№100 Дуговая и газовая сварка легированных теплоустойчивых сталей

Дуговая и газовая сварка легированных теплоустойчивых сталей.

Теплоустойчивые стали по микроструктуре подразделяются на стали перлитного класса (12МХ,12X1М1Ф, 20Х1М1Ф1ТР и др.) и стали мартенситного класса (15X5, 15Х5М и др.).

Все теплоустойчивые стали поставляются потребителю после термической обработки (закалка плюс высокий отпуск; отжиг); рабочая температура изделий из сталей (трубы пароперегревателей, детали газовых турбин, трубы печей нефтезаводов и др.) не превышает 600°С.

Для дуговой сварки теплоустойчивой стали ГОСТ 9467 — 75 предусматривает девять типов электродов (Э-09М, Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-05Х2М, Э-09Х2М1, Э-09Х1МФ, Э-10Х1М1НФБ,

Э-10Х3М1БФ, Э-10Х5МФ).

Технологией сварки теплоустойчивой стали любой марки предусматривается предварительный или сопутствующий местный или общий подогрев свариваемого изделия, обеспечение по возможности структурной однородности металла шва с основным и термическая обработка сварного изделия.

Подогрев свариваемого изделия необходим для устранения в металле трещин от сварки.

Химическая однородность металла шва с основным нужна для исключения диффузионных явлений, могущих произойти при высоких температурах во время эксплуатации сварных изделий, так как перемещение химических элементов в процессе диффузии приводит к снижению длительности эксплуатации изделий.

С помощью термической обработки удается улучшить во всем сварном изделии микроструктуру металла. Однако для повышения длительности работы изделий нужно правильно выбрать и осуществить режим термической обработки. Лучшая термическая обработка сварных изделий из теплоустойчивой стали — закалка и высокий отпуск. На практике применяют только высокой отпуск или отжиг с нагревом до температуры около 780°С.

Необходимый подогрев свариваемого изделия, а также термическая обработка сварных изделий производится, как правило, индукционным током промышленной или повышенной частоты. Время выдержки при максимальной температуре нагрева при отпуске берется из расчета

4 — 5мин/мм толщины стенки; охлаждение сварного изделия до температуры предварительного подогрева (200 — 450 °С) должно быть медленным.

Для сварки теплоустойчивых сталей в монтажных условиях при невозможности подогрева и последующей термообработки применяются электроды марки АН-ЖР-2 (электроды конструкции института им. Е. О. Пагона). В этом случае в металле шва содержание никеля будет не менее 31% и металл шва получит аустенитную структуру. Электроды пригодны для сварки во всех пространственных положениях. Широко используются для сварки теплоустойчивых сталей покрытые электроды серии ЦЛ (ЦНИИТмаш, легированные стали, например ЦЛ-14, ЦЛ-30 и др.), ТМЛ и др.

Сварку теплоустойчивых сталей покрытыми электродами производят на тех же режимах, что и сварку низколегированных конструкционных сталей. При сварке необходимо полностью проварить корень шва, для чего первый слой выполняют электродом диаметром 2 — 3мм. Большая часть электродов требует сварки на постоянном токе обратной полярности.

Техника сварки теплоустойчивых сталей аналогична технике сварки низкоуглеродистых сталей. Многослойную сварку выполняют каскадным способом (без охлаждения каждого выполненного слоя шва).

Газовая сварка теплоустойчивых сталей иногда дает более работоспособные сварные изделия, чем дуговая покрытыми электродами. При газовой сварке теплоустойчивых сталей мощность пламени составляет 100дм³ ацетилена/ч на 1мм толщины металла. Сварку ведут только нормальным (восстановительным) пламенем. Присадочным металлом служит сварочная проволока марок

Св-08ХМФА, Св-ЮХМФТ, Св-10Х5М, Св-18ХМА и других в зависимости от марки свариваемой стали. В целях предотвращения выгорания легирующих примесей и образования микротрещин вначале кромки деталей «пролуживают» тонким слоем расплавленного металла и быстро заполняется форма подготовки жидким металлом. Присадочный металл должен находиться все время при сварке в сварочной ванне; пользоваться капельным приемом сварки нельзя во избежание выгорания легирующих элементов.

Газовая сварка стыков труб производится с предварительным подогревом всего стыка. Стык по периметру трубы можно нагревать той же горелкой, которой пользуются при выполнении шва. Техника сварки теплоустойчивых сталей аналогична технике сварки низкоуглеродистой стали. Термообработка сварного стыка необходима; ее можно выполнять сварочной горелкой, а еще лучше другой — более мощной в зависимости от диаметра толщины трубы и других условий.