Технологические особенности сварки разнородных сталей разного структурного класса

Сварные соединения перлитных, мартенситных или ферритных сталей с аустенитными.

В данных соединениях в наибольшей степени выражена химическая, структурная и механическая неоднородность. Поскольку применение перлитных сварочных материалов неизбежно приводит к формированию хрупких кристаллизационных прослоек, то для выполнения соединений используют аустенитные сварочные материалы с повышенным содержанием никеля. При этом выбирают способ и режимы сварки, обеспечивающие минимальное проплавление соединяемых металлов, что позволяет получить высоколегированный шов, приближающийся по составу к присадочному металлу.

Необходимая концентрация никеля в металле шва существенно зависит от температуры эксплуатации сварного соединения, то есть от класса используемой в данном сварном соединении менее легированной стали, который и определяет допустимую температуру его эксплуатации. Это обстоятельство позволяет дифференцировать содержание никеля в металле шва и тем самым более экономно его расходовать.

В связи с этим сварные соединения данных разнородных сталей разделяют на четыре группы: 1) соединения, работающие при температурах до 350 °C (содержат в качестве менее легированной стали обыкновенную низкоуглсродистую сталь, допустимая температура эксплуатации которой не превышает 350 °С); 2) соединения, работающие при температурах 350…450 °С (с качественными углеродистыми и обычными низколегированными сталями); 3) соединения, работающие при температурах 450…550 °С (с низкоили среднелегированными хромомолибденовыми сталями); 4) соединения, работающие при температурах выше 550 °C (с низкоили среднелегированными хромомолибденованадиевыми сталями).

При изготовлении комбинированных конструкций из рассматриваемых разнородных сталей могут быть использованы различные способы электрической сварки плавлением и те же разделки кромок, что и для конструкций из стали одной марки. Но наибольшее распространение получила ручная дуговая сварка покрытыми электродами, как более маневренная и при которой можно получить меньшую долю участия основного металла в металле шва, что уменьшает вероятность образования в зоне сплавления кристаллизационных прослоек с мартенситной структурой.

Ручную сварку разнородных сталей первой группы можно производить существующими электродами, например ОЗЛ-6 (табл. 12). Для соединений второй, третьей и четвертой групп рекомендуются электроды АНЖР-3, АНЖР-2 и АНЖР-1 (см. табл. 12). Применение данных электродов на никелевой основе способствует уменьшению развития диффузионных прослоек в зоне сплавления и благодаря почти одинаковым коэффициентам линейного расширения перлитной стали и высоконикелевого шва повышенной прочности повышает эксплуатационную надежность изделия в условиях теплосмен.

Рекомендуемые марки покрытых электродов для сварки перлитных и мартенситных сталей с аустенитными

Таблица 12.

Группа свариваемых сталей.	Тип электрода по ГОСТ 10 052.	Марка электрода. Марка проволоки.	Проволока для сварки иод флюсом.
	Э-10Х25Н13Г2.	ОЗЛ-6. 07Х25Н13.	Св-07Х25Н13.
	08Х25Н25МЗГ2.	АНЖР-ЗУ. 08Х25Н25МЗ.	Св-08Х25Н25МЗ.
	Э-06Х251 140М7Г2.	АНЖР-2. 08Х25Н40М7.	Св-08Х25Н25М7.
	Э-08Х25Н60М10Г2.	АНЖР-1 08X25 Н60М10.	Св-08Х25Н60М10.

Если используют закаливающуюся при сварке перлитную или мартенситную сталь, то в жестких соединениях из разнородных сталей можно вводить термическую обработку (отпуск) по условию снятия закалки в околошовной зоне этих сталей. Вместо отпуска всего соединения узла можно проводить первоначально облицовку кромок разделки со стороны закаливающейся стали аустенитными электродами и отпуск лишь облицованной детали, а затем провести заполнение основной разделки шва металлом с меньшим содержанием никеля. В этом случае термическая обработка всего изделия не требуется.

Для заварки дефектов в деталях энергетического оборудования, которое можно отнести к сварным соединениям четвертой группы, применяют электроды типа Э-08Н60Г7М7Т марки ЦТ-36 или электроды типа Э-08Х14Н65М15В4Г2.

При сварке разнородных сталей проволоками, указанными в табл. 12, используют флюсы АН-26 или АН-15. Металл шва в соединениях, выполненных этими проволоками, стойкий против образования горячих трещин. Металл зоны сплавления обладает вполне стабильной структурой и свойствами, если они содержат менее легированную сталь и эксплуатируются при температуре, соответствующей той группе, для которой предназначена используемая проволока.