Проволока сварочная 04Х19Н9,06Х19Н9Т,12Х13, 20Х13,04Х19Н11М3, ГОСТ 2246-70 в Уфе

Нержавеющую  сварочную  проволоку  используют  для  сварки (наплавки)  высоколегированных  сталей,  а  также  жля  изготовления  электродов  для  сварки  данных  сталей.

Одну и ту же марку высоколегированных аустенитных сталей можно использовать для изготовления изделий различного назначения, например, коррозионно-стойких, хладостойких или жаропрочных. А вот требования к свойствам сварных соединений будут различными, что определит и различную технологию сварки (сварочные материалы, режимы сварки, необходимость последующей термообработки), направленную на получение сварного соединения с необходимыми свойствами, которые определяются составом металла шва и его структурой.
Пониженный коэффициент теплопроводности при равных прочих условиях изменяет распределение температур в шве и околошовной зоне. Поэтому одинаковые изотермы в высоколегированных сталях сильнее развиты, чем в углеродистых. Так увеличивается глубина проплавления основного металла, возрастает коробление изделий.
С целью уменьшения коробления изделий из высоколегированных сталей требуется применять способы и режимы сварки, которым свойственна максимальная концентрация тепловой энергии. Более высокое ( в 5 раз выше, чем у углеродистых сталей) удельное электросопротивление обусловливает больший разогрев сварочной проволоки в вылете электрода или металлического стержня электрода для ручной дуговой сварки. В процессе автоматической и полуавтоматической дуговой сварки следует уменьшать вылет электрода и повышать скорость его подачи. При ручной дуговой сварке уменьшают длину электродов для высоколегированных сталей и допустимую плотность сварочного тока.
Электроды с фтористокальциевым покрытием уменьшают угар легирующих элементов, значит, позволяют получить металл шва с необходимым химическим составом и структурами. Уменьшению угара легирующих элементов способствует и поддержание короткой дуги без поперечных колебаний электрода. Вероятность появления дефектов на поверхности основного металла в результате попадания на него брызг также снижается..
Ориентировочные режимы ручной дуговой сварки аустенитных сталей
Толщина материала,
мм
Электрод
Сила сварочного тока (А) при положении сварки
диаметр, мм длина, мм нижнем вертикальном потолочном
До 2,0 2 150 ... 200 30 ... 50 - -
2,5 ... 3,0 3 225 ... 250 70 ... 100 50 ... 80 45 ... 75
3,0 ... 8,0 3 ... 4 250 ... 300 85 ... 140 75 ... 130 65 ... 120
8,0 ... 12,0 4 ... 5 300 ... 400 85 ... 160 75 ... 150 65 ... 130
Некоторые марки электродов для сварки высоколегированных сталей и сплавов
Марка стали Марка электродов Тип электродов по ГОСТ 10052-75 Структура наплавленного металла
Коррозионно-стойкие стали
08Н18Н10,08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н12Б, 08Х22Н6Т и подобные, работающие в агрессивных средах:
к металлу шва предъявляются требования по стойкости к МКК
к металлу шва предъявляются жесткие требования по стойкости к МКК ЦЛ-11,
ОЗЛ-7,
ОЗЛ-8,
ОЗЛ-22, ОЗЛ-36 Э-04Х20Н9
Э-07Х20Н9
Э-08Х19Н10Г2Б Аустенитно-ферритная с
2,5... 7% α-фазы
ОЗЛ-7,
АНВ-13 Э-08Х20Н9Г2Б Аустенитно-ферритная с 5,0... 10% α-фазы
Те же стали, работающие при температурах до 600 °С в жидких агрессивных средах; к металлу шва предъявляются требования по стойкости к МКК Л-38М Э-02Х19Н9Б Аустенитно-ферритная с 3,0... 5,0% α-фазы
10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13МЗТ, 08Х18Н12Б, 08X2IH6M2T и подобные, работающие при температурах до 700 °С:
к металлу шва предъявляются требования по стойкости к МКК
к металлу шва предъявляются жесткие требования по стойкости к МКК СЛ-28,
ОЗЛ-20, ОЗЛ-41 Э-8Х19Н10Г2МБ, Э-09Х19Н10Г2М2Б Аустенитно-ферритная с 4,0... 5,0% α-фазы
НЖ-13 Э-09Х19Н10Г2М2Б Аустенитно-ферритная с 4,0... 8,0% α-фазы
Жаропрочные стали
12Х18Н9,12Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, работающие при температурах до 800 °С ЦТ-15,
ЦТ-26 ЭА-1М2
Э-08Х16Н8М2
Э-08Н17Н8М2 Аустенитно-ферритная с 2,0... 4,0% феррита
10Х23Н18 и подобные, работающие при температурах выше 850 °С ОЗЛ-4
ОЗЛ-6 Э-10Х25Н13Г2 Аустенитно-ферритная с содержанием феррита не менее 2,5 %
Жаростойкие стали
Х20Н14С2,20Х20Н14С2, 20Х25Н20С2, работающие при температурах 900 ... 1100°С ОЗЛ-6
ОЗЛ-31М Э-12Х24Н14С2 Аустенитно-ферритная с 3 ... 10% α-фазы
20Х25Н20С2, 4Х18Н25С2, работающие при температурах до 1050 °С; к металлу шва предъявляются требования жаростойкости и жаропрочности ОЗЛ-5
ОЗЛ-9-1 Э-28Х24Н16Г6 Аустенитно-карбидная
Типичные механические свойства металла шва при комнатной температуре
Марка электрода σт, МПа σв, МПа δ, % Ударная вязкость, Дж/см2
Коррозионно-стойкие стали
ЦЛ-11 360 600 24 70
ОЗЛ-7 400 640 25 100
Л-38М 300 600 30 90
Л-40М 350 600 24 70
СЛ-28 - 600 38 120
НЖ-13 450 600 26 100
Жаростойкие стали
ОЗЛ-5 350 600 25 60
ОЗЛ-6 350 570 33 100
ОЗЛ-9-1 500 650 12 50
Сварка под флюсом
Этот способ сварки высоколегированных сталей толщиной 3 - 50 мм имеет некоторые преимущества перед ручной дуговой сваркой покрытыми электродами по нержавейке. Стабильность состава и свойств металла по всей длине шва при сварке с разделкой и без разделки кромок обеспечивает более высокое качество сварного соединения.
Флюсы для электродуговой и электрошлаковой сварки высоколегированных сталей
Марка флюса Назначение
АНФ-14; АНФ-16;
48-ОФ-10; К-8 Автоматическая электродуговая сварка аустенитно-ферритными швами
АН-26 Автоматическая электродуговая сварка сталей с небольшим запасом аустенитности аустенитно-ферритными швами
АНФ-5
ФЦК Автоматическая электродуговая сварка сталей с большим запасом аустенитности чисто аустенитными швами
48-ОФ-6 Автоматическая электродуговая и электрошлаковая сварка сталей с большим запасом аустенитности чисто аустенитными швами
АНФ-1;АНФ-6;
АНФ-7; АН-29;
АН-292 Электрошлаковая сварка сталей с большим запасом аустенитности чисто аустенитными швами
Некоторые марки сварочных проволок для электродуговой сварки под флюсом и электрошлаковой сварки высоколегированных сталей
Марка стали Марка проволоки
Коррозионно-стойкие стали
12Х18Н9, 08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т и подобные; к металлу шва предъявляются требования стойкости к МКК Св-01Х19Н9
Св-04Х19Н9
Св-06Х19Н9Т
Св-07Х18Н9ТЮ
Св-04Х19Н9С2
Св-05Х19Н9ФЗС2
12Х18Н10Т, 0Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н12Б и подобные, работающие при температурах выше 350 °С или в условиях, когда к металлу шва предъявляются требования стойкости к МКК Св-07Х19Н10Б
Св-05Х20Н9ФБС
10Х17Н13МЗТ, 08Х18Н12Б и подобные; к металлу шва предъявляются жесткие требования стойкости к МКК 08X18Н10, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т и подобные, свариваемые в углекислом газе; к металлу шва предъявляется требование стойкости к МКК Св-08Х19Н10МЗБ
Св-06Х20Н11МЗТБ
Св-08Х25Н13БТЮ
Жаропрочные стали
12Х18Н9 с аустенитно-ферритными швами Св-04Х19Н19
12Х18Н9Б, 08Х18Н12Т и др. с аустенитно-ферритными швами СВ-08Х18Н8Г2Б
Х15Н35В4Т Св-06Х19Н10МЗТ
Жаростойкие стали
20Х23Н13, 08Х20Н14С2 и подобные Св-07Х25Н13
20Х23Н18 и подобные, работающие при температурах 900 ... 1100 °С Св-07Х25Н12Г2Т
Св-06Х25Н12ТЮ
Св-08Х25Н13БТЮ
ХН35ВЮ, 20Х25Н20С2 и подобные, работающие при температурах до 1200 °С Св-08ХН50
Кратковременные механические свойства при температуре 20 °С металла шва и сварного соединения высоколегированных сталей и сплавов
Марка металла Толщина, мм Марка проволоки Сварка Испытуемый образец σт, МПа σв, МПа δ, %
20Х23Н8 ХН35ВТ
12
Св-13Х25Н8
Св-0Х15Н35ВЗБЗТ Электродуговая под флюсом АНФ-5 Металл шва* 665 797 5,9
То же, под флюсом АНФ-17 Металл шва Металл шва** 463
474 654 784 24,7
15,8
ХН77ТЮР 100 Св-08Н50 Электрошлаковая, пластинчатым электродом, флюс АНФ-7 Металл шва* 587 762 18,0
ХН78Т 125 Св-08Н50 То же, под флюсом АНФ-1 Металл шва 288 638 17,4
*Термообработка: аустенизация при 1080 °С 2 ч на воздухе и старение при 700 °С 16 ч.
**Термообработка: старение при 800 °С 10 ч.
Электрошлаковая сварка.
Важнейшая отличительная особенность такого способа - пониженная чувствительность к образованию горячих трещин, позволяющая получать чисто аустенитные швы без трещин.
Длительная прочность сварных соединений высоколегированных сталей и сплавов
Марка металла
Сварка
Марка проволоки
Условия испытания
температура,
°С постоянное напряжение, МПа время до разрушения, ч
12X18Н9Т Под флюсом
В аргоне
В углекислом газе Св-01Х19Н9 600 300 1,5
3,0
4,0
12Х18Н9Т Под флюсом
В аргоне
В углекислом газе СВ-06Х19Н9Т 600 300 35,0
21,0
218,0
12Х18Н9Т Под флюсом
В аргоне
В углекислом газе СВ-07Х19Н10Б 600 300 33
86
320
12Х18Н9Т Электрошлаковая пластинчатым электродом СВ-06Х19Н9Т 700 180 42,0
ХН77ТЮР** Тоже Св-08Н50 700 400 116,0
20Х23Н8 Под флюсом СВ-13Х25Н8 700 400 46 ...79
ХН78Т** Аргонодуговая вольфрамовым электродом 700 210 125 ... 161
** Термообработка: аустенизация при 1050 °С 15 мин и старение при 700 °С 16 ч.
Типовой режим электрошлаковой сварки высоколегированных сталей и сплавов
Толщина металла, мм Электрод, мм Марка флюса Глубина шлаковой ванны, мм Скорость подачи электрода, м/ч Сила тока, А Напряжение, В Зазор, мм
100 Проволока Ø3 АНФ-7 25 ... 35 330 600 ... 800 40 ... 42 28 ... 32
100 Пластина 10х100 АНФ-7 15 ... 20 2,4 1200 ... 1300 24 ... 26 28 ... 32
200 Пластина 12х200 АНФ-1 15 ... 20 1,9 3500 ... 4000 22 ... 24 38 ... 40
200 Пластина 12х200 АНФ-6 15 ... 20 1,9 1800 ... 2000 26 ... 28 38 ... 40
Сварка в защитных газах.
В качестве защитных газов используются как инертные (аргон, гелий), так и активные (углекислый), а также различные их смеси. Преимущества: можно использовать для соединения металлов широкого диапазона толщин (от десятых долей до десятков миллиметров). При сварке толстых металлов в некоторых случаях этот способ сварки может конкурировать с электрошлаковой сваркой.
Для высоколегированных сталей применяется и плазменная сварка.
Главное преимущество - малый расход защитного газа. Получение плазменных струй различного сечения (круглого, прямоугольного) и значительное изменение расстояния от плазменной горелки до изделия расширяют технологические возможности этого способа. Плазменную сварку можно использовать для очень тонких металлов и для металла толщиной до 12 мм. Применение ее для соединения сталей большой толщины затруднено опасностью образования в швах подрезов.
Примерные режимы аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом высоколегированных сталей
Толщина металла, мм Тип соединения Сила тока, А Расход аргона, л/мин Скорость сварки, м/ч
Ручная сварка
1
2
3 С отбортовкой 35 ... 60
75 ... 120
100 ... 140 3,5-4
5 ... 6
6 ... 7 -
1
2
3 Встык без разделки кромок с присадкой 40 ... 70
80 ... 130
120 ... 160 3,5 ... 4
5 ... 6
6 ... 7 -
Автоматическая сварка
1
2
4 Встык с присадкой 80 ... 140
140 ... 240
200 ... 280 4
6 ... 7
7 ... 8 30 ... 60
20 ... 30
15 ... 30
1
2,5
4 Встык без присадки 60 ... 120
110 ... 200
130 ... 250 4
6 ... 7
7 ... 8 35 ... 60
25 ... 30
25 ... 30
Примечание. Диаметр присадочной проволоки 1,6 ... 2 мм; ток постоянный прямой полярности.
Ориентировочные режимы аргонодуговой сварки встык плавящимся электродом высоколегированных сталей в нижнем положении
Толщина металла, мм Подготовка кромок Число слоев Диаметр сварочной проволоки, мм Сила тока, А Скорость сварки, м/ч Расход аргона,
л/мин
Автоматическая сварка
2 Без разделки 1 1 200 ... 210 70 8 ... 9
5 V-образная разделка под углом 50° 1 1 260 ... 275 44 8 ... 9
10 Тоже 2 2 330 ... 440 15 ... 30 12 ... 17
Полуавтоматическая сварка
4
8 Без разделки
V-образная разделка 1
2 1,0 ... 1,6
1,6 ... 2,0 160 ... 300
240 ... 360 -
- 6 ... 8
11 ... 15
Ориентировочные режимы дуговой сварки высоколегированных сталей без разделки кромок плавящимся электродом в углекислом газе Толщина металла, мм Шов Диаметр сварочной проволоки, мм Вылет электрода, мм Сила тока, А Напряжение дуги,В Скорость сварки, м/ч Расход углекислого газа, л/мин
1 Односторонний 1 - 80 16 80 10 ... 12
3 Тоже 2 15 230 ... 240 24 ... 28 45 ...50 12... 15
6 Двусторонний 2
3
2 15
15
15 ... 20 250 ... 260
350 ... 360
380 ... 400 28 ... 30 30 ... 32 30 ... 32 30
30
- 12 ... 15
12 ... 15
-
8 То же 3
2 20 ... 25
15 ... 20 430 ... 450
420 ... 440 33 ... 35
30 ... 32 -
30 -
12 ... 12
10 » 3 25 ... 30 530 ... 560 34 ... 36 - -
Электроды для других способов сварки.
Сварку угольным электродом чаще применяют только при изготовлении тонкостенных неответственных конструкций. Возникает опасность науглероживания шва и повышения коробления изделий из-за малой концентрированности угольной дуги в качестве источника теплоты.
Большие перспективы в этой сфере у электронного луча. Возможность за один проход сварить без разделки кромок металл большой толщины с минимальной протяженностью околошовной зоны - важное технологическое преимущество способа. Но и здесь возможно образование в шве и околошовной зоне горячих трещин и локальных разрушений. Наличие вакуума, не только способствует удалению вредных примесей и газов, но и увеличивает испарение полезных легирующих элементов.
При глубоком и узком проваре часть газов способна удерживаться в шве растущими кристаллами и образовать поры. Аппаратура для электронно-лучевой сварки, как и сам процесс, отличается сложностью и дороговизной. Поэтому этот способ применяют только во время изготовления ответственных конструкций.