Сварка разнородных сталей

ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ

1. Шлаковые включения в многослойном аустенитном шве при сварке в защитных газах и механизм их образования

Значительная часть конструкций, комбинированных из разнородных сталей, имеет такие размеры и форму, что для механизации сварочных работ наиболее приемлемой является сварка в среде защитных газов. Этот вид сварки обладает рядом особенностей, в силу которых он в ряде случаев является наиболее приемлемым, а иногда и единственно возможным способом механизированной сварки. Поэтому сварка в защитных газах находит все более широкое применение. Следует отметить, однако, что в настоящее время применяется этот способ без особых затруднений лишь при сварке обычных конструкционных сталей. Между тем, появляется все больше конструкций, где указанным способом необходимо сваривать специальные высоколегированные стали с низко- или вовсе нелегированиыми сталями. При этом, как показано в гл. IV, следует применять аустенитную электродную проволоку, сварка которой в среде защитных газов не имеет еще должного распространения.

Принципиальная возможность сварки в защитных газах аустенитной проволокой известна уже сравнительно давно. Однако до сих пор применяется она при изготовлении изделий из сравнительно тонкого металла. Почти все имеющиеся в настоящее время сообщения об успешном применении такой сварки для соединения аустенитным швом относятся к однослойной сварке или к двухслойной, выполняемой с двух сторон.

I Уже в первых работах было замечено, что сварка в защитной ср^еде из углекислого газа аустенитной проволокой имеет особенность, которая может отрицательно сказаться на качестве сварного соединения: при сварке в углекислом газе аустенитной стали

на поверхности шва образуется трудноудаляемый слой окислов [681.

Образование окислов (шлаков) на поверхности шва является серьезным недостатком сварки в защитных газах аустенитной проволокой. Из-за образования на поверхности наплавляемого металла трудноудаляемого слоя окислов возможно чрезмерное загрязнение металла шва шлаковыми включениями [75]. Это подтверждено экспериментально [67]. Было показано, что многослойный шов, выполненный аустенитной проволокой в углекислом газе, сильно загрязнен шлаковыми включениями. Чтобы этого избежать, автором с сотрудниками был предпринят ряд мер, однако получить положительные результаты, не удалось. При этом было лишь установлено, что количество шлаковых включений можно несколько уменьшить, если сварку производить проволокой, не содержащей молибдена.

Значительно чаще при сварке аустенитной проволокой в качестве защитного газа используется аргон. В настоящее время сварка в аргоне является основным способом сварки в защитных газах конструкций из тонколистовых нержавеющих и других высоколегированных сталей и сплавов. Сварка производится непла-вящимся вольфрамовым электродом. При использовании плавящихся электродов трудно получить шов с хорошей формой провара и усиления, что в случае многослойной сварки приводит к непровару между слоями и образованию шлаковых включений в металле шва. Предотвратить непровар можно только путем тщательного выбора для каждого конкретного случая соответствующего режима сварки. Однако при этом не всегда удается получить многослойные швы без шлаковых включений.

Иногда в качестве защитного газа для сварки аустенитных сталей применяется гелий. И в этом случае при сварке многослойных швов количество шлаковых включений во много раз превышает допустимое [112].

Из изложенного следует, что до сих пор для многослойных аустенитных швов еще нет надежного способа сварки в защитных газах. С целью изыскания способа сварки в защитных газах, исключающего образование шлаков в многослойном аустенитном шве, использовались смеси инертных газов (аргон, гелий) с активными (кислород, углекислый газ, водород, азот). Полученные результаты показали, что добавка к аргону активных газов, и прежде всего кислорода или С02, при сварке сталей и сплавов, содержащих легкоокисляемые элементы, особенно такие, как титан и алюминий, приводит к образованию шлаковых включений между слоями многопроходного шва [113]. По этой причине предложение применять для повышения стойкости стабильноаустенитных хромоникелевых швов против образования трещин смесь аргона с кислородом [51] может оказаться приемлемым только для однослойных швов и то лишь в том случае, если образующиеся при этом и прочно удерживающиеся на поверхности шва шлаки не снижают коррозионную стойкость сварного соединения.