Отпуск нержавеющей стали после сварки

Обновлено: 20.09.2024

Для уменьшения внутренних деформаций и напряжений применяют ряд технологических приёмов по технике и очерёдности выполнения швов и их расположению, по выбору правильной конструкции изделия, по выбору режимов ручной дуговой сварки (или другого способа сварки).

Остаточные напряжения

В металле напряжения возникают во время сварки и по завершению процесса. В последнем случае они формируются по мере охлаждения детали и называются остаточными. Такие напряжения практически во всех конструкционных материалах присутствуют в течение всего эксплуатационного периода. Они представляют наибольшую опасность для изделий, так как являются причиной изменения габаритов и формы деталей. Поэтому так важно снять напряжение в металле после сварки. Это позволит исключить вероятность изменения внешнего вида изделия и уменьшить степень снижения его эксплуатационных характеристик. Если же остаточные напряжения в материале слишком большие, то существует вероятность, что деталь невозможно будет использовать.

Формоизменение изделий, изготовленных с помощью сварки, происходит из-за перемещения соединенных элементов, так как в каждой точке металла появляются деформации. Существуют несколько видов изменения формы:

продольные укорочения, образующиеся в результате усадки в одноименном направлении;
изгиб плоскости;
поперечные укорочения; возникающие тоже в результате усадки в соответствующем направлении;
угловые деформации, когда выполняются тавровые и стоковые сочленения;
формоизменения балочных конструкций, происходящие из-за деформации поперечных и продольных сварочных швов (в редких случаях происходит закручивание балок).

Меры по предотвращению сварочных деформаций

Одним из способов устранения сварочных деформаций является сварка в кондукторах — специальных приспособлениях, позволяющих жёстко закрепить изделие. Кроме этого, часто применяют предварительную деформацию свариваемых деталей. Направление предварительной деформации должно быть противоположно ожидаемой деформации при сварке. Такая мера называется ещё методом предварительного изгиба.

Такой метод используют для предотвращения угловых деформаций при сварке угловых швов и при сварке нахлёсточных соединений. При сварке листового металла малой ширины, их выгибают в сторону, обратную от предполагаемой деформации.

В случае сварки листов большой ширины, их сварные кромки предварительно изгибают. Для предотвращения деформаций при сварке тавровых и двутавровых соединений, их закрепляют в приспособления, которые изгибают детали в сторону, обратную предполагаемой деформации.

Термообработка

Одним из вариантов снятия напряжения является высокотемпературный отпуск. Техническое мероприятие применяется во время сочленения углеродистых сплавов. Оно осуществляется за счет нагрева до 630-650 °C. После выдержки температуры, длящейся 2-3 минуты на 1 мм толщины стали, деталь охлаждается.

Снижение температуры изделия проводят медленно. Это позволяет избежать повторного образования напряжения. Скоростной параметр зависит от состава металла. Он уменьшается с увеличением в сплаве элементов, влияющих на его закалку.

Термообработка после сварки для устранения напряжений и деформаций

Отпуск после сварки для снятия напряжений

При сварке углеродистых конструкционных сталей выполняют общий высокотемпературный отпуск. Для этого сварное изделие нагревают до температуры 630-650°C, выдерживают при этой температуре и охлаждают. Время выдержки определяется из расчёта 2-3мин на миллиметр толщины металла.

Охлаждение сварного соединения должно происходить медленно, чтобы при остывании вновь не возникли внутренние напряжения. Скорость охлаждения стали определяется, в зависимости от её химического состава. Чем больше в составе стали присутствует элементов, способствующих закалке, тем меньше скорость охлаждения при отпуске после сварки. Часто сварное соединение охлаждают вместе с печью до температуры 300°C, а затем на обычном воздухе.

Отжиг для устранения внутренних напряжений

Отжиг для устранения напряжений и деформаций при сварке выполняется полный или низкотемпературный. При полном отжиге сварное изделие нагревают до температуры 800-950°C, выдерживают и охлаждают вместе с печью. После такого отпуска вязкость и пластичность сварного шва увеличивается, а твёрдость уменьшается.

При низкотемпературном отпуске сварное соединение нагревают до температуры 600-650°C и охлаждают вместе с печью. При таком отпуске, нагрев металла происходит до температур, ниже критических, поэтому, преобразований в кристаллической структуре металла не происходит.

Аргонодуговой прием

Смысл аргонодуговой обработки состоит в расплавление участка, находящегося между сварным швом и основным металлом. Процесс выполняется неплавящимся электродным стержнем в аргоновой среде. Такое воздействие позволяет избавиться от напряжений в переходной зоне. Однако в дальнейшем происходит кристаллизация, в результате которой они снова появляются. Величина вновь появившихся напряжений существенно меньше начальных значений. Разница достигает 70%.

Совет! Используя такой прием можно не только уменьшить напряжение, но и получить плавный переход на участке, расположенным между швом и металлом конструкции. Благодаря этому у металлоконструкции повышается прочностная характеристика.

Жаропрочные металлы

Этот тип сплавов отличает высокое (до 65%) содержание легирующих добавок, которые придают материалу устойчивость к высоким температурам.

Сложность сварки жаропрочных сталей таким образом, помимо обеспечения прочности шва, заключается в сохранении вышеупомянутых качеств.

Наиболее распространенная технология: сварка неплавким вольфрамовым электродом в среде инертных газов, гелия или аргона.

Аустенитные и нержавеющие сплавы сваривают также под флюсом. С целью сохранения мелкокристаллической структуры таких материалов, используют модификацию шва.

Для этого, применяют присадки с высоким содержанием легирующих компонентов (хром, молибден).

При использовании инверторных приборов используют соответствующие электроды либо проволоку.

Изделия из жаростойких металлов, обычно закаленные. Но поскольку околошовное пространство остывает медленно, каленый металл отпускается, теряя твердость. Чтобы этого не произошло после сварки теплоустойчивых сталей выполняют их закалку. Нагревая до 1000-1100 градусов и резко охлаждая.

Термическая правка

Этот метод подразумевает под собой нагрев сочленения при использовании газового пламени. Может также применяться электродуга, образующаяся от неплавящегося электродного стержня. Нагрев материала осуществляется до 750-850 °C. Затем происходит быстрое расширение сплава. Однако рядом расположенные слои не дают металлу расширяться. Из-за этого возникает пластическая деформация нагретой зоны. Когда происходит охлаждение, предварительно нагретый участок начинает сжиматься. В итоге деформация полностью или частично устраняется.

Зная, как снять напряжение металла после сварки, удастся уменьшить вероятность снижения прочности сварных конструкций. Это особенно важно в условиях, которые способствуют появлению хрупкого разрушения шва. Используя вышеописанные методы, удается избежать дефектов при эксплуатации сварной металлоконструкции.

Техника сварки, позволяющая избежать сварочных деформаций

Существуют разные варианты техники сварки, позволяющие уменьшить сварочные напряжения и поводки. При выполнении сварочных швов большой длины, используют обратноступенчатый способ сварки на проход (схема а) на рисунке слева). При выполнении многослойной сварки, наплавляются каскадные сварные швы, или горкой. Каждый из этих слоёв (кроме первого и последнего) проковывают.

Кроме этого, сварные швы выполняются таким образом, чтобы каждый последующий шов вызывал напряжения, противоположные напряжениям от предыдущего шва (схемы б) и в) на рисунке слева).

Последовательность сварки не должна препятствовать возможной свободной деформации сварной металлоконструкции. Например, при сварке листового настила из металлических полос, необходимо, в первую очередь, сваривать листы в каждом слое настила, а затем сваривать слои между собой (см. рисунок справа).

При сварке вязких материалов, применяют способы сварки, позволяющие снизить остаточные напряжения. К таким способам относятся закрепление свариваемой детали в специальных приспособлениях. В таких приспособлениях свариваемые детали собирают, сваривают и остужают.

Кроме этого, применяют различные приёмы, позволяющие быстро отводить тепло от сварного изделия, например, при охлаждении под струёй воды, или отвод теплоты с помощью медных подкладок.

Если свариваемый металл склонен к формированию закалочных структур, то резкое охлаждение сварного шва и зоны термического влияния приводит к возникновению внутренних напряжений и образованию холодных трещин в металле.

Для того, чтобы уменьшить перепад температур в металле, пред сваркой выполняют предварительный подогрев. Если сварочные работы ведутся при низких температурах, то подогрев обязателен даже если выполняется сварка низкоуглеродистых сталей.

Пережог

Это самый неисправимый брак. При нагреве металла или сплава обязательно нужно следить за температурой, временем и конца нагрева. Окалина растёт, если увеличено время нагрева, а при быстром или интенсивном нагреве могут появиться трещины.
Пережог сплава происходит вследствие диффузии кислорода на границах зёрен, где сразу образуются окислы, которые разъединяют зёрна при высокой температуре сплава и при этом сразу резко падает прочность. А пластичность в это время приходит к нулю. Этот брак сразу отправляется на переплавку.

Подготовка к проведению работ

Перед тем как сваривать нержавеющие элементы, их следует правильно подготовить к проведению работ. Основные моменты здесь заключаются в следующем:

Все кромки тщательно зачищают при помощи напильника, шлифовальной бумаги или болгарки.
Кромки также обрабатывают ацетоном, чтобы убрать все жирные налеты. Кроме того, данный раствор позволяет обеспечить стабильность электрической дуги, а сварное соединение будет иметь еще более высокое качество.
Располагая заготовки относительно друг друга, необходимо помнить об увеличенном зазоре, который не допустит деформации конечной детали.

Как осуществляется сварка нержавейки

Перед выполнением сварки нержавеющей стали необходимо ее подготовить. Очень важно уделить внимание кромкам свариваемых деталей – они должны быть зачищены до стального блеска. Также следует обезжирить поверхность с помощью растворителя, авиабензина или ацетона.

Для сваривания нержавейки можно применить одну из следующих технологий:

Ручная MMA-сварка, как правило, используют при отсутствии высоких требований к качеству шва. Основная сложность данной технологии заключается в правильном выборе электрода, который нужно подбирать в соответствии с маркой металла. Обычно для таких целей применяют электроды с основным покрытием, изготовленным из карбонатов магния и кальция, или рутиловым покрытием, созданным на основе двуокиси титана. Если в первом случае сваривание осуществляется исключительно обратнополярным постоянным током, то во втором допускается применение тока с переменной характеристикой.

Таблица для подбора электродов

TIG-сварка эффективна для сваривания тонких листов нержавейки. Чтобы добиться высокого качества шва, следует использовать присадочную проволоку с более высоким уровнем легирования, чем у основного металла. В качестве защитной среды зачастую применяется 100% аргон, однако в некоторых случаях для повышения стабильности дуги и увеличения скорости процесса аргон могут разбавлять гелием.

TIG сварка изделий из нержавейки

TIG сварка выхлопных систем

Аргонодуговая сварка TIG с вольфрамовым электродом

Полуавтоматическая технология MIG/MAG является наиболее универсальной для сварки нержавеющей стали, так как позволяет работать с разными толщинами: для тонких листов подходит метод короткой дуги, для толстых – струйного переноса. С целью защиты шва обычно используют смесь аргона (98%) с диоксидом углерода (2%). Не рекомендуется увеличивать концентрацию углекислоты и, тем более, применять ее в чистом виде, поскольку это приводит к появлению металлических брызг и нарушению структуры шва. Подробнее о сравнении углекислого газа и сварочных смесей читайте в нашей статье.

Особенности работы с нержавеющей сталью

Приступая к сварочному процессу, необходимо учитывать несколько важных моментов, характерных для нержавейки:

Данный материал обладает меньшей теплопроводностью, чем обычное железо. Поэтому во избежание высокой концентрации тепла в районе шва с дальнейшим прожогом детали сварочный ток необходимо уменьшать на 20-30%.
Из-за повышенного электрического сопротивления металла электроды нагреваются гораздо сильнее, что приводит к их более быстрому износу.
Нержавеющая сталь отличается высоким коэффициентом линейного расширения. При сваривании деталей большой толщины важно выдерживать определенный зазор для нормальной усадки шва. В ином случае возможно появление трещин.
В режиме термообработки возникает вероятность снижения антикоррозионных свойств в месте соединения деталей. С целью предотвращения такой ситуации шов следует оперативно охлаждать. Для этого используют разные способы, например, подкладывают под место соединения медную пластину или снижают его температуру с помощью холодной воды.

Сваривание изделий из нержавейки это распространенная задача на производстве. Как показывает практика, попытки сэкономить на качестве защитных газов приводят к уменьшению надежности и долговечности сварного соединения. Качество имеет первостепенное значение для всего результата работы. Например, здесь можно ознакомиться с защитными газовыми смесями, которые применяются для различных видов металлов, и их типовыми характеристиками.

Последствия напряжения сварного шва

Последствия напряжения различают и по характеру деформации — упругая поверхностная может быть устранена или постепенно сойдет сама в процессе остывания. Пластическая деформация шва необратима, устранить ее без переваривания практически невозможно, при этом изменяется структура металла и его прочностные свойства.

Равномерность распределения

При оценке деформации используется коэффициент неравномерности, который позволяет учесть направление сил напряжения и заранее принять профилактические меры. Например, неравномерность будет выраженной, если часть заготовки контактирует с массивными холодными тисками, фиксируется ими, а при остывании именно в этой зоне формируется зона наибольшего напряжения. Имеет значение и разница в габаритах деталей — больший размер связан с изменением динамики нагрева и остывания, при соединении с фрагментом меньшего размера возникает неравномерно распределенное усилие.

Какое бывает окисление у разных сталей?

Хромоникелевая сталь — её называют жаростойкой потому, что она практически не поддаётся окислению.

Легированная сталь — у неё образуется плотный, но тонкий слой окалины, который защищает от дальнейшего окисления и не даёт растрескиваться при ковке.

Углеродистая сталь — она теряет около 2–4 мм углерода с поверхности при нагреве. Это для металла очень плохо, так как он теряет прочность, твёрдость и сталь ухудшается в закаливании. А особенно очень пагубным является обезуглероживание для ковки небольших деталей с последующей закалкой. Чтобы не было трещин на высоколегированной и высокоуглеродистой стали, их надо нагревать медленно.

Обязательно нужно обращаться к диаграмме «железо-углерод», где определена температура для начала и конца ковки. Делать это надо для того, чтобы металл при нагреве не приобретал крупнозернистую структуру и не снижалась его пластичность.

Другие виды

При сварке нержавейки шов нередко, оказывается подверженным коррозии. Это вызвано как выгоранием части легирующих добавок, так и занесением в сварную зону излишнего содержания железа.

Чтобы этого избежать необходима пассивация сварных швов нержавеющей стали путем их зачистки, либо травления кислотой (как правило — азотной). В процессе пассивирования, на поверхности металла образуется прочная окисная пленка, которая становится его надежной защитой.

Явной приметой снижения уровня легирования, является значительное изменение цвета зоны как самого шва, так и прилегающего к ней металла.

Серьезные проблемы при выполнении неразъемных соединений создает сварка анодированной стали. Дело в том, что слой анодированного покрытия при создании шва неизбежно разрушается. Если после окончания сварочных работ не произвести его восстановление, изделие на стыке быстро начнет ржаветь.

К счастью, восстановление анодированного покрытия не представляет особых проблем, даже в домашних условиях. Для этого достаточно источника постоянного тока не менее 12 Вольт, а также пищевой соды и обычной поваренной соли.

Как избежать деформаций при сварке? Способы устранения сварочных деформаций

Послесварочная термическая обработка аустенитных нержавеющих сталей

В отличие от мартенситных сталей, для аустенитных нержавеющих сталей вообще не требуется регулирование температурой предварительного подогрева и между проходами при многопроходной сварке. Высокие значения этих температур снижают скорость охлаждения, что незначительно влияет на феррито-аустенитное превращение, так как оно проходит в области очень высоких температур, где управление указанными температурами незначительно влияет на скорость охлаждения. В тех случаях, когда выделение карбидов ведет к сенсибилизации, может возникнуть необходимость поддерживать температуру между проходами ниже определенного максимума, поскольку медленное охлаждение через температурный интервал выделения карбидов может быть опасным.

Послесварочная термическая обработка для снятия остаточных напряжений часто требуется при изготовлении толстостенных сварных конструкций. Поскольку коэффициент термического расширения (и сжатия) аустенитных нержавеющих сталей более высокий, чем у ферритных нержавеющих сталей, то остаточные напряжения у первых могут быть существенно больше. Снятие напряжений после сварки необходимо для снижения деформаций сварных конструкций, особенно после их механической обработки или если сварной элемент должен сохранять стабильность размеров при эксплуатации. Снижение остаточных напряжений также важно, если при эксплуатации сварной конструкции в ней может возникнуть коррозионное растрескивание под напряжением.

Принятая температура послесварочной термической обработки зависит от цели такой обработки — для снятия напряжений или изменения микроструктуры. Термическая обработка для снятия напряжений проводится в диапазоне температур от 550 до 650 °C (от 1020 до 1200 °F). Это ниже расположения "носика" кривой выделения карбидов (см. рис. 6.4) и ниже температурного интервала образования химических соединений. Следует обратить внимание, что рис. 6.4 показывает возможность возникновения сенсибилизации, если термическая обработка для снятия напряжений требует нескольких часов, что в свою очередь может потребоваться для весьма громоздких сварных конструкций, В таком случае рекомендуется использовать низкоуглеродистый основной и присадочный металлы либо стабилизированные марки сталей.

Послесварочная термическая обработка при более высоких температурах может быть в некоторых случаях желательна для более эффективного снятия остаточных напряжений либо для изменения микроструктуры металла в состоянии после сварки. Особое внимание следует проявлять в диапазоне температур от 650 до 900 °C (от 1200 до 1650 °F), поскольку в этом температурном интервале могут быстро образовываться и карбиды типа M23C6 и сигма-фаза. Реакция выделения карбидов может привести к сенсибилизации материала, а образование сигма-фазы — к охрупчиванию и потере ударной вязкости. Послесварочная термическая обработка в указанном диапазоне температур возможна, если металл шва полностью аустенитный, а основной и присадочный металлы — низкоуглеродистые. Как будет отмечено в дальнейшем, в металле шва, содержащем феррит, сигма-фаза образуется быстро.

Термическая обработка в диапазоне температуры от 950 до 1100 °C (от 1740 до 2010 °F) полностью снимает остаточные напряжения и изменяет послесварочную микроструктуру металла шва без образования карбидов и сигма-фазы. Нагрев свыше 950 °C (1740 °F) с последующим быстрым охлаждением удалит любые карбиды в исходной микроструктуре. Нагрев до температур, близких к 1100 °C (2010 °F), растворит часть или весь феррит в зависимости от времени выдержки при такой температуре, химического состава металла шва и количества феррита в состоянии после сварки. Если такая экстремальная термическая обработка используется, то требуется и быстрое охлаждение путем закалки в воду, так как в процессе медленного охлаждения возможно выделение карбидов.

Основной металл и металл шва аустенитных нержавеющих сталей склонны к охрупчиванию при образовании сигма-фазы. Эта обогащенная хромом фаза — номинально FeCr — является твердой и хрупкой и, присутствуя в металле в больших объемных долях, может снизить ударную вязкость и пластические свойства. В полностью аустенитной микроструктуре (при отсутствии феррита) выделения сигма-фазы незначительны и обычно требуют длительных выдержек (от сотен до тысяч часов) для ее образования при повышенной температуре. Она может образовываться в процессе эксплуатации или при послесварочной термической обработке. Сигма-фаза образуется в диапазоне температуры от 600 до 900 °C (от 1110 до 1650 °F) и наиболее быстро в аустенито-ферритном металле швов при температуре примерно 750 °C (1380 °F). Помимо хрома образованию сигма-фазы способствуют добавки: молибдена, ниобия, кремния, вольфрама, ванадия, титана и циркония, в то время как углерод и азот замедляют ее образование. Наличие феррита в микроструктуре, которое определяется балансом элементов — ферритизаторов и аустенизаторов, — существенно ускоряет образование сигма-фазы.

Поскольку содержание хрома в феррите больше, чем в аустените, наличие феррита резко ускоряет образование сигма-фазы, в результате чего металл швов, содержащий остаточный феррит, наиболее склонен к охрупчиванию. Использование присадочных материалов, дающих полностью аустенитный или с низким содержанием феррита металл шва — наиболее эффективный путь снижения вероятности охрупчивания за счет образования сигма-фазы. Следует быть внимательным, чтобы не вызвать кристаллизационное растрескивание при попытке избежать охрупчивания за счет образования сигма-фазы.

Основные свойства сигма-фазы:

- FeCr — равновесная фаза;

- температурный интервал образования выделений — от 600 до 900 °С;

- быстрое образование в металле швов, содержащих феррит;

- может образовываться при послесварочной термической обработке крупных конструкций;

- понижает коррозионную стойкость, пластические свойства и ударную вязкость.

Авторы работ показали, что старение металла шва стали марки 308 в диапазоне температуры от 650 до 750 °C (от 1200 до 1380 °F) приводит к растворению ферритной фазы сначала с образованием богатого хромом карбида M23C6, а затем — зародышей сигма-фазы. Авторы установили, что образование зародышей является шагом, лимитирующим скорость. Как только образовались такие зародыши, процесс дальнейшего образования сигма-фазы резко ускоряется. Холодная обработка ускоряет образование зародышей сигма-фазы. В сварных швах из стали марки 308, содержащих феррит, сигма-фаза может образоваться менее чем за 100 ч в диапазоне температуры от 650 до 750 °С (от 1200 до 1380 °F).

Поскольку для существенного снижения ударной вязкости и пластических свойств сигма-фаза в микроструктуре должна залегать непрерывно или почти непрерывно, удержание ферритного числа (FN) металла шва в диапазоне от 3 до 8 обычно вполне достаточно для исключения охрупчивания. Это связано с тем, что превращение феррита в сигма-фазу не является эквиобъемным, так как сигма-фаза богаче хромом, чем феррит. В металле шва с содержанием 8FN образуется примерно 4 % сигма-фазы. Такого количества недостаточно для охрупчивания сварного шва, однако можно ожидать некоторое снижение ударной вязкости.

Исследования, выполненные авторами работы, посвящены также явлению охрупчивания при температуре 475 °С (885 °F) металла шва марки 308, содержащего 11FN.. Поскольку феррит в металле шва аустенитных нержавеющих сталей можно рассматривать как ферритную нержавеющую сталь (с содержанием от 25 до 30 % хрома, от 4 до 5 % никеля), вкрапленную в аустенитную, то неудивительно, что наблюдается охрупчивание за счет превращения феррита в альфа-прим фазу. Авторы работы установили, что старение в диапазоне температур от 475 до 550 °C (от 885 до 1020 °F) в течение до 5000 ч значительно снижает ударную вязкость. Это выразилось в увеличении температуры перехода из вязкого в хрупкое состояние и в соответствующем снижении максимальной величины энергии удара. При температуре 475 °C (88) снижение ударной вязкости было связано одновременно с образованием альфа-прим- и G-фазы, в то время как при температуре 550 °C (1020 °F) это было связано одновременно с образованием карбидов и сигма-фазы. Во всех случаях выделение охрупчивающих фаз связано с обогащением феррита хромом, а образование зародышей, как правило, происходит на границе феррит—аустенит.

Сталь, металл, сплав — виды термической обработки

Участки свариваемых деталей, расположенные в зоне и вокруг шва, подвергаются неравномерным температурным перепадам — моментально нагреваются до состояния плавления и интенсивно остывают. Вследствие таких процессов металл сначала начинает расширяться. Он оказывает воздействие на ближайшие зоны, имеющие совсем другую температуру. Влияние расширяющейся стали будет выше, чем меньше теплопроводность металла. В результате возникает мощные напряжения, приводящие к деформации материала. Они негативно влияют на результат работы, поэтому необходимо понимать, каким образом снять напряжение металла после сварки.

Как предотвратить возникновение

Для снижения величины сварочных напряжений и деформаций при подготовке к работе специалисты рекомендуют:

при проектировании выполнять расчет деформаций для правильного формирования сечения сварочных швов, припусков для усадки;
располагать швы симметрично по отношению к осям узлов;
не проектировать соединения так, чтобы больше трех швов пересекались в одной точке;
прежде чем приступить к сварке, проверить, нет ли отклонений величины зазоров на стыках от расчетных величин;
не проводить швы через места концентрации напряжений.

Для уменьшения деформаций и напряжений во время работы применяют следующие приемы:

создавать на соединениях очаги дополнительной деформации с действием, противоположным сварке;
швы длиной больше 1 м разбивать на отрезки длиной 10 — 15 см и сваривать обратноступенчатым методом;
подкладывать под стыки медные или графитовые прокладки для снижения температуры сварочной зоны;
соседние швы сваривать так, чтобы деформации компенсировали друг друга;
для сварки деталей из вязкого металла применять технологии, которые обеспечивают снижение величины остаточных явлений;
делать размер швов меньше, если это допускается условиями эксплуатации;
по возможности выполнять соединения с меньшим числом проходов;
при наложении двухсторонних швов слои наплавлять попеременно с каждой стороны;
предварительно выгибать края заготовок в направлении, противоположном действию деформации, когда сварка завершится, они вернутся в исходное положение;
не делать много прихваток;
для ускорения сборки и снижения величины деформаций небольшие узлы сваривать в кондукторах.

Что нужно знать, чтобы уменьшить сварочные деформации:

Рекомендуется производить процесс сварки на скоростных режимах, с короткой дугой и с минимальными токами;
Для ручной сварки следует разделить швы на отдельные участки и выполнять сварки в последовательности, для того чтобы обеспечить минимальное коробление;
Чтобы избежать трещин в зоне термического влияния, необходимо обвить шлак при температуре 100 -150 градусов;
Метод ручной дуговой сварки нержавеющей стали выполняют на короткой дуге без использования поперечных колебаний электрода.

Какой бывает сталь?

Чтобы сварка по нержавейке прошла успешно, важно учитывать характеристики металла, и какая разновидность используется. Среди самых распространенных видов можно выделить следующие:

Аустенитная
Мартенситная
Ферритная.

Название первого вида связано с основной фазой. В нем всегда есть большое содержание никеля, хрома. В качестве примера можно рассмотреть пищевую сталь, которую используют в самых различных отраслях: для изготовления прочной посуды, столовых приборов и даже дымоходов. На долю никеля выпадает 10% содержания, а хрома — до 18%. Она стойка к химическому воздействию, а также с трудом поддается механическим деформациям. Пластичны, поэтому сварка по нержавеющей стали чаще всего не вызывает трудностей.

Второй вид отличается специфичностью самой структуры материала. Рассмотреть ее можно только посредством микроскопа. Углерода в нем содержится небольшое количество (менее процента), а хрома не более 12%. И хотя показатель твердости довольно высокий, этот вид стали хрупкий, поэтому чаще всего из него делают режущие инструменты, либо крепежи, где нет большого воздействия окружающей среды.

Нередко используют для производства алкогольной продукции. Чтобы получить оптимальные характеристики по ударостойкости, используется термическая обработка.

Третья группа вовсе не подлежит термической обработке. Дело в том, что содержание хрома здесь выше остальных представителей, поэтому металл не поддается механическим или воздействию окружающей среды. Сварка для нержавейки в данном случае особо трудна, поэтому чаще всего его используют для машиностроения, изготовления различных деталей: штуцера, втулки или вала.

Особенности сварки нержавеющей стали 12х18н10т

Сталь 12Х18Н10Т относиться к хорошо свариваемым. Характерной

особенностью сварки этой стали является возникновение

межкристаллитной коррозии. Она развивается в зоне термического

влияния при температуре 500-800С. При пребывании металла в таком

критическом интервале температур по границам зерен аустенита

выпадают карбиды хрома. Все это может иметь опасные последствия —

хрупкие разрушения конструкции в процессе эксплуатации.

Чтобы добиться стойкости стали нужно исключить или ослабить эффект

выпадения карбидов и стабилизировать свойства стали в месте сварного

Методы сварки

При сварке аустенитного нержавеющего проката следует учитывать

следующие отличия его физических свойств от свойства углеродистого

проката: уделенное электрическое сопротивление примерно в шесть раз

больше точка плавления примерно на 100С ниже теплопроводность

составляет около одной трети от соответствующего показателя

углеродистого проката. коэффициент теплового расширения по длине

примерно на 50% больше На практике сварку можно выполнять с помощью

любых методов сварки: Ручная дуговая сварка обычно при толщине

материала более 1,5 мм Дуговая сварка вольфрамовым электродом в

инертном газе (TIG) для сварки тонких листов и труб Дуговая сварка

плавящимся электродом в инертном газе / Сварка в среде активных

газов (MIG/MAG)отличается высокой производительностью импульсная

дуговая сварка плавящимся электродом в инертном газе, для листов

толщиной 0,8 мм сварка короткой дугой плавящимся электродом в

струйным переносом металла, плавящимся электродом в инертном газе,

для листов толщиной более 3,0 мм. Плазменная сварка может применяться

для широкого диапазона толщины применяется все более широко. Дуговая

сварка под флюсом для материалов толщиной более 10 мм. Сварка

сопротивления точечная и роликовая сварка тонких листов.

Последующая обработка сварных швов

На поверхности сварного соединения образуется пористый оксидный

слой, содержащий в основном хром. Этот слой в значительной степени

ослабляет стойкость соединения к коррозии. Хром оксидного слоя в

основном материале возникает из стали, вследствие чего под оксидным

слоем образуется т.н. со сниженным содержанием хрома. Если

существует необходимость, чтобы стойкость сварного соединения к

коррозии была столь же высокой, как и у основного материала,

оксидный слой и зону со сниженным содержанием хрома следует удалить,

т.е. сварное соединение должно пройти последующую обработку.

Термообработка

В данном случае под термообработкой понимается растворение внутри

стальной конструкции (более 1000 С), с помощью которого сглаживаются

возникшие различия присадочных материалов.

Механические методы последующей обработки

Следует всегда помнить, что разрешается использовать только те

рабочие принадлежности, которые предназначены для обработки нержавеющего проката: шлифовальные ленты и круги, предназначенные

Читайте также: