Принципы выбора материалов для сварки

Thread Content

Принципы выбора материалов для сварки. Материалы для сварки. В проектах оборудования, предназначенного для работы под давлением, указываются требования к качеству сварных соединений. Как правило, от сварных соединений ожидается, что их качество будет не ниже, чем у основного материала, или же оно должно соответствовать техническим требованиям, указанным в проекте. Сварной соединение включает зону сварного шва, зону спаивания и зону термического воздействия. Зона сварного шва состоит из металла, полученного в результате плавления сварочного материала, и расплавленного металла основного материала. Характеристики сварочных материалов — это характеристики металла, полученного в результате сварки (без учета металла основного материала), и они не отражают характеристики самой сварной швов. Между металлом сварного шва и зоной термического воздействия, помимо миграции углерода, ни один из материалов, используемых при сварке, не может оказать влияния на эту зону и изменить её свойства. При выборе материалов для сварки в первую очередь учитываются металлургические свойства шва; для обеспечения качества сварного соединения необходимо соблюдение определенных технологий сварки (особенно термообработка после сварки, энергия сварки и т. д.). Основные принципы. Основным принципом выбора материалов для сварки является то, что свойства металла шва должны быть не ниже минимальных значений, предусмотренных стандартами для соответствующего основного материала, или соответствовать техническим требованиям, указанным в чертежах. Материал для сварки следует выбирать с учетом химического состава, механических свойств и свариваемости основного материала, а также с учетом конструктивных особенностей оборудования, работающего под давлением, условий его эксплуатации и методов сварки; при необходимости выбор определяется путем испытаний. Металл шва, полученный при сварке сталей одинакового класса ① У металла шва углеродистых и низколегированных сталей должны быть обеспечены механические свойства, причем их прочность на растяжение не должна превышать максимально допустимого значения, указанного в стандарте для основного материала, на 30 МПа. Химический состав металла шва из термостойкой низколегированной стали также должен быть соответствующим. ②Металл шва высоколегированной стали должен обеспечивать механические свойства и стойкость к коррозии. ③Металл шва на основе нержавеющей стали с композитным покрытием должен обеспечивать необходимые механические свойства; прочность на растяжение такого металла не должна превышать максимально допустимого значения, указанного в стандартах для базового материала, на 30 МПа. Металл шва композитного слоя должен обеспечивать коррозионную стойкость; при наличии требований к механическим свойствам он также должен их соответствовать. На стыках многослойных швов с основными швами, а также между многослойными швами и основной стальной пластиной целесообразно использовать переходные швы. Металл шва при сварке сталей разных марок. У металла шва, образующегося при сварке углеродистых и низколегированных сталей разной прочности, должны быть соответствующие механические свойства; кроме того, его прочность на растяжение не должна превышать верхнего предела, установленного для материала-основы с более высокой прочностью. Металл шва между аустенитными высоколегированными сталями и углеродистыми или низколегированными сталями должен обеспечивать устойчивость к трещинованию и механические свойства. Рекомендуется использовать сварочные материалы с более высоким содержанием хрома и никеля по сравнению с основным сплавом аустенитной стали. Два вопроса: совместимость прочности металла шва и основного материала. Для оборудования, работающего под давлением, механические свойства соединения, полученного путем сварки, являются ключевыми характеристиками. Для углеродистой и низколегированной стали совместимость прочности металла шва и прочности основного материала представляет особый интерес в отрасли оборудования, работающего под давлением, и в сварочной промышленности; по этому вопросу ведется множество исследований и дискуссий. При согласовании механических свойств металла шва и основного материала необходимо учитывать одновременно согласованность прочности, пластичности и ударной вязкости. Для сталей высокой прочности материалы для сварки выбираются в соответствии с принципом «равной прочности», что позволяет сварным соединениям обладать достаточным запасом упругости. Кроме того, некоторое превышение уровня прочности действительно способствует повышению устойчивости соединений к хрупкому разрушению. Используя сталь высокой прочности с уровнем прочности 700–800 МПа в качестве основного материала и применяя электроды различного уровня прочности для сварки, результаты испытаний на падение груза и растяжение толстых листов с глубокими зазорами показали, что чрезмерно высокая или чрезмерно низкая прочность металла шва способствует хрупкому разрушению; наиболее идеальными являются соединения с прочностью, близкой к прочности основного материала. Соответствие низкой прочности шва также позволяет снизить температуру предварительного нагрева и уменьшить чувствительность к холодным трещинам. Обычно материалы для сварки выбираются исходя из номинальных показателей прочности металла, получаемого в результате сварки. Однако фактическая прочность этого металла зачастую значительно превышает номинальные значения. Если учесть ещё и металлургические факторы, а также коэффициент слияния материалов, то уровень прочности фактического сварного шва будет ещё выше, чем номинальные показатели прочности металла, используемого в качестве материала для сварки. Желание — это соответствие «низкой силы», реальность же может быть «одинаковой силы»” ； Желаемый уровень — «сильный», а реальный может быть «чрезвычайно сильным», поэтому проблему соответствия следует анализировать исходя из фактического уровня прочности металла шва. Для сварки металлов различных типов используются стали с средним и высоким содержанием легирующих элементов, устойчивые к высоким температурам, мартенситные и ферритные нержавеющие стали. У этих материалов плохие сварочные свойства; чтобы избежать появления холодных трещин, необходимо использовать высокую температуру предварительного нагрева, строго контролировать температуру между слоями, а после сварки — проводить термообработку. Требования к условиям сварки очень строги. При фактическом выполнении работ, с целью избежания предварительного и последующего нагрева, также используются сварочные материалы из аустенитной стали для повышения пластичности сварных соединений и предотвращения появления сварных трещин. В этот момент, поскольку металл шва сильно отличается от основного материала по химическому составу, микроструктуре, физическим и механическим свойствам, остаточные напряжения при сварке становятся неизбежными, что может негативно повлиять на эксплуатационные характеристики сварного соединения.