Сварка высоколегированных коррозионно-стойких сталей

Коррозионная стойкость стали обеспечивается содержанием более 12 % Сr, а содержание 8 % Ni стабилизирует аустенитную структуру и сохраняет ее при нормальных температурах (сталь 10Х18Н9Т и др.). При сварке этих сталей на режимах, обусловливающих продолжительное пребывание металла в области температур 500—800 °С, возможна потеря коррозионной стойкости металлом шва и з. т. в. Причиной этого является образование карбидов хрома на границах зерен и обеднение приграничных участков зерен хромом. В результате металл сварного соединения становится склонным к так называемой межкристаллитной коррозии.

При дуговой сварке для предупреждения межкристаллитной коррозии сварных соединений рекомендуются сварка на малых погонных энергиях (q/v, Дж/см) с применением теплоотводящих медных подкладок в целях получения жестких термических циклов и уменьшения времени пребывания металла при высоких температурах; термическая обработка после сварки: нагрев до температуры 1100 °С и закалка в воду. При нагреве происходит растворение карбидов, а закалка фиксирует чисто аустенитную структуру.

При дуговой сварке аустенитных сталей возможно образование в сварных швах горячих трещин. Они обусловлены широким интервалом кристаллизации вследствие повышенного содержания легирующих элементов и наличия вредных примесей (S). Образованию трещин способствует также крупнозернистая столбчатая макрострук­тура шва, при которой его кристаллизация завершается при наличии жидких прослоек большой протяженности.

Для предупреждения возникновения горячих трещин в сварных швах рекомендуется вводить в сварочные материалы (электроды, проволоку) легирующие элементы Si, Al, Mo, Mn и другие способствующие измельчению зерна, и снижать содержание вредных примесей.

Аустенитные стали хорошо свариваются контактной сваркой. Сварку ведут на пониженных плотностях тока. Эти стали имеют высокое удельное электросопротивление и низкую теплопроводность, что обусловливает выделение большого количества теплоты при сварке и ограниченный его отвод из зоны сварного соединения. При этом применяют повышенное давление, поскольку аустенитные стали имеют значительную прочность при высоких температурах,

Сварка чугуна

Чугун относится к категории плохо сваривающихся сплавов. Его сваривают при исправлении дефектов в отливках и ремонте деталей. Дуговая сварка чугуна чугунными электродами и с покрытиями не обеспечивает хорошего качества сварных соединений. Металл шва получает структуру белого чугуна, а зона термического влияния закаливается.

Горячую сварку чугуна выполняют с предварительным подогревом свариваемых деталей до температуры 400—700 °С. Детали подогревают в печах. Перед сваркой в деталях вырубают дефектные места и разделывают кромки, которые затем заформовывают с помощью графитных пластин и кварцевого песка, замешанного на жидком стекле. Сваривают чугунными электродами (диаметром 8 — 25 мм) со стабилизирующей или специальной обмазкой. Сваренные детали охлаждают вместе с печью. При горячей сварке чугуна получают сварное соединение без твердых отбеленных и закаленных участков. Однако горячая сварка — дорогой и трудоемкий процесс; ее применяют для ремонта уникальных деталей. Горячую сварку также выполняют науглероживающим газовым пламенем с флюсом на основе буры (Na₂B₄O₇).

При холодной сварке чугун сваривают без подогрева стальными, медножелезными, медноникелевыми электродами и электродами из аустенитного чугуна. В случае применения стальных электродов валики наплавляют низкоуглеродистыми электродами небольшого диаметра со стабилизирующей или качественной обмазкой. Применяют также стальные электроды со специальным покрытием, содержащим большое количество карбидообразующих элементов, дающим наплавленный металл с мягкой основой и вкраплениями карбидов. Эти способы не исключают образования отбеленных и закалочных структур в з. т. в., но они просты и обеспечивают мягкий хорошо обрабатываемый шов.

Медно-железные электроды состоят из медного прутка с оплет­кой из жести или пучка из медных и стальных стержней, Электроды имеют специальное или стабилизирующее покрытие. Медно-никелевые электроды состоят из стержней монель-металла (70 % Ni, 28 % Сu и остальное Fe) или мельхиора (80 % Сu, 20 % Ni) со стабилизирующей обмазкой. Применение медно-железных и медно-никелевых электродов позволяет получить сварное соединение, у которого отбеливание в з. т. в. наблюдается только на отдельных участках. Наибольшее применение имеют медно-железные электроды, как более дешевые и обеспечивающие достаточную прочность металла шва.