крестовины железнодорожных путей, зубья ковшей экскаваторов ИДР-

При медленном охлаждении механические свойства марганцовистой стали резко ухудшаются, так как в ней выделяются карбиды - соединения углерода с марганцем и железом, делающие сталь хрупкой. При нагреве свыше 1200° пластичность и прочность стали также снижаются и возможно образование трещин. Указанные явления создают основные затруднения для сварки марганцовистых сталей этого класса. Данные стали лучше соединяются дуговой сваркой, обеспечивающей меньшую зону нагрева и более быстрое охлаждение шва, чем газовая сварка.

Для сварки высокомарганцовистых сталей применяют электроды из углеродистой проволоки Св-08, Св- ЮГА и Св- 10Г2 или высоколегированной хромоникелевой марок Св-04Х19Н9иСв-07Х25Н13 по ГОСТ 2246-60. Покрытие электродов из углеродистой проволоки содержит: 60% феррохрома, 22% мела, 16% плавикового шпата, 2% графита и 30% жидкого стекла от веса сухой массы. Электроды из хромоникелевой стали имеют покрытие ЦЛ-2 следующего состава: 5% ферромарганца малоуглеродистого, 51% плавикового шпата, 44% мела, 18-22% жидкого стекла к весу сухой части покрытия. Вес покрытия составляет 35% к весу стержня. В качестве стержня используется проволока Св-04Х19Н9 по ГОСТ 2246-60 Коэффициент наплавки ЦЛ-2 /Сн = 11,5 - 12,5 г!а - час.

Хорошие результаты сварки дает применение легированной проволоки CB-04X19H9 и покрытия УОНИ-13/нж. Сварку электродами с этим покрытием ведут на постоянном токе обратной полярности. При этом марганец и углерод выгорают в меньшей степени. При сварке марганцовистых сталей образуется довольно большое количество газов. Чтобы облегчить выход газов из расплавленного металла, наплавку следует выполнять уширенными валиками, иначе шов получится пористым.

Наплавка ведется короткими участками. Для повышения твердости наплавки и придания ей большей прочности, вязкости и износоустойчивости нужно после наложения каждого валика, пока он еще нагрет до красного каления, производить закалку с помощью холодной воды. Уплотнять шов можно легкой проковкой в горячем состоянии непосредственно после наплавки.

§ 7. Сварка хромистых сталей

Для изготовления химической аппаратуры, нефтеаппаратуры и других изделий широко используются хромистые стали, являющиеся нержавеющими и кислотостойкими и более дешевыми по сравнению с другими марками легированных сталей, обладающих этими же свойствами.

При содержании хрома от 4 до 14% сталь относится к средне-легированным, а при содержании хрома более 14% - к высоко-

легированным. Среднелегированные хромистые стали содержат до 0,15% углерода и применяются в конструкциях, где не требуется, высокая прочность, но необходима устойчивость против кор-> розии.

Высоколегированные хромистые стали могут содержать до 0,35% углерода; они обладают повышенной прочностью, хорошо сопротивляются коррозии и действию кислот. Для повышения устойчивости против образования окалины (газовой коррозии) при температурах до 1100° в состав хромистых сталей вводится 1-2% кремния или 0,2-0,6% алюминия. Повьппение жаропрочности достигается введением в состав хромистой стали до 0,6% молибдена. Для улучшения свариваемости хромистой стали в ее состав вводят титан.

При нагревании стали до температур 400-900° хром вступает в химическое соединение с углеродом, образуя карбиды хрома, выделяющиеся по границам зерен и лишающие данную сталь ее основного свойства - сопротивляемости коррозии. При наличии в структуре стали карбидов хрома коррозия возникает не только ria поверхности, но и в толще металла, в местах расположения карбидов хрома. Такая коррозия назьюается межкристаллит н о й и является очень опасной, так как понижает прочность и придает металлу хрупкость. Чем выше содержание углерода в хромистой стали, тем легче выделяются карбиды хрома в металле сварного шва и околошовной зоны, подвергающихся при сварке нагреву до указанных выше температур.

Это свойство хромистых сталей создает основное затруднение при их сварке. Кроме того, хром придает стали способность к самозакаливанию, отчего сварной шов и соседние с ним участки становятся твердыми и хрупкими при охлаждении на воздухе после сварки. Закалка вызывает внутренние напряжения, которые способствуют образованию трещин в металле. Наряду с этим хромистые стали в 1,5-2 раза хуже проводят тепло, чем обычная малоуглеродистая сталь, и поэтому обладают повышенной склонностью к короблению при- сварке. Хром легко окисляется, образуя тугоплавкие шлаки, что также затрудняет сварку. Вследствие указанных причин хромистые стали относятся к группе ограниченно сваривающихся и требуют особых приемов сварки.

Сварку хромистых сталей производят проволокой из хромо-никелевой стали CB-02X19H9 и Св-Х25Н13 по ГОСТ 2246-50 с покрытием ЦЛ-2 или УОНИ-13/нж. Эти покрытия дают жидкий шлак, хорошо защищающий ванну, растворяющий окислы хрома и раскисляющий металл шва.

Вследствие повышенного электрического сопротивления проволоки из хромоникелевой стали электроды из нее при большом токе могут быстро нагреваться и усиленно плавиться. Расплавленный металл будет стекать на недостаточно нагретый основной ме-

талл, что приведет к образованию непроваренных мест и ослаблению прочности сварного соединения.

Для предупреждения указанного явления электроды берут длиной не более 250-300 мм, т. е. короче обычных. Из этих же соображений при сварке хромистых сталей применяют пониженный ток и следующие режимы сварки:

Толщина листов, . 3 4-5 6-8 10-11 13-16 Диаметр электрода,

мм........ 2 3 4 5 6

Ток, а....... 50-70 90-100 120-150 100-180 225-260

Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности. Для лучшего отвода тепла под шов кладут толстые медные подкладки, охлаждаемые водой. Для восстановления первоначальных свойств основного металла изделие после сварки подвергают термической обработке по одному из режимов, указанных в табл. 20.

Таблица 20

Режимы термообработки сталей после сварки

Содержание хрома встали,

Температура нагрева, град

Выдержка, мин/1 мм толщины (но не менее 1 часа)

Условия охлаждения

7-10 10-14 15-16

18-30

720-750 720-750 790

870-900

5 10 4

Два варианта: 1) охлаждение с печью до 600° со скоростью 25 град/час, затем иа воздухе; 2) охлаждение с печью до 730° с выдержкой при этой температуре не менее 5 мин иа 1 мм толщины, затем на воздухе

Охлаждение на воздухе

То же

Два варианта: 1) охлаждение на воздухе; 2) охлаждение до 600° с печью со скоростью 25 град/час, затем на воздухе

Охлаждение в холодной воде, затем отпуск с нагревом до 600 - 700° и медленным охлаждением

Хромистые стали с содержанием 18-30% хрома и до 0,35% углерода во избежание образования трещин подогревают до 200- 350°. Нужно особенно следить за тем, чтобы не перегревать металл шва и околошовной зоны, ведя сварку на пониженных токах с наибольшей скоростью. Особенно это опасно при сварке многослойных швов валиками малых сечений, выполняемых с охлаждением до 200° перед наложением каждого последующего слоя. Для получения менее хрупкого металла шва сварку сталей с 18-30% хрома осуществляют электродами из хромоникелевой стали Св-Х25Н13 с покрытием УОНИ-13/нж.