Выбор сварочных материалов.

Выбор сварочного материала определяется условиями получения бездефектного металла шва, удовлетворяющего по своим свойствам требованиям, предъявляемым к нему условиями эксплуатации конструкции. Вследствие повышенной склонности аустенитных швов к образованию горячих трещин, пониженной их коррозионной стойкости, трудности легирования легкоокисляющимися элементами (Al, Тi и другими) часто ориентируются на получение швов, по химическому составу отличающихся от свариваемого металла.

При сварке сталей с большим запасом аустенитности, особенно толщиной более 14-16мм, высокая трещиноустойчивость достигается при легировании швов дополнительно Mn, Mo, N, ограничении содержания S (до 0,010%), Р (до 0,01%), Si (до 0,2…0,3%), исключении в них Тi, Nb, Аl, а в ряде случаев использовании композитного по составу и структуре многослойного металла шва.

Выбор режимов сварки.

Ток при дуговой сварке коррозионностойких сталей и сплавов снижают (на 10…30%) по сравнению со сваркой углеродистых сталей. При его назначении необходимо учитывать тип соединения, наличие разделки кромок, качество сборки, наличие или отсутствие подкладки, положение шва в пространстве и т.д.

В большинстве случаев не требуется послесварочной термообработки изделий. Ее применяют тогда, когда в состоянии после сварки соединения проявляют склонность к межкристаллитной, ножевой коррозии, либо предназначены для работы в условиях, вызывающих коррозионное растрескивание.

Аустенитно-ферритные нержавеющие стали

Аустенитно-ферритные стали (08Х21Н5Т, 08Х21Н6М2Т, 03Х22Н6М2) имеют относительно высокие пределы текучести и прочности при удовлетворительных пластичности и ударной вязкости, а также высокую коррозионную стойкость и хорошую свариваемость. Это позволяет сократить удельный расход металла при изготовлении химической аппаратуры, рассчитываемой на прочность, благодаря уменьшению толщины листа.

Технология сварки и свойства соединений.

Аустенитно-ферритные стали можно сваривать как ручной и механизированной электродуговой сваркой, так и другими способами сварки (электроннолучевой, электрошлаковой, плазменнодуговой и др.). Предпочтительнее способы сварки с невысокими погонными энергиями. Техника и режимы сварки аустенитно-ферритных сталей не отличаются от общепринятых для всего класса нержавеющих сталей.

Коррозионная стойкость сварных соединений.

При сварке изделий, к сварным швам которых предъявляются требования стойкости к межкристаллитной коррозии, слой шва, обращенный к агрессивной среде, должен выполняться последним. Аустенитно-ферритные стали подвержены охрупчиванию в интервале температур 450…500°С и 650…800°С, поэтому особое внимание при их сварке необходимо обращать на строгое соблюдение режимов сварки и охлаждения изделий.

При выборе присадочного материала необходимо стремиться обеспечить равенство не только механических свойств шва и основного металла и стойкость шва против межкристаллитной коррозии, но и равенство общей коррозионной стойкости металла всех зон сварного соединения.

Аустенитно-мартенситные стали

К аустенитно-мартенситному классу относятся стали, имеющие структуру аустенита и мартенсита, количество которых можно изменять в широких пределах. К этому классу относятся стали, химический состав которых выбран с соотношением легирующих элементов, обеспечивающих начало мартенситного превращения при 20…60°С. Это стали 07Х16Н6, 09Х15Н8Ю, 08Х17Н5М3). Указанные стали рекомендуются к применению как высокопрочные стали для изделий, работающих в атмосферных условиях, уксуснокислых и других солевых средах, а также для упругих элементов.

Свариваемость сталей.

После сварки сталей, прошедших полный цикл упрочняющей термообработки и имеющих, благодаря этому мартенситную структуру, наблюдается широкая зона, имеющая после высокотемпературного нагрева структуру аустенита. Структурные превращения в зоне термического влияния приводят к снижению пластичности и ударной вязкости металла, а также его чувствительности к концентраторам напряжений. Кроме того, эти превращения снижают коррозионную стойкость и стойкость против межкристаллитной коррозии ЗТВ.

Сварочные материалы.

Соединения стали аустенитно-мартенситного класса целесообразно выполнять аргонодуговой сваркой без присадки (тонколистовые детали) либо с присадкой перечисленными ниже материалами, а также контактной точечной и роликовой сваркой и электронно-лучевой сваркой.

В случае сварки соединений, для которых отсутствует требование равнопрочности, допускается ручная электродуговая сварка электродами, дающими аустенитный наплавленный металл, либо механизированная сварка под слоем флюса.

Послесварочная обработка.

Влияние термического цикла сварки приводит к структурным изменениям, приводящим к охрупчиванию металла ЗТВ сталей, а также снижению их коррозионной стойкости и стойкости против межкристаллитной коррозии. Поэтому при изготовлении ответственных конструкций, к которым предъявляются требования высокой прочности, вязкости и коррозионной стойкости сварных соединений, целесообразно предусмотреть полный цикл термообработки, включающий закалку, обработку холодом и отпуск.