2. Сварочные материалы

При разработке покрытых электродов, сварочных проволок и флюсов для сварки теплоустойчивых сталей стремятся, как правило, приблизить химический состав металла шва к основному металлу, так как в условиях длительной работы сварного соединения при высоких температурах существует опасность развития диффузионных процессов. Диффузионные процессы, особенно миграция углерода в зоне сплавле­ния, влекут за собой понижение длительной прочности и пластичности сварных соединений. Это явление наблюдается уже при небольшом от­личии в легировании металла шва карбидообразующими элементами (например, сталь 12Х1МФ - шов 08Х2МФБ).

Содержание углерода в металле шва при сварке перлитных тепло­устойчивых сталей обеспечивается сварочными материалами в пределах 0,06-0,12 %, при сварке мартенситных и мартенситно-ферритных 10­12 %-ных хромистых сталей содержание углерода в швах обычно со­ставляет 0,12-0,17 %. Такое содержание углерода гарантирует необхо­димый уровень длительной прочности швов при достаточной стойкости сварных соединений против образования трещин.

Для ручной дуговой сварки теплоустойчивых сталей применяют чаще всего электроды с фтористо-кальциевым покрытием, основой ко­торого является карбонат кальция (мрамор) и флюорит (плавиковый шпат). Эти электроды обеспечивают повышенную раскисленность ме­талла шва при малом содержании неметаллических включений и водо­рода, вследствие чего достигаются высокая пластичность и ударная вяз­кость швов. Перед сваркой электроды надо прокаливать при температу­ре 80-100 °С, сварку вести на возможно короткой дуге. Необходимо тщательно зачищать свариваемые кромки от ржавчины и окалины, что­бы избежать появление пор в швах.

Для автоматической сварки в сочетании с легирующими проволо­ками применяют обычно низкоактивные флюсы АН-22, ФЦ-11 с пони­женным содержанием окислов кремния и марганца. Это обеспечивает высокие пластические свойства швов и стабильность состава много­слойных швов по содержанию в них кремния и марганца. Для полуав­томатической сварки в С0₂используют проволоки, содержащие наряду с основными легирующими элементами повышенное содержание крем­ния и марганца. При аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом в качестве присадочного материала применяют обычно проволоку тех же марок, что и при сварке под флюсом (табл. 1.2).

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами широко использу­ется при монтаже котлов и паропроводов, а в заводских условиях - при изготовлении тройников, сварке блоков трубопроводов и приварке труб поверхностей нагрева к коллекторам, а также при сварке литых деталей турбин и заварке дефектов литья. Автоматическую сварку под флюсом применяют при сварке трубопроводов и приварке донышек в заводских условиях. Полуавтоматическая сварка в С0₂ используется при монтаже паропроводов. Аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом при­меняется как в заводских, так и в монтажных условиях при сварке кор­невых слоев кольцевых швов труб поверхностей нагрева котлов и паро­проводов, когда сварка идет без подкладных колец.

Марка стали	Марка электрода	Флюс и проволока для автоматической сварки	Проволока для полу­автоматической свар­ки в СО2	Присадочная проволока для аргонодуговой сварки вольф­рамовым элек­тродом
12МХ	ЦЛ-14 ЦУ-2МХ	АН-22 Св-10МХ	-	СВ-10МХ
15ХМ 20ХМ-Л	ЦУ-2МХ ЦЛ-38 УОНИ-13ХМ	АН-22 ФЦ-11 Св-10ХМ	Св-08ХГ2СМ	Св-10ХМ Св-08ХГ2СМ
12Х1МФ 20ХМФ-Л 15Х1М1Ф	ЦЛ-20А ЦЛ-20Б ЦЛ-39	Ан-22 ФЦ-11 Св-08ХМФ	Св-08ХГСМФ	Св-08ХМФ Св-08ХГСМФ
12Х2МФСР 15Х2МФБ	ЦЛ-40	-	-	Св-08ХМФ Св-08ХГСМФ
15Х11МФ	КТИ-9	-	-	Св-10Х11МФН
15Х12ВМФ 15Х11В2МФ	КТИ-10 ЦЛ-32		-	Св-10Х11ВМФН

Таблица 1.2 - Сварочные материалы, применяемые при сварке теплоустойчивых сталей