Технологическая свариваемость материаловСварка низкоуглеродистых низко легированных сталей.

Содержание С 0,25%, стали обыкновенного качества.

При сварке химический состав шва получается близким

к основному металлу, резко отличается содержание углерода. Содержание углерода в шве снижено, а его отсутствие заменяется Cr, Mn.Mn – повышает ударную вязкость.S, P – приводят к образованию горячих и холодных трещин. Данная группа сталей варится без ограничений почти всеми способами сварки без ограничений и закалочных структур не образуется.В процессе сварки происходит деформация в дальнейшее эти участки становятся зонами старения – самопроизвольное упрочнение с потерей пластических свойств. Отпуск 550 – 600 С для снятия старения. Требования к шву: Обеспечение равнопрочности сварного соединения основного металла. Отсутствие дефектов в сварном шве. геометрические размеры шва должны отвечать требуемым.Технология должна обеспечивать экономичность при требуемой надежности.

Технология сварки низко и среднелегированных закаливающихся сталей.

С=025,-0,5% 35Х, 40Х, 35Г2, 50Г2, 30ХГТ, 35, 40, 50, 20М, 20ХМ, 25Х1М1Ф.Для снижения скорости охлаждения используется как правило предварительный подогрев. Температура предварительного подогрева зависит от химического состава стали и от ее толщины и при это ее температура 150-400 С. Закалка не происходит если шов со значительным дефектом.

Свариваемость среднелегированных закаливающихся сталей.

Для изготовления сосудов под высоким давлением, для ответственных конструкций. С0,5%.  легирование 5-9%.

43Х3снвфма, 33х3нвфма.

Такие стали варятся без предварительного подогрева, но технология сварки должна быть разработана таким способом, что бы снизить скорость охлаждения. Нужно обеспечить время пребывания металла шва в субкритическом интервале температур, а также применять авто термообработку это обеспечивается путем выполнения сварки каскадом короткими и средними швами. Для увеличения время пребывания в указанном диапазоне, когда на облицовочный шов выполняют наплавку одного валика.

Кз – поправочный коэффициент зависящий от типа соединения и разделки кромок. Кзс=1,5; Кзт=0,9; Кзх=0,8

Кг- коэффициент горения дуги, отношение чистого горения дуги к полному времени сварки участка, РДС Кг=0,8; в СО₂ Кг=0,8-0,9.S- толщина свариваемого металла.V- скорость сварки. q_n- погонная энергия Тв - допустимая температура охлаждения, которая на 100-150С выше мартенситного превращения. То – температура подогрева изделия перед сваркой или температура окружающей среды. При этом необходимо обеспечить пластические свойства, поэтому свариваемый материал надо выбирать так, что бы количество легированных элементов было меньше чем в основном металле.

Технология сварки высокохромистых мартенситных, мартенситно-ферритных и ферритных сталей

При ~0,05—0,06% С стали с содержанием до 12—13% Сг будут относиться к мартенситному классу; при 13— 16% Cr — к мартенситно-ферритному, а при Сг > 16% — к ферритному. При большей концентрации углерода соответственно граничные значения по хрому смещаются в область его больших концентраций.

Свариваемость хромистых сталей и свойства сварных соедине­ний в значительной степени зависят от того, к какому классу отно­сится свариваемый металл. Свариваемость мартенснтно-ферритных сталей практически приближается к сталям мартенситного класса.Стали мартенситного класса в условиях сварочного термического цикла в участках зоны термического влияния (а также и в металле шва, если он подобен по составу свариваемому металлу) закаливаются на мартенсит.

Соответственно могут быть ограничены и температуры подогрева для других сталей, например 12Х13, 20Х13. Верхний предел сопутствующего подогрева следует ограничивать переходом стали к отпускной хрупкости или синеломкости, т. е. температурой для различных сталей в интервале 200—250° С.Для улучшения структуры и свойств необходим высокий отпуск.

Если же после сварки с подогревом выше верхней мартенситной точки изделие посадить сразу в печь, не снижая температуры, то мартенситного превращения не произойдет, трещины в соединениях не образуются, но конечная структура будет грубозернистой ферритно-карбидной.

К ферритным высокохромистым сталям относятся стали с 13% Сг при очень низком содержании углерода (например, на нижнем уровне углерода в стали 08Х13) ряд низкоуглеродистых сталей с 17% Сг и добавками титана, а также молибдена (марки 12Х17, 08Х17Т, типа 08Х17М2Т), а также с 25—30% Сг (например, марки 15Х25Т). Общей характеристикой для этих сталей служит их склонность к росту зерна при высокотемпературной обработке, в том числе и в результате сварочного нагрева в зоне термического влияния и в металле швов (при их составе, аналогичном ферритным сталям). При крупном зерне такие стали теряют пластичность и вязкость при комнатных и более низких температурах.

Выбор способа сварки и сварочных материалов для высокохромистых сталей

Большинство сварочных работ выполняют РДС, в СО₂, в инертных газах плавящимся электродом. При выборе следует учитывать что, покрытие фтористо-кальцевое. Также необходимо помнить о пониженном содержании серы и фосфора. Возможно образование трещин. Радикальные меры по предотвращению трещин: Предварительный подогрев 200-400.

При выборе сварочных материалов не6обходимо учитывать разницу теплового линейного расширения.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАНЫХ АУСТЕНИТНЫХ СПЛАВОВ И СТАЛЕЙ

18-10 такие стали варятся хорошо практически всеми способами сварки. ЗТВ и сварной шов подвержены МКК. МКК – в зоне термического влияния. Варятся без ограничений, свариваемость оценивается по диаграмме Шефлера.При сварке таких материалов могут возникать кристаллизационные трещины. Кристаллизационные трещины образуются при многослойных швах. Следующий валик наплавляют при полном охлаждении в противном случае будет расти зерно, будет наблюдаться рост кристаллов. Для того что бы снизить рост кристаллов делают дезориентацию осей, путем механического перемешивания металла, магнитное перемешивание, модификаторы тугоплавкие элементы, использование феррито образующих элементов Mo, Al, Cr, снижение содержания вредных примесей.Синий цвет говорит, что метал был перегрет или неэффективно защищался от окружающей среды.Сварка должна осуществляется с минимальной погонной энергией, длина покрытых электродов должна быть уменьшена, по возможности обеспечить жесткую фиксацию соединяемых деталей. При РДС покрытыми электродами сварку вести без поперечных колебаний и валиками уменьшенного сечения. Если термообработку не проводят, сварка должна вестись с предварительным подогревом. Брызги металла и остатки шлака могут служить очагами коррозии.

СВАРКА РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ

Изменение состава шва в участках прилегающих к основному металлу. Образование в зоне сплавления разнородных материалов, мало пластичные, мало прочные могут быть кристаллизационные прослойки. Наличие остаточных напряжений в сталях разного структурного класса. Химический состав шва будет иметь достаточно резкую химическую и механическую неоднородность. Химический состав шва по слоям тоже будет изменятся и будет зависить от доли участия основного металла в металле шва.

Сварка сталей одного структурного класса.

К соединениям такого плана требований по прочности не применяют. Технология сварки, режимы сварки, способы сварки, режимы предварительного подогрева берется по более легированной стали. При сварке породистых материалов, мартенситных сталей желательно выбирать стали ферритно-мартенситного сплава. При сварке возможна 475 хрупкость.

Сварка сталей разных структурных классов.

Сварные соединения перлитных сталей с высокохромистыми мартенситными, мартенсито-феритными, фертными классами.

Сварные соединения перлитных сталей с аустенетными хромоникелевыми сталями. При сварке деталей больших толщин целесообразно делать наплавку на кромку более легированного сплава ( при сварке перлитной стали со сталью содержащее 12% Cr наплавка осуществляется с предварительным подогревом, заполнение Э42А…Э50А зависящие от марки перлитной стали. При сварке перлитных со сталями содержащими 40% Cr использование перлитных металлов не допускается. Для сварки таких материалов рекомендуется ферритно-аустенитные сварочные материалы. При сварке аустенитных с перлитными всегда следует использовать сварочные материалы аустенитного класса. Для предотвращения хрупкого разрушения нужно применять свароченые материалы с повышенным содержанием никеля. Наплавка осуществляется с предварительным и сопутствующим подогревом после наплавки отпуск, а затем сварка сталей аустенитными материалами и на режимах для аустенитной стали.