Сварка в машиностроении.Том 2 (1041437), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Применение высоколегированных хромоникелевых материалов аустенитного или аустенитно-ферритного классов, как правило, не обеспечивает равно- прочности металла швов основному материалу, хотя при правильном подборе удовлетворяет требованиям к сварным соединениям по коррозионной стойкости и жаростойкости.
Даже при получении швов, состав которых подобен составу основного металла, необходимо учитывать, что часто наилучшие свойства сварных соединений могут быть получены, когда шов по своему составу несколько отличается от состава сварнваемой стали, например имеет меньшую концентрацию углерода, содержит некоторое количество титана и т.
д. В связи с тем, что такое регулирование состава металла шва легче обеспечивается при дуговой сварке, эти методы сварки наиболее распространены при изготовлении и ремонте изделий из высокохромистых сталей. Изделия из высокохромистых сталей сваривают ручной дуговой сваркой покрытыми электродами, а также применяют дуговую сварку плавящимся электродом в углекислом газе и его смесях с ннергными газами, сварку плавящимся и неплавяшимся электродами в инертных газах (аргоне, аргоногелиевых смесях) и автоматическую сварку под специальными флюсами. В связи с тем, что водород, растворяющийся при сварке в расплавленном металле, усиливает склонность к образованию холодных трещин в малопластичном металле швов и металле околошовных зон, для ручной сварки высокохромистых сталей нельзя применять электроды с покрытиями, содержащими органические соединения, в качестве газообразующих.
Поэтому используют электроды 2. Составы сварочных проволок, применяемых при изготовлении покрытых электродов для с основными покрытиями, при которых газовая защита сварочной зоны осуществляется в результате распада карбонатов покрытия, в основном мрамора, по схеме СаСОз -ч- СаО+ СО, -~- Са О+ СО+ — Оа . 1 2 Образующиеся при этом высококальциевые шлаки благоприятны для удаления из сварочной ванны серы и фосфора, которые ограничиваются в высокохромистых сталях в большей степени (см. табл. 1), чем в обычных углеродистых. Оиислительное влияние газовой фазы (СО, и продуктов ее распада) компенсируется введением в электродный стержень или чаще в электродное покрытие элементов с большим сродством к кислороду. Сварку такими электродами выголняют на постоянном токе обратной полярности.
Для уменьшения возможного поглощения водорода перед сваркой электроды следует прокаливать (режим прокалки 460 — 600" С, 2 ч) [3[. Для высокохромистых сталей успешно применяется дуговая сварка в инертных газах, как правило, в аргоне и некоторых смесях на его основе, в основном иеилавящимся вольфрамовым электродом; присадочный материал подбирают всоответствии с желаемым составом наплавленного металла. При этом виде сварки в пюв почти без потерь удается вводить такие активные элементы (н полезные по свойствам металла шва), как титан и алюминий. Однако из-за невысокой производительности и повышения стоимости по сравнению с другими видами дуговой сварки, применение этого вида сварки ограничивается изготовлением изделий сварки высокохромистых сталей и механизированных видов их сварки 168 Сварка высокохрол!истых сталей 169 Общие рекомендации по сварке Химический Техпи докум для ! состав, % р Обчастн применения Т! пе более Св-О? Х25Н ГЗ Св-13 Х 2ЬН 18 Для изготовления злектродоп п для механизированной сварки коррозионностойкпх сталей Ор!я 0,015 ОРЗЬ 0,025 12 -14 17 — 20 5,0 — 8,0 Св-ОЗХ20НЗГ?Т (0,10 05 10 18,Ь-22 ГОСТ 2246-70 Для сварки под фчюсом и в СО! коррозио~по-стойких стз чей !без требований по счо!1!!ости прочна МКК! 8 — 1О О,ОЗЬ 0,018 0,6 — 0,9 24 — 26,5 0,6 — 1,0 .0,08 Св-06Х25Н !2ТЮ 0,020 Для сварки под фл!псом АН-26 и в углекислом газе сталей с 13 — 1?%Сг 11,5-13,5 0,4 — 0,8 А! 0,6 — 1,0 0,030 Св-06Х20Н 11МЗТБ (0,08 0,5 — 1,0 (0,80 19- 21 2.5 — З.О Мо, 0,6 0,9 ?4п ! Для сварки под флюсом АН-26 стали с 1?% Сг 10 — 12 0,030 0,018 0,6 — 1,0 ГОСТ 2246 — 70 Св-ОЗХ !9Н1ПГ2Б Св-06Х24НЬТАФМ 0,2 — 0,45 (0,7 005 - О,!О (0,08 1,8--2,2 (0,80 18,5 — 20Д 23-25,5 9.5-10,Ь 5,5 — 6,Ь 0,6 — 0,9 1'1 Ь 006 012 Мо ООЗ вЂ” О!з Ч О! — 02 14! Для изготовления злектро ов для сварки коррози" о!,по с о !,пх ст !чеп О,С'30 0,030 0,018 0,018 0,08-0,2 с!МТУ/ ЦНИИЧМ 849 — 63 (0,10 19 — 2! 1,0 — 2,0 О,Ь -1,0 Св-ОЗХ20Н!5ФБЮ 1эпь444) 14 — 16 !!ля сварки под флюсом з!1 >ь и в у чекислом газе сталей с 13 — 17 % Сг О! — 02 Ч 0,9 — 1,3 >Ч>> 0,4 — 0,6 А! 0,630 0,020 малых толшин и выполнением корневого валика в многослойных швах металла больших чолшин, например в изделиях для турбостроения.
Азот яплгется полезной примесью тля металла ряда высокохромистых швов. Однако при концентрации в сварочной ванне более 0,08в?в оп может вызывать гористость. Поэтому при сварке необходимо обеспечить хорошую защиту дугового пространства от воздуха и пе допускать большего количества азота в защитных газах. При сварке плавящимся электродом в СО, обычно обеспечивается достаточное оттеснение воздуха от сварочной зоны, однако металл может значительно окислиться. Для предотвращения окисления основных легирующих элементов в электродную проволоку необходимо в достаточных количествах вводить раскислители.
Принципиально возможна и разработка порошковых проволок с дополнительнымн шлакообразуюшими в составе вводимого порошка. Сварка высокохромистых сталей под флюсом также требует разработки специальных сварочных материалов. Применяемые для сварки углеродистых сталей высококремнистые, высокомарганцовистые флюсы для высокохромистых сталей непригодны в связи с кремнемарганцевовосстановительными процессами.
При этом происходит выгорание хрома (иногда до 2йа по сравнению с исходным металлом) и появление в швах повышенных количеств кремния и марганца, понижающих свойства высокохромистых сталей, в частности уменьшая их пластичьость и вязкость. Фторидные флюсы не обеспечивают хорошего формирования швов. 3.
Составы сварочных проволок аустенитного и аустенитно-ферритиого классов, применяепокрытых алектродов Для сварки высокохромистых сталей рекомендуются либо высокоосновные флк!сы 48-0Ф-6, АН-26, либо слабоокислительные (низкокремнистыс с некоторым количеством окислов железа) АН-17, АН-18. Флюсы АН-17, АН-18 и 48-ОФ-6 проверялись в ИЭС им. Патона с использованием специально разработанных проволок типа 15Х12НМВФБ и 16Х12ГНМВФ для сварки высокохромистых жаропрочных сталей (1, 2).
В связи с тем, что при использовании флюса 48-ОФ-6 выгорание примесей меньше, чем при использовании флюса АН-17, прочность и длителычая прочность металла швов, выполненных с флюсом 48-0Ф-б, выше, но при меныпей длительной пластичности. Для увеличения их длительной пластичности требуется применение при флюсе 48-ОФ-6 менее легированной электродной проволоки. При выборе вида сварки, сварочных материалов и режимов сварки высокохромистых сталей, особенно жаропрочиых, необходимо учитывать, что даже после высокого отпуска небольшие отклонения химического состава металла швов (по некоторым элементам в пределах десятых долей процента) могут приводить к значительному изменению их эксплуатационных свойств.
Причиной этого является гетерогенность структуры металла (например, наличие зерен структурноавободного феррита в сорбитной основе отпущенного мартенсита). При использовании аустенитного или аустенитно-ферритного паплавленного металла необходимо учитывать и долю основного металла, попадающего в металл шва и влияющего на его состав, структуру и свойства. мых прн зчеханизированной сварке высокохромистых сталей н типовых для изготовления 171 Сварка мартенситных и мартенситно-4ерритных сталей 170 Сварка высокохромистых сталей Хямнзескнй состав, о,' БЮ, ( Л1,0,, ( СаО ( МяО ~ МпО ! Сар, ! сей Флюс з — 9,5 < 1,0 (1,ь АН-11 АН-26 4з-ОФ-6" гг — 21, О 30,0 — 32,0 ~ ~4,0 " Требуется прокалка прн 850' С Применяемые при всех видах дуговой сварки сварочные материалы нужно выбирать в зависимости от условий последующей эксплуатации сварных соединений высокохромистых сталей.
Так, для получения коррозионной стойкости и жароупорности сварных соединений используют сварочные материалы, обеспечивающие получение швов, структура которых подобна структуре основного металла, а также аустенитно-ферритную структуру на базе высоколегированных хромоникелевых сталей. Для обеспечения жаропрочности сварных соединений их достаточное сопротивление ползучести и длительная прочность на уровне свойств основного металла достигаются только при составах металла швов, близких к составу основного металла. При ручной сварке высокохромистых сталей покрытыми электродами основное легирование наплавленного металла обеспечивается металлом электродного стержня, хотя иногда некоторое дополнительное легирование обеспечивается введением необходимых ферросплавов или металлических добавок в покрытия основного типа.
При сварке в защитных газах и под плавлеными флюсами состав наплавленного металла по легируюшим элементам определяется составами применяемых электродных проволок, с учетом потерь элементов (испареиием, выгоранием) в процессе сварки. Для электродных стержней покрытых электродов и электродных проволок для автоматической сварки под флюсом и полуавтоматической в защитных газах используют сварочные проволоки специальных составов по ГОСТ 2246 — 70 иля изготовляемые по специальным техническим условиям.
Наиболее распостраненные сварочные проволоки, обеспечивающие получение швов, подобных по составу высокохромистым сталям, приведены в табл. 2. Высоколегированные сварочные проволоки аустенитного и аустенитноферритного классов, применяемые при сварке высокохромистых сталей под флюсом и в защитных газах, а также типовые, используемые для изготовления покрытых электродов для сварки таких сталей, приведены в табл. 3. Для изготовления электродов иногда можно использовать и другие сварочные проволоки, в частности поставляемые по ГОСТ 2246 — 70. В этих случаях для выполнения однослойных швов (при небольшой толшине свариваемого высокохромистого металла) и корневого шва многослойных швов при ручной сварке покрытыми электродами и сварке в СО, следует применять сварочные материалы (типа Х25Н18), обеспечиваюшие получение швов большей аустенитности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
