Таблица 9.8 Сварочные материалы, применяемые при АДС с РТЦ

СтЗ, 20К

16ГС, 09Г20 * 10Г2С1 * 09Г2С*

Сварочная проволока (ГОСТ 2246—70)

Св-08. Св-08А; Св-08ГА, Св-ЮГА Св-08ГА Св-ЮГА

Св-08ГА Св-ЮГА Св-ЮНМА

Флюс (ГОСТ 9087—81)

АН-348А АН-22 АН-22, АН-348А

АН-348А

АН-348А

Допустимая температура эксплуатации*»*, СС

До —40

До —40 До —40 в сочетании с проволокой ЮНМА, 10НЮ, 08МХ

—40-3-475 —40^-520

* При использовании в качестве основного слоя биметалла, ** По ТУ 14-1-2219—77. *** При толщине стенки до 36 мм допускается эксплуатация при температуре —20 °С и выше без последующего отпуска.

В варианте А структура металла шва ферритно-перлитная, карбидная фаза ориентирована по границам кристаллов феррита. На участке сплавления структура мелкодисперсная с содержанием ~10 % структурно-свободного феррита, ~г5 % перлита и 75 % бейнита. В участке неполной перекристаллизации структура ферритно-перлитно-бейнитная с содержанием до 50 % бейнита. Содержание структурно-свободного феррита здесь достигает 20 %, что предопределяет пониженную (на 32 %) твердость металла данного участка по сравнению с основным металлом.

. В варианте Б в металле шва предотвращается выделение структурно-свободного феррита, в околошовном участке образуется полностью бейнитная структура. В участке неполной перекристаллизации содержание структурно-свободного феррита не превышает 10 %, а твердость металла приближается к твердости основного металла.

Таким образом, переход от варианта сварки А к варианту Б позволяет снизить разупрочнение стали с 32 до 8 %, а ширину разупрочненного участка сократить от 10 до 3 мм, при этом прочность сварных соединений при испытании на одноосное растяжение возрастает с 557 МПа, что составляет 84 % прочности основного металла, до уровня прочности основного металла (700 МПа). Ударная вязкость металла шва и ЗТВ сварных соединений превышает регламентируемые требования для сварных соединений труб диаметром 1420 мм.

Применение технологии, основанной на регулировании термических циклов посредством сопутствующего охлаждения, позволяет осуществлять автоматическую дуговую сварку под флюсом на форсированных режимах, т. е. при более высокой погонной энергии по сравнению с условиями сварки без РТЦ. При этом сокращается число проходов, повышается производительность сварочного процесса, снижаются энергоемкость производства и дефектность сварных соединений.

Технология АДС с РТЦ применяется в условиях производства нефтегазохимического оборудования с толщиной стенки 30—50 мм и при сварке основного слоя из двухслойных сталей с такой же толщиной стенки.

При АДС с РТЦ в три прохода стали 16ГМЮЧ толщиной 36 мм использовали сварочный флюс АН-348А, причем при выполнении первого и третьего проходов применяли сварочную проволоку 5Св-10НМА, а второго прохода—5Св-08ГА. Площадь охлаждаемой поверхности составляла 255 см2, расход охлаждающей воды 0,2 кг/с при давлении воздуха 0,4 МПа. Скорость охлаждения й2)600_БОО в ЗТВ поддерживалась в диапазоне 22—24 °С/с в среднем по толщине проката сечении. Затем был выполнен отпуск при 650—680 °С в течение 2 ч. Как показали металлографические исследования, для металла шва и околошовного участка ЗТВ характерна бейнитная структура с отдельными фер-ритными выделениями. Основной металл характеризуется фер-ритно-перлитной структурой с равным содержанием составляющих. Твердость металла шва, выполненного сварочной проволокой 5Св-10НМА, составляет 2100—2200 МПа и снижается при переходе от металла шва к основному металлу до 1750 МПа. Разупрочнение отсутствует. Значения КС\] при температуре —40 СС составляют: для металла шва 0,73-—0,87, околошовного участка 0,6—1,7 и для основного металла 0,74—0,90 МДж/м2.

В работе [73] показано, что перспективным методом упрочнения технологического оборудования, повышения его служебных свойств непосредственно на машиностроительном предприятии является применение технологии, предусматривающей следующую последовательность операций: закалка — сварка — отпуск. Причем для сохранения повышенного комплекса механических свойств сварных соединений сварка должна осуществляться с РТЦ. Например, при изготовлении циклонных пылеуловителей из стали 09Г2С толщиной 32 мм корневой подварочный шов кольцевых стыков выполняют с внутренней стороны корпуса с применением АДС на «подушке» из рубленой проволоки 0 2 мм высотой 2 ± 0,5 мм, изготовленной из сварочной проволоки 2Св-08ГА. Автоматическая дуговая сварка второго и последующего слоев (всего пять проходов, включая подварочный шов) выполнена с наружной стороны корпуса аппарата с РТЦ. Площадь охлаждаемой поверхности соответствовала 112 см2. Скорость охлаждения в интервале 600—500 °С металла околошовного участка ЗТВ соот-