Свариваемость основного металла

Так как воздухоохладитель работает в агрессивной среде, применяются соответствующие материалы, т.е. коррозонностойкая сталь 12Х18Н10Т. Эта аустенитная хромоникелевая сталь помимо коррозионностойкости обладает хорошей свариваемостью так как полирование этих сталей построено таким образом, что их аустенитная структура сохраняется неизменной в широком интервале температур – от плавления до глубокого холода. Отсутствие превращения аустенита в мартенсит упростило технологию сварки, нет необходимости в предварительном и сопутствующем подогреве и в последующей термической обработке с целью повышения пластичности сварных соединений. Сложностью сварки таких сталей является предупреждение образования в шве и около шовной зоне горячих трещин, а также склонности к межкристаллитной коррозии.

Содержание углерода в этой стали, превышает предел растворимости 0,02 – 0,03 % в аустените, поэтому после быстрого охлаждения углерод зафиксирован в твёрдом растворе в состоянии не устойчивого равновесия, причём в основном у границ зёрен, так как является ликвидирующим элементом, повторный нагрев стали при сварке приводит к увеличению подвижности атомов углерода.

Жёсткие режимы сварки и минимальная погонная энергия позволяет этого достигнуть, наиболее эффективным способом устранения склонности нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии является стабилизирующих элементов, имеющих большее сродство к углероду, чем хром. Стойкость к межкристаллитной коррозии увеличивается и при аустенитно-ферритной структуре металла.

Другой проблемой, с которой приходится сталкиваться при сварке изделий из стали 12Х18Н10Т является повышенная склонность к образованию горячих трещин. Образование горячих трещин обусловлено низкими деформационной стойкостью и межкристаллитной прочностью металла шва или около шовной зоны при высоких температурах и возникновению развития растягивающих напряжений в сварном соединении в момент минимальной прочности и пластичности. Склонность к образованию горячих трещин в швах при сварке стали типа 12Х18Н10Т больше чем при сварке углеродистых конструкционных сталей, что обусловлено меньшей теплопроводностью и большим коэффициентом линейного расширения этой стали. Поэтому при одинаковой толщине свариваемого металла температура центра шва, при которой возникает в нём растягивающие напряжения выше, а время начала возникновения после завершения кристаллизации – меньше в аустенитном металле шва, чем в низкоуглеродистом не легированном. Двухфазная структура шва с содержанием феррита до 5%, уменьшение содержания вредных примесей сварочных материалов тщательная очистка деталей от грязи, смазок, органических соединений перед сваркой уменьшают вероятность образования горячих трещин. Кроме того, сварку необходимо выполнять при минимальной погонной энергии, не допускать перегрева металла сварочной ванны, предупреждать повторный нагрев одного и того же участка шва, что обеспечивается не прерывным процессом сварки или в случае необходимости повторного нагрева выполнять следующий проход только после полного остывания.

Выбор и обоснование выбора метода сварки.

Выбор и обоснование методов сварки зависит от следующих факторов:

- От вида сортамента металла и заготовок.

- От химического состава металла его тепло физических свойств, определяющих его технологическую свариваемость.

- От толщины металла.

- От назначения изделия, в зависимости от воспринимаемых нагрузок и условий эксплуатации.

- От конструкции изделия, с учётом её сложности, массы, габаритов, типов нанесения швов в пространстве, характера работы швов.

- От программы выпуска и типа производства.

- От экономического эффекта при способе сварки.

Оценивая возможность применения тех или иных способов сварки необходимо учитывать, как особенности производимых конструкций, так и характер производства. Соответственно оснащение участка должно достаточно универсальным. Для этого на участке предусмотрено применение наиболее универсальных способов сварки, которые обеспечивают выполнение необходимой номенклатуры работ.

Сталь 12Х18Н10Т может свариваться различными способами сварки: ручная дуговая, полуавтоматическая в углекислом газе, электрошлаковой, полуавтоматической в аргоне. Ручная дуговая сварка нержавеющим электродом может выполняться только в нижнем положении, поэтому для сварки воздухоохладителя я предлагаю использовать полуавтоматическую сварку в аргоне, так как этот способ, позволяет выполнять сварку в различных пространственных положениях. При полуавтоматической сварке в аргоне качество шва будет гораздо выше, чем при использовании других методов сварки.