Материал: Технологические основы современных способов сварки. учебное пособие. Пешков В.В., Коломенский А.Б

SiO2, до 0,3% MnO). Оксиды кремния и марганца содержатся в качестве примесей, попавших из сырьевых материалов. Для сварки высоколегированных сталей разработано несколько типов керамических флюсов на основе: фторида кальция и Al2O3;

CaO-CaF2-TiO2; MgO-TiO2-Al2O3-CaF2.

Таблица 3.36 Значения сварочного тока и напряжения дуги при сварке

под флюсом высоколегированных сталей.

Ориентировочные режимы автоматической сварки под флюсом аустенитной стали 12Х18Н9Т без разделки кромок приведены в качестве примера в табл. 3.37.

Таблица 3.37 Режимы автоматической сварки под флюсом аустенитной

стали без разделки кромок

Дуговая сварка в защитных газах широко распростране-

на в производстве сварных конструкций из высоколегированных сталей и сплавов. Благоприятной особенностью аргоно- и гелиеводуговой сварки является стабильность дуги, высокое качество сварных швов, обусловленное хорошей защитой зоны сварки от воздуха, и, что особенно важно, возможность наложения швов, занимающих произвольное положение в пр о- странстве. При аргонодуговой сварке защита дуги и сварочной ванны от воздуха более надежна, чем в случае использования гелия, так как аргон тяжелее воздуха.

Аргонодуговую сварку высоколегированных сталей и

321

сплавов производят плавящимся и неплавящимся (вольфрамовым) электродами. В первом случае применяют постоянный ток обратной полярности, во втором - прямой.

Сварку вольфрамовым электродом сталей и сплавов с высоким содержанием алюминия с целью разрушения оксидной пленки рекомендуется выполнять на переменном токе.

Сварка вольфрамовым электродом целесообразна для материалов толщиной до 5-7 мм. Хорошее формирование обратного валика позволяет рекомендовать этот способ для сварки корневых швов на сталях повышенной толщины (остальные валики могут выполняться покрытыми электродами, плавящимся электродом под флюсом или в защитных газах).

Примерные режимы аргонодуговой сварки высоколегированных аустенитных сталей указаны в табл. 3.38.

Таблица 3.38 Режимы аргонодуговой сварки вольфрамовым электро-

дом высоколегированных сталей.

Примечание. Диаметр присадочной проволоки 1,6-2,0 мм; ток постоян-

ный прямой полярности.

322

Сварку плавящимся электродом выполняют полуавтоматически или автоматически. При этом необходимо выбирать силу тока, обеспечивающую струйный перенос электродного металла, однако при таком токе на тонколистовом материале могут образовываться прожоги.

Ориентировочные режимы автоматической аргонодуговой сварки плавящимся электродом стыковых соединений из высоколегированных (аустенитных) сталей приведены в табл.

3.39.

Таблица 3.39 Режимы автоматической аргонодуговой сварки плавящимся электродом стыковых соединений аустенитных сталей

Электрошлаковая сварка. Невысокая скорость сварки и особенность кристаллизации металла сварочной ванны при ЭШС понижают вероятность образования в шве горячих трещин и уменьшают коробления изделия. Однако увеличенная величина околошовной зоны, длительное пребывание ее и металла шва при повышенных температурах приводят к необратимым изменениям в структуре и свойствах сварных соединений. В результате снижаются прочностные и пластические свойства металла, а на теплоустойчивых сталях в околошовной зоне могут возникать локальные разрушения. При сварке коррозионностойких сталей в околошовной зоне может наблюдаться ножевая коррозия, для предотвращения которой следует

323

выполнять термическую обработку изделий (закалку или стабилизирующий отжиг).

Применение для электрошлаковой сварки даже фторидных безокислительных флюсов не всегда гарантирует хорошее усвоение сварочной ванной элементов, обладающих большим сродством к кислороду. Поэтому в ряде случаев приходится защищать шлаковую ванну инертным газом (аргоном).

Примеры режимов ЭШС высоколегированных сталей приведены в табл. 3.40.

Таблица 3.40

Режимы ЭШС высоколегированных сталей

Электронно-лучевая сварка в вакууме облегчает удаление примесей и газов, но при этом увеличивается испарение легирующих компонентов стали. При глубоком и узком проваре часть газов может задерживаться растущими кристаллами в шве, что приводит к образованию пор.

Сложность аппаратуры и процесса обусловливает применение электронно-лучевой сварки в основном при изготовлении ответственных конструкций из жаропрочных сталей и сплавов.

Сварку металла толщиной до 1 мм выполняют расфокусированным пучком электронов, а при большей толщине рекомендуют остросфокусированный пучок. Для расширения технологических возможностей сварки электронный луч колеблют поперек стыка, вдоль стыка и т.п.

Режимы сварки стали 12Х18Н9Т приведены в табл. 3.41.

324

Контактная сварка. Точечной и шовной сваркой соединяют детали толщиной 0,5-6 мм.

Свариваемые поверхности деталей из коррозионностойких, жаропрочных сталей и сплавов подготавливают с помощью химического травления или, в ответственных конструкциях, с помощью электрохимического полирования. Зазоры между соединяемыми заготовками должны быть минимальными и для сталей толщиной 1 мм не превышать 0,4 мм на длине 100 мм и 1,2 мм на длине 300 мм. Из-за их низкой тепло- и электропроводности стали сваривают на более жестких режимах, чем низколегированные. Повышенная прочность высоколегированных сталей заставляет существенно увеличить сварочное давление. Термическая стабильность сплавов и невысокая чувствительность к образованию трещин позволяет применять простейшие циклы сварки (рис. 3.14, а), начиная с толщины 3+3 мм, рекомендуется прикладывать ковочное усилие, в 2- 3 раза превышающее сварочное.

Для сварки используют электроды из сплава марки БрНБТ с плоской рабочей поверхностью, стойкость таких электродов при сварке сталей толщиной 1,5 мм составляет 7-8 тыс. точек. Ориентировочные режимы сварки данных сталей см. в табл. 3.42.

Сварка трением может быть использована при изготовлении деталей из аустенитных сталей. Так, при сварке деталей диаметром 127/107 мм из стали 12Х18Н9Т необходимы: частота вращения детали 900 об/мин, давление при нагреве 46 МПа, а при осадке – 17 МПа, величина осадки 7 мм, общее машин-

325