ЛЕГИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА ШВА ПРИ СВАРКЕ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ. ОСОБЕННОСТИ.

1. При сварке высоколегированных сталей легирование швов осуществляется:

а)главным образом через присадочную проволоку,

б)реже — через так называемые керамические флюсы,

в) через покрытие электродов, причем в последнем случае чаще происходит не полное, а лишь частичное легирование металла шва.

Весьма часто, исходя из условий эксплуатации сварных изделий и соответственно тре­буемых свойств металла шва, химический состав его даже на одной и той же марке стали принимают отличным от состава свариваемой стали.

Состав металла шва выбирается прежде всего в зависимости от марки свариваемой стали, ее свариваемости, а также от требуемых механических свойств и коррозионной стойкости сварных соединении.

Химический состав шва определяет его структуру, от которой, в свою очередь, зави­сят как механические свойства, так и коррозионная стойкость металла, а также его техноло­гичность (стойкость против образования трещин, деформируемость и др.).

Для определения структуры высоколегированных сварных швов по их химическому со­ставу обычно пользуются структурной диаграммой Шеффлера (рис. 1), являющейся развитием диаграммы Маурера.

а). При этом учитывается соответствующее аустенитизирующее и ферритизирующее дей­ствие всех присутствующих легирующих элементов, которое для сварных швов несколько иное, чем для катаной стали и даже для стального литья.

б). Эквивалентное действие легирующих элементов на структуру сварных швов по от­ношению к никелю и хрому ориентировочно выражают следующими коэффициентами: Ni_ЭКВ = %Ni + 30% С + 30 % N + 0,5 % Мо,

Сr_экв = 1%Сr + 2%Мо + l,5%Si + 5% Ti + 2% Nb + 2%А1+ 1,5% W + V

Рис. 1 Диаграмма влияния элементов на структуру металла сварных швов
(диаграмма Шеффлера.).

в). По заданному составу шва выбирают присадочную проволоку или электроды, учитывая при этом мар­ку свариваемой стали, примерные доли электродного и основного металлов, из которых состоит шов, за­висящие от режима сварки, а также степень выгорания элементов при сварке и переход их из флюса или из покрытия электродов в шов, которые, в свою очередь, зависят от режимов сварки и содержа­ния этих элементов в проволоке и электродном покрытии или их окислов во флюсе и в покрытии.

г). Наиболее хорошие свойства имеет только металл шва, содержащий аустенит и около 5% феррита.

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТАЛЛУРГИИ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Современные высоколегированные стали, даже не подвергнутые специальному металлургическому улучшению- вакуумному, электрошлаковому, плазменно-дуговому переплавам, — отличаются хорошей раскисленностью и высокой чистотой по кислороду и вредным примесям.

С целью приближения свойств металла шва к свойствам основного металла при сварке стали стре­мятся ограничить насыщение сварочной ванны кислородом, серой, фосфором, а в ряде случаев —углеродом и даже кремнием и, кроме того, обеспечить хорошее раскисление жидкого металла, а также измельчить структуру шва..

Литой металл шва, как правило, по пластичности и вязкости несколько уступает катаному ме­таллу.

Засорение же шва указанными примесями может привести к ухудшению его свойств и снижению работоспособности сварных изделий.

Несмотря на большую растворимость и полезность азота в высоколегированном металле по сравне­нию с углеродистым нелегированным или низколегированным, чрезмерное насыщение жидкого металла сварочной ванны азотом за счет воздуха (при сварке с нарушением защиты) может вызвать пористость шва, особенно при многослойной сварке.