Технологические особенности сварки высоколегированных сталей и сплавов

Технология сварки высоколегированных сталей такая же, как и углеродистых конструкционных сталей. Вместе с тем имеется ряд специфических особенностей, присущих только этой группе материалов. Пониженная теплопроводность и высокий коэффициент линейного расширения обусловливают усиленное коробление конструкций и узлов из высоколегированных сталей и сплавов. Поэтому для их сварки применяют режимы, которые характеризуются минимальной концентрацией нагрева. В этом смысле лучшие результаты дает механизированная сварка под флюсом и в среде защитных газов.

Аустенитные стали и сплавы обладают большим электрическим сопротивлением. Это обусловливает более высокий коэффициент наплавки аустенитной проволоки по сравнению с этим коэффициентом для низкоуглеродистой. Поэтому необходимо выполнять их сварку при уменьшенном вылете электрода (при ручной дуговой сварке применяют укороченные электроды), уменьшают также скорость подачи проволоки при механизированной сварке.

При одной и той же силе тока глубина провара аустенитной стали больше, чем углеродистой. Поэтому для получения заданной глубины провара снижают величину тока на 10—15%.

Высоколегированные сварочные проволоки и электродные стержни содержат титан, ниобий, хром и другие элементы, обладающие большим химическим сродством к кислороду и азоту. Поэтому сварку высоколегированных сталей и сплавов необходимо выполнять короткой дугой без колебаний конца электрода. Такая технология позволяет уменьшить угар элементов и в значительной мере предотвратить загрязнение металла шва оксидными и нитридными включениями, сохранить постоянство химического состава металла шва. С этой точки зрения преимущество снова остается за механизированной сваркой.

Ряд дополнительных специфических требований характерен для коррозионностойких сталей. В частности, при сварке не допускается попадание брызг присадочного металла или металлической ванны на основной металл. В месте приварки брызг обычно образуются очаги межкристаллитной коррозии или коррозионного растрескивания. По этой же причине запрещается возбуждать дугу на основном металле шва. Особое внимание необходимо обращать на крепление сварочного кабеля к свариваемой конструкции. При плохом контакте сталь подгорает, подплавляется, нередко обогащаясь в этом месте медью. Это также потенциальные очаги коррозионного разрушения и межкристаллитной коррозии.

Лучшей коррозионной стойкостью обладают гладкие швы с плавным переходом к основному металлу. В этом еще одно преимущество механизированной сварки под флюсом и в среде инертных газов.

Складки на поверхности шва, углубления между чешуйками, щели или непровары в корне шва при воздействии агрессивной среды могут явиться возможными очагами сосредоточенной и щелевой коррозии. В связи с этим в сварных конструкциях из коррозионностойких сталей, если корень шва соприкасается с агрессивной средой, совершенно недопустимы стыковые соединения в замок или на остающейся подкладке. В данном случае должно быть отдано предпочтение стыковым соединениям с полным проваром корня шва. Если доступ к корню шва затруднен или невозможен (например в стыках трубопроводов), необходимо ориентироваться на газоэлектрическую сварку с расходуемыми вставками и полным их расплавлением.

Во избежание усиленной коррозии остатки шлаковой корки на поверхности швов и основного металла после сварки должны быть тщательно удалены. Очистка пневматическим зубилом и другими способами, при которых образуются вмятины и забоины, нежелательна. В этих местах может произойти коррозионное растрескивание металла.

Из сказанного следует, что получение надежно работающих конструкций и узлов из высоколегированных сталей и сплавов требует от сварщиков весьма тщательного и грамотного к ним подхода. Технологию сварки необходимо назначать с учетом всех возможных условий эксплуатации сварных соединений. Конструировать изделия из высоколегированных сталей и сплавов следует с учетом конкретной возможной технологии их сварки.