Сварка высоколегированных сталей и сплавов (Цикл статей, заключительная часть)

При сварке высоколегированных сталей и сплавов трудно обеспечить стойкость металла шва и металла в зоне термического влияния к образованию трещин, коррозионную стойкость сварного соединения, сохранить свойства металла шва и сварного соединения во времени под действием напряжений и при высоких температурах, получение плотных швов.

Технологические особенности сварки высоколегированных сталей обусловлены их физическими свойствами. Пониженная теплопроводность и большое электрическое сопротивление (примерно в 5 раз больше, чем у углеродистых сталей) способствуют большей скорости плавления металла, большей глубине проплавления и коэффициенту наплавки. Пониженная теплопроводность и большой коэффициент линейного расширения обусловливают усиленное коробление конструкций при сварке. Поэтому при дуговых процессах сварку производят на режимах с меньшими значениями силы тока и погонной энергии, при меньших вылетах электрода большей скорости его подачи по сравнению со сваркой углеродистых сталей.

Одной из основных задач технологии дуговой сварки высоколегированных сталей и сплавов является обеспечение равномерности  химического  состава по длине  шва  и  его  сечению,   что достигается при строгом сохранении постоянства условий сварки. При механизированных способах легче обеспечить постоянство сварочного режима и стабильность состава, структуры и свойств металла шва. Поэтому при изготовлении конструкций из высоколегированных сталей и сплавов необходимо стремиться к максимальной механизации сварочных процессов.

Для предотвращения угара легирующих элементов и защиты от взаимодействия с воздухом предъявляются дополнительные требования — сварка в инертной среде, применение безокислительных покрытий и флюсов, сварка короткими дугами, лучшие результаты обеспечивает автоматическая сварка. Для сварки высоколегированных сталей и сплавов используют ручную дуговую сварку  покрытыми электродами, ручную, механизированную и автоматическую сварку в защитных газах, сварку под флюсом, электрошлаковую.

Сварку покрытыми электродами выполняют на пониженных по сравнению со сваркой углеродистых сталей токах на постоянном токе обратной полярности, ниточными швами без поперечных колебании, короткой дугой. Используют электроды с основным покрытием со стержнем из проволоки, соответствующей] марке свариваемой стали с учетом показателя свариваемости и эксплуатационных требований. Например, при сварке хромоникелевой стали 12Х18НЮТ для предотвращения образования горячих!
трещин и межкристаллитной коррозии используют электроды типа Э-04Х20Н9 (марка ЦЛ-11) или Э-02Х19Н9Б (ОЗЛ-7), обеспечивающие в шве аустенитно-ферритную структуру (2,5—7% феррита).

Сварку под флюсом используют для соединения толщиной 3—50 мм. По сравнению со сваркой углеродистых сталей для высоколегированных сталей в 1,5—2 раза уменьшается вылет электрода, применяют электроды  диаметром 2—3 мм, сварка многослойная, на постоянном токе обратной полярности с использованием безокислительных флюсов (АНФ-14, АН-26 и т.д.). Серьезным преимуществом сварки под флюсом по сравнению с ручной наряду с повышением производительности и качества соединений является снижение затрат, связанных с разделкой кромок.

Сварку в защитных газах проводят в инертных газах неплавящимся и плавящимся электродами непрерывно горящей и импульсной дугами. Аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом используют для деталей толщин менее 7 мм и для сварки корневого шва. Сварку плавящимся электродом выполняют в аргоне, а также в смесях аргона с гелием, применяют и смеси аргона с кислородом и углекислым газом. Сварку плавящимся электродом выполняют на силе тока, обеспечивающей струйный перенос металла электрода.