3.3 Оценка свариваемости основных материалов конструкции
Совокупность технологических характеристик основного металла, определяющих его реакцию на изменения, происходящие при сварке, и способность при принятом технологическом процессе обеспечивать надежное в эксплуатации и экономичное сварное соединение, объединяют в понятие "свариваемость". Свариваемость не является неотъемлемым свойством металла или сплава, подобным физическим свойствам. Кроме технологических характеристик основного металла свариваемость определяется способом и режимом сварки, составом дополнительного металла, флюса, покрытия или защитного газа, конструкцией сварного узла и условиями эксплуатации изделия.4
К числу основных трудностей, которые приходится преодолевать при сварке высоколегированных сталей и сплавов, относятся:
- обеспечение стойкости металла шва и околошовной зоны против образования трещин;
- обеспечение коррозионной стойкости сварных соединений;
- получение и сохранение в процессе эксплуатации требуемых свойств сварного соединения;
- получение плотных швов.
Предотвращение образования кристаллизационных трещин в чистоаустенитных швах достигается: ограничением содержания вредных примесей – серы, фосфора, свинца, сурьмы, олова, висмута, а также таких элементов, как кремний, титан, алюминий и ниобий, способствующих образованию по границам кристаллитов легкоплавких прослоек: замены части никеля марганцем; легированием шва молибденом, вольфрамом, танталом, азотом, рением.
Для того, чтобы проверить склонность данного материала к образованию горячих трещин необходимо рассчитать хромоникелевый эквивалент [4, 6, 11]:
|
(3.1) |
где буквы - содержание элементов в стали, цифры – эмперические коэффициенты
Подставляем значения в формулу (3.1):
(3.2)
Подставляем значения в формулу (3.2):
Crэ /Niэ=20,8/14,6=1,424>1 –значит сталь склонна к образованию горячих трещин. Поэтому для их сварки применяют режимы, которые характеризуются минимальной концентрацией нагрева.
Технология сварки высоколегированных сталей такая же, как и углеродистых конструкционных сталей. Вместе с тем имеется ряд специфических особенностей, присущих только этой группе материалов. Пониженная теплопроводность и высокий коэффициент линейного расширения обусловливают усиленное коробление конструкций и узлов из высоколегированных сталей и сплавов. Поэтому для их сварки применяют режимы, которые характеризуются минимальной концентрацией нагрева.
Дуговую сварку высоколегированных сталей и сплавов необходимо выполнять короткой дугой без колебаний конца электрода. Такая технология позволяет уменьшить угар элементов и в значительной мере предотвратить загрязнение металла шва оксидными и нитридными включениями, сохранить постоянство химического состава металла шва.
При изготовлении изделий из высоколегированных сталей и сплавов применяют все виды сварки плавлением: под флюсом, покрытыми электродами, в среде защитных газов, плазменную, контактную, электрошлаковую, лазерную, электронно-лучевую, а также специальные виды сварки: диффузионную в вакууме, сварку трением и др. Значительную часть узлов изготавливают пайкой.