Сварка теплоустойчивых сталей - Страница 6

Сварка сталей - Сварка теплоустойчивых сталей

Подробности

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ТЕПЛОУСТОЙЧИВЫХ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

 

СВАРКА ТЕПЛОУСТОЙЧИВЫХ СТАЛЕЙ

Теплоустойчивыми называют стали, длительно работающие при температуре до 600 °С. К ним относятся перлитные низколегированные хромомолибденовые стали 12МХ, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМЛ, работающие при температуре 450...550 °С и хромомолибденованадиевые стали 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20МФЛ, работающие при температуре 550...600 °С в течение 100 000 ч (10 лет). Они дешевы и технологичны, из них делают отливки, прокат, поковки для изготовления сварных конструкций: турбин, паропроводов, котлов и т.п.

Теплоустойчивость сварных соединений оценивают отношением длительной прочности металла соединения и основного металла - коэффициентом теплоустойчивости.

Чтобы работать при высоких температурах, стали должны обладать жаростойкостью, длительной прочностью, стабильностью свойств во времени и сопротивлением ползучести: их пластическая деформация при постоянной нагрузке с течением времени должна возрастать незначительно. Все это достигается введением в состав сталей 0,5...2,0% хрома, 0,2...1,0 % молибдена, 0,1 ...0,3 % ванадия и — иногда — небольших добавок редкоземельных элементов. Хорошее сочетание механических свойств изделий из теплоустойчивых сталей достигается термообработкой: нормализацией или закалкой с последующим высокотемпературным отпуском. Это обеспечивает мелкозернистую структуру, состоящую из дисперсной ферритокарбидной смеси. После 100000 ч работы обработанная таким образом сталь 15ХМ имеет прочность 260 МПа (26,5 кгс/мм2) при температуре 450 °С и 62 МПа (6,3 кгс/мм2) при температуре 550 °С, а сталь 12X1МФ - 154 МПа (15,7 кгс/мм2) при температуре 500 °С и 58 МПа (5,9 кгс/мм2) при температуре 580 °С.

Физическая свариваемость теплоустойчивых сталей, определяемая отношением металла к плавлению, металлургической обработке и к последующей кристаллизации шва не вызывает затруднений. Современные сварочные материалы и технология сварки обеспечивают требуемые свойства и стойкость металла шва против горячих трещин. Однако сварные соединения склонны к холодным трещинам и к разупрочнению металла в ЗТВ - зоне термического влияния. Поэтому нужно применять сопутствующий сварке местный или предварительный общий подогрев изделия. Это уменьшает разницу температур в

зоне сварки и на периферийных участках, что снижает напряжения в металле. Уменьшается скорость охлаждения металла после сварки больше аустенита превращается в мартенсит при высокой температуре, когда металл пластичен. Напряжения, возникающие из-за разницы объемов этих фаз, будут меньше, вероятность образования холодных трещин снизится. Применяя подогрев, нужно учитывать, что излишне высокая температура приводит к образованию грубой ферритно-перлитной структуры, не обеспечивающей необходимую длительную прочность и ударную вязкость сварных соединений. Уменьшить опасность возникновения холодных трещин можно, производя отпуск деталей, выдерживая их при температуре 150...200 °С сразу после сварки в течение нескольких часов. За это время завершится превращение остаточного аустенита в мартенсит и удалится из металла большая часть растворенного в нем водорода.

Разупрочнение теплоустойчивых сталей в ЗТВ зависит также от параметров режима сварки. Повышение погонной энергии сварки увеличивает мягкую разупрочняющую прослойку в ЗТВ, которая может быть причиной разрушения жестких сварных соединений при эксплуатации, особенно при изгибающих нагрузках. Основные способы сварки конструкций из теплоустойчивых сталей - это дуговая и контактная стыковая. Последнюю используют для сварки стыковых соединений труб нагревательных котлов в условиях завода.

Дуговую сварку производят электродами с покрытием, в защитных газах и под флюсом. Подготовку кромок деталей при всех способах дуговой сварки производят механической обработкой. Допускается применение кислородной или плазменной резки с последующим удалением слоя поврежденного металла толщиной не менее 2 мм.

Дуговую сварку производят при температуре окружающего воздуха не ниже 0 °С с предварительным и сопутствующим сварке местным или общим подогревом. Температура подогрева зависит от марки стали и толщины свариваемых кромок. Хромомолибденовые стали при толщине кромок до 10 мм, а хромомолибденованадиевые - до 6 мм можно сваривать без подогрева. Сталь 15ХМ, например, толщиной 10...30 мм надо подогревать до температуры 150...200 °С, а больше 30 мм - до температуры 200...250 °С. До 250...300 °С подогревают сталь 12Х1МФ толщиной 6...30 мм, а свыше 30 мм требуется ее подогрев до температуры 300...350 °С. При многопроходной автоматической сварке под флюсом минимальную температуру подогрева можно снижать на 50 °С. Аргонодуговую сварку корневого шва стыков труб выполняют без подогрева.

После сварки производят местный отпуск сварных соединений или общий отпуск всей сварной конструкции. Хромомолибденовые стали нагревают при отпуске до температуры 670...700 °С с выдержкой при этой температуре 1 ...3 ч в зависимости от толщины сваренных кромок,

хромомолибденованадиевые - до температуры 740...760 °С с выдержкой 2... 10 ч. Чем больше в стали хрома, молибдена, ванадия, тем больше должны быть температура и время отпуска. Отпуск стабилизирует структуру и механические свойства соединений, снижает остаточные напряжения, однако он не позволяет полностью выровнять структуру и устранить разупрочненную прослойку в ЗТВ.

Ручную дуговую сварку теплоустойчивых сталей ведут электродами из малоуглеродистой сварочной проволоки с основным (фтористо-кальциевым) покрытием, через которое вводят в шов легирующие элементы. Этот тип покрытия хорошо раскисляет металл шва, обеспечивает малое содержание в нем водорода и неметаллических включений, надежно защищает от азота воздуха. Это позволяет получать высокую прочность и пластичность шва. Однако для электродов с таким покрытием характерна повышенная склонность к образованию пор при удлинении дуги, наличии ржавчины на поверхности свариваемых кромок и при небольшом увлажнении покрытия. Поэтому нужно сваривать предельно короткой дугой, тщательно очищать кромки и сушить электроды перед их применением при температуре 80... 100 °С. Хромомолибденовые стали сваривают электродами типа Э-09Х1М (ГОСТ 9467-75) марки ЦУ-2ХМ диаметром 3 мм и более, а также ЦЛ-38 диаметром 2,5 мм, хромомолибденованадиевые - электродами типа Э-09Х1МФ марок ЦЛ-39 диаметром 2,5 мм, ЦЛ-20, ЦЛ-45 диаметром 3 мм и более. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности узкими валиками без поперечных колебаний электрода с тщательной заваркой кратера перед обрывом дуги. Когда подогрев свариваемых изделий и их термообработка после сварки невозможны или если необходимо сваривать перлитные теплоустойчивые стали с аустенитными, допускается использование электродов на никелевой основе марки ЦТ 36 или проволоки Св 08Н60Г8М7Т при аргонодуговой сварке.

Теплоустойчивые стали сваривают дуговой сваркой плавящимся электродом в углекислом газе и вольфрамовым электродом в аргоне. Сварку в С02 из-за опасности шлаковых включений между слоями используют обычно для однопроходных швов и для заварки дефектов литья. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности с присадочной проволокой (ГОСТ 2246-70) Св 08ХГСМА для хромомолибденовых сталей или Св 08ХГСМФА для хромомолибденованадиевых сталей. Для проволоки диаметром 1,6 мм сила сварочного тока 140...200 А при напряжении дуги 20...22 В, а диаметром 2 мм 280... 340 А при 26...28 В.

Ручная аргонодуговая сварка используется для выполнения корневого шва при многопроходной сварке стыков труб. Автоматической сваркой в аргоне сваривают неповоротные стыки паропроводов в условиях монтажа. При аргонодуговой сварке хромомолибденовых сталей.

Автоматическую дуговую сварку под флюсом используют на поворотных стыках трубопроводов, коллекторов котлов, корпусов аппаратов химической промышленности и других изделиях с толщиной стенки 20 мм и более. Применяют низкоактивные по кремнию и марганцу флюсы ФУ-11, ФУ-16, ФУ-22. Этим достигается стабильность содержания Si и Мп в многослойных швах и низкое содержание в них оксидных включений - продуктов процесса восстановления марганца. Сварку под флюсом ведут со скоростью 40...50 м/ч на постоянном токе обратной полярности силой 350...400 А при напряжении дуги 30...32 В. Высокая скорость сварки уменьшает погонную энергию, что снижает разупрочнение хромомолибденованадиевых сталей в околошовной зоне. Применяют проволоку диаметром 3 мм Св 08МХ и Св 08ХМ для хромомолибденовых сталей и Св 08ХМФА для хромомолибденованадиевых сталей. Можно применять проволоку диаметром 4 и 5 мм, увеличив соответственно силу тока до 520...600 А и 620...650 А при напряжении дуги 30...34 В.

Комментарии   

 
+1 #1 Игорь 28.11.2012 09:42
а можно уточнить в каких сталях углерод в десятых долях считается?
Цитировать
 
 
+2 #2 Игорь 11.01.2014 09:20
Цитирую Игорь:
а можно уточнить в каких сталях углерод в десятых долях считается?

Цифры, стоящие впереди марки стали, указывают среднее с держание углерода в десятых долях процента для высоколе­гирова нных сталей, и в сотых долях процента легиро­ванных сталей.
Цитировать
 
 
+1 #3 Семен 13.05.2014 04:31
в конструкционных сталях в сотых дольх а в инструментальны х в десятых но есть исключения, бустрорежущие столи и шарикоподшипник овые.
Цитировать
 
 
0 #4 Grazyna 10.10.2014 16:36
Hurrah! In the end I got a web site from
where I be capable of really take useful facts
regarding my study and knowledge.
Цитировать
 
 
0 #5 Garnet 25.11.2014 17:02
Thanks for every other fantastic article. The place else may just anyone get that type of info in such a perfect way of writing?
I've a presentation next week, and I am on the search for such info.
Цитировать
 
 
0 #6 Luciana 30.11.2014 17:04
Everything is very open with a very clear description of the
challenges. It was truly informative. Your site is
extremely helpful. Thank you for sharing!
Цитировать
 
 
0 #7 Sybil 16.12.2014 08:48
It's actually a nice and useful piece of info.
I'm glad that you simply shared this useful info with us.
Цитировать
 
 
0 #8 Cecile 28.12.2014 10:59
I think that what you wrote was very logical.
However, what about this? suppose you added a little content?
I mean, I don't wish to tell you how to run your
website, however suppose you added a headline to maybe grab people's attention? I mean Сварка высоколегирован ных сталей
is kinda boring. You ought to peek at Yahoo's front page and
watch how they create post headlines to grab viewers to click.
You might add a video or a pic or two to get
people interested about everything've written. Just
my opinion, it would make your posts a little bit more interesting.
Цитировать
 
 
0 #9 Casie 28.12.2014 20:02
Thank you for the good writeup. It actually used to be a
entertainment account it. Glance complex to far added agreeable from you!
However, how can we keep in touch?
Цитировать
 
 
0 #10 Walker 28.12.2014 20:28
I was recommended this blog by my cousin. I'm not sure whether this post is written by him
as no one else know such detailed about my problem. You're wonderful!
Thanks!
Цитировать
 
 
0 #11 Dianna 29.12.2014 19:23
Please let me know if you're looking for a article author for your weblog.

You have some really good articles and I believe I would be
a good asset. If you ever want to take some of
the load off, I'd love to write some content for your blog
in exchange for a link back to mine. Please send me an email
if interested. Thank you!
Цитировать
 
 
0 #12 Salina 31.12.2014 13:32
I'd like to find out more? I'd care to find out some additional information.
Цитировать
 
 
0 #13 Claribel 01.01.2015 07:28
Can I just say what a relief to uncover an individual who actually understands what they're talking about on the internet.
You definitely understand how to bring an issue to light and make it important.
A lot more people should check this out and understand this side of the story.
I was surprised that you're not more popular since you certainly have the gift.
Цитировать
 
 
0 #14 Jon 01.01.2015 15:36
Your style is very unique compared to other folks I've read stuff from.

I appreciate you for posting when you've got the opportunity, Guess I will just book mark
this blog.
Цитировать
 
 
0 #15 Maxie 02.01.2015 12:51
I got this web site from my pal who informed me
on the topic of this site and at the moment this time I am browsing this site and reading very informative
articles or reviews at this time.
Цитировать
 
 
0 #16 Osvaldo 04.01.2015 01:40
I was suggested this web site by way of my cousin. I am no longer positive whether or not
this put up is written by him as nobody else
recognize such designated approximately my problem. You are amazing!
Thank you!
Цитировать
 
 
0 #17 Stan 04.01.2015 03:17
I'm excited to find this website. I need to to thank you for ones time due to this fantastic read!!
I definitely enjoyed every part of it and i also have you bookmarked to check out new things in your website.
Цитировать
 
 
0 #18 Elvira 04.01.2015 04:09
Unquestionably believe that which you stated. Your favorite justification appeared to be on the internet
the easiest thing to be aware of. I say to you, I definitely get irked while people think about
worries that they just don't know about. You managed to
hit the nail upon the top and also defined out the whole thing without having side effect
, people can take a signal. Will probably be back to get more.
Thanks
Цитировать
 
 
0 #19 Bonita 07.01.2015 04:13
What's up every one, here every one is sharing these kinds
of experience, thus it's nice to read this web site,
and I used to go to see this weblog everyday.
Цитировать
 
 
0 #20 Александр 25.01.2015 22:39
Спасибо вам огромное за материал,очень помогли по учёбе.
Цитировать
 
 
0 #21 duoqvobtvj 28.01.2015 09:54
nomelfmfduspxfm efs, kwhmcqirak
Цитировать
 

Добавить комментарий


   
© ALLROUNDER