Технология сварки и свойства соединений

При выборе сварочных материалов необходимо предотвратить горячие трещины в шве и ЗТВ, трещины при термообработке, а также обеспечить равную жаропрочность сварного соединения и основного металла.

При сварке гомогенных сплавов применяют присадочные проволоки, близкие по химическому составу к основному. Отличие состоит в увеличении доли элементов, повышающих энергию активации процессов диффузии (Mo, W, Mn), и в уменьшении упрочняющих добавок (Ti, A1) (табл. 32). При сварке гетерогенных сплавов с большим содержанием Ti и Al применяют присадочные проволоки, в которых часть Ti заменена Nb.

Таблица 32

Типовые составы присадочных материалов

 

Марка сплава Содержание элементов, %
C Si Mn W Cr Mo Fe Другие элементы
ВЖ-98 0,1 0,8 0,5 13...16 23...26 0,4
ЭП-683 0,1 0,5 1,0 14...16 18...21 0,6 0,3...0,55 B
ЭП-367 0,04 0,5 1,5 14...16 14...16 4,0 0,3...0,7 Ti
ЭП-533 0,01 0,6 0,5 7...9 19...22 7...9 3,0 0,04 Al; 2,3...2,5 Ti
ЭП-648 0,1 0,4 0,5 4,3...5,3 32...35 2,3..3,3 4,0 1,0 Al; 1,0 Ti; 1,0 Nb

 

Общий принцип выбора режима сварки – максимально возможное сокращение времени высокотемпературного нагрева, увеличение скорости охлаждения и уменьшения размеров сварочной ванны, снижение сварочных напряжений.

Указанные требования выполняются при лазерной и ЭЛС на скорости < 50 м/ч. Эффективно также применение сварки давлением. Чтобы уменьшить перегрев, электроды и изделие помещают в воду или омывают струями воды.

Сплавы с содержанием (Ti+Al) > 4 % являются плохо свариваемыми и их рекомендуют соединять диффузионной сваркой и пайкой.

Термообработка после сварки для гомогенных сплавов включает аустенизацию сварных узлов при Т = 1050...1200 °С, которая приводит к растворению избыточных фаз и снятию сварочных напряжений. Это повышает работоспособность сварных соединений в коррозионных средах (табл. 33).

Таблица 33

Жаропрочность сварных соединений никелевых сплавов

 

Марка сплава Способ сварки Испытуемый образец Условия испытания Время до разрушения, ч Место разрушения
Т, °С s, МПа
ХН77ЮР (ЭП-437) ЭЛС Основной металл Основной металл
ХН60ВТ Основной металл 128/182 Основной металл
ХН67МВТЮ (ЭП-202) АДС Основной металл 203/115 Основной металл
Х35Н50ВМ (ЭП-648) ЭЛС Основной металл Основной металл

 

Примечание. Аустенизация 1200 °С, 1 час, воздух.

 

Для гетерогенных дисперсионно-упрочняемых сплавов термообработка включает аустенизацию и стабилизирующий отжиг. Более эффективна двукратная обработка, которая формирует глобулярную структуру карбидов и g¢–фазы по границам. Последующее двухступенчатое старение при 900 °С, 8 часов и при 850 °С, 15 часов приводит к выделению g'–фазы в объёмах зерен и стабилизирует структуру для последующей высокотемпературной эксплуатации, но не изменяет морфологию карбидов. Качественные сварные соединения показывают высокие эксплуатационные свойства, мало отличающиеся от основного металла (табл. 33).

 

Контрольные вопросы к главе 9

1. Какими свойствами обладают никелевые сплавы?

2. Назовите трудности при сварке никелевых сплавов.

3. Как предотвратить возможность образования горячих трещин в никелевых сплавах?

4. Какие изменения структуры наблюдаются в ЗТВ?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Многообразие сталей и сплавов, применяемых при изготовлении сварных конструкций, требует от инженера-сварщика глубоких знаний в области материаловедения, теории сварочных процессов, технологии и оборудовании сварки плавлением и давлением.

Особенно это относится к специальным сталям и сплавам, которые характеризуются наличием в них большого количества легирующих элементов, обеспечивающих получение особых свойств сварных конструкций.

К таким свойствам относятся жаростойкость, коррозионностойкость, хладостойкость, радиационностойкость и другие. Эти свойства обеспечиваются сталями различных структурных классов (аустенитные, ферритные и т.д.) и комплексным легированием.

Разработка способов и технологии сварки таких материалов требует учета условий эксплуатации и требований к сварным соединениям. Условия работы сварной конструкции должны учитываться на всех этапах разработки технологии сварки и термообработки.

При этом необходимо принимать меры против разрушения сварных соединений как при изготовлении, так и в условиях эксплуатации (устранять возможности образования трещин, коррозионного разрушения, охрупчивания и т.п.).

Разрабатываются и будут разрабатываться новые марки сталей и сплавов, обладающих требуемыми эксплуатационными свойствами. Сварка таких материалов потребует применения новых чистых и сверхчистых основных и присадочных материалов, высококонцентрированных источников тепла (плазма, электронный луч) и специального оборудования.

От инженера-сварщика требуется комплексный подход к разработке технологии и оборудования для сборки и сварки конструкций из специальных сталей и сплавов, начиная с анализа конструкции и заканчивая выбором способов контроля качества сварных соединений.

Все это обусловливает необходимость изучения широкого круга вопросов общетехнических и специальных дисциплин, применения современных средств информационной и вычислительной техники.








Дата добавления: 2016-03-22; просмотров: 842;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.