Почему сварку высоколегированных хромоникелевых сталей под фторидными флюсами производят на постоянном токе прямой полярности.

Шов легируют через флюс или проволоку. Последний способ более предпочтителен, так как обеспечивает повышенную стабильность состава металла шва. Для сварки под флюсом аустенитных сталей и сплавов используют сварочные проволоки, выпускаемые по ГОСТ 2246—70 и по ведомственным техническим условиям, и низкокремнистые фторидные и высокоосновные бесфтористые флюсы, создающие в зоне сварки безокислительные или малоокислительные среды, способствующие минимальному угару легирующих элементов. У флюсов, применяемых для коррозионно-стойких сталей, необходимо контролировать углерод, содержание которого не должно быть выше 0,1—0,2%. Наибольшее применение для сварки коррозионных сталей получили низкокремнистые флюсы АН-26, 48-ОФ-Ю и АНФ-14.

Сварку под фторидными флюсами производят на постоянном токе обратной полярности, а под высокоосновными бесфтористымн флюсами — на постоянном токе прямой полярности. При этом для получения той же глубины проплавления, что и на углеродистых сталях, сварочный ток следует снизить на 10—30%. Для снижения вероятности образования пор в швах флюсы для высоколегированных сталей необходимо прокаливать непосредственно перед сваркой при 500—900 ⁰С в течение 1—2 ч. Остатки шлака и флюса на поверхности швов необходимо тщательно удалять.

Сварка под флюсом в сочетании с высоколегированными проволоками обеспечивает получение требуемых свойств сварных соединений.

10.для чего в сварочную проволоку для сварки аустенитной стали вводят до 3% меди.

Повышение окалиностойкости, кислотостойкости и жаропрочности аустенитных сталей сравнительно со сталями типа Х18Н9 достигается дополнительным легированием сталей элементами, повышающими необходимую стойкость стали. Повышение окалиностойкости достигается увеличением содержания хрома в стали до 25% (стали Х23Н13 и Х23Н18). Еще большее повышение жаростойкости достигается дополнительным введением кремния (стали Х20Н14С2 и Х25Н20С2). Повышение кислотостойкости аустенитных сталей достигается повышением содержания никеля в стали и дополнительным легированием молибденом (стали Х18Н12М2Т и Х18Н2МЗТ), а также повышением хрома [сталь Х23Н28М2Т (ЭИ628)]. Стойкость стали в растворах серной кислоты достигается высоким легированием сталей хромом и никелем с дополнительным введением в сталь меди [стали Х18Н28МЗДЗ (ЭИ530), Х23Н23МЗДЗ (ЭИ533), Х23Н28МЗДЗ (ЭИ628)]

10. для чего в сварочную проволоку для сварки аустенитной стали вводят до 3 % меди

В количестве <0,5% Cu входит в состав большинства легирующих сталей с целью повышения их стойкости против коррозии не ухудшая их свариваемости. Содержание меди до 3% способствует стойкости к коррозии в серо-водородной среде.

11. Для чего в сварочную проволоку для сварки аустенитной стали вводят ниобий?

В аустенитных хромоникелевых сталях, легированных титаном и ниобием, образуются не только карбиды хрома, но и карбиды титана и ниобия. При содержании титана Ti > (%С—0,02)x5] или ниобия Nb > (%Сx10) весь свободный углерод может выделиться в виде карбидов титана или ниобия, а аустенитная сталь становится не склонной к межкристаллитной коррозии. Выпадение карбидов повышает прочностные и понижает пластические свойства сталей.

12. Что понимается под уменьшением «силового» фактора при сварке высоколегированных хромоникелевых сталей?

Одна из основных трудностей при сварке рассматриваемых сталей и сплавов - предупреждение образования в швах и околошовной зоне горячих трещин. Предупреждение образования этих дефектов достигается, в том числе и уменьшением силового фактора, возникающего в результате термического цикла сварки, усадочных деформаций и жесткости закрепления свариваемых кромок. Снижение его действия достигается ограничением силы сварочного тока, заполнением разделки швами небольшого сечения и применением соответствующих конструкций разделок. Этому же способствует хорошая заделка кратера при обрыве дуги.

Вопрос

Влияние серы, как и фосфора, при сварке всегда неблагоприятно отражается на механических свойствах стали. Известным действием серы является вызываемая ею в стали склонность к красноломкости и ломкости при белом калении. Явление красноломкости объясняется наличием эвтектики железо сернистого железа с температурой плавления 985° С. Эти включения весьма хрупки и имеют наклонность размещаться по границам зерен, тем самым ослабляя связь между ними. Присутствие закиси железа понижает еще больше температуру плавления легкоплавкой эвтектики.

При повышении содержания серы в стали наблюдается образование трещин при высоких температурах. Это образование трещин можно объяснить сильным понижением температуры плавления, ввиду наличия сульфида железа. Вследствие низкой температуры плавления эвтектики происходит оплавление границ зерен, богатых серой.

Если в стали имеются никель, кобальт, молибден, то свойство серы создавать красноломкость и ломкость при белом калении может быть еще увеличено, так как эти компоненты обладают свойством снижать точку плавления эвтектики и склонны к образованию сетки.

Такие компоненты, как марганец и хром, обладающие свойством повышать точку плавления, образуют безвредные включения сульфидов в виде точек. Этим объясняется, почему сталь хромансиль при сварке менее склонна к образованию трещин, чем хромомолибденовая сталь.

Неблагоприятное влияние серы сказывается: 1) на коэффициенте крепости сварного шва, 2) на вязкости металла шва, 3) на твердости сварного соединения и 4) на коэффициенте динамической крепости соединения.

Вопрос

Образование в шве двухфазной структуры (аустенит и первичный феррит, аустенит и первичные карбиды, аустенит и боридная фаза эвтектического происхождения, аустенит и хромоникелевая эвтектика) способствует ее измельчению. В результате удается полностью или частично подавить транскристаллитную первичную структуру. Такие швы несравненно более стойки против образования кристаллизационных трещин, чем однофазные чисто-аустенитные

Чтобы получить двухфазное аустенитно-ферритное строение металла шва, обеспечивают в нем соответствующее соотношение содержания ферритизирующих и аустенитизирующих элементов. Это возможно с помощью структурной диаграммы (рис. 10-24). Удовлетворительная стойкость против образования кристаллизационных трещин достигается при наличии в металле шва 2—3% первичного б-феррита.

Швы с повышенным содержанием первичного феррита более стойки против межкристаллитной коррозии. Причиной этого вида коррозии являются фазовые превращения в металле шва, сопровождающиеся обеднением пограничных слоев зерен и кристаллитов хромом в результате встречной диффузии углерода и хрома. Наличие первичного феррита в сварных швах вносит качественные изменения в этот процесс. Фазовые превращения в этом случае локализуются в объемах, занимаемых первычным ферритом, который, как известно, способен растворить больше хрома, чем аустенит. Вследствие этого обеднения пограничных слоев хромом до критических концентраций не происходит и такие швы обладают более высокой сопротивляемостью межкристаллитной коррозии.

Вместе с тем не следует забывать, что швы и стали с повышенным содержанием феррита более подвержены сигматизации в интервале температур 450—850° С, а следовательно, и потере пластичности, чем стали и швы с ограниченным содержанием феррита или чистоаустенитные. Поэтому для обеспечения служебных характеристик конструкций и узлов, работающих в интервале критических температур (преимущественно 450—650° С), содержание феррита в шве должно быть ограничено до 2—3%.

Доля участия основного металла в формировании шва определяется отношением

γ0=Fпр/(Fпр+Fн)
Соответственно доля участия наплавленного металла в образовании шва
γн=Fн/(Fпр+Fн)
При этом γ0+γн=1, а γн=1-γ0. Величины Fпр и Fн, γн и γ0 непосредственно зависят от метода и режима сварки, формы подготовки кромок и определяются экспериментально или расчетом по эмпирическим формулам либо графикам.

Содержание рассматриваемого элемента в металле шва определяется на основании правила смешения по формуле

[X]ш=γ0[X]о.м.+(1-γ0)[X]э±ΔХ,
Определение доли участия металла в формировании шва
где [X]ш, [X]о.м., [X]э - концентрация рассматриваемого элемента соответственно в металле однослойного шва, основном и электродном металлах; ΔХ - обобщенное изменение данного элемента в составе основного и электродного металлов вследствие металлургических взаимодействий или неизбежного взаимодействия расплавленного металла с окружающей средой - газами и шлаками.

При многослойной сварке, когда последующий валик накладывают в разделке на основной металл (Fо.м.) и предыдущий валик (Fn-1), их долю в образовании металла n-го валика также следует учитывать. В этом случае площадь поперечного сечения шва Fш=Fо.м.+Fn-1+Fн

Соответственно доли участия каждого компонента в формировании шва
γо.м.=Fо.м./Fш; γn-1=Fn-1/Fш; γн=Fн/Fш;

Если свариваются разнородные металлы, значительно различающиеся по химическому составу, участие их в формировании шва учитывается следующим образом:
Fо.м.=Fо.м.1+Fо.м.2;
Fш=Fо.м.1+Fо.м.2+Fn-1+Fн.
Соответственно доля их участия в формировании шва
γо.м.1=Fо.м.1/Fш; γо.м.2=Fо.м.2/Fш.

Дата добавления: 2015-12-01