Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Газовая сварка
Посмотреть оригинал

Газовая сварка легированных сталей.

К среднелегированным относятся стали, содержащие в сумме 2,5-. 10%, к высоколегированным — свыше 10% легирующих элементов (кроме углерода). По своей структуре в зависимости от содержания углерода и легирующих элементов эти стали могут быть мартенситного, мартенситно-ферритного, ферритного и аустенитного классов. При их сварке необходимо стремиться сохранить первоначальный состав и структуру стали в сварном соединении для того, чтобы свойства его не отличались в значительной степени от специфических свойств основного металла (коррозионная стойкость, жаростойкость, износостойкость и др.).

Свариваемость этих сталей в значительной мере определяется их химическим составом, и особенно содержанием в них углерода. Успешно свариваются газовой сваркой только некоторые из марок этих сталей.

В сварных изделиях наиболее широко используют хромистые и хромоникелевые коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные стали. Они находят применение, например, при изготовлении химической аппаратуры.

Хромистые стали могут содержать 4—30% Сг. Стали, содержащие 4—14% Сг, относятся к мартенситному классу, стали, содержащие 13—18% Сг, — к мартенситно-ферритному, 23—30% Сг — к ферритному. Структура стали зависит также от содержания в ней углерода. Повышение содержания углерода способствует образованию мартенситной структуры.

Углерод образует с хромом карбиды хрома, что имеет место при сварке многих высокохромистых и хромоникелевых сталей. При недостаточно быстром прохождении в процессе охлаждения интервала температур 450—650 °С и содержании более 0,06% углерода он диффундирует к поверхности зерен, образуя по их границам карбиды хрома. Это приводит к обеднению хромом поверхности зерен, в результате чего сталь теряет устойчивость к межкристаллитной коррозии. Процесс коррозии может возникать при содержании менее 12% Сг и ускоряться под действием внутренних напряжений, возникающих при воздействии термического цикла сварки. Газовая сварка, дающая большую зону нагрева, — наименее благоприятный способ сварки коррозионно-стойких, жаропрочных и жаростойких сталей, содержащих в своем составе хром.

Для уменьшения склонности высокохромистых и хромоникелевых сталей к трещинообразованию, межкристаллитной коррозии и росту зерна в их состав вводят более активные карбидообразующие элементы, чем хром, а именно титан (около 0,8%) или ниобий (до 1,2%).

Среднелегированные хромистые стали, содержащие до 0,15% С, применяют в конструкциях, где не требуется высокая прочность, но необходима стойкость к коррозии. Высоколегированные хромистые стали могут содержать до 0,35% С; они обладают повышенной прочностью, хорошо сопротивляются коррозии и действию кислот. При длительном нагреве высокохромистые стали склонны к росту зерна, что снижает их прочность. Поэтому газовой сваркой эти стали сваривать не рекомендуется.

Сварку хромистых сталей для предупреждения излишнего перегрева и уменьшения деформаций выполняют нормальным пламенем с пониженным расходом ацетилена (70 дм3/ч на 1 мм толщины металла). При сварке применяют присадочную проволоку из стали той же марки, что и свариваемая, или близкой к ней. Можно применять проволоку марок Св04Х19Н9, Св06Х19Н9Т.

Сварку необходимо вести как можно быстрее, без перерывов и повторного нагрева одного и того же места шва пламенем горелки. Тонкие листы сваривают левым способом, более толстый металл — только правым. Рекомендуется использовать флюс следующего состава: 55% борной кислоты, 10% оксида кремния, 10% ферромарганца, 10% феррохрома, 5% ферротитана, 5% титановой руды (концентрата) и 5% плавикового шпата. Флюс предохраняет хром от выгорания и способствует растворению и удалению в шлаки из наплавленного металла тугоплавких оксидов хрома, титана и ниобия. После сварки рекомендуется подвергать изделие.

Хромоникелевые аустенитные стали типа 18—8 содержат до 0,12% С, 17—19% Сг, 9—11% Ni и до 0,7 Ti и обладают коррозионной стойкостью, жаростойкостью (окалиностойкостью) и жаропрочностью.

Антикоррозионные свойства хромоникелевые стали приобретают после термической обработки — нагрева до 950— 1100 °С и последующего быстрого охлаждения в воде или на воздухе. При этом сталь приобретает однофазную аустенитную структуру.

При сварке аустенитных сталей горячие трещины не возникают, если в наплавленном металле содержится 2,5—8,5% ферритной фазы. Титан и ниобий способствуют получению двухфазной аустенитно-ферритной структуры наплавленного металла с небольшим содержанием феррита.

Хромоникелевые стали имеют низкую теплопроводность и высокий коэффициент линейного расширения, что вызывает повышенные деформации и коробление изделий при газовой сварке.

Вследствие частичного выгорания хрома и других легирующих элементов швы, выполненные газовой сваркой, обладают обычно меньшей стойкостью к коррозии, чем основной металл в исходном состоянии.

Газовую сварку хромоникелевых сталей выполняют нормальным пламенем с расходом ацетилена 70—75 дм3/ч на 1 мм толщины металла. Окислительное пламя применять нельзя ввиду вызываемого им сильного выгорания хрома с образованием тугоплавких оксидов. Присадочную проволоку применяют с малым содержанием углерода, с содержанием титана или ниобия марок Св01Х19Н9, Св06Х19Н9Т или Св07Х19Н10Б.

Сварку ведут с максимальной возможной скоростью, держа конец присадочной проволоки погруженным в сварочную ванну.

Можно применять правый и левый способы сварки. Для защиты сварочной ванны используют флюс состава: 1) 50% буры и 50% борной кислоты; 2) 80% буры и 20% оксида кремния; 3) 80% плавикового шпата и 20% ферротитана. Флюсы с боратами необходимо тщательно удалять после сварки, так как они образуют на шве агрессивную пленку, которая может способствовать возникновению межкристаллитной коррозии. Флюс разводят на воде и в виде пасты наносят на кромки за 15—20 мин до сварки. Флюс наносят также с обратной стороны шва для предупреждения образования оксидов хрома в корне шва. Остатки флюса после сварки удаляют тщательной промывкой швов горячей водой.

После сварки, если конструкция позволяет, рекомендуется термообработка — нагрев до 950— 1100°С с последующим охлаждением в воде.

Газовую сварку целесообразно применять для хромоникелевых сталей толщиной не более 1,5—2 мм, при этом достигаются удовлетворительное качество соединения и достаточная производительность. Более толстый металл рекомендуется сваривать дуговой сваркой с применением соответствующих электродов.

Хромоникелевые аустенитные стали с повышенным содержанием углерода (например, 4Х14Н14В2М), достигающим 0,4—0,5%, свариваются значительно хуже низкоуглеродистых, так как склонны к выделению карбидов и образованию горячих трещин. Сварку этих сталей приходится вести с предварительным подогревом присадочной проволокой Св06Х19Н9Т. После сварки изделие подвергают термической обработке по режиму, предусмотренному для стали данной марки.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы