Меню сайта

Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением

Особенности сварки высоколегированных сталей и сплавов различных групп

Сварка хромистых сталей связана с некоторыми специфическими особенностями. Находят применение хромистые стали следующих типов: 1) 5—8%-ные мартенситные (Х5М, 1Х8ВФ и др.) и 5—8%-ные мартенситно-ферритные (Х6СЮ и др.) жаропрочные и коррозионностойкие; 2) 8—10%-ные силь-хромы мартенситного класса (4Х10С2М, 4Х9С2 и др.); 3) 11— 12%-ные мартенситные (1Х12Н2ВМФ и др.) и мартенситно-ферритные (1Х11МФ, 1Х12В2МФ и др.) жаропрочные; 4) 13-, 17-, 25- и 28%-ные мартенситные (2X13, 1Х17Н2 и др.), мартенситно-ферритные (1X13 и др.) и ферритные (0X13, Х17, 0Х17Т, Х25Т, Х28 и др.) жаропрочные, коррозионностойкие и жаростойкие. Хромистые стали сваривают по двум технологическим вариантам: с применением присадочных материалов такого же или сходного с основным металлом химического состава; с использованием присадочных материалов аустенитного или аустенитно-ферритного классов. В первом случае сварное соединение отличается структурной однородностью и высокой прочностью после соответствующей термообработки. Во втором случае соединение отличается структурной неоднородностью, усугубляемой диффузионными процессами, происходящими при эксплуатации изделий в области повышенных температур. При этом равнопрочность сварных соединений, как правило, не достигается.

Все хромистые стали сваривают с подогревом. Однако в отдельных случаях можно отказаться от подогрева. Так, низкоуглеродистые ферритные и даже мартенситные стали толщиной до 8—10 мм удается сваривать без подогрева. Иногда можно обойтись без подогрева при использовании аустенитных и аустенитно-ферритных электродов. Не требуется также подогрев при электрошлаковой сварке. Чем больше толщина свариваемой стали и чем выше степень ее легирования, особенно углеродом, тем выше должна быть температура подогрева. Низкоуглеродистые хромистые ферритные стали толщиной более 10 мм желательно сваривать с подогревом до температуры 150—180° С, жаропрочные 11—12%-ные мартенситные— с подогревом не ниже, чем до температуры 250—300° С.

Если сварку производят электродами или проволокой с образованием в шве мартенситной или мартенситно-ферритной структуры, изделие во избежание образования в шве и околошовной зоне холодных трещин незамедлительно после сварки следует подвергать высокому отпуску при температуре 750—800° С (для хромистых 5%-ных сталей при 840—860° С).

При сварке ферритными швами, когда появление мартенсита в металле шва исключено, и при использовании аустенитных электродов отпуск с целью повышения пластичности сварного соединения можно производить не сразу после сварки. По этим причинам сварка аустенитными электродами нашла широкое применение, особенно в монтажных условиях.

Оптимальные механические свойства жаропрочных 5—6- и 11—13%-ный хромистых сталей и их сварные соединения получают только после двойной термообработки: закалки или нормализации с последующим отпуском. Длительный нагрев хромистых сталей и сварных швов с содержанием более 15% Сг в интервале температур 400—550° С сообщает им так называаемую 475-градусную отпускную хрупкость, а в интервале температур 650— 800° С в них образуется 0-фаза.

При сварке ферритных хромистых сталей (Х17, Х25Т, Х28 и др.) в результате нагрева металла до высоких температур наблюдается интенсивный рост зерна в околошовной зоне, сопровождающийся потерей пластичности металла.

Хромистые ферритные стали, подобно хромоникелевым аусте-нитным, подвержены межкристаллитной коррозии в околошовной зоне. Отпуск при температуре 730—780° С возвращает стали стойкость против межкристаллитной коррозии. Одновременно повышается пластичность металла в околошовной зоне, вызванная его перегревом при сварке.

Для предупреждения склонности хромистых сталей к межкристаллитной коррозии их легируют титаном и снижают в них содержание углерода (0Х17Т, 0Х17М2Т).

Сварка хромоникелевых аустенитных сталей и сплавов. Хро-моникелевые аустенитные стали сваривают в основном двухфазными аустепитио-ферритными швами, аустенитные сплавы и некоторые аустенитные жаропрочные стали типа 14-14, 15-25 и коррозионностойкие стали типа 23-28 — аустенитными швами.

Аустенитные стали и сплавы сваривают в гомогенизированном (отожженном) состоянии, жаропрочные стали и сплавы—иногда и в упрочненном (состаренном) состоянии.

Для предупреждения образования холодных трещин в этом случае прибегают к некоторым технологическим приемам: подогреву, применению более пластичного, чем основной металл, шва и др.

Сварка аустенитно-мартенситных сталей. Стали этого типа обладают двухфазным строением и свариваются, как правило, двухфазными аустенитно-ферритными швами. Поэтому появления кристаллизационных трещин при сварке таких сталей можно не опасаться. Главная трудность заключается в сохранении в металле шва алюминия, титана и бора, требующихся для его дисперсионного упрочнения. Если упрочнение достигается за счет молибдена или ниобия, свдрка указанных сталей заметно упрощается.

Стали этого класса также рекомендуется сваривать в гомогенизированном состоянии. Для получения оптимальных свойств соединения после сварки подвергают многоступенчатой

термообработке — закалке и старению при положительных и отрицательных температурах.