Сварка жаропрочных сталей и сплавов

Обновлено: 07.01.2025

Работоспособность металла и сплава при
высоких температурах определяется комплексом
свойств и жаропрочности и жаростойкости.
Жаропрочностью – называется способность сталей и сплавов
выдерживать механические нагрузки при высоких
температурах в течение определенного времени. (При
температурах до 600 °С обычно применяют термин
теплоустойчивость)
Жаростойкость – стойкость металла против химического
разрушения поверхности под действием окружающей среды при
высоких температурах. Т.о. жаростойкость характеризует
сопротивление металлов и сплавов газовой коррозии при
высоких температурах

Стали и сплавы, предназначенные для работы при
повышенных и высоких температурах, должны
обладать не только требуемой жаропрочностью, но
и иметь достаточное сопротивление химическому
воздействию газовой среды (жаростойкость) в
течение заданного ресурса эксплуатации.

Стали и сплавы, предназначенные для работы при
повышенных и высоких температурах, подразделяют на три
группы:
1. Теплоустойчивые стали, работающие в нагруженном
состоянии при температурах до 600 °С в течение
длительного времени;
2. Жаропрочные стали и сплавы, работающие в
нагруженном состоянии при высоких температурах в
течение определенного времени и обладающие при этом
достаточной жаростойкостью
3. Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы,
работающие в ненагруженном или слабонагруженном
состоянии при температурах выше 550 °С и обладающие
стойкостью против химического разрушения поверхности
в газовых средах

При анализе поведения металла сварных конструкции
наибольший интерес представляет оценка свойств во время
пластической деформации, т. к. именно пластическая
деформация ответственна за процесс упрочнения и
разрушения сварных конструкций
Наиболее универсальной характеристикой жаропрочности,
применяемой в ряде современных исследовательских работ
является – предел длительной прочности.

Предел длительной прочности
Напряжение, при котором начинается
интенсивное развитие пластической
деформации
t0
Температура испытаний, град.
(МПа)
Длительность испытаний, час.
Например,
800 °С, длительностью в 100 ч.
800
100 означает, что испытания проводились при

Часто в качестве ещё одной важной характеристика
жаропрочности выделяют – «сопротивление ползучести».
Ползучесть - непрерывная деформация металлов под
действием постоянно приложенных нагрузок.
Рис. 1: Кривые ползучести,
полученные при различных
температурах и напряжениях
(схема)

Т.е. сопротивление ползучести характеризуется пределом
ползучести – напряжением, которое вызывает заданную
скорость ползучести при определённой температуре.
Величина напряжения, МПа
Температура испытаний, град.
t0
(МПа)
Скорость ползучести, % / час

Например
700
3 = 150 МПа
10
– это напряжение, вызывающее в металле
скорость ползучести 10-3 (% / ч) при 700 0С.

Для характеристики взаимосвязи между ползучестью
и растрескиванием под напряжением используются
различные температурно-временные параметры.
Наиболее широко используется параметр Р ЛарсонаМиллера:
P 1,8 T (C log t ) 10 3
где: Т - температура испытания, К; t - время до
разрушения, ч; С – константа, значение которой для
низколегированных сталей около 20.

При выборе основы для создания
жаропрочных сплавов в первую очередь
учитывают величину сил межатомной
связи. Чем больше силы межатомной
связи металла, тем большей
жаропрочностью должны обладать
сплавы на его основе.

Железо, никель и кобальт имеют
близкие температуры плавления и
другие характеристики сил
межатомной связи, но различный
уровень достигнутых жаропрочных
характеристик
Это объясняется неодинаковой способностью твердых
растворов на основе этих металлов к упрочнению, природой
упрочняющих фаз, структурной стабильностью, и, наконец,
уровнем совершенства технологии производства этих
сплавов.

Существующие жаропрочные стали и
сплавы представляют собой
многокомпонентные твердые растворы
на основе железа, никеля или кобальта,
которые упрочняются дисперсными
выделениями избыточных фаз –
карбидов, карбонитридов, боридов,
интерметаллидов.

Как правило, заданные свойства
материала достигаются при его
легировании.
При выборе системы легирования
следует учитывать влияние легирующих
элементов на тип диаграммы состояния
сплава и вид кристаллической решётки.

Наиболее низкие рабочие температуры
(450. 650°С) имеют стали ферритного,
перлитного и мартенситного классов,
т.е. стали на основе α-железа.
Аустенитные стали имеют более
высокие рабочие температуры.

Максимальной жаропрочностью должны
обладать γ-твердые растворы, имеющие
предельную легированность, а переход к
двухфазным α + γ структурам приводит к
резкому снижению жаропрочности.

Для использования сплава в широком
диапазоне температур необходимо
легировать его комплексно различными
элементами, обладающими разной
диффузионной подвижностью, чтобы при
различных скоростях ползучести был по
крайней мере один легирующий элемент,
подвижность которого будет оптимальной
для торможения движения дислокаций.

Одним из главнейших факторов
жаропрочности сталей и сплавов является
образование упрочняющих фаз.
Для жаропрочных сплавов наиболее
перспективны в качестве упрочнителей
такие элементы, как молибден, ниобий,
вольфрам. алюминий, ниобий и титан
образующие упрочняющие
интерметаллидные фазы.

Элементы внедрения – бор, азот, углерод
– приводят к образованию упрочняющих
избыточных фаз – боридов, нитридов,
карбидов или фаз смешанного состава.

Рис. 1: Жаропрочность промышленных сплавов используемых в сварных
конструкциях
1 – Алюминиевые сплавы;
5 – Никелевые сплавы;
2 – Титановые сплавы;
6 – Fe–Cr–Ni–Mo сплавы;
3 – Теплоустойчивые стали;
7 – Кобальтовые сплавы;
4 – Аустенитные стали;
8 – Молибденовые сплавы.

Наибольшее распространение в
промышленности получили
теплоустойчивые стали
Теплоустойчивые стали используются в энергетическом
машиностроении для изготовления котлов, сосудов,
паронагревателей, паропроводов и др.

Теплоустойчивые стали – стали, предназначенные
для длительной работы при температурах до 600 град.
теплоустойчивость соединений можно оценить
коэффициентом теплоустойчивости Кт:

Марки теплоустойчивых сталей
1) Низколегированные хромомолибденовые стали
(перлитные) – 12МХ, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМЛ.
Предназначенные для работы в температурном
интервале 450 –500 град.
2) Хромомолибденовые стали – 12Х1МФ, 15Х1М1Ф,
20ХМФЛ, 12Х2МФСР – предназначенные для
работы в температурном интервале 550–600 град.

Широкое применение теплоустойчивых сталей
определяется низкой стоимостью и достаточно
высокой технологичностью как при изготовлении
поковок и отливок, так и сварных конструкций.
Теплоустойчивые стали применяют, в основном в
виде труб, для изготовления сварных
технологических трубопроводов, а также для
изготовления паропроводов, корпусов
химических аппаратов. В судостроении
используют для поверхностей нагрева котлов.

Требуемые свойства теплоустойчивых сталей при
технологической обработке и сварке достигается
введением в состав металла основных легирующих
элементов: Cr, W, Mo, V, Nb.
Примерное содержание легирующих элементов:
Cr = 0,5 – 2,0 %
Mo = 0,2 – 1,0 %
V = 0,1 – 0,3 %

Влияние ХРОМА
Хром повышает жаростойкость стали, то есть
сопротивляемость окислению; предотвращает
графитизацию в ходе сварки и в процессе
эксплуатации при температуре больше 450 0С.
При введении хрома в сталь совместно с молибденом
помимо вышесказанного повышается длительная
прочность и сопровотивление ползучести.

Влияние МОЛИБДЕНА
Положительное влияние молибдена объясняется
способностью образовывать в ходе сварки
упрочняющую металл фазу Лавеса. Это
интерметаллид типа Fe2Mo.

Влияние ВАНАДИЯ
Ванадий совместно с углеродом обеспечивает
упрочнение стали за счет высокодисперсных
карбидов типа “VC”.
Он также способен сглаживанию интерметаллидных
включений (по объему наплавленного металла).

Свариваемость теплоустойчивых сталей
Физическая свариваемость теплоустойчивых сталей
определяется отношением металла к плавлению,
металлургической обработке, кристаллизации шва не
вызывающей каких – либо осложнений.
Технология сварки и сварные материалы
обеспечивается необходимая стойкость
металлического шва против горячих трещин.
Общая свариваемость осложнена низкой стойкостью
сварных соединений к образованию холодных трещин и
к разупрочнению сварных металлов в зоне термического
влияния сварки.

Сопротивляемость холодным трещинам
Основным фактором, определяющим склонность
теплоустойчивых сталей к образованию холодных
трещин является образование неустойчивых
метастабильных структур (троостит, бейнит, сорбит,
мартенсит) в тех участках околошовной зоны,
которые были нагреты выше 785 0С

Надежным средством является сопутствующие сварке
местный или общий подогрев изделия.
Подогрев уменьшает разницу температур металла в
зоне сварки и на периферийных участках
Подогрев уменьшает скорость охлаждения металла, а
значит, предотвращает превращение аустенита в
мартенсит

Ещё одной радикальной мерой борьбы против
холодных трещин в теплоустойчивых сталях является
низкий отпуск (т.е. выдержка сварных соединений
после сварки при температуре равной 150 – 200 град.)
в течении нескольких часов, это позволяет завершить
превращение аустенита и эвакуацию водорода.

Разупрочнение в ЗТВ сварных соединений
Степень разупрочнения зависит в основном от
величины перегрева зоны термического влияния,
что определяется параметрами режима сварки.
Повышение погонной энергии вызовет большое
разупрочнение свариваемых материалов.
Мягкая разупрочняющая прослойка в зоне
термического влияния является причиной
локальных разрушений жестких сварных
соединений в процессе эксплуатации, особенно,
если имеют место изгибающие нагрузки.

При разработке технологии сварки теплоустойчивых
сталей возникает основное противоречие:
чтобы обеспечить отсутствие холодных трещин
необходимо выполнять сварку на режимах с
большой погонной энергией, однако это вызывает
значительное разупрочнение в ЗТВ.

Сварка теплоустойчивых сталей и сплавов
Подготовка и сборка под сварку
Обработку кромок труб под сварку следует производить
механическим способом (резцом, фрезой или абразивным
кругом) с помощью труборезного станка либо
шлифмашинки.

Концы труб из углеродистых и низколегированных сталей
разрешается обрабатывать кислородной, плазменно-дуговой или
воздушно-дуговой резкой с последующей зачисткой кромок
режущим или абразивным инструментом до удаления следов
огневой резки.
Подготовленные к сборке кромки должны быть без вырывов,
заусенцев, резких переходов и острых углов.
Кислородную резку труб из хромомолибденовых и
хромомолибденованадиевых сталей со стенкой толщиной
более 12 мм при температуре окружающего воздуха ниже 0°С
нужно производить с предварительным подогревом до 200 °С
и медленным охлаждением под слоем асбеста.

Подогревать стык можно:
1) индукторами (током промышленной или средней
частоты),
2) радиационными нагревателями сопротивления,
3) газовым пламенем, обеспечивая нагрев стыка по
всему периметру.
В стыках труб с толщиной стенки более 30 мм ширина
зоны подогрева должна быть не менее 150 мм (по
70—75 мм с каждой стороны), при толщине стенки
до 30 мм — не менее 100 мм.
Ширина зоны подогрева угловых и нахлесточных
соединений — 50—75 мм в каждую сторону от
будущего шва.

Схема нагрева стыка газовой
горелкой
1 - сварочный шов;
2 - стальная или асбестовая воронка;
3 - горелка

Горелка «Крокет», пропан.
Горелка «Крокет» предназначена для нагрева различных
материалов до температуры не более 700 0С.
Горелка «Очаг - 1003», «Очаг - 1004», пропан.

Установка для индукционного нагрева изделий
перед прихваткой и сваркой
Схема двухстороннего подогрева стыка
1 – стык труб,
2 - теплоизоляция,
3 - нагреватель

Температуру подогрева можно
контролировать с помощью термопар
(ТП), цифровых контактных
термометров (ТК-3М, ТК-5 и др.),
пирометров, термокарандашей,
термокрасок.

Контактные термометры
а – компактный типа Elmeter; б – термометр ТК–5.01; в и г – зонды к
термометру ТК–5.01 прямой (в) и изогнутый (г)

Высота прихваток должна быть равна:
при их выполнении ручной дуговой сваркой на стыках труб с толщиной
стенки S = 3 мм и менее — толщине стенки трубы; с толщиной стенки
более 3 до 10 мм — (0,6—0,7)S, но не менее 3 мм; с толщиной стенки
более 10 мм — 5 - 6 мм;
при их выполнении ручной аргонодуговой сваркой без присадочной
проволоки на стыках труб с разделкой Тр-1 - толщине стенки трубы; на
стыках труб с разделками Тр-2, Тр-6, Тр-7 — величине b ± 0,5 мм (b —
размер притупления). При выполнении прихваток с присадочной проволокой высота прихватки может быть увеличена на 0,5—1 мм.

Общие вопросы техники сварки
Стыки труб (деталей) из низколегированных
теплоустойчивых сталей перлитного класса, а также
мартенситного и мартенситно-ферритного классов
следует сваривать без перерыва.
При вынужденных перерывах в работе (авария,
отключение тока) необходимо обеспечить медленное
и равномерное охлаждение стыка любыми
доступными средствами (например, обкладкой
листовым асбестом), а при возобновлении сварки
следует подогреть стык (если это требуется). Эту
температуру нужно поддерживать до окончания
сварки.

Не допускается никаких силовых
воздействий на стык до завершения его
сварки и проведения термообработки, если
таковая необходима.

Минимальная температура окружающего воздуха, при которой может
выполняться прихватка и сварка элементов котлов и трубопроводов

Термическая обработка
Без термической обработки сварных соединений эти
стали, не обладают эксплуатационной надёжностью,
из-за структурной неоднородности и наличия
остаточных сварочных напряжений.
При изготовлении сварных конструкций
используют отпуск. Преимущество состоит в том,
что он может быть использован в качестве местной
термообработки не взирая на размеры сварной
конструкции. Отпуск стабилизирует структуру
сварного соединения и снижает остаточные
напряжения.

Термообработка сварных соединений труб
производится индукционным способом токами
промышленной (50 Гц) и средней (до 8000 Гц)
частоты, а также радиационным способом —
электронагревателями сопротивления (в том числе
комбинированного действия) и газопламенными
горелками.
Основным способом нагрева при термообработке
стыков трубопроводов диаметром 108 мм и более
со стенкой толщиной свыше 10 мм является
индукционный нагрев током промышленной и
средней частоты

Термообработку сварных соединений радиационным
способом с помощью электронагревателей
сопротивления можно применять при толщине
стенок труб не более 50 мм, а газопламенным
способом — при толщине не более 25 мм.

Стыки труб из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф
(соответственно и из литых деталей) при толщине
стенки более 45 мм независимо от диаметра труб и
при толщине стенки более 25 мм при диаметре
труб 600 мм и более необходимо подвергать
термообработке сразу после окончания сварки,
не допуская охлаждения стыка ниже 300 °С.

Технология сварки высоколегированных (нержавеющих) и жаропрочных сталей и сплавов

Защитный газ необходимо предварительно просушить или добавить к нему 2-5% кислорода. Это обеспечит плотность шва.

Нужно поддерживать самую короткую дугу и добиваться получения шва с низким коэффициентом формы (отношением ширины шва к его толщине). Иначе в металле шва и околошовной зоны появятся горячие (кристаллизационные) трещины.

После сварки металл должен как можно быстрее остыть. Для этого используют медные, охлаждаемые водой, подкладки; промежуточное остывание слоев; охлаждение швов водой. Эго повысит коррозионную стойкость сварного соединения.

Подготовка к сварке

Кромки стыкуемых деталей из высоколегированных сталей лучше подготавливать механическим способом. Однако допускаются плазменная, электродуговая, газофлюсовая или воздушно-дуговая резка. При огневых способах резки обязательна механическая обработка кромок на глубину 2-3 мм

КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СВАРКЕ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Подготовка кромок и вид собранного стыка

S, мм

b, мм

с, мм

α, град.

Снимать фаску для получения скоса кромки можно только механическим способом. Перед сборкой свариваемые кромки защищают от окалины и загрязнений на ширину не менее 20 мм снаружи и изнутри, после чего обезжиривают.

Сборку стыков выполняют либо в инвентарных приспособлениях, либо с помощью прихваток. При этом необходимо учесть возможную усадку металла шва в процессе сварки. Ставить прихватки в местах пересечения швов нельзя. К качеству прихваток предъявляются те же требования, что и к основному сварному шву. Прихватки с недопустимыми дефектами (горячие трещины, поры и т.д.) следует удалить механическим способом.

Выбор параметров режима. Основные рекомендации те же, что при сварке углеродистых и низколегированных сталей. Главная особенность сварки высоколегированных сталей - минимизация погонной энергии, вводимой в основной металл. Это достигается соблюдением следующих условий:

короткая сварочная дуга;
отсутствие поперечных колебаний горелки;
максимально допустимая скорость сварки без перерывов и повторного нагрева одного и того же участка;
минимально возможные токовые режимы.

Техника сварки. Основное правило: поддерживать короткую дугу, поскольку при этом расплавленный металл лучше защищен газом от воздуха. При сварке в аргоне W-электродом подавать присадочную проволоку в зону горения дуги следует равномерно, чтобы не допускать брызг расплавленного металла, которые, попадая на основной металл, могут вызвать очаги коррозии.

В начале сварки горелкой подогревают кромки и присадочную проволоку. После образования сварочной ванны выполняют сварку, равномерно перемещая горелку по стыку. Необходимо следить за глубиной проплавления, отсутствием непровара. По форме расплавленного металла сварочной ванны определяют качество проплавления: хорошее (ванна вытянута по направлению сварки) или недостаточное (ванна круглая или овальная)

Короткая дуга, сварка углом вперед, «ниточные» швы - все это обеспечивает получение швов с повышенной сопротивляемостью образованию горячих трещин. Значение сварочного тока уточняют при сварке пробных стыков

Сварка жаропрочных сталей и сплавов: обеспечьте качественный крепеж в сборных конструкциях

Представляя особую категорию, жаропрочные сплавы, среди которых при сварке используются и аустенитные материалы, нержавейка – все это требует тщательного подбора марок электродов. Правильно подобранные элементы помогут:

Более качественно и аккуратно провести сборку всей конструкции.
Обеспечить гарантированную долговечность сварного крепежа без трещин и разрывов.
Прочно скреплять не только нержавейку, но и подслои.

Если интересует сварка жаропрочных сталей и сплавов – обратите особое внимание на то, что нержавейка может скрепляться как с низколегированным металлом, так и с нелегированными основами. Качественно сваривая слои и подслои, мастера часто используют более совершенную термомеханическую технологию, покрывая всевозможные металлические изделия слоями других металлов. Это называется плакированием, что проводится при сборке: металлических плит, листов, труб и проволоки.

Не везде можно использовать горячий прокат или прессование. Могут возникать трудности, когда в техпроцессе участвует жаропрочные сплавы или нержавеющая сталь.

Возникающие трудности при сварке

Представляя собой композиции, выполняемые на базе железа, жаропрочные стали, и сплавы отличаются большим количеством легирующих элементов. По общему объему такие добавки могут составлять предел 65%. Чтобы сварка жаропрочной нержавеющей стали была проведена на самом высоком уровне, необходимо знать особые нюансы о работе с этим сплавом. Под жаропрочностью понимают устойчивость нержавейки к процессам разрушения, проходящим под высокой температурой воздействия. Но это свойство зависит не только от выбранного режима температур, а и от временных факторов. При разрушениях особо прочного металла или сплава, когда наблюдается длительное высокотемпературное нагружение – это характеризуется диффузионной природой, где развивается дислокационная ползучесть. В целях предотвратить ползучесть и обеспечить требуемый уровень жаропрочности нержавейки, принято использовать несколько способов.

Среди основных способов, предотвращающих ползучесть, увеличивающих жаропрочность железных сплавов, различают:

Формирование дисперсных термостойких барьеров. Такие включения предотвратят скольжение дислокаций и их переползание на свободные места. В работе используют как интерметаллиды, так и карбиды. Жаропрочные стали принято различать на подкатегории – гетерогенные и гомогенные, что не подвержены термическому упрочнению, а также на упрочняемые в процессе термообработки.
Подвижность вакансий, где проводят легирование, повышая технические характеристики γ-твердого раствора при помощи вольфрама, молибдена или других элементов.

Жаропрочные и жаростойкие сплавы из разряда жаростойкой нержавейки и аустенитной стали, не подвержены преобразованиям как при нагревании, так и при охлаждении.

Для упрочнения аустенитных сталей термическая обработка неприменима!

Жаростойкость и повышенную антикоррозионную стойкость таким сплавам обеспечивает хром. Благодаря наличию никеля, стабилизируется вся структура, увеличиваются показатели жаропрочности, технологичности и пластичности. Это способствует широкому применению аустенитной стали, используемой как универсальный конструкционный материал.

Отличаясь повышенной устойчивостью к коррозии, выделяясь жаро- и хладостойкостью, аустенитные сплавы применяют для сварки не только в условиях высоких и низких температур, но и при надежном монтаже в агрессивной среде.

Технология сварки

Выполняемая сварка жаропрочных сталей и сплавов чаще проходит с применением дуговой сварки, где применяются вольфрамовые электроды и среда защитных газов. Процесс сборки конструкций проходит как в аргоне, так и с использование гелия. Может выполняться не только ручная аргонодуговая сварка, но и более продуктивный способ, при использовании механизированной аргонодуговой сварки, где заранее приобретаются как плавящиеся, так и неплавящиеся электроды.

Сварные соединения аустенитных композиций выделяются спецификой кристаллизации и представляют ячеисто-дендритную структуру. Это может повлечь к формированию достаточно массивных кристаллов (столбчатый тип). В целях повышения уровня стойкости сварных швов, рекомендовано при помощи совершенных технологий, быстро устранять дефектные структуры на металлах и сплавах. Применяемые методики помогают:

Эффективно измельчать кристаллы.
Уменьшить в металле удельный вес фосфора и серы.
Устранять горячие трещины при снижении глубины проплавляемого металла.

Для сварки использую материалы, что производят из стали с электрошлаковым переплавом или вакуумной выплавкой. В целях уменьшения образующихся трещин – повышают легирующие добавки (бромом) до показателей, что обеспечат кристаллиты с обильной эвтектикой. Более универсальный способ в снижении образования трещин – это модификация швов. Ее выполняют с применением добавок, в которые входят легирующие компоненты. Кроме молибдена и хрома, применяется кремний и алюминий.

Какие лучше выбирать электроды для сварки: работы с жаропрочными сплавами и нержавеющей сталью?

Выбор электродов зависит от специфики самого соединения, используемых сплавов и нержавейки. Если планируется сварка жаропрочной нержавеющей стали – рекомендуется ознакомиться с приведенной выше таблицей и выбирать вольфрамовые электроды плавающего типа. В ней указаны марки электродов, что приобретаются для более качественного монтажа посредством сварки инвертором. Имея сварочный аппарат, ознакомившись с особенностями сборки, уровнем сложности конструкции, сможете правильно подобрать электроды.

Чтобы не ошибиться в выборе и маркировке, рекомендуется заказывать электроды у проверенных поставщиков или непосредственно с завода-изготовителя. Специальные электроды по нержавейке могут иметь толщину в пределах 3–5 мм. Когда изделие имеет толщину более 3 мм, рекомендовано пользоваться электродуговой сваркой. Для сварки листов толщиной в пределах 1,5–3 мм эксперты рекомендуют применять специальную короткодуговую сварку. Монтажный процесс при стыковке труб из нержавейки предполагает использовать сварочные стержни для аргоновой среды.

Нержавейку в форме труб применяют для транспортировки газов и жидкой структуры. Работа под нагрузкой для более прочного и долговечного монтажа нержавеющей трубы, обязывает пользоваться современным инвертором. В такой сварке нержавеющих секций применяется специальная проволока, характеризующаяся высокими показателями легирования. Инверторную сварку осуществляют с положительной полярностью (постоянный или переменный ток). Легированная основа выполняет функции присадки. Сварку под флюсом используют для сборных конструкций при толщине стенки от 2 мм и до 60, а вот плазменную пайку для нержавейки рекомендовано практически для любых конструкций (без исключений).

Сварка жаропрочных сталей и сплавов

При вынужденных перерывах в работе
(авария, отключение тока) необходимо
обеспечить медленное и равномерное
охлаждение стыка любыми доступными
средствами (например, обкладкой
листовым асбестом), а при
возобновлении сварки следует подогреть
стык (если это требуется).

Выполнение замков сварных швов
«а» не менее 50 мм – для автоматической сварки
под флюсом;
«а» не менее 12-18 мм – при остальных способах
сварки.

В зависимости от характера воздействия
на сварные соединения применяются
различные виды термической обработки

Высокий отпуск
Применяется для снятия остаточных
напряжений, улучшения структуры и свойства
шва зоны термического влияния благодаря
переводу неравновесных закалочных структур
в более равновесные. Он является наиболее
распространенным видом термической
обработки сварных соединений, выполненных
всеми видами сварки.

Отжиг нормализационный с
последующим отпуском или без него
Применяется для измельчения недопустимо
крупнозернистой структуры шва и участка
перегрева в зоне термического влияния
сварных соединений, выполненных на режимах
с большими погонными энергиями (например,
сваркой под флюсом или электрошлаковой
сваркой). Последующий отпуск проводится в
целях снятия закалочных структур,
образовавшихся при охлаждении с температур
отжига.

Закалка с отпуском
Применяется для восстановления
разупрочненной зоны или для обеспечения
требуемых свойств, при изготовлении узлов из
низколегированных сталей, работающих при
минусовых температурах.

Методы проведения термической
обработки
Объемная термическая обработка в печи,
которую следует применять там, где
возможно ее практически осуществить.
Если изделие полностью не помещается в печь, можно
производить нагрев поочередно одного, затем второго конца,
при этом нагреваемые участки должны перекрываться не менее
чем на 1,5. Часть изделия, находящаяся вне печи, должна быть
изолирована, чтобы не возникал градиент температур

Местная термическая обработка сварных
соединений,
при проведении которой должен
обеспечиваться равномерный нагрев и
охлаждение по всей длине шва и
прилегающих к нему зон основного металла
размером в 2 - 3 толщины стенки или ширины
шва в зависимости от того, какая величина
больше, в каждую сторону от оси шва

Внепечная объемная термическая обработка
сосудов и аппаратов посредством нагрева
изнутри теплоносителем
по режиму высокого отпуска для снижения
уровня остаточных напряжений

При изготовлении сварных
конструкций используют отпуск.
Преимущество состоит в том, что он
может быть использован в качестве
местной термообработки не взирая на
размеры сварной конструкции. Отпуск
стабилизирует структуру сварного
соединения и снижает остаточные
напряжения.

Применяют электроды “фтористокальциевым” (основным) покрытием. Основной
тип покрытия электродов обеспечивает:
- повышение раскисляемости металла шва;
-малое содержание в сварном шве водорода и
неметаллических дисперсных включений;
-надёжную газовую защиту расплавленного
металла от азота, воздуха.

Использование электродов с основным
видом покрытия гарантирует сочетание
высоких прочностных и пластичных
свойств шва, однако для электродов с
покрытиями этого типа характерна
повышенная склонность к
порообразованию в шве при удлинении
длины дуги, при наличии ржавчины на
поверхности кромок, при небольшом
увлажнении покрытий.

1) Прокалка электродов может производиться не более трех раз.
2) Если электроды после трех прокалок показали
неудовлетворительные сварочно-технологические свойства,
то применение их для сварочных работ не допускается.
3) Импортные электроды прокаливают по тому же режиму, что
и отечественные с аналогичным типом покрытия.

Условия хранения прокаленных электродов
Состояние хранения электродов
Условия хранения электродов
Непосредственно перед выдачей на рабочее место и на
рабочем месте
в термостатах (термопеналах)
Не использованные (или не выданные) за смену
электроды с основным видом покрытия,
поставляемые:
- в картонных коробках или пластиковых пеналах:
- в герметичных металлических банках, а также
электроды с целлюлозным покрытием:
Термопеналы типа
ТП-10
в сушильно-прокалочных печах
(шкафах)*
в герметичной ёмкости в сухом
помещении при темп-ре не
менее +150С**
Тара закрытая для
электродов и флюса

Сварку выполнять на умеренных режимах во избежание
перегрева металла.
При вертикальном и потолочном положениях шва ток
должен быть уменьшен на 10-20 %.
Сварку производят узкими валиками, без поперечных
колебаний электрода с тщательной заваркой кратера перед
отрывом дуги.

Порядок наложения слоев при сварке одним сварщиком
вертикальных неповоротных стыков труб:
диаметром до 219 мм
диаметром более 219 мм

Порядок наложения слоев при сварке одним сварщиком
горизонтальных неповоротных стыков труб:
диаметром до 219 мм
диаметром более 219 мм

Читайте также: