Особенности технологии и техники сварки аустенитных сталей

У разных по составу и назначению хромоникелевых аустенитных сталей рассмотренные процессы, протекающие в металле шва и зоне термического влияния, могут развиваться по-разиому. Их развитие, как правило, оказывает отрицательное влияние на свойства и работоспособность сварных соединений, если эти процессы будут активными. Поэтому, хотя рассматриваемые стали можно сваривать различными методами, предпочтение следует отдать тем, при которых тепловое воздействие на свариваемый металл будет наименьшим. Например, дуговой в защитных газах тонкой проволокой, ручной дуговой электродами пониженных диаметров, электронно-лучевой и разным способам сварки давлением.

Характерные для аустенитных сталей теплофизические свойства определяют некоторые особенности их сварки. Так, теплопроводность этих сталей примерно в 4 раза ниже, а коэффициент линейного расширения в 1,5 раза выше, чем у низкоуглеродистых сталей. При сварке это приводит при равных погонных энергиях к увеличению глубины проплавления основного металла и возрастанию деформаций и напряжений. Поэтому для уменьшения коробления изделий из аустенитных сталей следует применять режимы сварки, характеризующиеся пониженным на 10…30% значением силы сварочного тока по сравнению с током при сварке углеродистых сталей, а также заполнять разделку слоями небольшого сечения и устранять жесткие закрепления свариваемых кромок.

Кроме того, у сталей аустенитного класса удельное электросопротивление в 3…5 раз выше, чем у низкоуглеродистых сталей, что обусловливает больший разогрев сварочной проволоки в вылете электрода или металлического стержня покрытого электрода. В связи с этим при автоматической и механизированной дуговой сварке следует уменьшать вылет электрода, а при ручной дуговой сварке покрытыми электродами — длину электродов и допустимую плотность силы сварочного тока.

Сварные соединения хромоникелевых аустенитных сталей термообработке чаще всего не подвергают, особенно сварные узлы, эксплуатирующиеся без воздействия агрессивных сред до температуры 500 °C. Однако в ряде случаев термообработка может оказать положительное влияние на их свойства, а иногда она просто необходима. Так, сварные соединения стали 08Х18Н10 и даже стали 12Х18Н10Т с титаном на нижнем пределе легирования при работе конструкций при невысоких и повышенных температурах (до 450 °С) в различных кислотах и других агрессивных средах подвергают стабилизирующему отжигу при температуре 850…950 °С.

Для жаропрочных сложнолегированных сталей при работе в условиях ползучести (более 500 °С) стабилизирующий отжиг недостаточен, так как не устраняет в зоне термического влияния опасность развития локальных разрушений и коррозионного растрескивания в некоторых средах. В этих случаях проводят аустенитизацию (закалку) при температуре 1100… 1150 °C, при которой растворяются все упрочняющие фазы в матрице, а при последующей стабилизации или отпуске выделяются вторичные фазы в виде, требуемом для получения оптимальных свойств сварного соединения.