Заказать
Промышленный портал
Аренда, конвейер, инвестиции, производство, оборудование, технологии
Главная / Технология металлов / Сварочное производство / Сварка легированных сталей / Особенности

Особенности сварки легированных сталей

Исходя из свойств легированных сталей, наиболее рационально использовать нейтральную защитную среду или защитнолегирующие флюсы в сочетании с легированной проволокой. Однако в этом случае повышается вероятность образования дефектов из-за водорода.

Для предотвращения образования указанных дефектов при сварке низколегированных и среднелегированных сталей, а также некоторых высоколегированных (чистоаустенитных сталей, высокохромистых мартенситных) целесообразно применение окислительной защитной среды в сочетании с легированной проволокой. При сварке чистоаустенитных сталей создание окислительных условий в зоне сварки позволяет снизить содержание не только водорода, но и кремния и тем самым повысить стойкость к образованию горячих трещин.

При наличии в шве значительных количеств марганца создание окислительных условий в зоне сварки нерационально, поскольку в этом случае наблюдается загрязнение металла шва оксидными включениями и интенсивное окисление марганца.

Для сварки низколегированных и среднелегированных сталей состав металла шва выбирают близким к составу основного металла. Однако, учитывая, что углерод повышает вероятность образования и холодных, и горячих трещин, обычно при сварке низколегированных сталей содержание углерода в шве устанавливают не более 0,15 %, а при сварке среднелегированных сталей 0,23 %. При этом необходимые свойства металла шва получают за счет дополнительного легирования. В случае сварки теплоустойчивых сталей необходимо учитывать, что, как правило, сварные соединения подвергаются длительной эксплуатации при повышенных температурах.

При подобных условиях получают значительное развитие диффузионные процессы. При различии в составе металла шва и основного, особенно по карбидообразующим элементам, возможно перераспределение углерода, обладающего повышенной диффузионной подвижностью по сравнению с другими компонентами стали. Это может привести к формированию в области границы сплавления диффузионных прослоек обезуглероженной со стороны металла, имеющего пониженное содержание карбидообразующих элементов, и с повышенным содержанием углерода со стороны металла, имеющего большое содержание карбидообразующих элементов. Для предотвращения развития указанных процессов состав металла шва должен быть близким к основному. В первую очередь это относится к содержанию карбидообразующих элементов.

С целью предотвращения образования кристаллизационных трещин при сварке теплоустойчивых сталей содержание углерода в металле шва ограничивают в пределах 0,07—0,12 %, а необходимые свойства металла шва обеспечивают путем дополнительного введения легирующих элементов, не вызывающих усиления развития диффузионного перераспределения углерода между основным металлом и металлом шва с образованием прослоек. С этой целью рационально использовать комплексное легирование металла шва хромом, молибденом, ванадием, вольфрамом, чтобы градиент концентраций по каждому элементу в зоне сплавления был небольшим.

Применительно к высоколегированным сталям выбор присадочного металла ведут дифференцированно. Для сварных соединений, работающих при высокой температуре, наиболее оптимальный состав металла шва - состав, соответствующий составу основного металла.

Для улучшениясвойств металла шва, особенно при сварке однофазных сталей - высокохромистых, хромоникелевых аустенитных и др., рационально вводить в металл сварочной ванны небольшие добавки элементов, обеспечивающих измельчение структуры, например титана.

При выборе состава металла шва необходимо учитывать склонность высоколегированных сталей к образованию горячих трещин и предусматривать меры их предупреждения. В зависимости от стабильности аустенита применяют различные способы борьбы с горячими трещинами. При сварке сталей с метастабильным аустенитом (типа 18-9) образование горячих трещин предотвращают путем формирования металла шва с двухфазной аустенитно-ферритной структурой. С увеличением количества ферритной фазы стойкость металла шва к образованию горячих трещин возрастает (рис. 7.9). Наибольшую стойкость к образованию горячих трещин аустенитно-ферритные швы приобретают при содержании ферритной фазы в пределах 20—60 %.

 

Рис. 7.9. Влияние количества ферритной фазы на критическую скорость деформации и образование горячих трещин в ферритно-аустенитных хромоникелевых швах с содержанием 20—22 % Сr.

Наличие феррита в аустенитной стали повышает вероятность образования хрупкой σ-фазы при длительной работе в области высоких температур, поэтому в большинстве случаев количество феррита в металле шва ограничивают 2—7 %.

Если сварные соединения работают при температуре ниже 300 °С, увеличение количества ферритной фазы рационально, поскольку при наличии ферритной фазы повышается коррозионная стойкость металла шва.

Химический анализ металла шва, обеспечивающий заданную структуру, определяют с помощью структурной диаграммы (рис. 7.10) по эквивалентным концентрациям хрома и никеля. Эквивалентное содержание хрома и никеля в металле шва определяют по формулам

Niэкв = % Ni + 30·% С + 30·% N + 0,5·% Мn;
Сrэкв = % Сr + 2·% Мо + 1,5·% Si + 5·% Ti + 2·% Nb + + 2·% Al + 1,5·% W + % V.

 

Рис. 7.10. Структурная диаграмма сварных швов (по Шеффлеру)

Содержание элементов в металле шва подсчитывают по формуле (2.3) с учетом коэффициентов перехода. Поскольку формирование структуры в значительной мере зависит от условий кристаллизации, а структурная диаграмма разработана применительно к ручной дуговой сварке, то в большинстве случаев оценка по структурной диаграмме только качественная.

При сварке высокохромистых сталей мартенситного класса формирование ферритной составляющей в структуре металла шва с целью понижения вероятности образования горячих трещин не используют, поскольку в этом случае в металле шва появляется структурно-свободный низкоуглеродистый δ-феррит, не испытывающий превращений. В результате формирования гетерогенной структуры снижается ударная вязкость металла шва и повышается предрасположенность его к образованию холодных трещин.

При сварке высокохромистых ферритных сталей формирование швов с двухфазной аустенитно-ферритной структурой рационально, поскольку позволяет повысить их стойкость к образованию горячих трещин.

При сварке глубокоаустенитных сталей двухфазную структуру металла шва с целью предупреждения образования горячих трещин не используют, поскольку это может резко изменить эксплуатационные свойства металла шва по сравнению с основным. При сварке глубокоаустенитных сталей образование горячих трещин в металле шва предотвращают, используя присадочные материалы с малым содержанием вредных примесей (серы и фосфора), а также других элементов, повышающих вероятность образования горячих трещин.
Вероятность образования горячих трещин в аустенитных швах возрастает при наличии кремния. Вредное влияние кремния связывают с тем, что кремний способствует развитию химической неоднородности. Углерод нейтрализует вредное действие кремния и снижает вероятность образования горячих трещин в аустенитных швах.

Как правило, в чистоаустенитных (не содержащих феррита)швах трещины не образуются, если/ Si/C≤5. Природа подобного совместного действия кремния и углерода еще недостаточно изучена.

Стойкость к образованию горячих трещин аустенитных швов возрастает при легировании их молибденом, марганцем (до 5—7 %). Помимо изменения состава металла шва при сварке чистоаустенитных сталей, для предотвращения образования горячих трещин используют режимы с малой погонной энергией (рис. 7.11), а также режимы, обеспечивающие формирование швов с большим коэффициентом формы.

Образование пор при сварке легированных сталей в основном связано с водородом и азотом. Вероятность образования пор из-за выделения оксида углерода небольшая, так как в сварочной ванне, как правило, обеспечивается достаточная концентрация сильных раскислителей (например, кремния). Для предупреждения образования пор из-за водорода применяют различные приемы, предотвращающие попадание водорода в сварочную ванну. Пористость, связанную с азотом, предотвращают путем создания хорошей защиты металла сварочной ванны от атмосферы воздуха.

 

Рис. 7.11. Влияние погонной энергии сварки и содержания кремния в металле шва типа 0Х23Н28МЗДЗТ на образование горячих трещин при автоматической сварке под флюсом АН-18 (высокоокислительным низкокремнистым), толщина свариваемого металла ≤16 мм: О — трещины отсутствуют; X — трещины в кратере; ● — трещины  по  всей  длине  шва

Промышленное оборудование

Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 47 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: в автоматическом режиме производство изделий по технологии «мраморного окрашивания».
598 000 руб.
Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 35 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: компактное этажное размещение, при высокой производительности
Под заказ
Хит
  • Двустороннее прессование
  • Твердость матриц 52-60 ед. по Бринеллю (для справки - твердость сверла 70 ед.)
  • Система управления на базе контроллеров Сименс или Овен. Высокая надежность
  • Автоотключение при аварии: перегрев, падения уровня масла, нерабочий концевой датчик
  • Система радужного (двухцветного) окрашивания изделий
  • Двухконтурная гидравлика - быстрый холостой ход цилиндров и медленное задавливание
  • Мелочей не бывает: пресса в базе комплектуются продувочными пистолетами «Камоци»
  • Пневматика «Камоци» (Италия)
1 099 000 руб.
Хит Новинка
профессиональная производственная линия, обладающая всем основным оборудованием, необходимым для выпуска качественных изделий, таких как: кирпич, брусчатка, лего-кирпич, плитка. Начинающий предприниматель может купить пресс для кирпича Аметист и с успехом начать свой бизнес.
598 000 руб.
Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 47 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: в автоматическом режиме производство изделий по технологии «мраморного окрашивания».
598 000 руб.
Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 35 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: компактное этажное размещение, при высокой производительности
Под заказ
Хит Новинка
профессиональная производственная линия, обладающая всем основным оборудованием, необходимым для выпуска качественных изделий, таких как: кирпич, брусчатка, лего-кирпич, плитка. Начинающий предприниматель может купить пресс для кирпича Аметист и с успехом начать свой бизнес.
598 000 руб.
Новинка

Конвейер скребковый трубный (КСТ) - это герметичный трубопровод из стандартной трубы, внутри которой движется цепь с закрепленными на ней скребками.

Скребковый конвейер обладает целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными видами транспорта.

В зависимости от требуемой производительности КСТ может быть как круглого, так и прямоугольного сечения.

Под заказ
Новинка
Ленточный конвейер герметичный предназначен для транспортировки сыпучих, пылящих материалов.
Под заказ
Так все больше распространение получают ленточные конвейеры или системы конвейеров на базе пластиковой модульной ленты.
Под заказ

Создание и SEO продвижение промышленных сайтов

Адаптивный дизайн. Интернет магазин с 1С интеграцией.
SEO продвижение. ТОП 10 без ограничения ключевых слов.

Заказать Подробнее
Заказать

Промышленное оборудование

Технология металлов

Товары и услуги

Вся информация, представленная на сайте промпортал.su включая информацию о ценах, наличии товаров и их характеристиках, носит ознакомительный характер и не является публичной офертой, определяемой положениями ст.437 ГК РФ. Подробности о характеристиках, комплектации оборудования уточняйте у консультантов отдела продаж.