книги из ГПНТБ / Лившиц Л.С. Сварка легированных сталей на монтажных работах в строительстве

его стоимость, а также трудность доставки на стройки, примене­

ние его в монтажных условиях пока что можно считать оправ­

данным только для сварки хромоникелевых аустенитных сталей. При этом виде сварки высоколегированных нержавеющих ста­ лей защитное действие аргона позволяет сохранить в металле шва такие элементы, как титан и ниобий, и обеопечить тем самым надлежащее сопротивление межкристаллитной коррозии.

Сварочная (присадочная) проволока, используемая для ар­ гоно-дуговой сварки некоторых высоколегированных сталей, при­ ведена в табл. 28. і

Проволоку перед сваркой необходимо тщательно очищать от смазки и грязи или механическим путем при намотке на кассе­

ты, или промывкой в каком-либо растворителе с последующей просушкой и протиркой при намотке.

Марка свароч­ Cb-06X!9H9T,

ной проволоки Cb-04X19H9 Cb-08X19H10B Cb-04X19HHM3 Cb-04X19H9C2

При аргоно-дуговой сварке большое значение имеет соответ­ ствующая подготовка кромок свариваемых элементов и каче­ ство сборки, особенно при сварке неплавящимся электродом.

Данные по форме подготовки кромок приведены в табл. 29.

При сборке свариваемые элементы могут прихватываться

тем же способом, которым производится сварка: неплавящимся или плавящимся электродом. Плавящимся электродом прихват­ ку удобнее производить полуавтоматом. Однако для всех слу­ чаев прихватку можно осуществлять неплавящимся электродом.

94

1 Разделка везде Ѵ-образная

Расстояние между прихватками должно быть примерно 50 мм

при сварке тонкого металла (1—2,5 мм) и около 80 мм при тол­

щине металла до 5 мм.

В табл. 30—32 приведены ориентировочные режимы различ­ ных способов аргоно-дуговой сварки.

При аргоно-дуговой сварке для необходимой защиты ванноч­ ки расплавленного металла расстояние от сопла горелки до из­

При ручной аргоно-дуговой сварке горелку следует распола­ гать так, чтобы угол между осью мундштука и плоскостью сва­ риваемого изделия составлял 75—80°, а горелка имела наклон

в сторону, противоположную направлению сварки. При сварке с присадкой присадочный пруток следует располагать под уг-,.

лом 90° к оси мундштука горелки, при этом угол между приса­ дочным прутком и поверхностью свариваемого изделия должен

быть 15—20°.

При использовании плавящегося электрода может приме­ няться для защиты от протекания металла сварка по 1-му слою, выполненному неплавящимся электродом без присадки, или под­ дув аргона с обратной стороны (например, подача аргона внутрь,

свариваемых труб).

Сварка в среде углекислого газа

Основным преимуществом сварки в среде углекислого газа является в 10—14 раз меньшая по сравнению с аргоном стоимость углекислоты, а также недефицитность этого продукта. Этот спо­ соб сварки, так же как и сварка с защитой аргоном, позволяет

вести процесс во всех пространственных положениях. Благодаря

95

"96

Таблица 32

Режимы автоматической аргоно-дуговой сварки плавящимся электродом неповоротных стыков труб [28]

тому, что сварка осуществляется открытой дугой, легко наблю­

дать и корректировать процесс, а при многослойной сварке нет нужды в зачистке отдельных слоев из-за отсутствия шлака.

Сварка в углекислом газе (автоматическая или полуавтома­ тическая), как правило, производится плавящимся электродом на постоянном токе обратной полярности. Схема подключения оборудования при сварке в углекислом газе [10] приведена на

рис. 46.

Для сварки используется чаще всего пищевая углекислота (ГОСТ 8050-56), в которой содержится 98,5% CO2, а основными примесями являются влага и воздух. Для удаления из газа вла­ ги пользуются осушителем (силикогелевым). Воздух, скапли­ вающийся в верхней части баллона, выпускают перед началом сварки.

Существует также специальная сварочная углекислота (ТУ ВНИХИ и ЦНИИТМАШ), содержащая 99,5% CO2. Эта углекислота при сварке не требует специального осушения, одна­

ко следует иметь в виду, что одной из причин пористости швов может быть повышенная влажность используемой для сварки

углекислоты.

В качестве источника постоянного тока при сварке в среде углекислого газа используются преобразователи ПСГ-350, ПСГ-500, выпрямители ВС-200, ИПП-120, ИПП-300, ИПП-500, а также зарядные агрегаты АЗД 7,5/30, ЗСП-1 и ГСР-150.

'—1588 97

і

Сварку в углекислом газе осуществляют специальными по­ луавтоматами и автоматами. Сравнительная характеристика не­ которых полуавтоматов дана в табл. 33.

98

Втабл. 35 приведены режимы сварки низколегированных, а

втабл. 36 — высоколегированных аустенитных сталей [7]. Сварка в углекислом газе может производиться во всех про­

странственных положениях. При сварке в вертикальном и пото­ лочном положении ток следует уменьшать на 15—20% по срав­ нению с током, применяемым при сварке в нижнем положении

проволокой того же диаметра. Кроме того, для сварки в разных

пространственных положениях следует пользоваться сварочной проволокой небольшого диаметра— 1—1,2 мм.

Хотя принципиальные вопросы сварки легированных сталей с

защитой углекислым газом решены, технология сварки ряда ле­ гированных сталей промышленного строительства требует уточ­ нения и доработки. Так, например, пока еще нет установленных режимов сварки широко применяемых сталей 12Х5М, Х5ВФ, Х5 и Х5М-У. Не нашла еще промышленного применения сварка в углекислом газе теплоустойчивой стали 12ХМ.

C успехом освоена сварка в среде углекислого газа высоко­

легированной хромоникелевой нержавеющей стали 1Х18Н9Тпри

небольших толщинах свариваемых элементов, однако благодаря некоторому науглероживанию металла шва и выгоранию титана нет уверенности в том, что при этом методе сварки достигается необходимая устойчивость швов против межкристаллитной кор­ розии. О степени науглероживания и выгорания титана можно судить по данным ряда работ (табл. 37).

Из табл. 37 видно, что науглероживание металла шва проис­ ходит, по-видимому, не всегда, однако снижение количества ти­ тана отмечено во всех случаях. При этом количество титана в

шве оказывается ниже минимальной нормы, соответствующей имеющемуся в стали углероду. В соответствии с атомным соот­

ношением углерода и титана в образующемся карбиде TiC для обеспечения устойчивости металла против межкристаллитной коррозии в стали должно быть титана примерно в 5 раз больше, чем углерода [точнее Tl =,5(C—0,02)].

Даже в том случае, когда содержание углерода в металле

швов в рабочих условиях против межкристаллитной коррозии нет, даже если лабораторными испытаниями эта склонность не всегда обнаруживается.

В связи с рассмотренным приходится ограничивать примене­ ние сварки в среде углекислого газа для стали 1Х18Н9Т и ей аналогичных. Такой метод сварки может с успехом использо­

ваться, если сталь 1Х18Н9Т применяется только как теплоустой­ чивый материал, либо когда сварные соединения работают в хи­

мически активной среде, но после сварки подвергаются терми­ ческой обработке — аустенизации, а температура эксплуатации изделия не превышает 300°.

100

Таблица 37

Сравнение состава свариваемой стали 1Х18Н9Т (толщиной 3 мм),

сварочной проволоки и металла швов (сварка в CO2)

5. ГАЗОВАЯ СВАРКА

Применение газовой (ацетилено-кислородной) сварки леги­

рованных сталей даже в монтажных условиях весьма нежела­ тельно; к ней следует прибегать только в исключительных слу­ чаях. Такие ограничения связаны с тем, что этот процесс сопро­ вождается разогревом значительной по протяженности области основного металла и качество и свойства металла швов легиро­

ванных сталей получаются хуже, чем при других видах сварки.

До последнего времени основной областью применения га­ зовой сварки в монтажных работах являлись трубы малого диа­ метра и тонколистовой металл, для которых методы ручной ду­

говой сварки или автоматической сварки под флюсом оказыва­ лись недоступными. Однако с появлением газоэлектрических способов сварки в среде защитных газов, особенно аргоно-дуго­ вой сварки, отпадает и эта область применения газовой сварки легированных сталей. Несомненно, где возможно, листовой ме­ талл малой толщины и трубы малого диаметра из аустенитных хромоникелевых сталей, а также из других менее легированных

сталей следует сваривать дуговой сваркой в защитных газах, Однако при отсутствии защитного газа и надежной технологии сварки до сих пор приходится пользоваться газовой ацетилено­ кислородной сваркой.

Газовая сварка, как уже говорилось, может ограниченно при­ меняться для сварки труб с внутренним диаметром менее 35—40 мм (используемых обычно в трубопроводах контрольно­ измерительной аппаратуры технологических установок и труб­ ных решетках паро-силовых установок) и листового металла

толщиной до 2 мм. Для труб большего диаметра и более тол­ стого листового металла целесообразно применять другие спо­ собы сварки, в частности ручную дуговую сварку покрытыми электродами.

102

Материалы, рекомендуемые для применения при газовой сварке легированных сталей, приведены в табл. 38.

В табл. 39 приводятся ориентировочные режимы газовой свар­ ки металла различной толщины [4].

Таблица 39

Режимы газовой сварки стыковых соединений

* Для нержавеющих сталей угол разделки кромок

При сварке легированных сталей сварочное пламя должно быть строго нейтральным (OaiCaH2=I). Особое значение это имеет при сварке высоколегированных хромоникелевых аусте­ нитных сталей, так как избыток ацетилена приводит к науглеро­

живанию металла в сварочной ванночке и снижению стойкости шва против межкристаллитной коррозии, а при окислительном пламени образуются тугоплавкие окислы хрома и увеличивается

опасность попадания шлака в шов.

103