ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИКИ СВАРКИ СТАЛЕЙ РАВНОГО СТРУКТУРНОГО КЛАССА
Возможные сочетания сталей различных структурных классов в сварных соединениях можно подразделить па две группы:
I — сварные соединения перлитных сталей с высокохромистыми сталями мартенситного, мартенептно-ферритного и ферритпого классов; ГІ — сварные соединения перлитных сталей с аустенит - пыми хромоникелевыми коррозионно-стойкими и жаропрочными сталями.
При сварке перлитных сталей с 12%-ными хромистыми сталями с целью обеспечения наибольшей пластичности шва применяют сварочные материалы перлитного класса. В этом случае в переходных участках со стороны высоколегированной стали с содержанием до 5% Сг сохраняется высокая пластичность и вязкость. Для снижения размеров диффузионных прослоек перлитный наплавленный металл должен легироваться определенным количеством карбидообразующпх элементов. При сварке деталей больших толщин целесообразно электродами типа Э-ХМ делать наплавку на кромки высоколегированной стали, а заполнение разделки осуществлять без подогрева электродами типов.’)42А или Э50А в зависимости от требований к прочности перлитного шва.
Температуру предварительного подогрева соединения следует выбирать (рассчитывать) по характеристикам высоколегированной (12%-ной хромистой) стали так же, как и режим термообработки, но для уменьшения размеров диффузионных прослоек температура отпуска должна быть принята минимально возможной.
При сварке перлитных сталей с 17—28%-пыми хромистыми сталями использование электродов перлитного класса нецелесообразно из-за чрезмерного легирования шва хромом из высокохромистой стали и потерн им вследствие этого пластичности. Поэтому наиболее подходящими будут сварочные материалы фер - рцтно-аустенитного класса, обеспечивающие достаточную стабильность металла шва даже при наличии значительного проплавлення перлитной стали. При таких сочетаниях сталей могут быть также допущены аустенитные электроды, однако при этом следует учитывать структурную неоднородность соединения (табл. 89). Термообработка после сварки в этом случае не нужна.
При сварке перлитных сталей с аустенитными всегда следует применять аустенитные сварочные материалы, обеспечивающие получение наплавленного металла с таким запасом аустенитности, чтобы с учетом расплавления и участия в формировании шва низколегированной составляющей (перлитной стали) обеспечить в высоколегированном шве аустенитную структуру. Приблизительно необходимый состав наплавленного металла для получения шва, обладающего такой структурой, может быть определен но
|
Таблица 89. Рекомендации по выбору сварочных материалов для разнородных соединений сталей перлитного класса с высокохромистыми
|
о г ь 6 в 10 12 їй їв їв гс гг г* 26 гв so зг зо зезг оо [CrJ}«g Ч%СгМ%Но]<105і]+О>5[%Иф[%у]+Зр[% Ті}
Рис. 147. Диаграмма Шеффлера
А — аустеамт; М — мартенсит; Ф — феррит; ------------------------------------ линии---- диаграммы для нап
лавленного металла (металла шва);
------------------------ границы полностью аустскитной области для кованых металлов;
I — зона образования горячих трещин; 11 — о-фаза, охрупчивание после термообработки при 500—900° С; 111 — зона роста зерна при температуре выше 1150° С, низкие показатели ударной вязкости при комнатной температуре, IV — трещины в мартенсите (ниже 400° С), необходим предварительный подогрев
диаграмме Шеффлера (рис. 147) с учетом участия в формировании шва долей основного и дополнительного металлов.
Большой запас аустеиитности металла шва позволяет предотвратить образование малопластичиых участков с мартенситной структурой в корневых швах и слоях, примыкающих к перлитной стали (табл. 90). Разнородные соединения из перлитной и аусте - питной сталей термообработке, как правило, не подвергают, так как режимы термообработки, улучшающие свойства зоны термического влияния одной из свариваемых сталей, не оказывают положительного действия на другую сталь или ухудшают те или иные ее свойства.
Кроме того, из-за разности коэффициентов линейного расши рения перлитной и аустенитной сталей высокий отпуск приведет лишь к перераспределению остаточных напряжений, а не к их снятию. При изготовлении сварных узлов из металла большой толщины, обладающих высокой жесткостью, могут произойти хрупкие разрушения по зоне сплавления перлитной стали с аусте - нитным швом. Для предотвращения этих разрушений необходимо применять сварочные материалы с повышенным содержанием никеля (например, электроды типа ЭА-ЗМ6, ЭА-4ВЗБ2), электроды со стержнем из никелевого сплава.
Если сваривается перлитная закаливающаяся сталь с аустенитной, то на кромки закаливающейся стали проводят наплавку аустепитными электродами с предварительным или сопутствующим подогревом^ обеспечивающим необходимую скорость охлаждения околошовной зоны. При этом сварочные материалы должны обеспечить получение наплавленного металла с повышенным содержанием никеля. Затем проводят отпуск деталей с наплавленными кромками для устранения закалки в околошовной зоне.
|
Таблица 90. Рекомендации по выбору сварочных материалов для разнородных сварных соединении перлитных н мартенеитных сталей с аустенитными н аустенитно-ферритными
|
* Температура эксплуатации может быть повышена до предельной для перлитной стали при использовании промежуточных элементов или защитных облицовочных слоев перлитными стабилизированными электродами.
** Предпочтительны для сварки конструкций, работающих при температуре выше 400—450 °С.
*** При сварке среднеуглсродистых сталей с аустенитными.
**** ііри требованиях стойкости шва против межкристаллитной коррозии.
После этого детали из перлитной стали с наплавленными кромками сваривают с аустенитной сталью на режимах, оптимальных для последней без предварительного подогрева. При такой технологии отнадает необходимость в последующем отпуске.
