Свариваемость теплоустойчивых сталей

Сварка теплоустойчивых сталей сопровождается изменениями свойств свариваемого материала, которые связанны:

- с расплавлением и кристаллизацией при формировании шва,

- со структурными изменениями в зоне термического влияния,

- с упругопластическим деформированием в зоне термического влияния.

Этим обусловлены физико-механическая неоднородность сварного соединения и образование местного сложнонапряженного состояния, что в ряде случаев ухудшает работоспособность и эксплуатационную надежность сварных конструкций.

Свариваемость теплоустойчивых сталей можно подразделить на два вида: металлургическую и тепловую.

Металлургическаясвариваемость теплоустойчивых сталей перлитного класса определяемая:

- отношением металла к плавлению,

- металлургическими процессами в сварочной ванне,

- последующей кристаллизацией металла шва.

Металлургическая свариваемость не вызывает существенных осложнений. Технология сварки и сварочные материалы на современном уровне обеспечивают необходимую стойкость металла шва против образования горячих трещин и высокие характеристики металла шва по работоспособности, неуступающие основному металлу.

Тепловая свариваемость осложняется:

- охрупчиванием металла в результате образования метастабильных структур на участках зоны термического влияния, нагреваемых выше температуры Ас₃,

- разупрочнением металла зоны термического влияния, нагреваемого от температуры Ас₁ до температуры отпуска стали.

Образование хрупких структур (тростит, верхний бейнит, мартенсит), а также суммирование напряжений, вызванных неравномерным нагревом и структурными превращениями, могут исчерпать пластичность металла и вызвать образование холодных трещин и разрушение конструкции в процессе её изготовления.

Для предотвращения образования холодных трещин используются несколько технологических приемов:

1. выбор оптимальных режимов сварки,

2. применение предварительного и сопутствующего подогрева,

3. выдержка сварного соединения перед отпуском до определенной температуры - отдых сварной конструкции,

4. термическая обработка сварной конструкции.

Эксплуатационная надежность конструкций из металла повышенной толщины может быть обеспечена лишь после стабилизации структуры и снятия остаточных напряжений путем отпуска сварных соединений.