27 февраля 2013 

Технология сварки высоколегированных сталей

Высоколегированные стали, а также сплавы из них обладают чаще всего увеличенным в полтора раза коэффициентом линейного расширения в процессе нагревания и пониженным в полтора-два раза коэффициентом теплопроводности в отличие от сталей низкоуглеродистых. Поэтому большинство таких сталей предрасположено к образованию холодных или горячих трещин в процессе сварки. Это, в свою очередь, ухудшает качество изделий.

При использовании дуговой сварки необходимо предохранять поверхности деталей из высоколегированных сталей от брызг металла и шлака, поскольку, повреждая поверхность деталей, они могут стать причиной коррозии, а также концентрации напряжений, которые будут ослаблять конструкцию. Лучше всего для предохранения приваривания к поверхности металла брызг возле шва нанести защитное покрытие – кремнийорганический лак, всевозможные специальные грунты и т.д.

Технология сварки высоколегированных сталей подразумевает использование режима с малой погонной энергией, что предотвращает так называемое охрупчивание зоны термического слияния и рост зерна.

В покрытии применяемых для сварки высокохромистых сталей электродов ни в коем случае не должны присутствовать газообразующие органические соединения. При этом газовая защита должна происходить за счёт диссоциации карбонатов и выделяемой в результате этого процесса окиси углерода.

К высоколегированным хромоникелевым сталям относят аустенитные, аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситовые стали. Аустенитные сплавы на никелевой или железоникелевой основе не меняют при нагревании или охлаждении на воздухе своей структуры. Они широко используются в различных конструкциях, которые устанавливаются в местах с низкими и высокими температурами. Также длительные нагрузки в условиях высоких температур способны выдерживать жаропрочные стали, легированные молибденом и вольфрамом. Ещё одна особенность жаростойких сталей заключается в том, что они устойчивы перед химическими разрушениями поверхностями в газовых агрессивных средах при таких высоких температурах, как 1100-1150 °C. Надо сказать, что данные стали содержат ничтожно мало вредных примесей, а потому главными задачами при сварке таких высоколегированных сталей являются применение электродов со специальными стержнями аустенитной структуры, покрытием основного типа, а также надёжная защита расплавленного металла от воздуха.

Особых затруднений сварка аустенитных сталей не вызывает. Но необходимо помнить о том, что в сварных соединениях аустенитно-мартенситных и аустенитно-ферритных вполне вероятно выделение по границам зёрен водорода. Высокоуглеродистые аустенитные стали превосходно свариваются в атмосфере аргона, если при этом применять присадочную проволоку того же самого состава, что и основной свариваемый металл, с той лишь разницей, что с меньшим содержанием углерода. Сварка в данном случае рекомендуется для стали толщиной не более 5-7 мм.

Для экономии высоколегированной стали при изготовлении трубопроводов, сосудов и аппаратов, которые работают в агрессивных средах и под давлением, применяется двухслойная сталь. Основной слой такой стали состоит из низколегированной стали толщиной в 4-60 мм, а облицовочный – из стали высоколегированной толщиной в 0,7-6 мм.