Сварка жаропрочных сталей – Сварка жаропрочных сталей и сплавов: обеспечьте качественный крепеж
alexxlab | 10.05.2020 | 0 | Разное
Сварка жаропрочных сталей и сплавов: обеспечьте качественный крепеж
Автор perminoviv На чтение 5 мин. Опубликовано
Представляя особую категорию, жаропрочные сплавы, среди которых при сварке используются и аустенитные материалы, нержавейка – все это требует тщательного подбора марок электродов. Правильно подобранные элементы помогут:
- Более качественно и аккуратно провести сборку всей конструкции.
- Обеспечить гарантированную долговечность сварного крепежа без трещин и разрывов.
- Прочно скреплять не только нержавейку, но и подслои.
Если интересует сварка жаропрочных сталей и сплавов – обратите особое внимание на то, что нержавейка может скрепляться как с низколегированным металлом, так и с нелегированными основами. Качественно сваривая слои и подслои, мастера часто используют более совершенную термомеханическую технологию, покрывая всевозможные металлические изделия слоями других металлов. Это называется плакированием, что проводится при сборке: металлических плит, листов, труб и проволоки.
Не везде можно использовать горячий прокат или прессование. Могут возникать трудности, когда в техпроцессе участвует жаропрочные сплавы или нержавеющая сталь.
Возникающие трудности при сварке
Представляя собой композиции, выполняемые на базе железа, жаропрочные стали, и сплавы отличаются большим количеством легирующих элементов. По общему объему такие добавки могут составлять предел 65%. Чтобы сварка жаропрочной нержавеющей стали была проведена на самом высоком уровне, необходимо знать особые нюансы о работе с этим сплавом. Под жаропрочностью понимают устойчивость нержавейки к процессам разрушения, проходящим под высокой температурой воздействия. Но это свойство зависит не только от выбранного режима температур, а и от временных факторов. При разрушениях особо прочного металла или сплава, когда наблюдается длительное высокотемпературное нагружение – это характеризуется диффузионной природой, где развивается дислокационная ползучесть. В целях предотвратить ползучесть и обеспечить требуемый уровень жаропрочности нержавейки, принято использовать несколько способов.
Среди основных способов, предотвращающих ползучесть, увеличивающих жаропрочность железных сплавов, различают:
- Формирование дисперсных термостойких барьеров. Такие включения предотвратят скольжение дислокаций и их переползание на свободные места. В работе используют как интерметаллиды, так и карбиды. Жаропрочные стали принято различать на подкатегории – гетерогенные и гомогенные, что не подвержены термическому упрочнению, а также на упрочняемые в процессе термообработки.
- Подвижность вакансий, где проводят легирование, повышая технические характеристики γ-твердого раствора при помощи вольфрама, молибдена или других элементов.
Жаропрочные и жаростойкие сплавы из разряда жаростойкой нержавейки и аустенитной стали, не подвержены преобразованиям как при нагревании, так и при охлаждении.
Для упрочнения аустенитных сталей термическая обработка неприменима!
Жаростойкость и повышенную антикоррозионную стойкость таким сплавам обеспечивает хром. Благодаря наличию никеля, стабилизируется вся структура, увеличиваются показатели жаропрочности, технологичности и пластичности. Это способствует широкому применению аустенитной стали, используемой как универсальный конструкционный материал.
Отличаясь повышенной устойчивостью к коррозии, выделяясь жаро- и хладостойкостью, аустенитные сплавы применяют для сварки не только в условиях высоких и низких температур, но и при надежном монтаже в агрессивной среде.
Технология сварки
Выполняемая сварка жаропрочных сталей и сплавов чаще проходит с применением дуговой сварки, где применяются вольфрамовые электроды и среда защитных газов. Процесс сборки конструкций проходит как в аргоне, так и с использование гелия. Может выполняться не только ручная аргонодуговая сварка, но и более продуктивный способ, при использовании механизированной аргонодуговой сварки, где заранее приобретаются как плавящиеся, так и неплавящиеся электроды.
Для аустенитных сплавов и нержавейки, принято проводить и автоматическую сварку под флюсом. Стали из категории аустенитных (тип 18-8) свариваются достаточно прочно и без проблем. Занимаясь подготовкой к сварке деталей из этих материалов, рекомендуется провести технологические операции, что применимы при подготовительных операциях, когда планируется сварка легированных или углеродистых сплавов. Сложность этой разновидности крепежа обусловлена выраженной склонностью к накоплениям в околошовном секторе и в самом сварном шве, трещин, что могут сопровождаться микронадрывами. Дефект может возникнуть в сплавах, отличающихся крупной зернистостью макроструктур.
Сварные соединения аустенитных композиций выделяются спецификой кристаллизации и представляют ячеисто-дендритную структуру. Это может повлечь к формированию достаточно массивных кристаллов (столбчатый тип). В целях повышения уровня стойкости сварных швов, рекомендовано при помощи совершенных технологий, быстро устранять дефектные структуры на металлах и сплавах. Применяемые методики помогают:
- Эффективно измельчать кристаллы.
- Уменьшить в металле удельный вес фосфора и серы.
- Устранять горячие трещины при снижении глубины проплавляемого металла.
Для сварки использую материалы, что производят из стали с электрошлаковым переплавом или вакуумной выплавкой. В целях уменьшения образующихся трещин – повышают легирующие добавки (бромом) до показателей, что обеспечат кристаллиты с обильной эвтектикой. Более универсальный способ в снижении образования трещин – это модификация швов. Ее выполняют с применением добавок, в которые входят легирующие компоненты. Кроме молибдена и хрома, применяется кремний и алюминий.
Какие лучше выбирать электроды для сварки: работы с жаропрочными сплавами и нержавеющей сталью?
Выбор электродов зависит от специфики самого соединения, используемых сплавов и нержавейки. Если планируется сварка жаропрочной нержавеющей стали – рекомендуется ознакомиться с приведенной выше таблицей и выбирать вольфрамовые электроды плавающего типа. В ней указаны марки электродов, что приобретаются для более качественного монтажа посредством сварки инвертором. Имея сварочный аппарат, ознакомившись с особенностями сборки, уровнем сложности конструкции, сможете правильно подобрать электроды.
Чтобы не ошибиться в выборе и маркировке, рекомендуется заказывать электроды у проверенных поставщиков или непосредственно с завода-изготовителя. Специальные электроды по нержавейке могут иметь толщину в пределах 3–5 мм. Когда изделие имеет толщину более 3 мм, рекомендовано пользоваться электродуговой сваркой. Для сварки листов толщиной в пределах 1,5–3 мм эксперты рекомендуют применять специальную короткодуговую сварку. Монтажный процесс при стыковке труб из нержавейки предполагает использовать сварочные стержни для аргоновой среды.
Нержавейку в форме труб применяют для транспортировки газов и жидкой структуры. Работа под нагрузкой для более прочного и долговечного монтажа нержавеющей трубы, обязывает пользоваться современным инвертором. В такой сварке нержавеющих секций применяется специальная проволока, характеризующаяся высокими показателями легирования. Инверторную сварку осуществляют с положительной полярностью (постоянный или переменный ток). Легированная основа выполняет функции присадки. Сварку под флюсом используют для сборных конструкций при толщине стенки от 2 мм и до 60, а вот плазменную пайку для нержавейки рекомендовано практически для любых конструкций (без исключений).
solidiron.ru
Сварка жаростойких сталей
Основные свойства и особенности сварки
Скорость окисления металла зависит в основном от трех факторов: состава среды, рабочей температуры изделия и защитных свойств окисной пленки, образующейся на металле (сплаве, сварном шве), которые, в свою очередь, определяются его химическим составом.
Пористая или рыхлая окисная пленка защитными свойствами не обладает. Жаростойкость сплава и сварных соединений зависит также от их качества, состояния поверхности, структуры металла и т. д.
При
контакте с кислородсодержащей средой
происходит, в основном, общая коррозия
металла с образованием на поверхности
слоя сложных окислов. При наличии в
газовой атмосфере сернистых соединений
(БО2, Н2Б и др.), помимо общей
газовой коррозии, возможно поражение
аустенитных сталей, сплавов и сварных
швов межкристаллит- ной газовой коррозией.
Причиной этого рода коррозии является
проникновение в глубь металла по
границам зерен легкоплавкой сульфидной
эвтектики М-М
Марганец (до 6-8 %) повышает стойкость швов против межкри- сталлитной газовой коррозии, вызванной наличием сернистых соединений в рабочей атмосфере.
Жаростойкие аустенитные стали и сварные швы подвержены газовой коррозии в средах, соединениях У205и других, и науглероживанию в цементационных средах. Легирование сплава хромом в количестве 35-60 % предупреждает ванадиевую коррозию. Для предупреждения науглероживания сплавы легируют кремнием в пределах 2-3 %.
Во всех случаях независимо от агрессивной среды требуемая жаростойкость сварного соединения достигается максимальным приближением композиции шва к композиции основного металла.
Высокая жаростойкость аустенитных сталей, сплавов и сварных швов определяется их композицией и, прежде всего, положительным действием хрома, кремния, алюминия. Важную роль играет никель. Увеличение количества этих элементов в металле шва улучшает защитные свойства окисной пленки, благодаря повышению в ней содержания шпинелей N10 (Сг, Fe) 2О3, FeO А12О3и плотного окисла БЮ2.
Из
элементов, применяемых для легирования
шва при сварке ау- стенитных сталей,
ванадий и бор вызывают падение
жаростойкости. Другие элементы – вольфрам,
марганец, а также молибден при относительно
небольших его количествах (2-3 %) мало
влияют на жаростойкость аустенитных
швов. Большинство жаростойких сталей
и сплавов имеют стабильноаустенитную
структуру и в процессе нагрева
(охлаждения), а также при сварке
фазовых превращений не претерпевают,
кроме дисперсионного твердения,
связанного с образованием карбидов Сг,
Fe, Т1, N и интерметаллидов типа М
Наибольшую пластичность жаростойкие аустенитные стали, сплавы и сварные швы приобретают после аустенизации при высоких температурах (1100-1200 °С). При длительной эксплуатации в интервале температур 600-800 °С пластичность их заметно снижается вследствие старения.
Жаростойкие аустенитные стали и сплавы относятся к трудносва- риваемым вследствие повышенной склонности швов и околошовной зоны к горячим трещинам. Исключение составляют двухфазные аусте- нитно-ферритные стали типа Х25Н13.
При сварке изделий повышенной жесткости, особенно из литых сталей и сплавов, например 4Х18Н25С2, легированных большими количествами кремния, углерода, алюминия, хрома, возможно образование холодных трещин. Предупреждение образования холодных трещин в шве и околошовной зоне достигается путем подогрева свариваемых кромок до 200-250 °С. Чем больше жесткость изделия и ниже пластичность свариваемого сплава и металла шва, тем выше должен быть подогрев.
Значительно сложнее задача предотвращения образования горячих трещин в шве и околошовной зоне. Высокая прочность и жаростойкость большинства жаростойких аустенитных сталей и сплавов достигается легированием их кремнием, алюминием, углеродом, ниобием, титаном, которые в определенных концентрациях являются возбудителями горячих трещин в аустенитных швах. Поэтому для предупреждения образования горячих трещин в швах сварщики вынуждены прибегать к изменению композиции металла шва часто даже в ущерб его жаростойкости и другим характеристикам.
Сварные соединения из жаростойких аустенитных сталей и сплавов желательно подвергать аустенизации при температуре 1100-1200 °С или высокотемпературному отжигу при температуре 900-950 °С для снятия сварочных напряжений.
Дуговая сварка жаростойких аустенитных сталей и сплавов производится на постоянном токе обратной полярности, сварка неплавя- щимся вольфрамовым электродом в аргоне, гелии – на токе прямой полярности, электрошлаковая сварка – на переменном токе. Остальные требования в части оборудования, источников питания, режимов и техники сварки при сварке жаростойких аустенитных сталей и сплавов такие же, как и при сварке жаропрочных аустенитных сталей.
studfiles.net
Сварка жаростойких и жаропрочных сталей
Нередко возникает необходимость сварить жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы. Для этого необходимо учитывать некоторые детали, которые обязательно пригодятся каждому мастеру в работе. Самое яркое применение получила дуговая сварка вольфрамовым электродом. Он применяется в среде так называемых защитных газов- гелии и аргоне. При этом, применяется механизированная аргонодуговая сварка при помощи электродов плавящихся и неплавящихся, а также сварку при помощи флюса.
Очень хорошо свариваются стали жаростойкие вида 18-8. Когда идет подготовка к свариванию деталей из этих материалов, то не обязательно «изобретать велосипед»- достаточно будет ограничиться технологическими операциями, применяемыми, как правило, в подготовке к свариванию легированных и углеродистых сталей.
Как правильно выбрать материалы?
Для того, чтобы определить вид сварки, нужно четко учитывать размеры, а также формы изделий, которые будут в последствии одним целым. А, назначение изделия необходимо четко знать для того, чтобы выбрать присадочную проволоку. Например, если у вас стоит цель, чтобы ваше изделие было полностью устойчиво к коррозии, то в составе присадочной проволоки обязательно должен быть титан.
Стали, которые описаны выше, типа 18-8 – являются наиболее выгодным вариантом, ведь они устойчивы к воздействию коррозии в атмосферной среде и даже морской и кислотах. Помните, что если в присадочном материале будет содержаться титан, то конструкции, изготовленные из этих металлов, можно использовать и при температурах до 750 градусов.
Какие существуют проблемы при сварке жаропрочных сплавов?
Самая главная проблема, с которой можно столкнуться при сваривании таких сплавов, это появление микро и макротрещин. Конечно, говорить о каком- либо едином решении –глупо. Для каждого отдельного металла должно быть произведено исследование по поводу того, какую температуру для сварки будет рационально использовать и насколько каждый отдельный материал будет склонен к коррозийным воздействиям.
Наиболее правильным решением станут натурные испытания, которые нужно произвести для того, чтобы определить, насколько металл склонен к тому, чтобы образовывались трещины. Также нужно понимать, что для качественной сварки жаростойких металлов понадобится и достигнуть механических свойств соединений и швов, которые будут максимально приближены к основному металлу.
Каким образом производится сварка?
Обязательное условие – жаростойкие сплавы обязательно должны свариваться исключительно после закалки. Каждая деталь обязательно должна быть подвержена закалке при температуре до 1100 градусов по цельсию, после чего их нужно обязательно охладить.
Также, если вы желаете упрочнить металл, то метод термической обработки можно применять исключительно после того, как он пройдет закалку. Кроме того, сварка по паянному шву будет зависеть о того, какой химический состав у припоя.
Обязательно ознакомьтесь с более подробной информацией и всеми рекомендациями, чтобы ваша сварка оказалась не только быстрой и простой, но еще и прочной!
3g-svarka.ru
Электроды для сварки жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов
Темы: Сварка стали , Электроды сварочные, Ручная дуговая сварка.
Электроды этой группы обеспечивают получение сварных соединений с требуемой жаростойкостью и/или жаропрочностью.Жаростойкими сварными соединениями являются соединения, обладающие высокой стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах свыше 550-600 гр С. Жаропрочными сварными соединениями являются соединения, работающие при этих температурах в нагруженном состоянии в течение определенного времени (жаропрочные соединения должны обладать при этом достаточной жаростойкостью).
Электроды, предназначенные для сварки жаростойких и/или жаропрочных материалов, иногда используются для сварки коррозионно-стойких и разнородных сталей и сплавов.
|
Электроды |
Тип электродов по ГОСТ 10052 или тип наплавленного металла |
Диаметр, мм |
Основное назначение |
Дополнительная или сопутствующая область применения |
|
ОЗЛ-25Б |
Э-10Х20Н70Г2М2Б2В |
3,0;4,0 |
Сварка жаростойкого и жаропрочного сплава марки ХН78Т |
Сварка коррозионно-стойких конструкций и оборудования из сплава ХН78Т. Сварка разнородных сталей. Сварка чугуна. |
|
ЦТ-15 |
|
2,0;2,5; 3,0;4,0; 5,0 |
Сварка жаропрочных конструкций и оборудования из сталей типа 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т, Х20Н12Т-Л и Х16Н13Б, работающих при температуре 570-650оС. |
Сварка сталей типа 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т, Х20Н12Т-Л, Х16Н13Б, когда к металлу шва предъявляют жесткие требования стойкости к МКК. |
|
ОЗЛ-6 |
Э-10Х25Н13Г2 |
3,0;4,0; 5,0 |
Сварка жаростойких сталей типа 20Х23Н13 и 20Х23Н18, работающих в окислительных средах при температуре до 1000оС |
Сварка сталей типа 15Х25Т и стали 25Х25Н20С2. Сварка разнородных сталей. |
|
КТИ-7А |
Э-27Х15Н35В3Г2Б2Т |
3,0;4,0 |
Сварка реакционных труб из жаростойких сталей марок 45Х25Н20С2, 45Х20Н35С, 25Х20Н35, работающих при температуре до 900оС в печах конверсии метана |
|
|
ОЗЛ-9А |
Э-28Х24Н16Г6 |
2,5;3,0; 4,0 |
Сварка жаростойких сталей типа 12Х25Н16Г7АР, 45Х25Н20С2 и Х18Н35С2, работающих в окислительных средах при температуре до 1050оС и в науглероживающих средах при температуре до 1000оС |
Сварка сталей 20Х23Н13, 20Х23Н18. |
|
ОЗЛ-38 |
30Х24Н23ГБ |
3,0;4,0 |
Сварка жаростойких хромоникелевых сталей, преимущественно марки 30Х24Н24Б, работающих при температуре до 950оС |
|
|
ВИ-ИМ-1 |
06Х20Н60М14В |
2,0;2,5; 3,0;4,0 |
Сварка жаропрочных сталей и сплавов типа ХН67МВТЮЛ, ХН64МТЮР, ХН78Т, ХН77ТЮР и ХН56МТЮ |
Сварка разнородных сталей и сплавов. |
|
ОЗЛ-310 |
3,0;4,0 |
Сварка и наплавка конструкций из 25Cr – 20Ni жаростойких сталей в т.ч. 45Х25Р20Cr, 20X23h23, 2023h28, работающих при температурах до 1100о С. |
Сварка броневых сталей. |
|
|
ЦТ-28 |
Э-08Х14Н65М15В4Г2 |
3,0;4,0 |
Сварка жаростойких и жаропрочных сплавов на никелевой основе типа ХН78Т, ХН70ВМЮТ |
Сварка перлитных и хромистых сталей со сплавами на никелевой основе. |
|
ИМЕТ-10 |
Э-04Х10Н60М24 |
2,5;3,0 |
Сварка жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов на никелевой основе типа 37Х12Н8Г8МФБ, ХН67ВМТЮ, ХН75МБТЮ, ХН78Т, ХН77ТЮ |
Сварка разнородных сталей и сплавов. |
|
ОЗЛ-2 |
11Х21Н14М2Г2 |
3,0;4,0; 5,0 |
Сварка жаростойких сталей типа 20Х23Н13, работающих при температуре до 900оС в газовых средах, содержащих сернистые соединения |
|
|
ОЗЛ-39 |
06Х17Н14Г3С3Ф |
3,0; 4,0 |
Сварка жаростойких сталей типа 20Х20Н14С2, 20Х23Н18, 20Х25Н20С2, 45Х25Н20С2, работающих в науглероживающих средах при температуре до 1050оС |
|
|
ОЗЛ-46 |
06Х11Н2М2ГФ |
3,0;4,0 |
Сварка жаропрочных сталей мартенситного типа 1Х12Н2ВМФ и Х12НМБФ-Ш |
|
|
ОЗЛ/ЦТ-31М |
18Х18Н34В3Б2Г |
3,0;4,0 |
Сварка жаростойких сталей марок 20Х25Н20С2, 45Х25Н20С2, Х18Н35С2, работающих в науглероживающих средах с температурой до 1050оС, в т.ч. при повышенных стати-ческих нагрузках на сварные швы |
|
|
ГС-1 |
09Х23Н9Г6С2 |
3,0; 4,0 |
Сварка тонколистовых жаростойких сталей типа 20Х20Н14С2, 20Х25Н20С2 , 45Х25Н20С2, работающих в науглероживающих средах при температуре до 1000оС |
Сварка корневого и облицовочного слоев шва, обращенных в сторону рабочей науглероживающей среды, в конструкциях из сталей типа 20Х20Н14С2, 20Х25Н20С2, 45Х25Н20С2 больших толщин |
|
ОЗЛ-5 |
Э-12Х24Н14С2 |
3,0; 4,0; 5,0 |
Сварка жаростойких сталей типа 20Х25Н20С2 и 20Х20Н14С2, работающих в окислительных средах при температуре до 1050оС |
Заварка дефектов литья из сталей типа 20Х25Н20С2 и 20Х20Н14С2. |
|
ОЗЛ-25 |
Э-10Х20Н70Г2М2В |
3,0 |
Сварка тонколистовых (толщиной до 6 мм) конструкций и нагревательных элементов из жаростойких сплавов типа ХН78Т |
Наплавка облицовочных слоев швов при сварке конструкций из сплавов типа ХН78Т большой толщины. |
|
ОЗЛ-35 |
10Х27Н70Г2М |
3,0; 4,0 |
Сварка жаростойких сплавов марок ХН70Ю и ХН45Юи других сплавов на никелевой основе, работающих при температуре до 1200оС |
Сварка облицовочных слоев швов, выполненных электродами других марок. |
|
ОЗЛ-28 |
20Х27Н8Г2М |
2,5; 3,0 |
См. группу “Электроды для сварки разнородных сталей и сплавов” |
Сварка корневых слоев швов жестких конструкций из жаростойкой стали марки 45Х25Н20С2. |
К высоколегированным сталям относят сплавы, содержание железа в которых более 45%, а суммарное содержание легирующих элементов не менее 10%, считая по верхнему пределу при концентрации одного из элементов не менее 8% по нижнему пределу. К сплавам на никелевой основе относят сплавы с содержанием не менее 55% никеля. Промежуточное положение занимают сплавы на железоникелевой основе.
В соответствии с ГОСТ 10052-75 электроды для сварки высоколегированных коррозионно-стойких, жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов по химическому составу наплавленного металла и механическим свойствам металла шва и наплавленного металла классифицированы на 49 типов. Наплавленный металл значительной части электродов, регламентируется техническими условиями предприятий – изготовителей.
Химический состав и структура наплавленного металла электродов для сварки высоколегированных сталей и сплавов отличаются – и иногда существенно – от состава и структуры свариваемых материалов. Основными показателями, решающими вопрос выбора таких электродов, является обеспечение: основных эксплуатационных характеристик сварных соединений (механических свойств, коррозионной стойкости, жаростойкости, жаропрочности), стойкости металла шва против образования трещин, требуемого комплекса сварочно-технологических свойств.
Электроды для сварки высоколегированных сталей и сплавов имеют покрытия основного, рутилового и рутилово-основного видов. Из-за низкой теплопроводности и высокого электросопротивления скорость плавления, а следовательно и коэффициент наплавки электродов со стержнями из высоколегированных сталей и сплавов существенно выше, чем у электродов для сварки углеродистых, низколегированных и легированных сталей. Вместе с тем повышенное электросопротивление металла электродного стержня обуславливает необходимость применения при сварке пониженных значений тока и уменьшения длины самих стержней (электродов). В противном случае из-за чрезмерного нагрева стержня возможен перегрев покрытия и изменение характера его плавления, вплоть до отваливания отдельных кусков.
Сварка, как правило, производится постоянным током обратной полярности.
- < Электроды для сварки коррозионно-стойких сталей и сплавов
- Электроды для сварки специализированных сталей: список марок >
weldzone.info
Нередко возникает необходимость сварить жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы. Для этого необходимо учитывать некоторые детали, которые обязательно пригодятся каждому мастеру в работе. Самое яркое применение получила дуговая сварка вольфрамовым электродом. Он применяется в среде так называемых защитных газов- гелии и аргоне. При этом, применяется механизированная аргонодуговая сварка при помощи электродов плавящихся и неплавящихся, а также сварку при помощи флюса. Очень хорошо свариваются стали жаростойкие вида 18-8. Когда идет подготовка к свариванию деталей из этих материалов, то не обязательно «изобретать велосипед»- достаточно будет ограничиться технологическими операциями, применяемыми, как правило, в подготовке к свариванию легированных и углеродистых сталей. Как правильно выбрать материалы? Для того, чтобы определить вид сварки, нужно четко учитывать размеры, а также формы изделий, которые будут в последствии одним целым. А, назначение изделия необходимо четко знать для того, чтобы выбрать присадочную проволоку. Например, если у вас стоит цель, чтобы ваше изделие было полностью устойчиво к коррозии, то в составе присадочной проволоки обязательно должен быть титан. Стали, которые описаны выше, типа 18-8 – являются наиболее выгодным вариантом, ведь они устойчивы к воздействию коррозии в атмосферной среде и даже морской и кислотах. Помните, что если в присадочном материале будет содержаться титан, то конструкции, изготовленные из этих металлов, можно использовать и при температурах до 750 градусов. Какие существуют проблемы при сварке жаропрочных сплавов? Самая главная проблема, с которой можно столкнуться при сваривании таких сплавов, это появление микро и макротрещин. Конечно, говорить о каком- либо едином решении –глупо. Для каждого отдельного металла должно быть произведено исследование по поводу того, какую температуру для сварки будет рационально использовать и насколько каждый отдельный материал будет склонен к коррозийным воздействиям. Наиболее правильным решением станут натурные испытания, которые нужно произвести для того, чтобы определить, насколько металл склонен к тому, чтобы образовывались трещины. Также нужно понимать, что для качественной сварки жаростойких металлов понадобится и достигнуть механических свойств соединений и швов, которые будут максимально приближены к основному металлу. Каким образом производится сварка? Обязательное условие – жаростойкие сплавы обязательно должны свариваться исключительно после закалки. Каждая деталь обязательно должна быть подвержена закалке при температуре до 1100 градусов по цельсию, после чего их нужно обязательно охладить. Также, если вы желаете упрочнить металл, то метод термической обработки можно применять исключительно после того, как он пройдет закалку. Кроме того, сварка по паянному шву будет зависеть о того, какой химический состав у припоя. Обязательно ознакомьтесь с более подробной информацией и всеми рекомендациями, чтобы ваша сварка оказалась не только быстрой и простой, но еще и прочной! |
| Марка | Свариваемость | Технологические особенности сварки |
| 12X18H9T, 12Х18Н10Т, 08X18h30T, 12X17H9T | Хорошая | Присадок Св-01Х19Н9, Св-04X19H9, Св-07Х19Н10Б |
| XH78BT, ХН75М6ТЮ | Присадок Св-ХН78Т | |
| 12X17,08X17T, 15X25T | Ограниченная | Рекомендуется термообработка Присадок СВ-07Х25Н13, СВ-08Х14ГНТ, CB-13X25T |
| 20X13 | Удовлетворительная | Подогрев и последующая термообработка. Присадок CB-12X13, Св-20Х13, CB-06X14 |
| 10Х14Г14Н4Г | Подогрев и последующая термообработка. Присадок Св-04Х19Н9 | |
| 08X17H5M3 | Необходима термообработка. Присадок Св-06Х21Н7БТ | |
| 15Х17АГ14 | Подогрев и последующая термообработка. Присадок Св-01Х18 |
Трудности при сварке
- Защитный газ необходимо предварительно просушить или добавить к нему 2-5% кислорода. Это обеспечит плотность шва.
- Нужно поддерживать самую короткую дугу и добиваться получения шва с низким коэффициентом формы (отношением ширины шва к ei о толщине). 11паче в металле шва и околошовной зоны появятся горячие (кристаллизационные) трещины.
- После сварки металл должен как можно быстрее остыть. Для этою используют медные, охлаждаемые водой, подкладки; промежуточное остывание слоев; охлаждение швов водой. Это повысит коррозионную стойкость сварного соединения
 | Подготовка к сварке Кромки стыкуемых деталей из высоколегированных сталей лучше подготавливать механическим способом. Однако допускаются плазменная, электродуговая, газофлюсовая или воздушно-дуговая резка. При огневых способах резки обязательна механическая обработка кромок на глубину 2-3 мм |
 | Снимать фаску для получения скоса кромки можно только механическим способом. Перед сборкой свариваемые кромки защищают от окалины и загрязнений на ширину не менее 20 мм снаружи и изнутри, после чего обезжиривают. Сборку стыков выполняют либо в инвентарных приспособлениях, либо с помощью прихваток. При этом необходимо учесть возможную усадку металла шва в процессе сварки. Ставить прихватки в местах пересечения швов нельзя. К качеству прихваток предъявляются те же требования, что и к основному сварному шву. Прихватки с недопустимыми дефектами (горячие трещины, поры и т.д.) следует удалить механическим способом. (Конец проволоки постоянно находится в защитном газе) |
- короткая сварочная дуга;
- отсутствие поперечных колебаний горелки;
- максимально допустимая скорость сварки без перерывов и повторного нагрева одного и того же участка
- минимально возможные токовые режимы
 | Техника сварки. Основное правило: поддерживать короткую дугу, поскольку при этом расплавленный металл лучше защищен газом от воздуха. При сварке в аргоне W-электродом подавать присадочную проволоку в зону горения дуги следует равномерно, чтобы не допуска гь брызг расплавленного металла, которые, попадая на основной металл, могут вызвать очаги коррозии. В начале сварки горелкой подогревают кромки и присадочную проволоку. Короткая дуга, сварка углом вперед, «ниточные» швы – все это обеспечивает получение швов с повышенной сопротивляемостью образованию горячих трещин. Значение сварочного тока уточняют при сварке пробных стыков. |
| После образования сварочной ванны выполняют сварку, равномерно перемещая горелку по стыку. Необходимо следить за глубиной нроплавления, отсутствием непровара. 11о форме расплавленного металла сварочной ванны определяют качество нроплавления: хорошее (ванна вытянута по направлению сварки) или недостаточное (ванна круглая или овальная)(Окисленный конец проволоки удаляют кусачками или пассатижами) |
| Толщина свариваемого металла, мм | 0,5 | 1 | 2 | 4 |
| Диаметр W-электрода, мм | 1 | 1.5 | 2.5 | 4 |
| Расход W-электрода на 100 пог.м шва, мм | 6 | 8 | 23 | 132 |
сварка. технология сварки
www.sibelektrod.ru
Сварка жаропрочных сталей и сплавов: обеспечьте качественный крепеж
Представляя особую категорию, жаропрочные сплавы, среди которых при сварке используются и аустенитные материалы, нержавейка – все это требует тщательного подбора марок электродов. Правильно подобранные элементы помогут:
- Более качественно и аккуратно провести сборку всей конструкции.
- Обеспечить гарантированную долговечность сварного крепежа без трещин и разрывов.
- Прочно скреплять не только нержавейку, но и подслои.
Если интересует сварка жаропрочных сталей и сплавов – обратите особое внимание на то, что нержавейка может скрепляться как с низколегированным металлом, так и с нелегированными основами. Качественно сваривая слои и подслои, мастера часто используют более совершенную термомеханиче
samsvar.ru
Особенности сварки жаропрочных сталей
Хорошо свариваются низкоуглеродистые (с содержанием углерода до 0,3 %) и низколегированные стали. Жаропрочные стали представляют при сварке некоторые технологические трудности. Необходимо применять подогрев заготовок до 200-300 °C и термообработку для снятия сварочных напряжений после сварки. Иначе напряжения из-за разницы температур шва и основного металла могут привести к короблению и трещинам.
Применяют только электроды с основными фтористокальциевыми покрытиями.
Пайка
Пайкой называют соединение металлов и сплавов в твёрдом состоянии с помощью припоя – сплава с температурой плавления ниже, чем у соединяемых металлов.
Припой должен смачивать и растворять металл соединяемых деталей или образовывать с ним химические соединения. Важнейшую роль в процессе пайки играют капиллярные явления: они обеспечивают проникновение жидкого припоя в зазор между соединяемыми деталями (рис. 66).
Для растворения и удаления оксидов с поверхности деталей, а также для улучшения смачиваемости металла припоем применяют флюсы. Это канифоль, соляная кислота, хлористый цинк, бура, борная кислота, нашатырный спирт.
Припои делятся на мягкие, с низкой температурой плавления – оловянно-свинцовые (марки ПОС) и твёрдые, с высокой температурой плавления – сплавы меди с цинком, никелем, серебром.
П
реимущества пайки по сравнению со сваркой: пайка
экономичнее, она не изменяет химический
состав и механические свойства металла,
паяные конструкции деформируются
меньше, чем сварные.
Недостатки: прочность паяного соединения меньше прочности основного металла. Поверхности для пайки должны быть хорошо подготовлены: зачищены, обезжирены. Зазор между соединяемыми деталями должен быть минимальным: сотые доли мм.
Рис. 66. Схема капиллярной пайки:
а– перед пайкой;б– после пайки
Лекция 9
Раздел V Обработка металлов резанием
Обработка металлов резанием – процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла в виде стружки для получения необходимой геометрической формы, заданной точности размеров и качества поверхности детали.
На долю обработки резанием приходится в разных отраслях машиностроения от 80 до 95 % всех обрабатываемых деталей. Важнейшие преимущества обработки резанием перед другими способами: мобильность (перенастройка оборудования на обработку новых изделий не требует значительных затрат и времени), возможность получения деталей с любой точностью, из любых металлов и сплавов.
Чтобы срезать с заготовки слой металла, режущему инструменту и заготовке придают относительные движения. Для этого инструмент и заготовку закрепляют в рабочих органах станков – в шпинделе, на столе, в револьверной головке. Эти узлы станков обеспечивают необходимые перемещения инструмента и заготовки.
Основные понятия
Движения в металлорежущих станках
Движения рабочих органов станков подразделяют на движения резания, установочные и вспомогательные.
Движения, которые обеспечивают срезание с заготовки слоя металла, называют движениями резания. К ним относят главное движение резания Dr и движение подачи Ds. Главное движение определяет скорость деформирования и отделения стружки, а движение подачи обеспечивает непрерывное врезание режущей кромки инструмента в материал заготовки. Эти движения могут быть непрерывными и прерывистыми, по характеру – вращательными и поступательными. Скорость главного движения резания обозначают V, скорость движения подачи – Vs. Главное движение при обработке резанием всегда одно, а направлений подачи может быть несколько.
Движения, обеспечивающие взаимное положение инструмента и заготовки для срезания с нее заданного слоя материала, называют установочными.
К вспомогательным движениям относят закрепление заготовки и инструмента, быстрые перемещения рабочих органов станка, транспортирование заготовки и т. д.
Классификация видов обработки резанием
Виды обработки резанием подразделяются на лезвийные и абразивные. Во всех лезвийных методах используется инструмент с одним или несколькими режущими лезвиями, геометрия которых определяет точность размеров и качество получаемой поверхности. Это точение, сверление, строгание, фрезерование, протягивание. К абразивным методам относятся шлифование, полирование, притирка, хонингование и другие виды обработки, в которых инструментом являются частицы очень твердого вещества – абразива, соединенные связкой или разрозненные. Абразивные методы чаще используются для чистовой, окончательной обработки.
Кроме обработки резанием, поверхности заготовки могут быть сформированы различными электрофизическими и электрохимическими методами, а также за счёт чистовой обработки пластическим деформированием.
studfiles.net
5. Сварка жаропрочных перлитных сталей
Жаропрочными (теплоустойчивыми) принято называть стали, предназначенные для длительной работы при Т < 600 С. Они широко применяются для изготовления деталей энергетического, нефтехимического и химического машиностроения.
Это связано с их сравнительно низкой стоимостью и высокой технологичностью, способностью длительно работать под напряжением и при высоких температурах, длительной прочностью, жаропрочностью и стабильностью свойств во времени. Так, сварное соединение в условиях ТЭС и АЭС испытывают термомеханические нагрузки (Т < 600 °С, Р < 25 МПа) в течение длительного времени (15 лет) при наличии коррозионного воздействия и нейтронного облучения.
Высокая работоспособность этих сталей обусловлена оптимальным легированием 0,5…2,0 % Сг, 0,1…0,3 % Мо, 0,1…0,3 % V, а также небольшим количеством редкоземельных металлов и В (табл. 4).
Легирование Сг упрочняет твердый раствор, повышает жаростойкость сталей, предотвращает графитизацию в процессе эксплуатации при Т > 450°С и повышает длительную прочность.
Mo повышает сопротивление ползучести, температуру рекристаллизации железа и его прочность при высоких температурах, способствует образованию упрочняющей фазы Лавеса Fe2Mo. Образование Fe2Mo происходит с уменьшением объема и сопровождается “отрицательной” ползучестью.
V совместно с С обеспечивает упрочнение стали высокодисперсными карбидами VC и способствует стабилизации карбидной фазы как элемент, обладающий высоким сродством к углероду.
Таким образом, жаропрочность этих сталей обусловлена тем, что значительная доля Сг, Мо и V находится в твердом растворе, легируют и упрочняют феррит, затрудняют процессы диффузии и самодиффузии при высоких температурах.
С другой стороны, Сг, Мо и V образуют карбиды, обладающие высокой стойкостью против коагуляции при нагреве.
Оптимальное сочетание механических свойств изделий из перлитных жаропрочных сталей достигается применением нормализации или закалки с последующим температурным отпуском. При этом обеспечивается структура, состоящая из дисперсной феррито-карбидной смеси.
У Cr–M–V сталей наблюдается бейнитная составляющая структуры. Для жаропрочных перлитных сталей т = 250…35 МПа, в = 400…500 МПа, = 15…20 %, = 30…50 %.
Таблица 4
Химический состав жаропрочных перлитных сталей
Марка стали | Содержание элементов, % | Температура эксплуатации, С | |||||
C | Si | Mn | Cr | Mo | V | ||
12ХМ | 0,09…0,16 | 0,15..0,30 | 0,4…0,7 | 0,4…0,6 | 0,4…0,6 | – | 450…550 |
15ХМ | 0,10…0,18 | 0,17..0,37 | 0,4…0,7 | 0,8…1,1 | 0,4…0,6 | – | 450…550 |
12Х2М1Л | 0,14 | 0,27 | 0,54 | 2,32 | 1,1 | – | 450…550 |
12Х1МФ | 0,08…0,15 | 0,17..0,37 | 0,4…0,7 | 0,9…1,2 | 0,25..0,35 | 0,15…0,3 | 550…600 |
15Х1М1Ф | 0,12…0,18 | 0,15..0,30 | 0,4…0,6 | 0,9…1,2 | 0,9…1,1 | 0,25…0,35 | 500…600 |
12Х2МФСР | 0,09…0,16 | 0,1…0,3 | 0,3…0,6 | 1,9…2,2 | 0,4…0,7 | – | 550…600 |
studfiles.net