Нержавіюча сталь для посудин під тиском та її зварювальні характеристики
Так звана нержавіюча сталь означає додавання певної кількості хрому до сталі, щоб сталь була в пасивованому стані та мала характеристики, що не іржавіють. Для досягнення цієї мети вміст хрому в ньому має бути вище 12 відсотків. Щоб покращити пасивацію сталі, до нержавіючої сталі часто додають такі елементи, як нікель і молібден, які можуть пасивувати сталь. Загальна назва нержавіючої сталі насправді є загальним терміном для нержавіючої сталі та кислотостійкої сталі. Нержавіюча сталь не обов’язково є кислотостійкою, а кислотостійка сталь, як правило, має хороші властивості нержавіючої сталі. Нержавіючу сталь можна розділити на чотири категорії відповідно до структури сталі, а саме аустенітну нержавіючу сталь, феритну нержавіючу сталь, мартенситну нержавіючу сталь і аустенітно-феритну дуплексну нержавіючу сталь.
1. Аустенітна нержавіюча сталь та її зварювальні характеристики
Аустенітна нержавіюча сталь є найбільш широко використовуваною нержавіючої сталлю, а тип з високим вмістом Cr-Ni є найпоширенішим. В даний час аустенітну нержавіючу сталь можна приблизно розділити на тип Cr18-Ni8, тип Cr25-Ni20 і тип Cr25-Ni35. Аустенітна нержавіюча сталь має наступні зварювальні характеристики:
① Зварювальна аустенітна нержавіюча сталь із гарячим розтріскуванням має низьку теплопровідність і великий коефіцієнт лінійного розширення, тому під час процесу зварювання час перебування зварного з’єднання при високій температурі є довшим, і зварювання легко утворює грубе стовпчасте зерно. структура. Якщо вміст домішкових елементів, таких як сірка, фосфор, олово, сурма та ніобій, високий, між зернами буде утворюватися евтектика з низькою температурою плавлення, і в зварному шві легко утворюватимуться тріщини затвердіння, коли зварне з’єднання піддається високому впливу. напруга розтягування. У зоні термічного впливу утворюються тріщини розрідження, які всі належать до термічних тріщин зварювання. Найефективніший спосіб запобігти появі гарячих тріщин — це зменшити вміст домішок, які можуть утворювати евтектику з низькою температурою плавлення в сталі та зварювальних витратних матеріалах, а також зробити так, щоб хромонікелева аустенітна нержавіюча сталь містила від 4 до 12 відсотків феритової структури.
② Міжкристалітна корозія Згідно з теорією виснаження хрому, осадження карбіду хрому на міжкристалітній поверхні, що призводить до збіднення хрому на межі зерен, є основною причиною міжкристалітної корозії. Тому вибір витратних матеріалів для зварювання з наднизьким вмістом вуглецю або витратних матеріалів для зварювання, що містять стабілізуючі елементи, такі як ніобій і титан, є основним заходом для запобігання міжкристалітній корозії.
③ Корозійне розтріскування під напругою Корозійне розтріскування під напругою зазвичай проявляється як крихке руйнування, і процес пошкодження займає короткий час, тому пошкодження є серйозним. Основною причиною корозійного розтріскування аустенітної нержавіючої сталі є залишкова напруга під час зварювання. Зміна структури зварних з'єднань або наявність концентрації напружень, а також концентрація локального корозійного середовища також є причинами, що впливають на корозійне розтріскування під напругою.
④ σ-фаза крихкості зварних з’єднань σ-фаза є різновидом крихкої та твердої інтерметалічної сполуки, яка в основному збирається в межах зерен стовпчастих зерен. І фаза, і δ-фаза можуть зазнавати фазового переходу σ. Наприклад, коли зварний шов типу Cr25Ni20 нагрівається при 800 ~ 900 градусів, відбудеться сильне перетворення →δ. Для хромонікелевої аустенітної нержавіючої сталі, особливо хромонікелевої молібденової нержавіючої сталі, фазове перетворення δ→σ є схильним до виникнення, головним чином тому, що елементи хрому та молібдену мають очевидне сигма-перетворення, коли вміст фериту δ у зварному шві перевищує 12 відсотків. , перетворення δ→σ є дуже очевидним, що призводить до очевидної крихкості металу зварного шва, тому поверхневий шар на внутрішній стінці реактора гідрування з гарячою стінкою контролює вміст δ фериту на рівні від 3 до 10 відсотків. причина.
2. Феритна нержавіюча сталь та її зварювальні характеристики
Феритна нержавіюча сталь поділяється на дві категорії: звичайна феритна нержавіюча сталь і ультрачиста феритна нержавіюча сталь. Серед них звичайна феритна нержавіюча сталь має тип Cr12 ~ Cr14, наприклад 00Cr12, 0Cr13Al; типу Cr16 ~ Cr18, наприклад 1Cr17Mo; Тип Cr25 ~ 30.
Через високий вміст вуглецю та азоту у звичайній феритній нержавіючій сталі її важко обробляти та зварювати, а стійкість до корозії важко гарантувати, тому використання обмежене. У надчистій феритній нержавіючій сталі суворо контролюється вміст вуглецю та азоту в сталі. Загальна кількість азоту зазвичай контролюється на трьох рівнях від 0.035 відсотків до 0.045 відсотків, 0.030 відсотків і 0,010 відсотка до 0,015 відсотка. У той же час додаються необхідні легуючі елементи для подальшого покращення корозійної стійкості та комплексних характеристик сталі. У порівнянні зі звичайною феритною нержавіючою сталлю надчиста феритна нержавіюча сталь із високим вмістом хрому має хорошу стійкість до рівномірної корозії, точкової корозії та корозії під напругою, і широко використовується в нафтохімічному обладнанні. Феритна нержавіюча сталь має такі зварювальні характеристики:
① Під дією високої температури зварювання зерна в зоні термічного впливу, де температура нагріву досягає вище 1000 градусів, особливо в області ближнього шва, будуть швидко рости. Навіть якщо він швидко охолоджується після зварювання, різке зниження в'язкості і висока схильність до міжкристалічної корозії.
② Сама феритна сталь має вищий вміст хрому, більше шкідливих елементів, таких як вуглець, азот, кисень тощо, вищу температуру переходу крихкості та вищу чутливість до надрізу. Тому крихкість після зварювання є більш серйозною.
③ При повільному нагріванні та охолодженні при 400 ~ 600 градусах протягом тривалого часу виникне крихкість при 475 градусах, що серйозно знизить міцність при кімнатній температурі. Після тривалого нагрівання при 550 °C ~ 820 °C фаза σ легко виділяється з фериту, а її пластичність і в'язкість також значно знижуються.
3. Мартенситна нержавіюча сталь та її зварювальні характеристики
Мартенситну нержавіючу сталь можна розділити на мартенситну нержавіючу сталь типу Cr13, мартенситну нержавіючу сталь з низьким вмістом вуглецю та супермартенситну нержавіючу сталь. Тип Cr13 має загальні антикорозійні характеристики. З мартенситної нержавіючої сталі на основі Cr12- завдяки додаванню нікелю, молібдену, вольфраму, ванадію та інших легуючих елементів вона не тільки має певну корозійну стійкість, але також має високу міцність при високій температурі та стійкість до високих температур . Окислювальні властивості.
Характеристики зварювання мартенситної нержавіючої сталі: зварювальний шов із мартенситної нержавіючої сталі типу Cr13 і зона термічного впливу мають особливо велику тенденцію до зміцнення, і зварне з’єднання може отримати твердий і крихкий мартенсит в умовах повітряного охолодження. Під дією зварювання легко з'являються зварювальні холодні тріщини. При невеликій швидкості охолодження в пришовній зоні і наплавленому металі будуть утворюватися грубі ферити і міжкристалічні карбіди, що значно знижує пластичність і в'язкість з'єднання.
Після охолодження зварного шва та зони термічного впливу низьковуглецевої та супермартенситної нержавіючої сталі всі вони перетворюються на низьковуглецевий мартенсит, але немає очевидного явища зміцнення, і вони мають хороші зварювальні характеристики.
Вибір витратних матеріалів для зварювання нержавіючої сталі для посудин під тиском
1. Вибір матеріалів для зварювання аустенітної нержавіючої сталі
Принцип вибору витратних матеріалів для зварювання аустенітної нержавіючої сталі полягає в тому, щоб корозійна стійкість і механічні властивості металу шва були в основному еквівалентними або вищими, ніж у основного металу за умови відсутності тріщин. матч. Для корозійностійкої аустенітної нержавіючої сталі, як правило, бажано містити певну кількість фериту, який може не тільки забезпечити гарну стійкість до розтріскування, але також мати гарну стійкість до корозії. Однак у деяких спеціальних середовищах, таких як зварний метал обладнання для виробництва сечовини, ферит не допускається, інакше його корозійна стійкість буде знижена. Для жароміцних аустенітних сталей слід передбачити контроль вмісту фериту в металі шва. Для зварних виробів з аустенітної сталі, що експлуатуються при високій температурі протягом тривалого часу, вміст фериту в металі шва не повинен перевищувати 5%. Читачі можуть оцінити відповідний вміст фериту відповідно до еквівалента хрому та еквівалента нікелю в металі шва відповідно до діаграми Шеффлера.
картина
2. Вибір матеріалів для зварювання феритної нержавіючої сталі
Існує в основному три типи матеріалів для зварювання феритної нержавіючої сталі: 1) матеріали для зварювання, склад яких в основному відповідає основному металу; 2) матеріали для аустенітного зварювання; 3) зварювальні матеріали зі сплавів на основі нікелю, які рідко використовуються через високу ціну.
Витратні матеріали для зварювання феритної нержавіючої сталі можуть бути виготовлені з матеріалів, еквівалентних основному металу, але коли ступінь обмеження великий, легко виникають тріщини. Термічну обробку можна використовувати після зварювання для відновлення стійкості до корозії та підвищення пластичності з’єднання. Використання аустенітних зварювальних витратних матеріалів дозволяє уникнути попереднього нагрівання та термічної обробки після зварювання, але для різних сталей, які не містять стабільних елементів, сенсибілізація зони термічного впливу все ще існує, і хромонікелеві аустенітні зварювальні витратні матеріали 309 і 310 зазвичай використовуються. використовується. Для сталі Cr17 також можна використовувати зварювальні матеріали 308. Зварювальні матеріали з високим вмістом сплаву корисні для підвищення пластичності зварних з'єднань. Аустенітний або аустенітно-феритний метал зварного шва в основному такий же міцний, як і феритний основний метал, але в деяких корозійних середовищах корозійна стійкість зварного шва може сильно відрізнятися від стійкості основного металу. Зверніть увагу при виборі зварювальних матеріалів.
3. Вибір матеріалів для зварювання мартенситної нержавіючої сталі
У нержавіючої сталі мартенситну нержавіючу сталь можна відкоригувати термічною обробкою. Тому для забезпечення вимог до експлуатаційних характеристик, особливо для жароміцної мартенситної нержавіючої сталі, склад зварного шва повинен бути якомога ближчим до складу основного металу. Щоб запобігти утворенню холодних тріщин, також можна використовувати аустенітні зварювальні матеріали, при цьому міцність шва повинна бути нижчою, ніж у основного металу.
Коли склад зварного шва подібний до складу основного металу, зварний шов і зона термічного впливу одночасно затвердіють і стануть крихкими, а в зоні термічного впливу з’явиться зона розм’якшення. Щоб запобігти утворенню холодних тріщин, компоненти товщиною понад 3 мм часто потрібно попередньо нагрівати, а після зварювання часто потрібна термічна обробка для покращення продуктивності з’єднання. Оскільки коефіцієнт теплового розширення металу шва та основного металу в основному однаковий, можна повністю усунути зварний шов після термічної обробки. стрес.
картина
Якщо заготовку не можна попередньо нагрівати або термічно обробляти, можна вибрати аустенітний зварний шов. Оскільки зварювальний шов має високу пластичність і міцність, він може послабити напругу зварювання та може розчинити більше водню, таким чином зменшуючи напругу з’єднання. Тенденція до холодного розтріскування, але з’єднання з нерівними матеріалами через різні коефіцієнти теплового розширення можуть створювати напругу зсуву в зоні плавлення під робочим середовищем циркуляції температури, що призводить до руйнування з’єднання.
Для простої мартенситної сталі типу Cr13, коли зварний шов з аустенітною структурою не використовується, немає багато місця для коригування складу зварного шва, який, як правило, такий самий, як матриця основного металу, але шкідливі домішки, такі як S, P і Si має бути обмежений. Si може сприяти утворенню грубого мартенситу в зварних швах мартенситної сталі Cr13. Зменшення вмісту С є корисним для зниження здатності до гартування, а наявність невеликої кількості елементів, таких як Ti, N або Al, у зварному шві також може подрібнити зерна та зменшити здатність до гартування.
Для багатокомпонентної легованої мартенситної жаростійкої сталі Cr12- головною метою є термостійкість, а аустенітні зварювальні матеріали зазвичай не використовуються, а склад зварного шва має бути близьким до основного металу. Під час коригування складу необхідно стежити, щоб у шві не з’являлася феритова фаза, оскільки це дуже шкідливо для продуктивності, оскільки основними компонентами мартенситної жаростійкої сталі на основі Cr13- є переважно феритові елементи ( такі як Mo, Nb, W, V тощо), щоб гарантувати, що вся структура є однорідним мартенситом, вона повинна бути збалансована аустенітними елементами, тобто мають бути відповідні елементи, такі як C, Ni, Mn, і Н.
Мартенситна нержавіюча сталь має дуже високу схильність до холодного розтріскування, тому необхідно суворо підтримувати низький вміст водню, навіть наднизький, і на це слід звернути увагу при виборі зварювальних матеріалів.
Ключові моменти зварювання нержавіючої сталі для посудин під тиском
1. Основні моменти зварювання аустенітної нержавіючої сталі
Загалом аустенітні нержавіючі сталі мають чудову зварюваність. Для зварювання аустенітної нержавіючої сталі можна використовувати майже всі методи зварювання плавленням, а теплофізичні властивості та характеристики мікроструктури аустенітної нержавіючої сталі визначають ключові моменти процесу її зварювання.
① Через невелику теплопровідність і великий коефіцієнт теплового розширення аустенітної нержавіючої сталі легко виробляти великі деформації та зварювальні напруги під час зварювання, тому метод зварювання з концентрованою зварювальною енергією слід вибирати якомога більше.
② Завдяки малій теплопровідності аустенітної нержавіючої сталі, вона може отримати більшу глибину проникнення, ніж низьколегована сталь під тим самим струмом. У той же час, завдяки високому питомому опору, щоб уникнути почервоніння електрода під час дугового зварювання, зварювальний струм менше, ніж у електродів з вуглецевої сталі або низьколегованої сталі того ж діаметру.
③ Специфікації зварювання. Як правило, не використовуйте значну енергію для зварювання. Для дугового електродного зварювання доцільно використовувати електроди малого діаметра для швидкого багатопрохідного зварювання. Для зварювальних швів із високим попитом навіть полийте холодною водою, щоб прискорити охолодження. Для чистої аустенітної нержавіючої сталі та супераустенітної нержавіючої сталі через чутливість до термічної тріщини. Якщо вона велика, енергію лінії зварювання слід суворо контролювати, щоб запобігти серйозному зростанню зерен зварного шва та появі гарячих тріщин під час зварювання.
④ Щоб покращити стійкість до термічного розтріскування та корозійну стійкість зварного шва, слід приділяти особливу увагу чистоті зварювальної зони під час зварювання, щоб запобігти проникненню шкідливих елементів у зварний шов.
⑤ Аустенітна нержавіюча сталь зазвичай не потребує попереднього нагрівання під час зварювання. Щоб запобігти росту зерна та випаданню карбіду в зварювальному шві та зоні термічного впливу, а також забезпечити пластичність, міцність і корозійну стійкість зварного з’єднання, слід контролювати нижчу температуру міжшарового шару, як правило, не вище 150 градусів.
2. Зварювальні точки з феритної нержавіючої сталі
Феритна нержавіюча сталь має відносно більше феритутворюючих елементів, відносно менше аустенітоутворюючих елементів, і матеріал має меншу тенденцію до твердіння та холодного розтріскування. Під дією термоциклу зварювання феритної нержавіючої сталі помітно зростають зерна в зоні термічного впливу, різко знижується в'язкість і пластичність з'єднання. Ступінь росту зерна в зоні термічного впливу залежить від максимальної температури, досягнутої при зварюванні, і часу її витримки. Тому при зварюванні феритної нержавіючої сталі слід якомога більше використовувати невелику лінійну енергію, тобто метод концентрації енергії, такий як TIG з малим струмом, ручне зварювання електродами малого діаметра тощо. такі як канавка з вузьким зазором, висока швидкість зварювання та багатошарове зварювання повинні бути прийняті якомога більше, а температура між шарами повинна суворо контролюватися.
Через вплив теплового циклу зварювання феритна нержавіюча сталь, як правило, сенсибілізується в зоні високої температури в зоні термічного впливу, а в деяких середовищах виникає міжкристалічна корозія. Після зварювання він відпалюється при 700~850 градусах, щоб гомогенізувати хром і відновити його стійкість до корозії.
Звичайну феритну нержавіючу сталь з високим вмістом хрому можна зварювати електродним зварюванням, зварюванням у захисному газі, зварюванням під флюсом та іншими методами зварювання. Через притаманну високохромистій сталі низьку пластичність, а також зростання зерна в зоні термічного впливу та накопичення карбідів і нітридів на границях зерен, спричинене циклами нагрівання зварювання, пластичність і міцність зварних з’єднань дуже низькі. низький. Тріщини можуть виникнути, якщо використовуються зварювальні матеріали з подібним хімічним складом до основного металу та високий ступінь обмеження. Для запобігання утворенню тріщин, підвищення пластичності та корозійної стійкості з’єднань на прикладі дугового електродного зварювання можна застосувати такі технологічні заходи.
① Розігрійте приблизно до 100 ~ 150 градусів, щоб зварити матеріал у міцному стані. Чим вище вміст хрому, тим вище повинна бути температура попереднього нагріву.
② Зварювання з невеликим споживанням енергії та без коливань. Під час багатошарового зварювання температуру між шарами слід контролювати так, щоб вона не перевищувала 150 градусів, а безперервне зварювання не повинно використовуватися для зменшення впливу високотемпературної крихкості та крихкості 475 градусів.
③ Після зварювання відпал при 750 ~ 800 градусах може відновити стійкість до корозії та покращити пластичність з’єднання завдяки сфероїдізації карбідів та рівномірному розподілу хрому. Після відпалу його слід швидко охолодити, щоб запобігти виникненню фази σ і крихкості при 475 градусах.
3. Точки зварювання мартенситної нержавіючої сталі
Для мартенситної нержавіючої сталі типу Cr13 при використанні для зварювання електродів з того ж матеріалу, щоб зменшити чутливість холодних тріщин і забезпечити пластичність і міцність зварних з’єднань, слід вибирати електроди з низьким вмістом водню та вживати наступних заходів. взяті одночасно:
① Розігріти. Температура попереднього нагрівання зростає зі збільшенням вмісту вуглецю в сталі, як правило, в діапазоні від 100 градусів до 350 градусів.
② Після нагрівання. Для зварних з’єднань з високим вмістом вуглецю або високим гальмуванням після зварювання необхідно вжити заходів після нагрівання, щоб запобігти тріщинам, викликаним зварюванням воднем.
③ Термообробка після зварювання. Щоб підвищити пластичність, міцність і корозійну стійкість зварних з’єднань, температура термічної обробки після зварювання зазвичай становить 650 градусів C ~ 750 градусів C, а час витримки розраховується як 1 година / 25 мм.
Для супер- та низьковуглецевої мартенситної нержавіючої сталі заходи попереднього нагрівання зазвичай не потрібні. Якщо ступінь обмеження великий або вміст водню в зварному шві високий, вживаються заходи попереднього та наступного нагріву. Температура попереднього нагрівання зазвичай становить 100 градусів C ~ 150 градусів C, температура термічної обробки після зварювання становить 590 ~ 620 градусів. Для мартенситних сталей з підвищеним вмістом вуглецю. Або коли попередній нагрів перед зварюванням і термічну обробку після зварювання важко здійснити, а з’єднання дуже обмежені, аустенітні зварювальні матеріали також можна використовувати в техніці для покращення пластичності та міцності зварних з’єднань і запобігання тріщинам. Але в цей час, коли метал зварного шва є аустенітним або на основі аустеніту, він фактично збігається з низькою міцністю порівняно з міцністю основного металу, а метал зварного шва та основний метал відрізняються за хімічним складом, металографічною структурою, Термічні властивості Фізичні та механічні властивості дуже різні, і залишкова напруга під час зварювання неминуча, що може легко спричинити корозію під напругою або пошкодження від високотемпературної повзучості.
Зварювання дуплексної нержавіючої сталі
1. Види дуплексної нержавіючої сталі
Дуплексна нержавіюча сталь має дуплексну структуру аустеніту плюс фериту та вміст двофазних структур
В основному однакові, тому він має характеристики аустенітної нержавіючої сталі та феритної нержавіючої сталі. Межа текучості може досягати 400 МПа ~ 550 МПа, що вдвічі більше, ніж у звичайної аустенітної нержавіючої сталі. У порівнянні з феритною нержавіючої сталлю дуплексна нержавіюча сталь має високу міцність, низьку температуру переходу крихкості, значно покращену стійкість до міжкристалічної корозії та ефективність зварювання; в той же час він зберігає деякі характеристики феритної нержавіючої сталі, такі як крихкість 475 градусів, висока теплопровідність, малий коефіцієнт лінійного розширення, надпластичність і магнетизм. У порівнянні з аустенітною нержавіючої сталлю міцність дуплексної нержавіючої сталі є високою, особливо межа текучості значно покращена, а також значно покращено стійкість до точкової корозії, стійкість до корозії під напругою та стійкість до корозійної втоми.
Дуплексну нержавіючу сталь класифікують за своїм хімічним складом і можна розділити на чотири типи: тип Cr18, тип Cr23 (за винятком Mo), тип Cr22 і тип Cr25. Для дуплексної нержавіючої сталі Cr25 її можна розділити на нержавіючу сталь звичайного типу та супердуплексну, серед яких останніми роками широко використовуються типи Cr22 та Cr25. Більшість дуплексних нержавіючих сталей, які використовуються в моїй країні, виробляються в Швеції, а конкретні марки: 3RE60 (тип Cr18), SAF2304 (тип Cr23), SAF2205 (тип Cr22), SAF2507 (тип Cr25).
2. Зварювальні характеристики дуплексної нержавіючої сталі
① Дуплексна нержавіюча сталь має хорошу зварюваність. Зробити крихким у зоні термічного впливу під час зварювання, як у феритної нержавіючої сталі, нелегко, а також утворити гарячі тріщини під час зварювання, як у аустенітної нержавіючої сталі. Однак, оскільки він містить велику кількість фериту, при високій жорсткості або високому вмісті водню в зварному шві можуть виникнути тріщини при охолодженні водню, тому дуже важливо суворо контролювати джерело водню.
② Щоб забезпечити характеристики двофазної сталі, забезпечення відповідної частки аустеніту та фериту в структурі зварного з’єднання є ключем до зварювання цього типу сталі. Коли швидкість охолодження з’єднання після зварювання низька, вторинна фазова зміна δ→ є відносно достатньою, тому дуплексну структуру з відносно прийнятним співвідношенням фаз можна отримати при кімнатній температурі, що вимагає відповідного великого підведення тепла під час зварювання. . В іншому випадку, якщо швидкість охолодження після зварювання висока, δ фаза фериту збільшиться, що призведе до серйозного зниження пластичності, міцності та корозійної стійкості з’єднання.
3. Вибір витратних матеріалів для дуплексного зварювання нержавіючої сталі
Зварювальні матеріали для дуплексної нержавіючої сталі, які характеризуються тим, що структура зварного шва є дуплексною структурою, в якій переважає аустеніт, а вміст основних корозійностійких елементів (хрому, молібдену тощо) еквівалентний вмісту основного металу, таким чином забезпечення такої ж корозійної стійкості, як і підлога основного металу. Щоб забезпечити вміст аустеніту в зварному шві, зазвичай збільшується вміст нікелю та азоту, тобто нікелевий еквівалент збільшується приблизно на 2-4 відсотки. У дуплексному основному матеріалі з нержавіючої сталі, як правило, є певний вміст азоту, і певний вміст азоту також очікується у зварювальних витратних матеріалах, але зазвичай він не повинен бути занадто високим, інакше виникнуть пори. Таким чином, високий вміст нікелю став головною відмінністю між зварювальним матеріалом і основним металом.
Відповідно до різних вимог до корозійної стійкості та міцності з’єднань, вибирайте електрод, який відповідає хімічному складу основного металу, наприклад, для зварювання двосторонньої нержавіючої сталі Cr22, ви можете вибрати електрод Cr22Ni9Mo3, наприклад електрод E2209. При використанні кислотних електродів добре видаляється шлак і красива форма зварного шва, але ударна в’язкість низька. Якщо необхідно, щоб наплавлений метал мав високу ударну в’язкість і необхідне зварювання у всіх положеннях, слід використовувати лужні електроди. Основні електроди зазвичай використовуються при зварюванні підкладки кореня. Якщо існують спеціальні вимоги до корозійної стійкості наплавленого металу, слід також використовувати базові електроди з супердуплексними сталевими компонентами.
Для твердого зварювального дроту в захисному газі, гарантуючи, що наплавлений метал має хорошу корозійну стійкість і механічні властивості, слід також звернути увагу на продуктивність процесу зварювання. Для порошкового дроту, коли потрібна красива форма зварного шва, рутилу або титану. Для порошкового дроту кальцієвого типу, коли потрібна висока ударна в’язкість або зварювання в умовах більшої обмеженості, повинен використовуватися порошковий дріт із вищою лужністю. бути використаним.
Для зварювання під флюсом доцільно використовувати зварювальний дріт меншого діаметру для реалізації багатошарового та багатопрохідного зварювання за специфікаціями зварювання малих та середніх розмірів, щоб запобігти окрихченню зони термічного впливу зварювання та металу шва. і використовуйте відповідний лужний флюс.
4. Зварювальні точки дуплексної нержавіючої сталі
① Контроль теплового процесу зварювання Теплова енергія зварювання, температура проміжного шару, попередній нагрів і товщина матеріалу впливатимуть на швидкість охолодження під час зварювання, таким чином впливаючи на структуру та характеристики зварного шва та зони термічного впливу. Надто швидка або надто повільна швидкість охолодження вплине на міцність і корозійну стійкість дуплексних сталевих зварних з'єднань. Якщо швидкість охолодження надто висока, це призведе до надмірного вмісту фази та збільшення осадження Cr2N. Якщо швидкість охолодження занадто низька, кристалічні зерна будуть сильно огрублятися, і навіть деякі крихкі інтерметалічні сполуки, такі як σ-фаза, можуть випадати в осад. У таблиці 1 наведено деякі рекомендовані значення енергії лінії зварювання та діапазони міжпрохідних температур. Вибираючи енергію лінії, слід також враховувати конкретну товщину матеріалу. Верхня межа лінійної енергії в таблиці підходить для товстих пластин, а нижня межа підходить для тонких пластин. Під час зварювання дуплексної сталі з 25 відсотками ω(Cr) і супернержавіючої сталі з високим вмістом сплаву, щоб отримати найкращі властивості металу шва, рекомендується контролювати максимальну температуру між проходами на рівні 100 градусів. Якщо після зварювання потрібна термічна обробка, температура між проходами може не обмежуватися.
② Термічна обробка після зварювання Найкраще не піддавати термічній обробці дуплексної нержавіючої сталі після зварювання, але коли вміст фази в звареному стані перевищує вимоги або коли шкідливі фази, такі як σ-фаза, виділяються, після зварювання Термічну обробку зварного шва можна використовувати для покращення. Використовується метод термічної обробки – загартування водою. Під час термічної обробки нагрівання має бути якомога швидшим, а час витримки при температурі термообробки становить 5 ~ 30 хв, чого має бути достатньо для відновлення рівноваги фаз. Окислення металу є дуже серйозним під час термічної обробки, тому слід враховувати захист інертного газу. Для двофазної сталі з 22 відсотками ω (Cr) термічну обробку слід проводити при температурі 1050 градусів C ~ 1100 градусів C, тоді як двофазна сталь і супер двофазна сталь з 25 відсотками ω (Cr ) вимагають термічної обробки при температурі 1070 градусів C ~ 1120 градусів C Проведіть термічну обробку.
Приклад зварювання посудини високого тиску з нержавіючої сталі
Резервуар спалаху діаметром 800 мм і товщиною стінки 10 мм виготовлений з 0Cr18Ni9.
проілюструвати:
① Діаметр циліндра становить 800 мм, і зварювальник може просвердлити циліндр для зварювання. Тому поздовжні і кругові шви циліндра зварюють з двох сторін електродно-дуговим зварюванням.
② У цьому обладнанні немає отвору, тому закриваючий зварний шов можна зварювати лише зовні. Для забезпечення якості зварювання в якості основи використовується зварювання TIG. Однак під час аргонодугового зварювання нержавіючої сталі задній метал буде окислюватися. Раніше для захисту можна було використовувати лише спосіб заливки аргону на звороті. не добре. Щоб вирішити цю складність процесу, зварювальний підрозділ компанії Nippon Oil & Fat Company розробив і виготовив задній самозахисний зварювальний дріт з нержавіючої сталі TIG, який є зварювальним дротом зі спеціальним покриттям, і покриття (тобто покриття ) проникне в розплавлену ванну після плавлення. На зворотному боці утворюється щільний захисний шар, який еквівалентний ролі покриття електрода. Використання цього зварювального дроту точно таке ж, як і звичайного зварювального дроту TIG, і покриття не впливатиме на передню дугу та форму розплавленої ванни, що значно знижує вартість зварювання аргонодугового зварювання нержавіючої сталі. У цьому обладнанні, якщо використовується задній аргоновий захист, відходи аргону значні, тому використовується самозахисний зварювальний дріт.
③ Для кутових швів між з’єднувальною трубою та плоским зварювальним фланцем, а також між з’єднувальною трубою та корпусом, з огляду на форму та умови зварювання зварних швів у цій частині, як правило, використовується дугове зварювання електродом. Якщо діаметр з'єднувальної труби занадто малий, щоб зменшити труднощі зварювання, також можна використовувати зварювання TIG.
④ Кутовий шов між опорою та корпусом є зварним швом без тиску, і використовується зварювання в захисному газі (захисний газ — чистий CO2), що має високу ефективність і хорошу форму зварного шва. TFW-308L є маркою зварювальних витратних матеріалів, а його модель зварювальних витратних матеріалів — E308LT1-1 (AWS A5.22).
