Сварка теплоустойчивых перлитных сталей типа 15 ХМ и 15Х1М1Ф.
Металл толщиной до 3 мм сваривают встык в один проход без разделки кромок, толщиной 6 – 13 мм при V – образной заделке кромок многослойными швами. Механические свойства металла шва такие же, как при сварке стали той же марки без покрытия.
После окончания сварочных работ по поверхности швов и околошовных зон наносится защитный слой краски, состоящей из цинковой пыли и связующего, например, эпоксидной смолы. В качестве защиты от коррозии применяют покрытия на основе эпоксидно-полиамидных смол с цинковой пылью или алюминия и цинка. Наибольшее распространение получило горячее или гальваническое цинкование, обеспечивающее максимальную коррозионную устойчивость.
При горячем цинковании толщина покрытия увеличивается с повышением толщины металла и может изменяться в пределах 25 – 110 мкм. Например, при толщине металла
1,6 мм – покрытие 50 мкм
3,6 мм – 85 – 90 мкм
6,5 мм и более – 100 – 110 мкм
Сварка алитированного металла. Процесс диффузионного насыщения поверхностных слоев стали алюминием. Диффузионную металлизацию можно проводить в твердых, жидких и газообразных средах. Наиболее распространена жидкая диффузионная металлизация – процесс погружения детали в расплавленный металл.
Попавший в металл шва алюминий может снижать его вязкость и перемещать порог хладноломкости в область положительных температур. В связи с этим для дуговой сварки рекомендуется использовать электроды и порошковую проволоку с основным (фтористо-кальциевым) покрытием и сердечником, обеспечивающие наиболее высокие механические свойства швов. Сварка алитированной стали обеспечивает должное качество соединения при толщине покрытия до 100 мкм. После сварки металл шва должен быть снова покрыт алюминием. В этом случае используются краски, содержащие алюминиевую пудру.
Одним из основных свойств алитированных сталей является высокая жаростойкость. Поэтому жаростойкие детали для рабочих температур до 1000 – 1100 0 С изготавливают из простых углеродистых сталей с добавлением алитированного слоя.
Сварка теплоустойчивых перлитных сталей типа 15 ХМ и 15Х1М1Ф.
Теплоустойчивыми называют стали, предназначенные для длительной работы в интервале температур 500 – 600 0 С.
Химический состав: С, Fe, Cr,Mo, V.
Стали низко и среднелегированные.
Эти стали используются для изготовления энергетических и нефтехимических установок. В соответствии с условиями длительной работы под напряжением при высоких температурах теплоустойчивые стали должны обладать сопротивлением ползучести, длительной прочностью, стабильностью свойств во времени и жаростойкостью. Они способны сохранять механические свойства при эксплуатации до 600 0 С. Поскольку детали котельных установок работают длительное время без смены (десятки тысяч часов) и не должны за это время заметно подвергаться деформации, по предел ползучести является для них основной характеристикой. Теплоустойчивость этих сталей обусловлена тем, что легирование Cr, Mo приводят к тому, что значительная доля этих элементов находится в твердом растворе, т.е. феррите. Легирование феррита вызывает его упрочнение и затрудняет процесс диффузии при повышенных температурах, что определяет устойчивость свойств при нагреве. Сохранность свойств стали также зависит от легирующего элемента.
Перечисленные свойства достигаются применением хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей перлитного класса. Хромомолибденовые стали 12МХ, 15ХМ с феррито – перлитной структурой используют для работы при 500 – 550 0 С, а хромомолибденованадиевые стали 12Х1МФ, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ для работы при 550 – 600 0 С. Более высокие жаропрочные свойства хромомолибденованадиевых сталей обусловлены не только стабилизацией карбидной фазы ванадием, но и применением упрочняющей термической обработки на бейнитную структуру.
При сварке плавлением металлургическая свариваемость теплоустойчивых сталей не вызывает существенных осложнений. Что касается тепловой свариваемости, то здесь возникает ряд осложнений:
1. Образование метастабильных закалочных структур в участках околошовной зоны, нагретых выше температуры Асв. образование хрупких структурных составляющих (тростита, мартенсита) может привести к возникновению холодных трещин в сварных соединениях. Для предотвращения их образования сварку следует выполнять с сопутствующим подогревом свариваемых изделий до 150 – 300 0 С в зависимости от химического состава свариваемой стали и толщины соединяемых элементов.
2. Равноупрочнение свариваемого металла в околошовной зоне, в участках, нагретых в интервале температур Асв – температура отпуска стали. В результате равноупрочнения длительная прочность сварных соединений может быть резко снижена. Снижение длительной прочности сварных соединений по сравнению с основным металлом зависит от характера термического цикла сварки, степени упрочнения стали термической обработкой и структурной ее стабильности. Для уменьшения степени равноупрочнения стали, в зоне термического влияния, сварку рекомендуется осуществлять на жестких режимах (малых погонных энергиях) и не использовать слишком высокую температуру подогрева деталей перед сваркой. Это будет способствовать уменьшению времени пребывания металла в околошовной зоне. Коэффициент теплоустойчивости сварных соединений (т.е. отношение длительной прочности сварных соединений к длительной прочности основного металла) для нормализованной и отпущенной стали 15Х1М1Ф при ручной и автоматической сварке составит 0,8 – 0,9, а для закаленной и отпущенной стали 12Х1МФ – 0,7.
3. Возможность развития в зоне сплавления сварных соединений при длительной их работе в условиях высоких температур диффузионных процессов и, в частности, миграция углерода из основного металла шва или наоборот. Это явление приводит к возникновению низкопрочных ферритных прослоек и наблюдается даже при небольшом различии в легировании основного металла и металла шва (например, сталь 12Х1МФ – шов 10ХМ1БФ).
В связи с этим сварочные материалы выбирают в строгом соответствии с маркой свариваемой стали, например,
Сталь 12МХ, электроды Э-09МХ, сварочная проволока для АДС марки Св-08МХ;
Сталь 15Х1М1Ф, электроды Э-08Х1МФ, сварочная проволока для АДС марки Св-08ХМФ.
Для РДС в большинстве случаев используют электроды с основным (фтористо–кальциевым) покрытием, а для АДС флюсы АН-22, ФЦ-11, ЗИО-Ф2 с пониженным содержанием окислов марганца и кремния. Сварные соединения теплоустойчивых сталей и обеспечивают эксплуатационной надежности без термической обработки после сварки ввиду структурной неоднородности и наличия остаточных сварочных напряжений. С увеличением содержания хрома, молибдена, ванадия и других элементов, повышающих стойкость сталей, температура отпуска и время выдержки должны увеличиваться. Особую опасность представляет недостаточный отпуск сварных соединений хромомолибденованадиевых сталей в связи с возможностью дисперсионного затвердения, вызванного выпадением в металле околошовной зоны карбидов ванадия.
Дата добавления: 2018-11-26 ; просмотров: 4144 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталей
Должны в первую очередь обеспечить необходимую жаропрочность сварных соединений — способность противостоять механическим нагрузкам при высоких температурах.
Для конструкций, работающих при температурах до 475°С, используют молибденовые электроды типа Э-09М, а при температурах до 540°С — хромомолибденовые электроды типов Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-09X2М1 и Э-05Х2М.
Для конструкций, работающих при температурах до 600°С, применяют хромомолибденованадиевые электроды Э-09Х1МФ, Э-10ХIМ1НБФ, Э-10Х3М1БФ.
Электроды Э-10Х5МФ с повышенным содержанием хрома предназначены для сварки конструкций из сталей с повышенным содержанием хрома (12Х5МД, 15Х5М, 15Х5МФЛ и др.), работающих в агрессивных средах при температурах до 450°С.
Для сварки теплоустойчивых сталей чаще используют электроды с основным покрытием, обеспечивающие прочность наплавленного металла при повышенных температурах, а также малую склонность к образованию горячих и холодных трещин. Наиболее распространены в цеховых условиях и на монтаже электроды типа ТМЛ, обладающие хорошими технологическими свойствами:
- малая склонность к образованию «стартовой» и общей пористости благодаря легкому зажиганию и стабильному горению дуги;
- высокая маневренность при сварке в различных положениях;
- легко отделяется шлак, что позволяет сваривать в узких и глубоких разделках без зашлаковки.
Характеристики электродов для сварки легированных теплоустойчивых сталей
Для молибденовых сталей
Марка
Обозначение кода по ГОСТ
Область применения
Технологические особенности
Покрытие
Род полярность тока
Коэффициент наплавки, г/А?ч
Положение в пространстве
ЦЛ-6
Е — 02 — А24
УОНИ-13/15М
Е — 02 — Б20
ЦУ-2М
Е — 02 — Б20
Для сталей 16М, 20М и др., при сварке паропроводов, коллекторов котлов, работающих при температурах до 475°С. Сварка короткой дугой по зачищенным кромкам
Для хромомолибденовых сталей с повышенным содержанием хрома
УОНИ-13/45108ХМ
Е-04-Б20
Для сталей 15МХ, 20ХМ и др., в том числе для сварки трубопроводов и деталей энергетического оборудования, работающих при температурах до 520°С. Сварка предельно короткой дугой по зачищенным кромкам с предварительным и сопутствующим подогревом до 150-300°С
УОНИ-13ХМ
Е — 04 — Б20
Для сталей 15ХМ, 20ХМ и др., в том числе для сварки трубопроводов и деталей энергетического оборудования, работающих при температурах до 520°С. Сварка предельно короткой дугой по зачищенным кромкам с предварительным и сопутствующим подогревом до 150-200°С
ТМЛ-1
Е — 05 — Б20
Для паропроводов, работающих при температурах до 500°С. Сварка короткой дугой по зачищенным кромкам с предварительным и сопутствующим подогревом до 150-300°С. Возможна сварка в узкие разделки
Для хромомолибденовых сталей с повышенным содержанием хрома
48Н-10
Е — 06 — Б20
Для сталей 12ХМ, 12Х2М1-Л и др., в том числе для сварки паропроводов, работающих при температурах до 550°С. Сварка короткой дугой по зачищенным кромкам с предварительным и сопутствующим подогревом до 150-300°С
Для хромомолибденовых сталей с повышенным содержанием хрома и молибдена
ЦЛ-55
Е — 06 — Б20
Для сталей 10Х2М и др., в том числе для сварки трубопроводов, работающих при температурах до 550°С. Сварка короткой дугой по зачищенным кромкам с предварительным и сопутствующим подогревом до 150-300°С
Тип Э-09МХ
Для хромомолибденовых сталей
УОНИ-13/45МХ
Е-04-Б20
Для сталей 12МХ, 15ХМ и др., в том числе для сварки трубопроводов, работающих при температурах до 500°С. Сварка короткой дугой по зачищенным кромкам с предварительным и сопутствующим подогревом до 150-300°С
ТМЛ-1У
Е — 05 — 620
Для сталей 12МХ, 15МХ и др., для сварки трубопроводов и деталей энергетического оборудования, работающих при температурах до 540°С. Сварка короткой дугой по зачищенным кромкам. Возможна сварка в узкую разделку с углом скоса кромок до 15°. Дуга очень стабильна. Хорошо отделяется шлак
ОЗС-11
Е-04-РБ23
Для сталей 12МХ, 15МХ, 12ХМФ. 15Х1М1Ф и др., для сварки паропроводов, работающих при температурах до 500°С. Сварка короткой дугой по зачищенным кромкам. Сварка сталей толщиной более 12 мм с предварительным и сопутствующим подогревом до 150-200°С. Рекомендуются для монтажных работ
Для хромомолибденованадиевых сталей
ТМЛ-3
Е-07-Б20
Для сварки неповоротных стыков трубопроводов, работающих при температурах до 575°С. Сварка короткой дугой по зачищенным кромкам с предварительным и сопутствующим подогревом до 250-350°С. Шлак легко отделяется. Высокая стойкость металла против образования пор в шве
ТМЛ-ЗУ
Е-06-Б20
Для сталей 12МХ, 15МХ, 12Х2М1, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФ1, 15Х1М1Ф-Л и др., в т.ч. для трубопроводов, работающих при температурах до 565°С. Сварка короткой дугой по зачищенным кромкам с предварительным и сопутствующим подогревом до 350-400°С. Сварка в узкую разделку с углом скоса кромок до 15°
ЦЛ-39
Е-07-Б20
Для сталей 12Х1МФ, 12Х2МФСР, 12Х2МФБ и др., в т.ч. для сварки элементов нагрева поверхностей котлов и трубопроводов диаметром до 100 мм с толщиной стенки до 8 мм, работающих при температурах до 575°С. Сварка короткой дугой по зачищенным кромкам с предварительным и сопутствующим подогревом до 350-400°С
Для хромомолибденованадиевых сталей
ЦЛ-27А
Е-07-Б20
Для сталей 15Х1М1Ф, конструкций из литых, кованых и трубных деталей, работающих при температурах до 570°С. Сварка короткой дугой по зачищенным кромкам с предварительным и сопутствующим подогревом до 350-400°С
Е-07- Б20
ТИП Э-10Х3М1БФ
Для хромомолибденованадиевониобиевых сталей
ЦЛ-26М
Е — 08 — Б20
Для сталей 12ХМФБ поверхностей нагрева котлов, работающих при температурах до 600°С, а также для тонкостенных труб пароперегревателей в монтажных условиях. Сварка короткой дугой по зачищенным кромкам с предварительным и сопутствующим подогревом до 300-350°С
ЦЛ-40
Е-08-Б26
Для сталей 12Х2МФБ, в т.ч. тонкостенных труб пароперегревателей, поверхностей нагрева котлов, работающих при температурах до 600°С. Сварка короткой дугой по зачищенным кромкам с предварительным и сопутствующим подогревом до 300-350°С. Изготовляются диаметром 2,5 мм
ТИП Э-10Х5МФ
Для хромомолибденованадиевых и хромомолибденовых сталей
ЦЛ-17
Е — 00 — Б20
Для сталей 15Х5М (Х5М), 12Х5МА, 15Х5МФА в ответственных конструкциях, работающих в агрессивных средах при температурах до 450°С. Сварка короткой дугой по зачищенным кромкам с предварительным и сопутствующим подогревом до 350-450°С
Источник