Состав газа (в %) в зоне соединения при оплавлении труб с брикетом

По мере разогрева брикета и металла содержание в защитной среде газов-восстановителей и ее науглероживающая способность повышаются. Сварка производилась оплавлением с подогревом, причем подогрев продолжался 210 сек, а оплавление всего 20 сек. Таким образом, вторая проба была взята в начале оплавления. Следует иметь в виду, что с момента отбора пробы до получения результатов анализа газ остывал, что сопровождалось некоторым изменением его состава. Наличие в газе большого количества СО приводило к тому, что даже в условиях сварки оплавлением с брикетами труб небольшого сечения (например, труб размером 38 X X 4 мм), когда процесс длится всего 10—12 сек, в стыке наблюдалось науглероживание. При этом иногда из-за недостаточной просушки брикетов и высокой влажности выделяемого газа в наугле-роженном слое появлялись отдельные участки окисленного феррита.

Следует отметить, что ни наличие в стыке узкой науглерожен-ной зоны, ни появление в ней отдельных разобщенных участков окисленного феррита заметно не влияют на свойства соединения. Даже при жесткой схеме испытания на ударный изгиб разрушение происходило не по линии стыка (рис. 153). Существенный недостаток брикетов — возможность попадания в стык твердых включений в результате механического повреждения брикета.

При сварке толстостенных труб из легированных перлитных сталей хорошие результаты дала предложенная Н. С. Кабановым защита продуктами разложения бензина [71 ]. Для ее осуществления концы труб перед сваркой на расстоянии около 100 мм от стыка забивали шлако-ватой, а внутрь заглушённых концов закладывали тампоны из шлако-ваты, смоченные в бензине. ЕгО расход при сварке трубы сечением 15 000 мм2, составлял около 300 г. В результате разложения паров бензина создавалась восстановительно-науглероживающая среда.

Вопросы газовой защиты при сварке высоколегированных сталей недостаточно разработаны. Во всяком случае, непосредственное использование для этой цели защитных сред, опробованных на сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей, часто не дает положительных результатов. Например, защита продук-

тами разложения бензина, успешно примененная при сварке стали с 3% Сг, уже на стали с 7% Сг и 0,8% Бі оказалась неэффективной.

При сварке с продувкой газом для предупреждения образования значительного грата требуется большой расход газа, обеспечивающий необходимую скорость его истечении через зазор между оплавляемыми торцами. Воздух или воздушно-кислородная смесь неприемлемы при сварке особо ответственных соединений (в частности, стыков труб-поверхностей нагрева котельных агрегатов) из-за возможного окисления отдельных участков соединения.

При сварке труб из низкоуглеродистой и низколегированных сталей хорошие результаты дает продувка азотом высокой чистоты (99,995% Ы2) или азотно-во-дородной смесью, содержащей около 12% Н2. Продувка техническим азотом (до 0,5% О 2) ухудшает пластичность соединений в результате заметного окисления металла.

Так, при сварке в идентичных условиях труб размером 32 X 4 мм из стали 20 с продувкой техническим азотом и азотом высокой чистоты минимальная ударная вязкость образцов с надрезом в плоскости стыка составляла 4,8 и 7,2 кГм/см2 при среднем значении ан ^ 10 кГм/см2. При продувке воздухом среднее значение ударной вязкости понижалось до 5,7 кГм/см2.

Продувка азотом при сварке труб из низкоуглеродистой и низколегированной сталей не ведет к заметному их обогащению азотом. Нитриды не были обнаружены в стыке металлографически после специальной термической обработки (нагрев до 550" С в течение 3 ч, охлаждение со скоростью 10° С/ч). В результате такой термической обработки ударная вязкость соединений даже повышалась, очевидно, как следствие отпуска (на трубах из стали 12Х1МФ, в среднем, с 9,2 до 12,7 кГмісм2 [45]).

. 153. Микроструктура стыка труб стали 20, сваренных оплавлением с угольным брикетом, после разрушения при испытании на ударный изгиб; X 100