Электроды для сварки никеля
Обновлено: 20.09.2024
Группа марок электродов для сварки легированных сталей значительно менее многочисленна по сравнению с группой электродов для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Это объясняется главным образом тем, что из всех видов покрытий для легированных электродов применяются только покрытия основного вида или, в редких случаях, рутилово-основного вида. Кроме того, разработка легированного электрода, обеспечивающего комплекс эксплуатационных и сварочно-технологических свойств, почти всегда является сложной инженерной задачей, решение которой требует больших материальных и временных затрат.
Важнейшие характеристики группы электродов для сварки легированных сталей: химический состав наплавленного металла; прочностные и вязкопластические свойства металла шва, а также специальные свойства металла сварного шва или соединения. Этими показателями следует пользоваться при выборе марки электродов для сварки определенного объекта из легированной стали.
В группу электродов для сварки легированных сталей объединены стандартизованные ГОСТ 9467—75 пять типов электродов для сварки конструкционных сталей повышенной и высокой прочности: Э70, Э85, Э100, Э125, Э150; девять типов электродов для сварки легированных теплоустойчивых сталей: Э-09М, Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-05Х2М, Э-09Х2М1, Э-09Х1МФ, Э-10Х1М1НФБ, Э-10ХЗМ1БФ, Э-10Х5МФ; ряд марок электродов, содержащихся в ОСТ 108.948.01—86; электроды по отдельным ТУ.
Химический состав металла швов, выполненных электродами типов Э70 . Э150, не нормируется ГОСТ 9467—75 и может не приводиться в нормативно-технической документации на электроды, за исключением серы и фосфора, содержание которых не должно быть более 0,030 и 0,035% соответственно. Однако в технической документации на электроды, соответствующие указанным типам, всегда содержатся данные по химическому составу наплавленного металла, которые чаще всего являются приемосдаточной характеристикой электродов. Если же такие данные отсутствуют в числе приемосдаточных характеристик, а приведены в качестве справочных (типичный химический состав наплавленного металла), их необходимо учитывать при выборе марки электрода для сварки того или иного объекта из легированной стали.
Сварные швы объектов атомной энергетики должны обладать повышенной надежностью. Поэтому для этих целей могут быть использованы только некоторые марки электродов, выдержавших специальные аттестационные испытания. В соответствии с документом «Основные положения по сварке и наплавке узлов и конструкций атомных электростанций, опытных и исследовательских ядерных реакторов и установок» ОП 1513-72 для сварки легированных сталей разрешается использовать электроды следующих марок: ЦУ-2ХМ, ЦЛ-20, ЦЛ-21, ЦЛ-38, ЦЛ-45, ЦЛ-48, ПТ-30, РТ-45А, РТ-45АА.
Электродные покрытия основного вида обеспечивают наивысшие вязкопластические свойства за счет наименьшего содержания в наплавленном металле водорода, сульфидных и оксидных включений по сравнению с покрытиями других видов. Это является первой из главных причин, по которой покрытия основного вида используют для электродов, предназначенных для сварки легированных сталей.
Второй причиной использования низководородистых покрытий основного вида при сварке склонных к образованию холодных трещин легированных сталей является отрицательное влияние водорода в околошовной зоне свариваемых изделий. Атомарный водород диффундирует из металла шва в околошовную зону, где выделяется в имеющиеся в основном металле микропустоты и поры, образовавшиеся от слияния дислокаций, которые перемещаются под воздействием сварочных напряжений. При выделении в пустоты атомарный водород превращается в молекулярный, вследствие чего развивается давление порядка 10 5 МПа, и в окружающих объемах металла возникают растягивающие напряжения второго рода. Возможна также адсорбция водорода на поверхности или в вершине образовавшейся микротрещины. В результате развития этих явлений снижается прочность металла и возрастает вероятность возникновения холодных трещин в околошовной зоне основного металла.
Электроды типа Э70. Электроды АНП-2 предназначены для сварки сталей 14Х2ГМР, 14Х2ГМ-СШ, 14ХМНДФР, 14ХГНМД; наплавленный металл легирован никелем, хромом, молибденом. Электроды ВСФ-75У предназначены для сварки труб и других ответственных конструкций из легированных сталей с временным сопротивлением 640—690 МПа. Наплавленный металл легирован молибденом и ванадием. Электроды К-5НМХ предназначены для сварки легированных сталей с пределом текучести 590—790 МПа, например 14Х2ГМР. Наплавленный металл легирован никелем, хромом и молибденом. Электроды ЛКЗ-70 предназначены для сварки углеродистых и легированных сталей повышенной прочности (до 690 МПа). Наплавленный металл легирован хромом. Сварку можно выполнять только в нижнем положении. Электроды ВСФ-85 предназначены для сварки неповоротных стыков термически упрочненных труб из легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением 690—710 МПа. Металл легирован никелем, хромом и молибденом.
Электроды НИАТ-3М предназначены для сварки сталей марок 30ХГСА, 30ХГСНА, 25ХГСА, 20ХГСА, 12Х2НВФА и др. Наплавленный металл легирован хромом и молибденом. Электроды УОНИ-13/85 предназначены для сварки легированных сталей с временным сопротивлением 690—980 МПа. Наплавленный металл легирован молибденом. Электроды УОНИ-13/85У предназначены для сварки сталей 35ГС, 25Г2С, 30ХГ2С и др. Сварку производят как на постоянном, так и на переменном токе; наплавленный металл легирован молибденом.
Электроды Н-20/Св-12Х2НМА-ВИ предназначены для сварки сталей ВНЛ-3М, 30ХГСА и их сочетаний между собой в нижнем и вертикальном положениях. Наплавленный металл легирован никелем, хромом и молибденом. Электроды ОЗШ-1 предназначены для сварки легированных сталей с временным сопротивлением до 1080 МПа. Электроды Н-17/ЭП331, Н-17/ЭП331У предназначены для сварки литейных сталей 27ХГСНМЛ, 35ХГСЛ и их сочетаний со сталями 30ХГСНА, 35ХГА в нижнем и вертикальном положениях. Наплавленный металл легирован никелем, хромом, молибденом и вольфрамом. Электроды Н-17/ЭП331-ВИ, Н-17/ЭПЗЗ1У-ВИ предназначены цля сварки литейных сталей 27ХГСНМЛ, 35ХГСЛ и их сочетаний с деформируемыми сталями 30ХГСНА и 30ХГСА в нижнем и вертикальном положениях. Наплавленный металл легирован никелем, хромом, молибденом и вольфрамом.
Электроды ОЗС-11 предназначены для сварки сталей 12МХ, 15ХМ, 12ХМФ, 15Х1М1Ф и им подобных, работающих при температурах до 510 °С, как на постоянном, так и на переменном токе. Наплавленный металл легирован хромом и молибденом. Электроды ТМЛ-1У предназначены для сварки паропроводов из сталей 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, работающих при температурах до 540 °С, и элементов поверхностей нагрева из сталей марок 12Х1МФ, 12Х2МФСР и 12Х2МФБ. Наплавленный металл легирован хромом и молибденом. Электроды ТМЛ-4В предназначены для исправления дефектов в литых корпусных деталях турбин и паровой арматуры из сталей 20ХМЛ, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ, 12МХЛ, работающих при температурах до 565 °С без последующей термообработки отремонтированных участков. Наплавленный металл легирован хромом и молибденом. Электроды ЦУ-2ХМ предназначены для сварки энергооборудования из сталей 15ХМ, 20ХМ, 20ХМЛ, эксплуатирующихся при температуре не выше 540 °С. Наплавленный металл легирован хромом и молибденом.
Электроды ТМЛ-ЗУ предназначены для сварки паропроводов из сталей 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ, работающих при температуре не выше 570 °С, и элементов поверхностей нагрева из сталей марок 12Х1МФ, 12Х2МФБ и 12Х2МФСР, а также для заварки дефектов в элементах из тех же сталей. Наплавленный металл легирован хромом, молибденом и ванадием. Электроды ЦЛ-20 предназначены для сварки сталей 12Х1М1Ф, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ и аналогичных, эксплуатирующихся при температуре не выше 565 °С, а также для заварки дефектов отливок. Наплавленный металл легирован хромом, молибденом и ванадием. Электроды ЦЛ-17 предназначены для сварки сталей марок 15Х5М, 12Х5МА и 15Х5МФА, работающих в агрессивных средах при температуре не выше 450 °С. Наплавленный металл легирован хромом, молибденом и ванадием.
Электроды ПТ-30 предназначены для сварки энергооборудования из стали 10ГН2МФАА, эксплуатирующегося при температуре не выше 350 °С. Наплавленный металл легирован марганцем, никелем и молибденом. Электроды РТ-45А и РТ-45АА предназначены для сварки энергетического оборудования из сталей 15Х2НМФА и 15Х2НМФАА, эксплуатирующегося при температуре не выше 350 °С. Наплавленный металл легирован марганцем, хромом, никелем и молибденом. Электроды ЦЛ-21 предназначены для сварки энергооборудования из сталей марки 16ГНМА и аналогичных, эксплуатирующегося при температуре не выше 400 °С. Наплавленный металл легирован марганцем, никелем и молибденом. Электроды ЦЛ-38 предназначены для сварки энергооборудования из сталей 12ХМ, 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ, эксплуатирующегося при температуре не выше 585 °С. Наплавленный металл легирован хромом и молибденом.
Электроды ЦЛ-45 предназначены для сварки энергооборудования из сталей 12Х1МФ, 15Х1МФ и аналогичных, эксплуатирующегося при температуре не выше 565 °С. Наплавленный металл легирован хромом, молибденом и ванадием. Электроды ЦЛ-48 предназначены для сварки энергетического оборудования из стали 16ГНМА и других марганцово-никель-молибденовых сталей, эксплуатирующегося при температуре не выше 400 °С. Наплавленный металл легирован никелем, молибденом и ванадием.
Электроды ЦЛ-57 предназначены для сварки энергетического оборудования из стали 10Х9МФБ и ей аналогичных, эксплуатирующегося при температуре не выше 350 °С. Наплавленный металл легирован хромом, молибденом и ванадием. Электроды ЦЛ-59 предназначены для сварки энергетического оборудования из стали марки 10ГН2МФА, подвергающегося нормализации или закалке с отпуском, эксплуатирующегося при температуре не выше 350 °С. Наплавленный металл легирован никелем и молибденом.
Покрытые электроды на основе никеля и область их применения (Обзор)
Вследствие высокой коррозионной стойкости, низкотемпературной вязкости и прекрасной работоспособности в широком диапазоне рабочих температур, сплавы на никелевой основе находят широкое применение в промышленности. Необходимость создания новых композиций сварочных материалов на основе никеля вызвана появлением нового поколения свариваемых никелевых сплавов. Следует отметить, что в ряде случаев для обеспечения коррозионной стойкости металла шва на уровне основного металла, требуются сварочные материалы повышенного, по сравнению с основным металлом, уровня легирования. В работе представлены некоторые типы электродов для сварки сплавов на основе никеля: типы EN … в соответствии с проектом Европейского стандарта ISO / TC 44/ SC 3 №392, 1997 (9-я редакция) и типы AWS … в соответствии со стандартом США AWS А5.11-90; в табл.1 приведены примерные соответствия отечественных электродов на основе никеля, выпускаемых по ГОСТ 10052-75 или ТУ, вышеуказанным стандартам.
Примерное соответствие отечественных электродов на основе никеля стандартам AWS и CEN
Применяемые в последнее время в мировой практике никелевые сплавы можно условно разделить на 4 основных группы:
1 – сплавы, упрочненные за счет твердых растворов;
2 – сплавы, упрочненные за счет химических соединений;
3 – сплавы дисперсионно твердеющие;
4 – сплавы литейные.
Группу упрочненных твердых растворов на основе никеля можно разбить на следующие подгруппы:
В России для сварки изделий из чистого никеля марок НП-2 и НА-1, наплавки коррозионностойких слоев на углеродистые и высоколегированные коррозионностойкие стали, а также наплавки коррозионностойкого слоя на низкоуглеродистые стали, применяются электроды ОЗЛ-32 (табл.1).
Следует отметить, что чистый никель как правило, применяется при температурах более 315 0 С вследствие высокой сопротивляемости графитизации. Наиболее широко сплавы «чистый никель» применяются при производстве оборудования для выпуска каустической соды, реакционных барабанов, а также при производстве продуктов питания .
Электроды EN 2061 ( ISO ) или Eni -1 ( AWS ) применяются для сварки изделий из чистого никеля, сварки плакированного никелем слоя стали, наплавки на сталь, а также для сварки разнородных материалов.
Медно-никелевые сплавы типа монель
Сплав типа монель прекрасно сопротивляется коррозии в морской или соленой воде, хлористых растворах и щелочах. Следует отметить, что электроды для сварки монель-металла AWS ENiCu -7 также применяются для сварки медных сплавов.
Электроды EN 4060 ( ENiCu -7) и EN 4061 применяются для сварки Ni - Cu сплавов, для наплавки на сталь, а также для сварки плакированной Ni - Cu слоем стали.
К этой группе можно отнести сплавы ХН78Т, ХН70Ю, ХН45Ю, имеющие прекрасную коррозионную стойкость при расчетных температурах, сочетающуюся с высокой жаростойкостью. В отечественных сплавах высокая окалиностойкость достигается преимущественно путем введения не менее 20% Cr .
Электроды по классификации ISO EN 6077 ( ENiCr 19 Nb ) применяются для сварки Cr - Ni сплавов и Ni - Cr - Fe сплавов, металлов, отличающихся от других сплавов подобного применения сравнительно высоким содержанием Cr . Электроды также применяются для выполнения плакировки, для сварки разнородных соединений, для сварки никелевых сталей криогенного назначения.
Сплавы Cr - Ni - Fe обладают жаропрочностью, жаростойкостью и сопротивляемостью науглероживанию при расчетных температурах. Сплавы часто находят применение для изготовления оборудования, работающего в коррозионной среде (ионы С l ) при 550 0 С благодаря высокой сопротивляемости растрескиванию в условиях коррозии под напряжением.
Отечественные электроды типа Э-10Х20Н70Г2М2Б2В марки ОЗЛ-25Б применяют для сварки сплава ХН78Т, разнородных соединений и чугуна. Электроды можно использовать для сварки конструкций, работающих при температурах вплоть до 980 0 С, однако, при этом не выполняются требования по жаростойкости и жаропрочности при температурах более 820 0 С.
Электроды EN 8025 ( ENiCr 28 Mo ) и EN 8125 ( ENiCr 26 Mo ) предназначены для сварки легированных медью Cr - Ni - Mo сплавов.
Электроды также применяются для наплавки, при этом первый слой следует наплавлять Fe - Cr - Ni сплавом.
Электроды EN 6062 ( ENiCrFe -1) применяют для сварки Ni - Cr - Fe сплавов, для сварки плакированного слоя из Ni - Cr - Fe сплава и для наплавки на сталь.
Электроды также можно применять для сварки разнородных сталей и для сварки сплавов, работающих при температурах до 980 0 С.
Электроды EN 6092 ( ENiCrFe -2), Э-10Х20Н70Г2М2Б2В по ГОСТ 10052-75 применяют для сварки Ni - Fe - Cr сплавов и Ni - Cr - Fe сплавов.
Электроды EN 6082 ( ENiCrFe -3) применяют для сварки Ni - Cr - Fe сплавов, например, для сварки плакированных сталей со стороны плакированного слоя ( Ni - Cr - Fe ), а также для наплавки. Электроды также можно применять для сварки сталей со сплавами на основе никеля. В соответствии с [1] принято, что температура эксплуатации конструкций, сваренных электродами EN 6082, не должна превышать 480 0 С. Электроды обеспечивают наиболее высокую для данного класса сопротивляемость сварных швов горячим трещинам.
Электроды EN 6093 ( ENiCrFe -4), EN 6095 применяются для сварки 9% никелевой стали, причем обеспечивают металл шва большей прочности, чем электроды EN 6092. Электроды позволяют выполнять сварку на переменном токе, что исключает эффект магнитного дутья дуги.
Электроды EN 6152 по сравнению с Ni - Cr - Fe электродами, обеспечивают наплавленный металл с повышенным содержанием хрома. Допускается применение электродов для сварки высокохромистых сплавов на основе никеля, их можно также применять для наплавки облицовочных коррозионностойких слоев на низколегированные и нержавеющие стали, а также для сварки разнородных соединений.
Электроды EN 6333 применяют для сварки сплавов на основе никеля, швы хорошо сопротивляются окислению, науглероживанию и насыщению сульфидами; обеспечивают работоспособность при температуре вплоть до 1000 0 С.
Это сплавы, содержащие 16 и 28% Мо и несколько уменьшенное количество Cr . Сплавы хорошо свариваются и, главным образом, предназначены для работы в условиях коррозионной среды.
Электроды EN 0665 ( ENiMo -7) применяют для сварки Ni - Mo сплавов, для сварки плакированного Ni - Mo слоя стали, а также для сварки Ni - Mo сплавов со сталями и сплавами на основе никеля.
Сплавы этой подгруппы предназначены, главным образом, для работы в коррозионной среде при комнатной температуре, а также для работы в окислительной среде при расчетных температурах и незначительных давлениях. В России выпускаются электроды ОЗЛ-21, примерно равноценные по назначению электродам EN 0276, предназначенные для сварки оборудования из коррозионностойких сплавов ХН65МВ, ХН60МБ и им подобных, работающих в высокоагрессивных средах.
Электроды EN 6625 ( ENiCrMo -3) применяются для сварки Ni - Cr - Mo сплавов, для наплавки на сталь Ni - Cr - Mo сплава.
Марки EN 0276 ( ENiCrMo -4), примерно соответствующие типу Э-02Х20Н60М15В3 по ГОСТ 10052-75, применяются для сварки низкоуглеродистых Ni - Mo сплавов, для сварки плакированного низкоуглеродистого Ni - Cr - Mo слоя плакированной стали, а также для сварки низкоуглеродистых Ni - Cr - Mo c плавов со сталями и другими сплавами на основе никеля.
Марки EN 6620 ( ENiCrMo -6) применяют для сварки 9% никелевой стали, причем сварные швы имеют коэффициент линейного расширения аналогичный основному металлу.
Марки EN 6452 ( ENiCr 19 Mo 15) и EN 6455 ( ENiCrMo -7) предназначены для сварки низкоуглеродистых Ni - Cr - Mo сплавов, для сварки плакированного низкоуглеродистого Ni - Cr - Mo слоя плакированной стали, а также для сварки низкоуглеродистых Ni - Cr - Mo сплавов со сталями и сплавами на основе никеля.
Марки EN 6022 ( ENiCrMo -10) и EN 6024 ( ENiCr 22 Mo 16) применяются для сварки низкоуглеродистых Ni - Cr - Mo сплавов, для сварки плакированного низкоуглеродистого Ni - Cr - Mo слоя, для сварки низкоуглеродистых Ni - Cr - Mo сплавов со сталью и другими сплавами на основе никеля.
Марки EN 6985 ( ENiCrMo -9) применяются для сварки низкоуглеродистых Ni - Cr - Mo сплавов, для сварки плакированного низкоуглеродистого Ni - Cr - Mo слоя плакированной стали, для сварки низкоуглеродистых Ni - Cr - Mo сплавов со сталью и другими сплавами на основе никеля.
Марки EN 6030 ( ENiCrMo -11) применяются для сварки низкоуглеродистых Ni - Cr - Mo c плавов, для сварки плакированного низкоуглеродистого Ni - Cr - Mo слоя плакированной стали, а также для сварки низкоуглеродистых Ni - Cr - Mo сплавов со сталями и другими сплавами на основе никеля.
Марки EN 6627 ( ENiCrMo -12) применяются для сварки Cr - Ni - Mo аустенитных нержавеющих сталей между собой, для их сварки с нержавеющими дуплекс сталями, Ni - Cr - Mo сплавами и сталями. Композиция металла шва скорректирована для уменьшения проплавления основного металла, способного снижать сопротивляемость коррозии.
Электроды EN 6059 ( ENiCrMo -13) применяются для сварки низкоуглеродистых Ni - Cr - Mo сплавов, для сварки плакированного низкоуглеродистого Ni - Cr - Mo слоя плакированной стали и для сварки низкоуглеродистых Ni - Cr - Mo сплавов со сталью и другими сплавами на основе никеля.
Марки EN 6686 ( ENiCrMo -14) применяются для сварки низкоуглеродистых Ni - Cr - Mo сплавов, для сварки плакированного низкоуглеродистого Ni - Cr - Mo слоя плакированной стали, а также для сварки низкоуглеродистых Ni - Cr - Mo сплавов со сталями и другими сплавами на основе никеля.
Марки EN 6617 ( ENiCrCoMo -1) применяются для сварки Ni - Cr - Co - Mo сплавов между собой, для их сварки со сталями, а также для наплавки.
Марки также можно применять для сварки разнородных жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов, работающих вплоть до температуры 1150 0 С.
Вследствие того, что никель имеет высокую растворимость в подавляющем количестве металлов, создана большая номенклатура сплавов на никелевой основе. Никель и медь практически полностью растворяются друг в друге. В никеле также прекрасно растворяются железо и кобальт. Предел растворимости хрома в никеле составляет 35-40%, молибдена – 20% . Следует отметить, что перечисленные выше элементы способствуют улучшению свариваемости сплавов на никелевой основе.
Ниже показано влияние легирующих элементов на свойства сплавов на основе никеля:
Fe - снижение себестоимости сплава, повышение жаростойкости;
Cr - упрочнение за счет твердого раствора, повышение жаростойкости, коррозионной стойкости;
Mo , W - упрочнение за счет твердого раствор a , повышение сопротивления питинг-коррозии;
Со – повышение жаропрочности и коррозионной стойкости;
Cu - повышение сопротивляемости коррозии в морской воде, среде Н2 S О4;
Al , Ti - повышение прочности вследствие выпадения Т-фазы;
С – минимальное количество для сохранения высокой сопротивляемости коррозии, контролируемое количество для обеспечения жаропрочности. Следует отметить, что марки на основе никеля часто применяют для решения проблем плакировки.
Основные направления применения электродов на основе никеля
1. Соединения сочетающихся (однотипных) материалов.
Никелевые сплавы хорошо свариваются, однако в некоторых случаях термин
«однотипный» не всегда справедлив, так как для улучшения свариваемости требуется дополнительно подлегировать сварной шов. Необходимо также учитывать, что металл шва может стать анодом по отношению к основному металлу, вследствие различия микроструктур и возможной сегрегации легирующих элементов. В этом случае дополнительное подлегирование шва обеспечивает образование катодной области в шве по отношению к основному металлу и металлургическую совместимость шва и зоны термического влияния. При сварке никелевых сплавов для исключения возможности образования горячих трещин, к которым склонны однофазные структуры, необходимо правильно выдерживать погонную энергию и межваликовую температуру при сварке.
2. Соединения разнородных материалов.
Выбор электродов для соединения разнородных материалов должен базиро-
ваться на понимании влияния ряда металлургических факторов:
а) различие коэффициентов линейного расширения шва и основного металла;
в) степень проплавления основного металла;
с) возможные изменения в твердой фазе после длительной эксплуатации при высоких температурах;
д) данные о растворимости металла шва в основном металле, металлургической совместимости шва и зоны термического влияния, необходимые для выбора параметров сварочных материалов, обеспечивающих минимальное проплавление кромок и, следовательно, удовлетворительные свойства сварных соединений.
При правильно выбранных электродах сварку сплавов на основе никеля можно проводить со значительной степенью проплавления основного металла, при этом исключено образование неблагоприятных фаз и интерметаллидов в зоне шва, что делает электроды идеальными для сварки разнородных соединений. Cr - Ni швы не склонны к образованию σ-фазы, не требуют содержания определенного количества феррита, так как не склонны к растрескиванию и снижению хладостойкости, вследствие значительного проплавления кромок. Коэффициент линейного расширения никель-хромовых сплавов лежит между соответствующими коэффициентами углеродистых и аустенитных сталей.
Основные варианты выполнения разнородных соединений :
- переходные соединения между Cr - Mo сплавами и высокоуглеродистыми «Н» нержавеющими сталями в энергетике;
- обеспечение прочности и низкотемпературной вязкости 9% никелевых криогенных сталей, например, AWS ENiCrMo -6;
- обеспечение равнопрочности и коррозионной стойкости труб АР l Х65, плакированных изнутри сплавов 825, например, AWS ENiCrMo -12 и AWS ENiCrMo -7;
- обеспечение коррозионной стойкости, высокой прочности и вязкости 6% Мо и дуплекс нержавеющие стали, например, AWS ENiCrMo -12 и AWS ENiCrMo -13;
- создание (плакировка) поверхностей с высокими эксплуатационными свойствами. С целью обеспечения коррозионной стойкости поверхностных слоев целесообразно наплавлять никелевые сплавы на углеродистые и низколегированные стали. Материалы, содержащие значительное количество вредных примесей: P , S , Sn , B , способствующих возникновению горячих трещин, не целесообразно применять для создания плакировок.
Применение материалов на основе никеля имеет ряд ограничений:
- необходима потребность соответствующей отрасли в достаточно дорогостоящих сварочных материалах на основе никеля;
- некоторые сварочные проволоки сложны (нетехнологичны) в изготовлении;
- дуговой процесс способствует выгоранию и переходу в шлак дорогих легирующих элементов;
- сплавы на основе никеля являются полностью аустенитными, причем часто крайне чувствительными к образованию горячих трещин, вследствие не оптимальных тепловложения, межваликовой температуры, формы шва, а также чрезмерного содержания вредных примесей.
Композиция наплавленного металла, как правило, соответствует химическому составу основного металла, однако некоторые отличия могут иметь место, вследствие необходимости введения в шов добавок, позволяющих реализовать следующие требования:
- электроды должны удовлетворять требованиям национальных или международных стандартов (ГОСТ, AWS , DIN , ISO и др.);
- электроды должны обеспечивать специальные требования, например, жаростойкость, жаропрочность, коррозионную стойкость;
- должна изготавливаться соответствующая сварочная проволока, обеспечивающая оптимальный состав металла шва;
- электроды должны гарантировать высокие сварочно-технологические свойства: мягкое горение дуги, возможность управления ванной, легкое удаление шлаковой корки, формирование шва благоприятной формы и внешнего вида.
В последнее время были проведены работы по созданию нового поколения электродов на основе никеля с повышенными сварочно-технологическими свойствами и служебными характеристиками сварных соединений. Рассмотрим виды покрытий, нашедших применение при изготовлении электродов на основе никеля:
Покрытие основного вида
Покрытие классической шлаковой системы, применяемой при выплавке стали, когда используются карбонаты и флюориты, особенно СаСО3 и Са F 2 (рис.1). Обычно сумма СаСО3 и С aF 2 составляет более 50% примерно в равной пропорции. Однако, в последнее время система улучшена путем введения в состав покрытия небольшого количества рутила.
К – карбонаты, Ф – флюорит, Р – рутил, А – алюмосиликаты, С – сухой остаток жидкого стекла
Рис.1. Примерный состав покрытия электродов основного типа
Повышение механических свойств электродов основного вида достигается за счет:
- пониженного содержания кислорода в шве;
- выведения из шва таких вредных примесей, как сера.
Покрытие основного вида обеспечивает получение хорошо раскисленных швов более благоприятной формы (отсутствие концентраторов напряжений в виде подрезов и натеков), что способствует повышению стойкости швов к образованию горячих трещин.
Покрытия рутилового вида
Обычно шлаковая система рутиловых электродов содержит более 50% рутила ( TiO 2 ), сбалансированного в равных пропорциях небольшим количеством основных компонентов, например, СаСО3 и Са F 2 , и алюмосиликатов (рис.2).Следует заметить, что рутиловые электроды обеспечивают плоские профили швов, что в сочетании с большой остаточной влажностью покрытия увеличивают риск образования горячих трещин и трещин в кратере.
Р – рутил, А – алюминий, К+Ф – карбонаты+флюориты, С – сухой остаток жидкого стекла
Рис.2. Примерный состав покрытия электродов рутилового вида
Особенности электродов с рутиловым покрытием:
а) стабильный струйный перенос благодаря высоким «ионизационным» свойствам рутила;
б) легкость зажигания и повторного возбуждения дуги;
в) возможность сварки также на переменном токе.
Рутиловые электроды хорошо зарекомендовали себя для наплавки в нижнем положении, плакировки и в случаях, когда плоский валик необходим.
Покрытие кисло-рутилового вида
Электроды имеют свойства, аналогичные свойствам типичных рутиловых электродов, однако количество кислого компонента – алюмосиликата – увеличено почти вдвое, что способствует улучшению формы (профиля) шва и влагостойкости покрытия, однако при сварке кисло-рутиловыми электродами затруднено наблюдение за поведением сварочной ванны.
Выбор электродов для соединения разнородных материалов должен базиро-ваться на понимании влияния ряда металлургических факторов:
Электроды для сварки никеля
Rebel™ EMP 235ic
Cutmaster® 60i
OK PRO 71
OK PRO 51C
Тип покрытия – основное. Электрод разработан специально для сварки высокопрочных сталей криогенного назначения, легированных 5 или 9% Ni. В отличие от электрода OK NiCrMo-3, они горят на переменном токе, что позволяет избежать эффекта магнитного дутья при сварке данных сталей, отличающихся.
[Далее]
Тип покрытия – основное
Электрод, обеспечивающий в наплавленном слое практически чистый никель, в который добавлено небольшое количество титана для снижения его склонности к образованию горячих трещин. Он предназначен для сварки поковок и литья из технически чистого никеля, сварки никеля со сталью.
[Далее]
Пруток, дающий в наплпавке еще более коррозионостойкий сплав, чем OK Tigrod NiCrMo-4. Предназначенна для тех же задач, что и OK Tigrod NiCrMo-3 и OK Tigrod NiCrMo-4, а также для сварки сплавов типа Alloy 59 и им подобных, для которых не.
[Далее]
Проволока, предназначенная для сварки коррозионностойких никелевых сплавов типа ХН70Ю, ХН78Т, Inconel 625, Incoloy 800 и 825 и им подобных, эксплуатирующихся в контакте с агрессивными средами при температуре до 550°С, супераустенитных коррозионностойких сталей с содержанием молибдена до 6% типа 0Х23Н28М3Д3Т, 254.
[Далее]
Тип покрытия – рутилово-основное
Высокопроизводительный электрод двойного назначения. Второе – упрочняющая наплавка штампов для горячей штамповки, рабочих поверхностей и режущих кромок инструментов, работающих при высоких температурах, клапанов, деталей насосов, кованых матриц и матриц экструзионного прессования. Наплавленный металл обладает высокой прочностью и.
[Далее]
Тип покрытия – основное специальное
Электрод с сердечником из никель-медного сплава типа Монель, предназначенный для сварки, ремонта и заварки дефектов в изделиях из серого, высокопрочного и ковкого чугуна, когда основным требованием является идентичность цвета основного и наплавленного металла. Низкое напряжение холостого.
[Далее]
Тип покрытия – основное
Электрод предназначен для сварки коррозионностойких никель-медных сплавов между собой и их сварки со сталями, медных сплавов с никелем и сплавами на никелевой основе, а также для выполнения антикоррозионной наплавки на низкоуглеродистые и низколегированные конструкционные стали. Наплавленный металл.
[Далее]
Читайте также: