Аустенитно-ферритный вариант сварки предпочтителен аусте-иитному, так как из-за равенства потенциалов в макросистеме шов — основной металл токи коррозии отсутствуют. Скорость коррозии относительно невелика, сварное соединение отличается повышенной однородностью структуры и механических свойств.

При сварке хромоникелькремнистых сталей в металле шва в процессе кристаллизации по границам дендритов выделяется легкоплавкая кремнистая фаза, снижающая сопротивляемость сварных соединений образованию горячих трещин и их пластичность. Например, сварные соединения, полученные по общепринятой технологии с применением ручной аргонодуговой сварки, имеют следующие показатели механических свойств при 2Ü СС: ов = 620 МПа; KCU = 0,24 МДж/м2, угол загиба 15°.

При нагреве в интервале 950—600 °С в структуре стали по границам аустенитных зерен выделяется избыточная фаза, состоящая из сложных карбидов хрома, легированных Si и Ni, и снижающая стойкость сварных соединений к МКК. Ограниченное содержание углерода в составе стали (до 0,015 %) не предотвращает МКК сварных соединений высококремнистых аустенитных сталей [10]. Поэтому общепринятая технология, как правило, предусматривает применение последующей высокотемпературной обработки с нагревом до температур 1050 °С и ускоренным охлаждением. Другой подход к разработке технологии сварки, обеспечивающей повышенную коррозионную стойкость сварных соединений, основан иа подавлении процессов роста зерна аустенита и выделения сложных карбидов хрома в ЗТВ посредством ограничения длительности пребывания металла в.интервале температур, превышающих 400 °С, и ускоренного охлаждения в интервале 960—600 °С. Для достижения этих целей эффективно применение высококонцентрироваиных источников нагрева, в частности плазменной дуги. Технология сварки, разработанная в МИНГ им. И. М. Губкина, реализована при сварке стали 02Х8Н22С6 [53]. Пластины металла толщиной 6 мм сваривали плазменной проникающей дугой в импульсном режиме, а пластины толщиной 11 мм в непрерывном режиме с сопутствующим принудительным охлаждением водовоздушной смесью с целью обеспечения скорости охлаждения в данном интервале температур на -120 °С/с. Аустенитная структура металла шва, полученного при плазменно-дуговой сварке в импульсном режиме, отличается повышенной дисперсностью. Междендритные прослойки силицидной фазы значительно более дисперсны, чем в шве, полученном аргонодуговой сваркой, и разориентированы. Металл околошовного участка ЗТВ имеет аустенитную структуру, выделения вторичной фазы по границам аустенитных зерен отсутствуют, что является следствием уменьшения длительности пребывания в интервале 950—600 °С.

Сварка высокомарганцовистых сталей связана с затруднениями в связи с повышенной склонностью к образованию горячих тре-282

щин металла шва, пониженной сопротивляемостью металла околошовного участка ЗТВ хрупкому разрушению из-за интенсивного роста зерна аустенита при температуре выше 1200 °С, образования карбидов типа (Ре, Мп)3С по границам зерен аустенита при замедленном охлаждении.

Применяемые для сварки высокомарганцовистых сталей сварочные материалы можно условно разделить на три группы [7]: высокомарганцевые, хромоникелевые и сложнолегированные аустенитные. При сварке самозащитной порошковой проволокой диаметром 2,6 мм на постоянном токе обратной полярности (сила тока / == 180-4-220 А, напряжение и -- 24-^-26 В, скорость сварки асв = 5 мм/с) стали 110Г13Л прочность сварных соединений при использовании хромосодержащих проволок 10Х19Н9Г2 и 10Х14Г13М составляет 530—540 МПа; 65 = 14ч-16 %, КСУ ^-1,2 МДж/м2, критическая скорость деформации металла шва 0кр, определяющая сопротивляемость образованию горячих трещин, составила 3,5—3,7 мм/мин. При сварке порошковыми проволоками 35Х10Г18Н2 и 90ПЗН4 на тех же режимах показатели механических свойств следующие: ов — соответственно 580 и 510 МПа; б6 соответственно 14,5 и 18 %, КСУ —соответственно 1,4 и 1,6 МДж/м2, икр—соответственно 0,4 и 0,4 мм/мин. На основе этих данных в работе [7] сделан вывод об эффективности применения низкоуглеродистых хромомарганцевых и хромоникелевых электродных материалов для сварки стали 110Г13Л как обеспечивающих повышенную технологическую прочность сварных соединений в процессе кристаллизации.

Для ручной дуговой сварки сталей типа 110Г13Л применяют электроды марки ОЗЛ-19 с рутиловоосновным покрытием и стержнем из низкоуглеродистой высоколегированной хромоникелевой проволоки 07Х25Н13. По данным рабогы [21, в ряде случаев электроды ОЗЛ-19 не обеспечивают требуемого уровня прочности и ударной вязкости, установленных для сталей (см. табл. 10.9), кроме сталей типа 110Г13МЛС, а химические составы металла шва и основного металла резко различаются. При этом, естественно, теряется способность металла шва к упрочнению при наклепе, а сопротивляемость износу резко снижается. Другим неблагоприятным фактором 'является наличие ферритной фазы в металле шва, которая способна превращаться в о-фазу под действием высокого уровня структурных напряжений из-за разницы физических свойств а- и у-фаз, легированных Мп или Сг и N1. Отмеченное характерно и для сварных соединений, полученных с применением электродов марки ЦНИИ-48Г, поэтому разрабатываются другие виды сварки. К ним относится термитная сварка, предлагаемая в работе [2] для соединения деталей из сталей типа 110Г13Л, отличающаяся энергетической автономностью и способствующая существенному уменьшению длительности пребывания наплавленного металла при критических температурах и сокращению протяженности зон неполного расплав-