- •Содержание
- •1. Структура и свойства высоколегированных специальных сталей
- •1.1. Классификация и характеристика высоколегированных специальных сталей и сплавов.
- •1.2. Влияние некоторых элементов на коррозионную стойкость сталей и сварных соединений
- •1.3. Свариваемость и влияние на нее легирующих элементов.
- •IV. Ванадий (V).
- •2. Металлургические особенности электродуговой сварки высоколегированных сталей.
- •2.1. Легирование металла шва при сварке высоколегированных сталей. Особенности.
- •2.2. Общие вопросы металлургии электродуговой сварки высоколегированных сталей
- •2.3. Некоторые металлургические особенности газоэлектрической сварки высоколегированных сталей (сварка в среде защитных газов).
- •2.4 Металлургические особенности электродуговой сварки под флюсом высоколегированных сталей
- •2.5. Металлургические особенности электродуговой сварки высоколегированных сталей покрытыми электродами
- •3. Горячие трещины сварных швов высоколегированных сталей и меры их предотвращения.
- •3.1. Факторы, определяющие склонность металла высоколегированных сварных швов к образованию горячих трещин.
- •3.2. Влияние химического состава и структуры высоколегированных швов на их стойкость против образования горячих трещин
- •3.3. Технологические меры повышения стойкости аустенитных швов против образования горячих трещин
- •4. Холодные трещины в сварных швах высоколегированных сталей, причины их возникновения и меры предотвращения
- •5. Особенности сварки специальных высоколегированных сталей.
- •5.1. Сварка закаливающихся высоколегированных сталей.
- •5.1.1. Влияние термического цикла сварки на структуру и свойства закаливающихся сталей
- •5.1.2. Сварка высоколегированных сталей с 13 % хрома
- •5.2. Сварка высокохромистых ферритных сталей влияние термического цикла сварки на структуру и свойства ферритных сталей.
- •5.3. Сварка аустенитных высоколегированных сталей.
- •5.3.1. Влияние термического цикла сварки на свойства аустенитных сталей
- •5.3.2. Сварка хромоникелевых аустенитных сталей (на примере сварки сталей 12х18н9т и 08х18н10т).
- •5.4. Особенности сварки разнородных специальных легированных сталей
- •5.4.1.Сварные соединения сталей, разнородных по составу и структурному классу
- •5.4.2. Особенности сварки разнородных сталей аустенитными швами.
- •2. Сварка никелевых хладостойких сталей (типа 06н6, 06н9); сварка средне-углеродистых низколегированных высокопрочных сталей (30хгса, 30хгсна и др.); сварка высокохромистых сталей.
- •6. Термическая обработка сварных соединении специальных сталей
- •6.1. Термическая обработка сварных соединений аустенитных сталей
- •I— закалка;II—стабилизирующий отжиг
- •6.2. Термическая обработка сварных соединений низколегированных теплоустойчивых сталей
- •6.3. Термическая обработка сварных соединений высоколегированных хромистых сталей.
- •I—мкк;II—-фаза;III— 475-град хрупкости
- •7.2 Ультразвуковая сварка пластмасс
- •9. Особенности сварки алюминия и его сплавов.
- •10. Особенности сварки титана и его сплавов
- •11. Применение сварки в медицине
2.4 Металлургические особенности электродуговой сварки под флюсом высоколегированных сталей
1. Плавленные сварочные флюсы представляют собой сплавы окислов металлов с фторидными солями, в одной группе которых преобладает содержание активных окислов, а в других — фторидов. Шлаки первой группы в большей или меньшей степени при сварке являются активными по отношению к жидкому металлу, а шлаки второй — наименее активными.
Активность флюса (шлака) определяется окислительной способностью флюса, зависящей от содержания окислов кремния, марганца и особенно железа.
2.При дуговой сварке под флюсом преобладают обменные реакции взаимодействия жидкого металла с окислами флюса (шлака) и затем с продуктами этих реакций. Реакции прямого окисления (и насыщения металла азотом) в этом случае протекают лишь за счет взаимодействия с воздухом, находящимся между зернами флюса, и играют второстепенную роль.
3. Характер реакций взаимодействия металла и шлака в сварочной зоне и конечный результат этого взаимодействия при сварке под флюсом зависят главным образом от химического состава свариваемого и присадочного металлов, состава и физических свойств флюса и, естественно, от режима сварки, влияющего на температуру металла, общее количество и поверхность контактирования его с флюсом, а также на продолжительность этого контактирования.
4. Общие закономерности взаимодействия жидкого металла с флюсом, установленные применительно к сварке нелегированных и низколегированных сталей, в значительной мере присущи и сварке высоколегированных сталей.
5. С увеличением сварочного тока при прочих равных условиях переход кремния и марганца из кремнемарганцесодержащего флюса в шов уменьшается, а с повышением напряжения дуги — возрастает. Это обусловлено тем, что при увеличении сварочного тока уменьшается количество расплавленного флюса, возрастает скорость образования капель на конце электрода и скорость их переноса через дуговой промежуток в сварочную ванну, т. е. уменьшается продолжительность контактирования в дуге жидких металла и флюса и, следовательно, полнота завершения кремнемарганцевосстановительных реакций. При повышении напряжения дуги действуют противоположные факторы.
6. Кроме перехода марганца и кремния, не исключена возможность повышения содержания серы и фосфора в шве вследствие перехода их из флюса, что негативно влияет на качество сварного шва:
а), количество серы и фосфора в шве при неизменном режиме сварки зависит от содержания этих примесей и окислов марганца во флюсе;
б), на содержание серы в шве оказывает некоторое влияние также исходное содержание марганца в металле, а на содержание обоих примесей (серы и фосфора) — также и содержание закиси железа во флюсе;
в), наиболее легко сера переходит из флюса в шов, когда она находится во флюсе в виде сульфида железа FeS, при малом содержании МnО, что следует учитывать при сварке.
2.5. Металлургические особенности электродуговой сварки высоколегированных сталей покрытыми электродами
1.Характер взаимодействия жидких шлака и металла при ручной сварке покрытым электродами качественно во многом аналогичен автоматической сварке под флюсом. Однако системы покрытия электродов часто отличны от системы построения флюсов и поэтому конечные количественные результаты металлургических реакций при этих двух способах сварки различные.
2. Для сварки высоколегированных (нержавеющих) сталей применяются электроды с фтористокальциевыми покрытиями, в том числе с малым отношением количества мрамора к плавиковому шпату. В покрытия электродов указанного назначения обычно также вводят в качестве шлакообразующего и стабилизирующего компонента двуокись титана.
3. Весьма перспективными для сварки коррозионностойких и хладостойких сталей являются электроды с рутилфтористокальциевыми и рутилфтористыми покрытиями, к которым относятся в частности марки АНВ-13, АНВ-17, АНВ-20, АНВ-24, ОЗЛ-14, ЗИФ-9, ОЗЛ-20, ОЗЛ-22 и другие, т. е. в покрытиях которых вместо двуокиси титана вводится рутил.
4. Преимущество рутила по сравнению с двуокисью титана состоит в следующем:
- рутил имеет более крупную грануляцию, благодаря чему уменьшается гигроскопичность покрытия и, кроме того, требуется меньше связующего жидкого стекла из-за меньшей удельной поверхности порошка рутила; наличие в рутиле двуокиси циркония и более высокого содержания окислов железа обеспечивает некоторое торможение реакций перехода кремния и серы в шов и еще в большей степени улучшает сварочно-технологические свойства электродов; рутил содержит меньше серы, что вместе с положительным влиянием активных окислов обеспечивает более высокую стойкость чисто аустенитных швов против образования горячих трещин(см. дальше).
5. С увеличением количества в покрытии как двуокиси титана, так и рутила (состоящего в основном также из TiО2) возрастает переход кремния из покрытия в шов за счет восстановления его из сухого остатка жидкого стекла, а также серы, содержащейся в двуокиси титана (в двуокиси титана может содержаться до 0,25% соединений серы, что в пересчете на серу составляет 0,1%) и несколько меньше — в рутиле. В связи с этим применение в больших количествах двуокиси титана ила рутила в покрытиях аустенитных электродов для улучшения их сварочно-технологических свойств должно сопровождаться применением проволоки с минимальным количеством кремния и серы или введением в покрытие активных окислов (например,Fe2О3), которые в противоположность указанному отрицательному влияниюTiO2нейтрализовали бы это его влияние и предотвратили бы увеличение содержания кремния и серы в шве.
6. В отличие от сварки под флюсом, где изменение режима сварки сильно влияет на соотношение количеств расплавленных и взаимодействующих между собой флюса и металла, при сварке покрытыми электродами и неизменном коэффициенте веса покрытия соотношение между расплавленными и реагирующими количествами металла и шлака (покрытия) практически не изменяется с изменением режима сварки. Поэтому изменение силы тока, напряжения дуги при ручной варке покрытыми электродами несколько в меньшей степени оказывает влияние на конечный результат взаимодействия реагирующих в зоне сварки веществ и, следовательно, на химический состав металла шва.
7. Ни химический состав шва при РДС влияет лишь изменение продолжительности пребывания капель электродного металла в дуге, площади контактирования шлака с каплями, а также изменение долей основного и электродного металла в шве с учетом увеличения разбрызгивания электродного металла с повышением силы сварочного тока.