- •Составитель: Масаков Василий Васильевич курс лекций
- •Оборудование и технология сварочного производства
- •Оглавление
- •1. Сварка высокопрочных сталей. 5
- •2. Сварка жаропрочных сплавов 21
- •3. Сварка высоколегированных сталей 28
- •4. Коррозионная стойкость 37
- •5. Влияние температуры на характеристики сварных соединений 41
- •6. Методы определения склонности к хрупким (локальным) разрушениям в околошовной зоне. 49
- •7. Сварка титана, циркония, гафния 59
- •8. Сварка алюминия и некоторых его сплавов 68
- •Дисциплина “Сварка специальных сталей и сплавов” Введение
- •Цель дисциплины
- •Задачи дисциплины
- •Сварка высокопрочных сталей.
- •1.1. Состав и свойства некоторых высокопрочных сталей
- •1.2. Особенности сварки высокопрочных сталей
- •1.3. Трещины в сварных соединениях высокопрочных сталях
- •1.3.1. Холодные трещины
- •1.3.2. Пути предупреждения образования холодных трещин при сварке высокопрочных сталей
- •1.3.3. Горячие трещины
- •1.4. Равнопрочность сварных соединений высокопрочных сталей
- •1.4.1. Пути получения равнопрочных сварных соединений высокопрочных сталей
- •1.4.2. Химическая микро неоднородность в высокопрочных сварных швах.
- •1.5. Приёмы сварки высокопрочных сталей
- •1.5.1. Сварка неплавящимся электродом в среде защитных газов
- •1.5.2. Сварка с поперечным перемещением w электрода (односторонняя двухслойная сварка)
- •1.5.3. Сварка высокопрочных сталей под слоём флюса
- •2. Сварка жаропрочных сплавов
- •2.1. Влияние температуры на свойства металла
- •2.2. Основные марки состав и свойства
- •2.3. Химический состав, структура
- •2.4. Свойства стали
- •2.5. Свариваемость стали
- •2.6. Сопротивляемость холодным трещинам
- •2.7. Разупрочнение в зтв сварных соединений
- •2.8. Технология сварки
- •2.8.1. Сварка покрытыми электродами
- •2.8.2. Сварка в защитных газах
- •2.8.3. Сварка под флюсом
- •3. Сварка высоколегированных сталей
- •3.1. Состав и свойства.
- •3.2. Мартенситные стали
- •3.2.1. Состав и назначение
- •3.2.2. Термическая обработка сварных соединений.
- •3.3. Мартенситно–ферритные стали.
- •3.3.1. Технология сварки
- •3.3.2. Термообработка
- •3.4. Ферритные стали.
- •3.4.1. Состав и назначение
- •3.4.2. Свариваемость стали
- •3.5. Аустенитные жаропрочные стали
- •3.5.1. Состав и назначение.
- •3.5.2. Особенности технологии сварки
- •3.5.3. Выбор режимов сварки.
- •3.6. Аустенитные коррозионно-стойкие стали
- •3.6.1. Состав и назначение.
- •3.6.2. Технология сварки
- •3.6.3. Требования к режимам
- •3.6.4. Коррозионная стойкость
- •3.7. Аустенитно-ферритные нержавеющие стали
- •3.7.1. Состав и назначение
- •3.7.2. Технология сварки
- •3.8. Мартенситные стареющие стали
- •3.8.1. Состав и назначение
- •3.8.2. Технология сварки
- •4. Коррозионная стойкость
- •4.1. Межкристаллитная коррозия
- •4.2. Ножевая коррозия
- •4.3. Точечная коррозия
- •4.4. Щелевая коррозия
- •4.5. Коррозия под напряжением
- •4.6. Кавитация
- •5. Влияние температуры на характеристики сварных соединений
- •5 .1. Влияние температуры на прочность и пластичность сталей
- •5.2. Ползучесть и релаксация
- •5.3. Хрупкие разрушения сварных соединений
- •6. Методы определения склонности к хрупким (локальным) разрушениям в околошовной зоне.
- •6.1. Лабораторные методы испытаний
- •6.2. Жесткие технологические пробы
- •6.2.1. Bwra (англ.). – образец имитирующий сварку штуцера паропровода
- •6 .2.2. Кольцевая технологическая проба естественно напряженная
- •6.2.4. Тавровые и стыковые пробы с дополнительным подгружением
- •6.2.5. Стыковая проба иэс медовар (Патон)
- •6.2.6. Американская методика rpi (usa) (аналог)
- •6.2.7. Типы образцов для оценки склонности к локальным разрушениям.
- •6 .2.8. Образцы с надрезом.
- •7. Сварка титана, циркония, гафния
- •7.1. Сплавы титана и их свариваемость
- •7.2. Альфа сплавы и псевдо – сплавы
- •7.3. Дуговая сварка титановых сплавов в среде защитных газов
- •8. Сварка алюминия и некоторых его сплавов
- •8.1. Оценка алюминия и его сплавов как конструкционных материалов
- •8 .2. Классификация и характеристика промышленных сплавов алюминия
- •Список литературы
4.2. Ножевая коррозия
Эта коррозия, проявляется на границе металла шва и основного металла. Она поражает участок, нагретый до температуры близкой к температуре плавления. Особенно быстро происходит разрушение сварных конструкций, вследствие ножевой коррозии у трубопроводов и сосудов с кипящей HNO3. В этих условиях разрушение происходит на глубину до 30 миллиметров в год. Скорость коррозионного разрушения различных участков не одинакова, температура 1200 – 1500 0С – опасный участок.
Склонность к ножевой коррозии зависит, не только от состава стали, но и от ее структуры (однофазные аустенитные стали более склонны к ножевой коррозии, чем двух фазные). Кроме мер борьбы, принимаемых против межкристаллитной коррозии, в частности при сварке многослойных швов, валики, обращенные к агрессивной среде, необходимо выполнять в последнюю очередь, для того, чтобы участки околошовной зоны последнего валика не подвергать длительному тепловому воздействию.
4.3. Точечная коррозия
Это местное очаговое разъедание металла. Этот вид коррозии наиболее опасен, так как проявляется очень быстро. Основная причина – наличие хлора в рабочей среде. Способствовать возникновению очагов точечной коррозии могут пыль, ржавчина, осадки веществ содержащих хлор. Эти загрязнения разрушают защитную пленку нержавеющей стали, и сталь начинает активно разрушаться.
В некоторых случаях точечная коррозия вызывает местные механические повреждения. На поверхности поврежденного участка оставлены мелкие частицы углеродистой стали, с которой начинается ржавление.
Хромо–никелевые стали типа 18-8 не обладают достаточной стойкостью против точечной коррозии в морской воде, а так же подвержены сильной местной коррозии воздействию в морском воздухе.
4.4. Щелевая коррозия
Это разъедание металла в местах соприкосновения двух деталей, когда между ними имеется жидкость или газ. Такие условия возникли в щелях кварца, содержащегося в трубопроводах, в трубы, в местах непроваров, на всех видах сварных узлов. Отмечено, что наибольшую опасность разрушения от щелевой коррозии возникает в зазорах – щелях менее 0,05 миллиметров.
После сварки в местах непровара зазор уменьшается в 8 – 10 раз из-за поперечного упрочения (усадки) металла при сварке в ходе остывания. Вследствие этого благодаря усадки щель непровара может измеряться микронами (нет методов контроля).
«Плотное соприкосновение» при работе с высокой температурой и высоким давлением раскрывается и становится самым опасным очагом коррозионного разрушения всей сварной конструкции.
4.5. Коррозия под напряжением
Это растрескивание сталей при одновременном воздействии коррозионной среды и механических напряжений. К этому типу коррозии склонны детали и узлы полученные путем сварки, гибки и штамповки. Чаще такие трещины появлялись вблизи шва и на внутренних поверхностях трубопроводов, так как коррозионная среда плюс чрезмерный натяг при сборке плюс сварка на монтаже трубопроводов. Аналогично растрескиванию, возникшему, из-за оставленного напряжения после рихтовки, гибки и правки сварных конструкций.
Известны случаи, когда растрескивание в аустенитной стали в воде начиналось при нагрузки менее 3,5 кгс/мм2, а очагом служили микроскопические поверхностные дефекты, прижоги и царапины.
Замечено, что аустенитные стали с повышенным содержанием никеля, менее чувствительны к такому растрескиванию.
Коррозия под напряжением сопутствует межкристаллитная коррозия, поэтому в качестве дополнительной операции применяют термическую обработку в виде стабилизации.
