Обеспечение стойкости металла шва против образования пор.

Азот хорошо растворяется в высоколегированных сталях, поэтому пор в сварных швах не вызывает.

Основным возбудителем пор при сварке высоколегированных сталей и сплавов является водород, поступающий в сварочную ванну в основном из флюса, электродного покрытия или защитного газа. Эффективное средство предупреждения пор – удаления влаги из флюсов, электродных покрытий и газов. Флюсы и электроды необходимо прокаливать непосредственно перед сваркой, а газ осушать в процессе сварки.

Сварку высоколегированных сталей и сплавов под фторидными флюсами и электродами с фтористо-кальциевым покрытием производят обычно на постоянном токе обратной полярности, что позволяет резко уменьшить опасность появления пор в швах.

При сварке в аргоне некоторых аустенитных сталей и сплавов иногда наблюдается образование пор по границе сплавления. Возбудителем этих пор, по-видимому, служит водород, попавший в основной металл при электролитическом травлении. Добавка к аргону 2 – 5% кислорода предупреждает образование пор в этом случае.

Получение и сохранение в процессе эксплуатации заданных свойств сварного соединения. Выполнение этих требований при сварке высоколегированных сталей вызывает значительные трудности. Чтобы обеспечить получение аустенитных швов без трещин, часто приходится прибегать к применению присадочных материалов, отличающихся по композиции от основного металла. В ряде случаев это делается даже в ущерб свойствам сварного соединения. Например, для сварки высокопрочных сложнолегированных аустенитных сплавов типа ХН77ТЮ и ХН70ВМЮТ применяют сварочную проволоку и электроды ЦТ-28 на базе этой проволоки или электроды ИМЕТ-4П, которые обеспечивают получение швов без трещин, но с более низкими, чем у основного металла, жаропрочными свойствами.

Имеются определенные трудности и со сваркой хромистых коррозионных сталей. В околошовной зоне этих сталей в результате воздействия сварочного термического цикла происходит значительное укрупнения зерна. Это одна из причин резкого падения вязкости металла околошовной зоны. Высокотемпературный отпуск при 760-780˚ С значительно повышает пластичность металла околошовной зоны на этих сталях.

Еще труднее сохранить полученные свойства сварных соединений при длительной эксплуатации. В результате более или менее длительного пребывания при высоких температурах высоколегированные швы в значительной мере лишаются своей первоначальной пластичности: происходит так называемое охрупчивание металла. Известны три вида охрупчивания металла высоколегированных швов: тепловая хрупкость, сигматизация и старение.

Тепловая или, как ее иногда называют, 475-градусная хрупкость, не сопровождается явными структурными изменениями. Она является своего рода старением, обусловленным, по-видимому, выпадением субмикроскопических частиц на границах зерен твердого раствора. Явление тепловой хрупкости возникает в результате нагрева при температурах 350-500˚ С высокохромистых ферритных и аустенитно-ферритных швов, содержащих более 15-20% сложнолегированного феррита. Тепловому охрупчиванию способствует хром, ванадий, ниобий, кремний, в меньшей мере титан и алюминий. Радикальным средством предотвращения тепловой хрупкости является ограничения содержания феррита в двухфазных сварных швах.

Сигматизация – появление в металле шва при длительной выдержке в интервале температур 500-875˚ С хрупкой структурной составляющей – интерметаллида типа FeCr, известного под названием σ-фазы. Чаще всего σ-фаза образуется в аустенитно-ферритных швах и хромистых швах независимо от их структуры. Она может образоваться также в аустенитных швах с повышенным содержанием хрома.

Эффективным средством предотвращения образования σ-фазы является нагрев сварных соединений до температуры 1050-1100˚ С с последующим быстрым охлаждением.

Применительно к двухфазным аустенитно-ферритным швам сигматизацию можно предупредить также ограничениям в них содержания первичного феррита. Чтобы предотвратить сигматизацию читоаустенитных швов, необходимо по возможности ограничить в них содержание молибдена, ванадия, вольфрама, хрома и кремния, а также повышать концентрацию углерода и азота.

Падение пластичности швов и основного металла в результате старения происходит при длительной эксплуатации сварных соединений при повышенных температурах. Оно сопровождается выделением по границам зерен вторичных карбидов и интерметаллидов. Находят применение следующие средства борьбы с этим видом охрупчивания: снижение в металле шва содержания углерода и нагрев сварного соединения до температур выше 900˚ С, при которых происходит распад вторичных карбидов и интерметаллидов.