- •Міністерство освіти, науки, молоді і спорту україни
- •Кафедра інтегрованих технологій в машинобудуванні та зварювального виробництва
- •Глава 3. Сварка разнородных металлов и сплавов 23
- •Глава 1. Сварка теплоустойчивыхсталей
- •Общие сведения о свариваемости
- •Дуговая сварка
- •Выбор технологии
- •Сварочные материалы
- •Термическая обработка сварных соединений
- •Свойства сварных соединений
- •Глава 2. Сварка аустенитных сталей
- •Свариваемость аустенитных сталей
- •Особенности сварки
- •Материалы для сварки
- •Сварка жаропрочных аустенитных сталей
- •Основные свойства и особенности сварки
- •Сварка коррозионностойкихсталей
- •Основные свойства
- •Основные виды коррозии сварных соединений
- •Технологические особенности сварки
- •Металлургические особенности сварки
- •Технология сварки
- •Сварка жаростойких сталей
- •Основные свойства и особенности сварки
- •Технология сварки
- •Глава 3. Сварка разнородных металлов и сплавов
- •Сварка разнородныхсталей
- •Особенности сварки
- •Неоднородность металла сварного шва
- •Зона сплавления сварных соединений
- •Свойства сварных соединений
- •Остаточные сварочные напряжения
- •Сварка перлитных сталей
- •Сварка сталей разного структурного класса
- •Глава 4. Сварка алюминия и его сплавов
- •Основные свойства и особенности сварки
- •Глава 5. Сварка меди и ее сплавов
- •Основные свойства и особенности сварки
- •Глава 6. Сварка никеля и его сплавов
- •Основные свойства и особенности сварки
- •Глава 7. Сварка титана и его сплавов
- •Глава 8. Сварка разнородных сплавов
- •Особенности сварки
- •Сварка алюминия и его сплавов со сталью
- •Сварка меди и ее сплавов со сталью
- •Сварка алюминия и его сплавов с медью
- •Список литературы
Сварка коррозионностойкихсталей
Основные свойства
В качестве коррозионностойких материалов широко применяются хромоникелевые аустенитные стали. Находят также применение хромомарганцевые аустенитные стали, хромоникелевые аустенитно- ферритные, аустенитно-мартенситные и аустенитно-боридные стали (0Х18Н10, Х17Н13М2Т, 0Х23Н28М3Д3Т, Х14Г14Н3Т, 0Х21Н6М2Т, Х17Н7Ю, Х18Н12БР1). Оценку коррозионной стойкости металлов (сталей, сплавов, сварных швов) по потере массы (в г/м ч) производят по пятибалльной шкале, по глубинному показателю (скорость коррозии в мм/год) - по 10-бальной шкале по ГОСТ 13819-68.
При производстве изделий, конструкций и оборудования из коррозионностойких аустенитных сталей применяют ручную и механизированную (под флюсом, в среде защитных газов) электродуговую сварку, для особо ответственных изделий наряду с дуговой используют электроннолучевую, диффузионную, плазменную и другие виды сварки. Аустенитные стали большой толщины сваривают электрошлаковой сваркой. Газовая сварка и сварка угольным электродом не рекомендуется из-за ряда существенных недостатков и, прежде всего, опасности науглероживания металла шва и околошовной зоны.
Коррозионная стойкость мелкозернистых сталей и сварных швов выше, чем крупнозернистых. По этой причине деформированные стали превосходят литые, швы с мелкой структурой, например дуговые, превосходят крупнокристаллитные, электрошлаковые.
Основные виды коррозии сварных соединений
Аустенитные стали и сварные швы подвержены нескольким видам коррозионного разрушения, главными из которых являются: меж- кристаллитная коррозия (МКК), общая жидкостная коррозия и коррозионное растрескивание. МКК наблюдается при выдержке сталей или сварных швов при 1 = 500-800 °С или при медленном охлаждении их с 1 = 900-1000 °С.
В процессе сварки участки металла шва в околошовной зоне подвергаются тепловому воздействию в области указанных температур, и там может развиваться МКК. Применяют следующие методы предупреждения развития МКК:
снижают содержание углерода в стали и швах до пределов растворимости 0,02-0,03 % (сталь 000Х18Н10, 00Х25Н20);
легируют сталь (швы) элементами (титан, ниобий, тантал, цирконий, ванадий), обладающими большим сродством к углероду, чем хром; например, используют проволоки Св-06Х19Н9Т, Св-08Х19Н10Б, электроды 03Л-17 (0Х23Н21М3Д3Б);
подвергают сварные соединения закалке с 1 = 1050-1100 °С с быстрым обязательно охлаждением или стабилизирующему отжигу в течение 2-4 часов при 1 = 850-900 °С;
повышают в швах содержание феррита до 20-25 % путем дополнительного легирования их хромом и такими элементами, как кремний, алюминий, ванадий, молибден, вольфрам (проволока Св-05Х19Н9Ф3С2).
С точки зрения сварщиков основным методом борьбы с МКК является сварка изделия швами идентичного с основным металлом состава и правильный выбор режима термической обработки.
Технологические особенности сварки
При сварке нельзя допускать перегрев и многократный нагрев сварного соединения. В тех случаях, когда сварное изделие нельзя подвергнуть закалке или стабилизации (с обязательным последующим быстрым охлаждением, например, на воздухе), сварку необходимо выполнять при наименьшей погонной энергии и на максимально возможной скорости. Последовательность наложения швов должна, по возможности, назначаться так, чтобы шов, обращенный к агрессивной среде, выполнялся в последнюю очередь. Однопроходные односторонние швы по этой причине предпочтительнее двусторонних. Поскольку коррозионная стойкость металла шва находится в прямой зависимости от химического состава и содержания в нем ферритной фазы, поддержание постоянного фазового и химического состава шва - главное условие получения доброкачественного сварного соединения коррозионностойкой ау- стенитной стали.
Следует принимать меры против попадания брызг присадочного металла или металлической ванны на основной металл. Брызги - потенциальные очаги МКК или появления межкристаллитных трещин на основном металле в месте приварки брызг.
Коррозионная стойкость сталей и сварных швов во многом определяется состоянием их поверхности. Полированные стали обладают более высокой стойкостью против жидкостной коррозии. Шов с гладкой мелкочешуйчатой поверхностью превосходит по общей коррозионной стойкости шов, имеющий грубую неровную поверхность. В этом еще одно преимущество механизированной сварки, особенно под флюсом.
При сварке многопроходных швов нет необходимости заполнять все сечение разделки металлом, обладающим требуемой стойкостью против МКК. Достаточно, если только поверхностные швы (валики), соприкасающиеся с агрессивной средой, будут стойкими против МКК и общей коррозии.
Не допускается повреждение поверхности стали и швов. Поэтому категорически запрещается возбуждать дугу не на шве.
Аустенитные стали обладают большим омическим сопротивлением и низкой теплопроводностью. Поэтому необходимо выполнять их сварку при уменьшенном по сравнению с обычными сталями вылете электрода (при ручной дуговой сварке - укороченные электроды). Низкая теплопроводность обуславливает большое коробление сварной конструкции, поэтому необходимо стремиться, по возможности, к односторонней сварке швами симметричного сечения при сквозном проплавлении кромок. Остатки шлаковой корки на поверхности швов и в около- шовной зоне после сварки необходимо тщательно удалить. Очистка пневмозубилом и другими способами, при которых образуются вмятины и забоины на металле шва, нежелательны.