Как обойтись без поддува аргона при сварке нержавеющих сталей

Высоколегированная сталь обладает целым рядом преимуществ перед д ругими видами сталей. Прежде всего это коррозионная стойкость и прочность при повышенных и пониженных температурах. Некоторые марки высоколегированных сталей можно использовать в диапазоне температур от минус 190 о С до 500 о С.

Основой высоколегированных сталей является железо с легирующими элементами. Высоколегированные стали подразделяются на три группы:

• Хромистые;
• Хромоникелевые;
• Марганцовистые.

В пищевой и химической промышленности в основном используются хромоникелевые высоколегированные стали как наиболее стойкие к химическому изнашиванию, не реагирующие с пищевыми продуктами и превосходящие остальные группы по механическим свойствам.

Хромоникелевые стали имеют в своей основе железо. Основными легирующими элементами являются хром и никель. Высоколегированные хромоникелевые стали имеют однофазный твердый раствор хрома и никеля в железе в результате чего в них преобладает аустенитная фаза. Ферритной фазы как правило содержится не более 10% в зависимости от содержания хрома. Никель является стабилизатором аустенитной фазы и при содержании в стали более 9% никеля и не более 13% хрома, сталь становится полностью аустенитной, что придает ей пластичность при высоких температурах.

Аустенитные стали обладают высокой прочностью и вязкостью, не ржавеют в атмосфере и морской воде, и проявляют высокую стойкость к коррозии при использовании в кислотах и кислотосодержащих жидкостях.

Нержавеющие высоколегированные хромоникелевые стали хорошо свариваются, однако, имеют специфические особенности при сварке: проявляют склонность к горячим трещинам и межкристаллитной коррозии, а также при недостаточной защите при сварке не дают возможности выполнить надлежащий провар корня шва из-за выгорающего хрома. Сварку высоколегированных хромоникелевых сталей можно выполнять практически всеми способами сварки: механизированным в среде инертных газов, аргоно- дуговым, покрытым электродом. Конечно, при выборе способа сварки для данного вида сталей, преобладает аргоно-дуговой способ. Он зарекомендовал себя как наиболее чистый и качественный. Также, данный способ характерен низким тепловложением, что очень важно при сварке данных сталей.

При сварке трубопроводов из аустенитных хромоникелевых сталей, применяется сварка с поддувом корня шва. Применение поддува обусловлено необходимостью провара корня шва и формирования обратной стороны шва. Кроме того, при поддуве инертным газом снижается степень окисления обратной стороны сварного соединения, в результате чего, снижается склонность к межкристаллитной коррозии околошовной зоны.

Однако, не всегда имеется возможность применения поддува из-за недоступности обратной стороны сварного соединения, будь то ремонтные работы на существующем трубопроводе или сварка глухой конструкции. В таких случаях применяется флюс-паста, которая наносится на кромки обратной стороны шва и при горении образует шлак, защищающий обратную сторону сварного соединения. Данный способ защиты обратной стороны шва имеет недостатки: при неравномерном или чрезмерном нанесении флюс- пасты можно получить недостаточную защиту или зашлаковку корня шва, что приведет к непровару.

Существуют технология с применением специальных сварочных материалов для выполнения сварки хромоникелевых нержавеющих сталей без поддува корня шва и без нанесения флюс-пасты на обратную сторону кромок соединения. По данной технологии корневой проход выполняется специальным материалом, содержащим в своем составе шлако и газообразующие компоненты. В результате этого происходит защита околошовной зоны и сварочной ванны. Последующие проходы выполняются присадкой в виде сплошных прутков. Материал для выполнения корневого прохода марки AWG TF 3016 имеет диаметр 2,2 мм, состоит из стальной оболочки и содержит в себе наполнитель с компонентами рутилового типа. Данный материал может применяться для сварки только корневых проходов хромоникелевых высоколегированных сталей и хромоникелевых сталей с содержанием молибдена до 3%.

автор: Инженер Д. Петров