2. Оценка свариваемости и разработка технологических мероприятий по обеспечению качества сварного узла

1. Оценка свариваемости

Оценка склонности стали к образованию горячих трещин осуществим с помощью формулы 2.1.1.([2], страница 6)

(2.1.1.)

Где - процентное содержание элементов в сплаве. Химический состав сплава ХН62ВМЮТ – ВД приведен в таблице 5.

Таблица 5. Хим. состав сплава ХН62ВМЮТ-ВД ([7], страница 119).

Сплав

C, %, не бол.

Si, %, не бол.

Mn, %, не бол

Cr, %

Ni, %

Ti, %

S, %, не бол.

P, %, не бол.

V, %

W, %

Mo, %

Аl, %

Nb, %

Fe, %

Другие, %, не более

ХН62ВМЮТ ТУ 14-1-2706-79

0,05-0,10

0,4

0,5

17,5-20,0

основ

1,0-1,4

0,015

0,015

-

5,5-7,5

4,0-6,0

1,9-2,3

-

≤ 4,0

B-0,008 Ce-0,03 Co-0,5

Определим склонность сплава к образованию горячих трещин.

Для хромоникелевых сплавов с параметром HCS<1,5 склонность к образованию горячих трещин высокая.

Склонность к образованию горячих трещин определим из формулы 2.1.2. ([2], страница 7)

(2.1.2)

При параметре Ce>0.4 – есть возможность образования закалочных структур, следовательно, есть вероятность образования холодных трещин.

При сварке гетерогенных сплавов наряду с возникновением горячих трещин в шве более вероятно их появление в зоне термического влияния где велика протяженность ТИХ₁ из-за наличия легкоплавких ликватов (сульфидов, боридов и.т.д.), значительны температурные деформации вследствие высокой жаропрочности сплавов и мала пластичность ввиду крупнозернистой структуры. ([8], страница 82)

Сера, фосфор, магний, цирконий, бор и свинец нерастворимы в никеле и могут образовывать эвтектики, которые вызывают кристаллизационные трещины, если не принимают меры, предупреждающие их.([3], страница 269)

2. Мероприятия по обеспечению качества сварного узла

Подразделим способы предотвращения горячих трещин на две категории ([8], страница 83):

Металлургические способы:

• повышение чистоты сплавов по примесям;

• ограничение полноты рекрисстализации при прокатке сплавов позволяющее инициировать рекристаллизацию при сварке;

• сварка в закаленном или перестаренном состоянии; перестаревание сплавов, укрупняет - фазу и повышает ее термостойкость при сварочном нагреве, ослабляя разупрочнение в ЗТВ и расплавление фаз по границам зерен.

Технологические способы предотвращения трещин при сварке:

• снижение до минимума погонной энергии (многопроходная сварка неплавящимся электродом, электронно-лучевая, лазерная и импульсно-дуговая сварка);

• ограничение скорости сварки до значений, при которых кристаллиты в центре шва срастаются боковыми гранями под малым углом;

• применение электромагнитных полей и других внешних воздействий для измельчения элементов первичной структуры;

• применение теплоотводящей оснастки и охлаждающих сред (подача паровоздушной смеси на сварочную ванну);

• оптимизация химического состава шва.

Для борьбы с образованием кристаллических трещин в сплав добавляют магний в небольших количествах, который препятствует влиянию серы на пластичность металла. Марганец, вводимый в количестве до 3%, повышает их стойкость к образованию кристаллизационных трещин. Титан связывает газы, уменьшая вероятность образования в швах пор. Легирование основного металла и металла сварочной ванны элементами, снижающими диффузионную подвижность атомов. В качестве таких элементов обычно используют тугоплавкие металлы с высокой прочностью межатомных связей W, Mo. В частности, применяется присадочная проволока химический состав которой указан в таблице 6.

Таблица 6. Химический состав сплава ЭП-533 ([8], таблица 10.59).

Массовая доля, %
С	Si	Mn	P	S	W	Mo	Fe	B	Al	Ti
0.01	0.6	0.5	0.015	0.01	7…9	19…22	7…9	3	0.005	2.3…2.5

Также меры достижения лучшего качества шва указанны в пункте «1.2. Подготовительные операции».