5.2. Проблемы свариваемости
Хромоникелевые высоколегированные стали относятся к удовлетворительно, а иногда и хорошо свариваемым сталям.
Основные трудности при сварке:
Склонность к образованию ГТ – аустенитные стали.
Склонность к образованию ХТ – мартенситные и аустенитно-мартенситные стали.
Выделение при сварочном нагреве δ –феррита.
Выделение карбида из аустенита в ЗТВ.
Образование пор
Склонность к ГТ определяется большой протяженностью температурного интервала кристаллизации, ликвацией по сере и фосфору, склонность к образованию столбчатой структуры кристаллизации. Аустенитные стали имеют большую усадку при остывании, что ведет к повышению темпа высокотемпературной деформации.
Меры борьбы с ГТ:
Контроль по сере и фосфору.
Борьба со столбчатой структурой – введение в структуру аустенита тугоплавкой второй фазы (до 6% δ -феррита, карбидов, интерметаллидов), дополнительное перемешивание сварочной ванны.
Снятие перегрева сварочной ванны путем введения дополнительного присадочного материала (порошка, гранул, проволоки).
Сварка с минимальным тепловложением (подогрев вреден).
Меры борьбы с ХТ – предварительный и сопутствующий подогрев, исключение водорода.
Влияние режима сварки на сопротивляемость ГТ весьма велико. Режимы сварки определяют характер и схему кристаллизации, и, что весьма важно, время пребывания металла шва и ОШЗ в области высоких температур.
На схеме представлено совместное влияние силы тока и скорости сварки на образование ГТ при сварке аустенитных сталей
Вблизи зоны сплавления в высокотемпературной области возможно растворение карбидов сильных карбидообразующих элементов –V, Ti, Nb, Zr. это неблагоприятно сказывается при эксплуатации при повышенных и высоких температурах. Перешедший ранее в твердый раствор углерод перемещается к границам зерен и выделяется в виде карбидов хрома, несмотря на наличие сильных карбидообразующих элементов. В районе ОШЗ резко возрастает склонность к МКК и падает прочность границ зерен – «ножевая коррозия».
Меры предупреждения МКК и локального хрупкого разрушения в ОШЗ – снижение общего содержания углерода и отказ от карбидного упрочнения в жаропрочных сталях. Для восстановления стойкости к МКК сварных соединений применяется термообработка – выдержка 3÷5 ч при 850 ÷ 900 оС.
Основной причиной пор является водород, поступающий в сварочную ванну из флюса, электродного покрытия или защитного газа Азот хорошо растворяется в высоколегированных сталях, поэтому пор в сварных швах не вызывает.
. Эффективное средство предупреждения пор – удаление влаги из флюсов, электродных покрытий и газов. Флюсы и электроды необходимо прокаливать непосредственно перед сваркой, а газ осушать в процессе сварки. Сварку производят фторидными флюсами и электродами с фтористо-кальцыевыми покрытиями на постоянном токе обратной полярности.
При сварке в аргоне некоторых аустенитных сталей возможно образование пор по границе оплавления. Добавка к аргону 2-5 % кислорода предупреждает образование пор.