Основи технології зварювання конструкційних матеріалів

 

 

Основною причиною утворення пор в сталях даного класу є розчинення водню в зварювальній ванні. Водень поступає в дуги, а з неї в зварювальну ванну з іржі, вологи і інших забруднень, що знаходяться на поверхні зварюваних кромок і присадного металу, із захисного газу або з матеріалів, що входять до складу покриття або флюсу. Щоб водень не потрапляв в зварювальну ванну, кромки зварюваного металу і поверхню електродного дроту ретельно очищають від іржі і масла, а флюс перед використанням прожарюють при температурі 800-900 °С. Однак і в цьому випадку у виробничих умовах не вдається повністю уникнути попадання водню в зону зварювання. Тому водень в зоні дуги пов'язують в хімічні сполуки, нерозчинні в рідкому металі. Для цього в зварювальні флюси вводять Ca  і Si . Також для зменшення кількості пор потрібно використовувати оптимальні режими зварювання. Так, при зварюванні на змінному струмі за інших рівних умов розчинення водню і пористість шва максимальні, при зварюванні на постійному струмі прямої полярності (мінус на електроді) – значно менше, а при зворотній полярності – мінімальні значення [4].

 

 

Високолеговані аустенітні сталі і сплави володіють комплексом позитивних властивостей. Тому одну й ту ж саму марку сталі іноді можна використовувати для виробів різного призначення, наприклад, корозійно-стійких, холодостійких, жароміцних та ін.. У зв’язку з цим і вимоги до властивостей зварних з'єднань будуть різноманітними. Це визначить різноманітну технологію зварювання (зварювальні матеріали, режими зварювання, необхідність наступної термообробки та ін..), спрямовану на отримання зварного з'єднання з необхідними властивостями, що визначаються складом металу шва та його структурою.

У таблиці 3. 1 наведемо найбільш характерні способи зварювання для даної сталі:

ЕУПІПФШГІНПЕПЛ

+-++++ (+) (+) +++ (+) (+) 

 

« ++» – найкраще використовувати;

« + « – рекомендується;

« (+) « – рекомендується обмежено;

« – « – не рекомендується.

Розшифровка позначень:

Е – ручне дугове зварювання покритим електродом;

УП – дугове зварювання в активних газах;

ІП – дугове зварювання в інертних газах;

Ф – дугове зварювання під флюсом;

Ш – електрошлакове зварювання;

Г – газове зварювання;

ІН – дугове зварювання в аргоні неплавким вольфрамовим електродом;

П – плазмове зварювання;

ЕП – електронно-променеве зварювання;

Л – зварювання лазерним променем.

Ручне дугове зварювання покритим електродом. Це – високо маневрений спосіб. При зварюванні високолегованих сталей зварювальні дроти однієї по ГОСТу марки мають достатньо широкий допуск за хімічним складом. Різноманітність типів зварних з'єднань, просторового положення при зварюванні та ін. сприяє зміні глибини проплавлення основного металу, а також хімічного складу металу шва. Все це заставляє коректувати склад покриття з метою забезпечення необхідного вмісту у шві фериту і попередження, таким чином, утворення у шві гарячих тріщин. Таким же чином досягаються необхідні жароміцність та корозійностійкість швів.

При зварюванні застосовують електроди з фтористокальціевим покриттям, це зменшує вигорання легуючих елементів, досягається отримання металу шва з необхідним хімічним складом і структурою. Зменшенню вигорання легуючих елементів можна досягти використовуючи коротку дугу без поперечних коливань електрода. Це знижує ймовірність появи дефектів на поверхні основного металу в результаті попадання на нього бризок.

Марка електродуТип електроду по ГОСТ 10052-75Метал шва, структура

СЛ-28Э-08Х19Н10Г2МБАустенітно -феритна з 4 – 5% α-фази

НЖ-13Э-08Х19Н10Г2М2БАустенітно -феритна з 4 – 8% α-фази

 

Температура випробування, ⁰СОпірність розриву, кгс/ 

Відносне видовження, % Ударна в’язкість,

Кгс*м 

 

2060247

Зварювання покритими електродами типу СЛ-28, НЖ-13 рекомендується виконувати нитковим швами і для підвищення стійкості проти гарячих тріщин застосовувати електрод діаметром 3 мм. У всіх випадках слід забезпечувати мінімальне проплавлення основного металу. Електроди перед зварюванням повинні бути витримати при 250 – 400 ° С протягом 1-1, 5 год для зменшення ймовірності утворення в швах пор, викликаних воднем, і тріщин. Необхідно використовувати постійний струм зворотної полярності, величину якого призначають так, щоб відношення його до діаметра електрода не перевищувало 25-30 А / мм. У стельвому і вертикальному положеннях зварювальний струм зменшують на 10-30% порівняно з струмом, обраним для нижнього положення зварювання.

Додаткова інформація: зварювання вести від сертифікованого джерела постійного струму.

Дугове зварювання під флюсом. Є основним способом зварювання високолегованих сталей аустенітного класу товщиною 3-50 мм. Основною перевагою цього способу перед РДЗ покритим електродом є стабільність хімічного складу металу по всій довжині шва при зварюванні як з обробкою, так і без обробки кромок. Це забезпечується можливістю отримання шва будь-якої довжини без кратерів, що утворюються при зміні електродів, рівномірністю плавлення електродного дроту і основного металу по