Если от металла шва после сварки требуется твердость, то охлаждение производят быстро в воде; при медленном охлаждении на воздухе металл шва получается менее твердым, но более вязким.

Металл толщиной свыше 8-10 мм следует сваривать в несколько слоев и, если возможно, с предварительной подваркой корня V-образного шва с обратной стороны.

§ 8. Сварка хромоникелевых аустенитных сталей

Высоколегированные хромоникелевые аустенитные стали обладают большой вязкостью, хорошо противостоят коррозии, действию кислот, окалинообразованию, действию высоких и низких температур, хорошо свариваются и поэтому широко применяются при изготовлении различных аппаратов для химических производств и изделий, работающих как при высоких, так и очень низких температурах и подвергающихся действию агрессивных жидкостей, паров и газов.

Наиболее распространенные марки этих сталей содержат 0,08- 0,2% углерода, 18-20% хрома и 8-10% никеля и имеют обозначение, например 0Х18Н9, 1Х18Н9 и т. д. Цифра О в обозначении марки указывает, что сталь содержит менее 0,07% углерода, цифра 1 - до 0,14%; цифра 2 - 0,15-0,25% углерода; обозначение X18-хрома 17-20%; Н9 - никеля 8-11%.

Для предупреждения выпадения в стали карбидов хрома к ней добавляют до 0,8% титана или до 1,5% ниобия, которые связывают углерод и тем предупреждают выделение в структуре карбидов хрома. В этом случае в обозначение марки стали добавляется буква Т (титан) или Б (ниобий). Соответственно сталь обозначается 1Х18Н9Т или 1Х18Н11Б.

Для сварки хромоникелевых нержавеющих сталей применяют электроды с обмазками ЦЛ-2, ЦЛ-3, ЦЛ-4, ЦЛ-11. ЦЛ-22, УОНИ-13/нж и многие другие. Покрытие ЦЛ-11 имеет состав: 38% мрамора, 44% плавикового шпата, 4% ферромарганца, 3% ферротитана, 2% ферросилиция, 4,5% двуокиси титана, 4,5% феррониобия, жидкого стекла - 520-540 см на 1 кг сухой смеси.

Основное затруднение при сварке хромоникелевых сталей, не содержащих титана или ниобия, состоит в том, что при нагревании до 500-700° они теряют свои антикоррозийные свойства и становятся хрупкими вследствие выделения карбидов хрома по границам зерен. Свойства стали можно снова восстановить нагреванием до температуры 850° (при которой карбиды хрома вновь растворяются в сплаве) и последующим быстрым охлаждением в воде, а для малых толщин - на воздухе. Такой вид термообработки называется стабилизирующим отжигом.

Хромоникелевые стали обладают низкой теплопроводностью и чувствительны к перегреву так же, как и хромистые стали. По-

этому их необходимо сваривать на постоянном токе обратной полярности и применять те же режимы, что и при сварке хромистых сталей. Электроду придают только поступательное движение, без поперечных колебаний. Для отвода тепла от места сварки используют медные подкладки. Кромки металла перед сваркой должны быть тщательно зачищены. Хромоникелевые стали с повышенным содержанием углерода свариваются с предварительным подогревом до 300-500°.

После сварки изделие рекомендуется подвергнуть термообработке - нагреву до 850° с последующим охлаждением в воде. Сталь толщиной 1-2 мм можно охлаждать на воздухе. Хромоникелевые стали, содержащие титан или ниобий, термообработке после сварки можно не подвергать.

Тонколистовую нержавеющую сталь 1Х18Н9Т толщиной 1-1,5 мм сваривают проволокой из хромоникелевой нержавеющей стали СВ-02Х19Н9 или Св-04Х19Н9С2 по ГОСТ 2246-60. Проволока Св-04Х 19Н9С2 содержит повышенное количество кремния (от 2 до 2,75%), который способствует образованию феррита в структуре наплавленного металла. В качестве покрытия используют ЦЛ-2 или ЦЛ-11. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности. Ток берется для электродов диаметром 2 мм 40 а, диаметром 2,5 мм 40-60 а. Покрытие ЦЛ-2 дает более плотный наплавленный металл, но внешний вид шва получается хуже.

При сварке стали 1Х18Н9Т может происходить науглероживание металла шва, вызывающее снижение его стойкости против межкристаллитной коррозии. Как показали исследования, основным источником науглероживания является мрамор, входящий в состав покрытия электрода и содержащий до 12% углерода, а при автоматической сварке - флюс. Поэтому лучшие результаты дает сварка нержавеющих сталей в среде ващитных инертных газов- аргона и гелия.

Для сварки жаропрочных аустенитных сталей (например, марки 1Х18Н12МЗТ) применяют специальные электроды, обеспечивающие содержание в структуре наплавленного металла от 2 до 5% ферритной фазы. За последние годы разработан ряд новых марок таких аустенитно-ферритных электродов а именно: КТИ-5, ЦТ-15, ЦТ-7, ЦТ-16,ЗИО-3, ЗИО-7 и других, хорошо зарекомендовавших себя в различных отраслях промышленности. Электроды КТИ-5 и ЦТ-7 содержат дополнительные легирующие примеси - молибден и ванадий; электроды ЦТ-15 и ЗИО - ниобий. Кроме того, различные марки этих электродов отличаются содержанием углерода, марганца и никеля. Изменением содержания хрома регулируется количество ферритной фазы, получаемой в наплавленном металле.

Окалиностойкие стали Х23Н13, Х23Н18 и др. содержат больше хрома (от 22 до 25%), никеля (от 12 до 20%). Они склонны давать при температуре 850-950° горячие трещины. Их сваривают

Составы и свойства жаропрочных

ЭИ868 {ВЖ98)

До 0,1

23,5-26,5

Основа

До 4

13-16

0,3-0,7

До 0.5

электродами, содержащими в проволоке титан, ниобий, молибден, способствующие образованию мелкозернистой структуры металла шва. При сварке этих сталей рекомендуется производить послойную проковку швов. После сварки изделие подвергается термообработке со скоростью нагрева 100-130 град/час до 950-1100° и последующим быстрым охлаждением. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности - 35-40 с на 1 мм диаметра электрода. Используют покрытая ЦЛ-8, ЦТ-1, ЦТ7А, ЦТ12А НИИ-48.

Покрытие ЦЛ-8 применяют для проволоки Св-13Х25Н18. Покрытие ЦЛ-8 имеет следующий состав: 38,5% мрамора; 44% плавикового шпата, 4,5% двуокиси титана. 8% ферромарганца, 2% ферросилиция, 3% ферротитана. Коэффициент наплавки Кц~ 11 г/с час.

§ 9. Сварка жаропрочных сплавов

В машиностроении широко применяются жаропрочные сплавы для деталей, работающих при высоких температурах и нагрузках. Из таких сплавов изготовляются, например, рабочие лопатки, диски колес, камеры сгорания и другие детали газовых турбин, работающие при температурах от 500 до 1100°.

Основными элементами для получения жаропрочных сплавов являются хром, никель и железо. Хром образует с кислородом прочную окисную пленку, плавящуюся при температуре только около 2275°. Эта пленка хорошо защищает металл от дальнейшего окисления кислородом при высоких температурах, обусловливая жаростойкость сплава. Высокое содержание никеля дает возможность получать сплавы с аустенитной структурой, обладающие высокой пластичностью