Сварка никелевых хладостойких сталей (типа 06Н6, 06Н9); сварка средне-углеродистых низколегированных высокопрочных сталей (30ХГСА, 30ХГСНА и др.); сварка высокохромистых сталей.
Для сварки плавлением низкоуглеродистых низко- и средне-легированных теплоустойчивых сталей характерны две особенности.
Перваязаключается в том, что эти стали содержат элементы (хром, молибден, ванадий, вольфрам и др.), дающие стойкие карбиды и снижающие активность углерода в этих сталях. Это значит, что в сварных соединениях таких сталей с аустенитными швами при нагреве диффузионная неоднородность будет развиваться менее активно, чем при контакте аустенитных швов с нелегированными сталями. При сварке этих сталей можно ограничиться содержанием в металле шва 25—40 % Ni. В то же время, учитывая влияние никеля на химическую неоднородность в участке сплавления, вызванную образованием промежуточных сплавов за счет проплавления, а также рациональность унификации типов присадочных материалов при сварке низко- и среднелегированных низкоуглеродистых теплоустойчивых сталей, целесообразно остановиться для этого случая на металле шва с 40 % Ni, тем более если в этом металле будут содержаться такие активные карбидообразующие элементы, как молибден, вольфрам, ванадий, ниобий, титан, снижающие активность углерода в растворе и требующие увеличения содержания никеля, повышающего активность углерода.
Вторая особенность,с которой надо считаться при сварке теплоустойчивых сталей, заключается в том, что эксплуатация сварных соединений происходит при повышенных температурах (450—600°С) в течение очень длительного времени (сотен тысяч часов), т. е. в условиях, определяющих развитие диффузионных процессов и образование в участке сплавления химической и структурной неоднородностей. Поэтому с большим вниманием следует относиться к развитию диффузионной неоднородности в сварных соединениях рассматриваемого типа.
Н. В. Кириличев обследовал более 430 тыс. стыков труб из сталей 15Х5М и 12Х2М1 с металлом шва типа 10Х25Н13Г2 и 06Х25Н40М7Г2, работавших при температуре от 400 до 550°С. Было отмечено, что все сварные соединения имели вполне удовлетворительную эксплуатационную надежность. Однако в сварных соединениях с металлом шва типа 10Х25Н13Г2 в 0,16 % случаев появились трещины, в то время как на стыках с металлом шва типа 06Х25Н40М7Г2 их практически не было (0,005 % случаев).
В целях экономии сварочных материалов с высоким содержанием никеля ими можно наплавлять только кромки свариваемых теплоустойчивых сталей, а последующую сварку — заполнение разделки осуществлять аустенитными присадочными материалами с меньшим содержанием никеля. Высокая работоспособность сварных соединений стали 12Х1МФ и хороший комплекс свойств при высоких температурах эксплуатации достигается при наплавке кромок свариваемой стали электродами, дающими металл типа 08ХН60Г7М7Т, а сварку и заполнение разделки осуществлять электродами, дающими металл шва типа 11Х15Н25М6АГ2. Для более легированной теплоустойчивой стали 15Х5М оправданной должна быть наплавка кромок металлом типа 06Х25Н40М7Г2 и сварка материалами, дающими металл шва типа 10Х25Н13Г2. По затрате никеля это близко к использованию для сварки без наплавки кромок материалов, дающих металл шва с 25 % Ni (например, типа 10Х15Н25М6), а по надежности работы, определяемой стойкостью к образованию диффузионной неоднородности в зоне сплавления, первый вариант предпочтительнее.
2. Сварка хладостойких никелевых сталей 06Н6 и 06Н9 с образованием аустенитных швов также связана с некоторыми особенностями.
Во-первых, высокое содержание никеля в свариваемой стали и низкое содержание углерода создают предпосылки для уменьшения ширины мартенситного участка в зоне проплавления и смешения.
Во-вторых, эксплуатация сварных соединений происходит без нагрева, и диффузионная неоднородность в зоне сплавления не развивается, а свойства определяются только проплавлением и образованием сплавов смешения.
В-третьих, низкие температуры эксплуатации (-196 °С) могут привести к распаду недостаточно устойчивого аустенита как в металле шва, так и в зоне проплавления и смешения, поэтому аустенитные швы должны быть стабильно аустенитными. Повышенная стабильность аустенита в металле шва определяет также повышение стабильности аустенита в зоне сплавления (смешения) и соответственно уменьшение ширины мартенситного участка.
Для сварки высокохромистых сталей как коррозионно-стойких, так и жаропрочных аустенитные присадочные материалы находят широкое применение. Аустенитные швы, полученные при сварке жаропрочных высокохромистых сталей типа 13X11Н2В2МФ, позволяют не производить после сварки термическую обработку. Сварка коррозионно-стойких высокохромистых сталей аустенитными швами позволяет получить металл шва с высокой вязкостью, в то время как при использовании для сварки электродов, дающих высокохромистый металл шва, шов обладает низкой ударной вязкостью.
3. Особенности сварки высокохромистых сталей с получением аустенитных швов следующие.
Первая,связана она с тем, что изменение содержания никеля в металле шва в широких пределах дает для сталей с 17 и 25 % Сr в металле зоны сплавления сплавы аустенитно-ферритные, или для сталей с содержанием хрома 13 % — аустенитно-мартенситноферритные и ферритно-мартенситные. В связи с этим для сварки высокохромистых сталей нецелесообразно применять швы с очень высоким содержанием никеля. Обычно содержание никеля в шве ограничено 25 %.
Вторая особенностьсварки связана с тем, что высокое содержание хрома в свариваемой стали сильно снижает активность в ней углерода, приближая се к активности углерода в металле шва, легированном 20—25 %Ni. В результате нагрев таких сварных соединений не связан с активным перемещением углерода на границе сплавления. Это обстоятельство также позволяет ограничить содержание никеля в металле шва 25 %. Часто для сварки высокохромистых жаропрочных сталей применяют электроды, дающие металл шва типа Х16Н25М6, для сварки коррозионно-стойких высокохромистых сталей — электроды, дающие металл шва типа Х23Н18 и даже 08Х17Н10.
Рекомендации по сварке разнородных сталей приведены в табл. 5.1
Таблица 5.1 Рекомендации по сварке разнородных сталей
Свариваемые стали | Условия работы | Металл шва | Термообработка |
Разнолегированные перлитные | Без нагрева | Должен соответствовать менее легированной стали | Предназначенная для сварных соединений из более легированной стали |
Нагрев до 580°С | С промежуточным содержанием легирующих элементов | ||
Перлитная и ферритная или полуферритная | Без нагрева | Перлитный или аустенитный типа Х18Н10, Х25Н13 | При перлитном металле высокий отпуск (режим для перлитной стали) |
Нагрев до 580°С | Аустенитный с содержанием >15%Ni | – | |
Разнолегированные | Без нагрева | Не аустенитный, соответствующий менее легированном стали | Высокий отпуск |
Мартенситные | Без нагрева | Аустенитный с 20 —40% Ni | — |
Нагрев до520°С | Не аустенитный, соответствующий менее легированной стали | Высокий отпуск | |
Охлаждение ниже-20°С | Аустенитный с 40 — 6 0 % Ni | – | |
То же | – | ||
Разнолегированные | Без нагрева | Аустенитный, соответствующий менее легированной стали | – |
Аустенитные | Нагрев до 650 °С | Аустенитный промежуточного состава | Аустенизация, стабилизирующий отпуск |
Перлитные и аустенитная | Без нагрева | Аустенитный типа Х25Н13 или типа аустенитной стали * | – |
Нагрев до 580 °С | Аустенитный с содержанием >35%Ni | – | |
Разнолегированные высокопрочные | Без нагрева | Аустенитно-мартенситный с Мо и Со | – |
Высокохромистая ферритная и полуферритная | То же | Аустенитная с содержанием 20—25% Ni | – |
Дата добавления: 2015-10-22; просмотров: 978;