °С, при которой обеспечивается коагулирование карбидов на границах зерен.

Для коррозионно-стойких сталей основным видом термообработки является закалка при Т = 1050...1100 °С, выдержка 1,0...1,5 мин на 1 мм толщины стали с последующим охлаждением в воде или на воздухе.

При сварке с малой погонной энергией (ЭЛД, плазма и др.) сверхнизкоуглеродистых жаропрочных сталей, легированных Мо, послесварочная обработка не обязательна.

Контрольные вопросы к главе 7

1. Почему аустенитные хромоникелевые стали называют металлом атомного века?

2. Как влияет скорость охлаждения на структуру аустенитных сталей?

3. Как избежать появления горячих трещин в сварных соединениях аустенитных сталей?

4. Как уменьшить темп деформаций при сварке?

5. Как можно повысить пластичность металла шва?

6. Для чего в аустенитные стали вводят вторую фазу?

7. Пути устранения МКК в металле шва и околошовной зоне.

8. С какой целью в сварочную ванну вводят твёрдый присадочный материал?

9. Что такое струйный перенос металла?

10. В чём преимущество импульсно-дуговой сварки?

 

СВАРКА РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ

Использование сварных соединений, разнородных по составу или структурному классу, позволяет:

1. Экономить дорогостоящие легированные стали. Очень часто только часть конструкции работает в специфических условиях (воздействия агрессивной среды, высокой температуры и др.) и нет необходимости изготавливать всю конструкцию из легированной стали.

2. Отказаться от термообработки сварного соединения. Во многих случаях при сварке закаливающихся сталей не представляется возможности осуществить термообработку (трубопроводы больших размеров, отсутствие соответствующего оборудования и т.п.).

Сварка таких соединений аустенитным металлом шва позволяет не использовать термообработку без опасности появления трещин в ЗТВ со значительной твердостью после сварки. Закалившиеся участки сварного соединения находятся между "мягкими" зонами отпуска и металлом шва.

3. Улучшить свойства сварочного соединения. Так, при сварке ферритных высокохромистых сталей аустенитным присадочным материалом получается более работоспособное сварное соединение, чем при сварке однородным материалом.

Таким образом, при сварке разнородных сталей можно выделить два случая:

А. Свариваемые стали относятся к одному структурному классу и отличаются степенью легирования, например перлитные стали низкоуглеродистые и низколегированные.

Б. Соединяемые стали относятся к разному структурному классу. Чаще всего используют аустенитный металл шва, т.е. осуществляют сварку стали аустенитного класса со сталью другого класса.

 


Просмотров 1441

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!