Технология сварки стали мартенситного класса

Высокохромистые стали мартенситного и мартенситно-ферритного класса могут свариваться всеми видами сварки плавлением – ручной дуговой сваркой покрытыми электродами, аргонодуговой сваркой, в СО₂ и под флюсом. Наибольшее распространение получила РДС покрытыми электродами.

При выборе вида сварки, сварочных материалов и режимов сварки высокохромистых сталей, особенно жаропрочных, необходимо учитывать, что даже небольшие отклонения в химическом составе металла швов (по ряду элементов в пределах десятых долей процента) могут приводить к значительному изменению их служебных свойств.

В связи с тем, что растворяющийся при сварке в расплавленном металле водород значительно усиливает склонность к образованию холодных трещин в хрупком металле швов и околошовной зоне, для ручной сварки высокохромистых сталей не следует применять электродные покрытия, содержащие в качестве газообразующих органические соединения. В этом случае используют электродные покрытия фтористо-кальциевого типа, при котором газовая защита сварочной ванны образуется за счет распада карбонатов покрытия (мрамора). Образующиеся высококальциевые шлаки благоприятны для удаления из сварочной ванны серы и фосфора. Компенсация окислительного воздействия газовой фазы (СО₂ и продуктов ее распада) осуществляется за счет раскислителей в металлическом стержне или в покрытии.

Для уменьшения возможного поглощения водорода при сварке электроды перед сваркой следует прокаливать при повышенных температурах (450-500ºС) длительностью 2 часа. Сварку выполняют постоянным током обратной полярности.

Сварка в среде защитных газов производится как в среде инертных газов (в основном ручная аргонодуговая сварка), так и в среде СО₂. С позиции металлургии наиболее благоприятна сварка в аргоне, где можно получать металл шва любого состава без потерь легирующих элементов. Однако вследствие низкой производительности этот способ применяется для сварки тонких материалов и выполнением корневого валика многослойных швов. При сварке в среде СО₂ окислительное действие газа приходится компенсировать за счет усиленного легирования присадочных материалов.

Таблица 4.1

Электроды для сварки мартенситных и мартенситно-ферритных сталей

Проволоки, применяемые для сварки в среде СО₂:

Св08Х14ГНТ (Св10Х13), ПП-08Х14ГТ – для сталей 12Х13 и 20Х13;

Св15Х12НМВФВ, Св15Х12ПНМФБ – для стали 15Х11МФБ, Х11ЛА;

Св08Х18Н2ГТ – для стали 14Х17Н2.

При сварке под флюсом применяются, как правило, либо слабоокислительные флюсы типа АН-17 в комбинации со специальными проволоками типа 15Х12НМВФБ, либо безокислительные флюсы типа 48-ОФ-6. Кроме того, применяются флюсы

АН-30, АН-18, АН-10, АН-17 – безкремнистый флюс системы CaF₂ – Al₂O₃ – MnO;

48-ОФ-6 – фторидный безокислительный флюс системы CaF₂ – Al₂O₃ – СаО;

АН-30 – флюс системы CaF₂ – Al₂O₃ – MgO.

Используется постоянный ток обратной полярности (в случае применения безфтористых флюсов – прямая полярность). Следует иметь в виду, что сварке аустенитными проволоками, за счет пониженной ее теплопроводности и высокого электрического сопротивления при прочих равных условиях, она плавится быстрее, чем обычная низкоуглеродистая проволока. Поэтому для получения с хорошим формированием вылет электрода необходимо уменьшать в 1,5–2 раза в сравнении с низкоуглеродистой проволокой. Диаметр проволоки 2–3 мм (для уменьшения склонности к образованию кристаллизационных трещин).