Электроды для разнородных сталей и сплавов

Сварка разнородных сталей

В современных условиях специальное машиностроение развивается во многих направлениях. Однако основным является снижение затрачиваемого на изготовление аппаратуры металла с параллельным повышением мощности данного оснащения. Данное назначение требует активного применения легированных сталей и сплавов.

Из материалов подобного рода производятся не все изделия, а только ответственные участки, на которые воздействуют высокие температуры и давление, а также коррозионные среды. Целесообразнее всего для соединения в одной конструкции деталей из разнородных сталей использовать сварку. Сварное соединение положительно сказывается на нескольких моментах:

• наиболее рациональное применение материалов в изделии;
• существенное уменьшение стоимости данного изделия из-за использования легированных сталей;
• повышение технологичности конструкции.

Подобные сварные детали успешно применяются в нескольких отраслях машиностроения: энергетическое, химическое и нефтяное.

Специфика сварки разнородных сталей

Сварные соединения разнородных сталей имеют собственные специфические особенности. Во время проведения работ с данными материалами главной проблемой становится предотвращение образования структурной неоднородности, которая может привести к преждевременному разрушению всей конструкции.

Для предупреждения неоднородности аустенитный металл, свариваемый с неаустенитным, должен быть насыщен никелем. Однако никель обладает несколькими недостатками: дороговизна и дефицитность данного металла. Кроме этого, никель способствует появлению горячих трещин. Поэтому при соединении сталей, эксплуатирующихся при высоких температурах, нужно параллельно увеличивать и уменьшать количество никеля.

С одной стороны, учитывая возможность предотвратить неоднородность, а с другой стороны — следует помнить о негативном воздействии никеля на соединение. Данные выводы означают, что для наплавленного металла подобного типа должно существовать «идеальное» содержание никеля. Определяется оно факторами, которые оказывают наибольшее влияние на образование неоднородности в рабочей зоне.

Причины структурной неоднородности

Знания и опыт, накопленный специалистами и сварщиками при работе с разнородными сталями, демонстрируют, что главной причиной для образования и развития неоднородности является температура нагрева соединения. Соответственно, и количество никеля будет также зависеть от температуры в зоне сплавления аустенитных сталей с неаустенитными.
[ads-pc-2][ads-mob-2]

Классификация сварных соединений разнородных сталей

Таким образом, сварные соединения материалов разнородного типа были разделены на 4 группы. Разграничение проведено в зависимости от температуры их эксплуатации. Для каждой категории существует собственная оптимальная величина, являющаяся допустимой для используемой в ней неаустенитной стали:

• 1-ая группа — до 350°С;
• 2-ая — 350-450°С;
• 3-ья — 450-550°С;
• 4-ая — более 550°С.

Электроды ЦЛ 9 в упаковке.

Исследования показали, что наплавленный металл соединений 1-ой группы должен иметь не менее 8% никеля, 2-ой — 19%, 3-ьй — 31%, 4-ой — 47%. Соответственно, для создания соединений, которые эксплуатируются при температурах до 350°С, можно использовать следующие марки электродов: ГС-1, ОЗЛ-6, ОЗЛ-27 и ЦЛ-9.

Сварочные материалы ОЗЛ-6 обеспечивают наплавленный металл типа Э-10Х25НВГ2. Электроды ЦЛ-9 дополнительно легируются ниобием и имеют тип наплавленного металла 10Х25Н13Г2Б. Электроды ОЗЛ-27 дополнительно снабжаются молибденом и гарантируют наплавленный металл химического состава следующего вида: углерод — 0,18%, кремний — 0,6%, марганец – 1,63%, никель — 10,3%, хром — 25,3%, молибден — 3,1%. Материалы ГС-1 обеспечивают химический состав указанных ниже пропорций: углерод — 0,09%, кремний — 2,5%, марганец — 6,3%, никель — 9,4%, хром — 23,3%.

Разработки электродов для разнородных сталей

Для изготовления соединений, работающих при температурах свыше 350°С, специалистами Института электросварки им. Е.О.Патона разработана линейка специальных электродов: АНЖР-3 предназначены для температуры 350-450°С, АНЖР-2 — 450-550°С и АНЖР-1 — выше 550°С. Данные сварочные материалы гарантируют оптимальное содержание никеля в сварном шве и предотвращают появление неоднородности. Кроме этого, они обладают высокими механическими характеристиками и стабильным химическим составом. Также, при проведении сварки этими электродами не нужно предварительно прогревать свариваемые изделия, а после подвергать их термообработке.

Разнородными сталями и сплавами считаются материалы, резко отличающиеся физико-механическими свойствами, химическим составом и свариваемостью. По признаку разнородности стали условно можно разделить на 4 группы:

1. углеродистые и легированные,
2. легированные повышенной и высокой прочности,
3. теплоустойчивые,
4. высоколегированные.

Почему для сварки разнородных сталей подойдут не любые электроды?

Когда свариваются неоднородные металлы (сплавы), слияние разнородных структур может вызнать определенные дефекты сварных соединений:

• трещины в металле самого сварного шва;
• появление участков со структурной неоднородностью в зонах оплавления;
• ввиду значительно разных коэффициентов расширения свариваемых металлов, рост чрезмерных остаточных напряжений.

Большинство электродов, используемых при сварке разнородных сталей и сплавов, относятся к электродам, предназначенным для сварки высоколегированных сталей и легированных сталей повышенной и высокой прочности, которые дают шов с однородной высокопластичной структурой металла.

Видео

Посмотрите ролик о марке электродов Zeller 655, данная разработка компании впечатляет своими возможностями.

Таблицы

Для подбора электрода при сварке разнородных сталей и сплавов воспользуйтесь таблицей совместимостей, которая была составлена на основе опыта российских специалистов.

Подбор электродов для сварки разнородных сталей и сплавов

[ads-pc-3][ads-mob-3]
Чтобы больше узнать о той или иной марке, кликайте по ссылкам в таблице или в перечне выше.

Электроды для сварки разнородных сталей и сплавов
[ads-pc-4][ads-mob-4]