12.02.2018

Применение разнородных сварных соединений


Сварка разнородных металлов часто используется для соединения нержавеющих сталей с другими материалами. Такой подход применяется в случае, если имеется потребность в переходе на другие механические или эксплуатационные свойства. Например, трубопроводы из нержавеющих аустенитных сталей часто используют для транспортировки высоконагретого пара на электростанциях. Однако ниже определенных величин температур и давления могут успешно использоваться углеродистые и низколегированные стали, и переход от нержавеющих сталей к сталям других классов часто осуществляют, исходя из экономических соображений (углеродистые и низколегированные стали значительно менее дороги, чем нержавеющие).

Наплавка — другая общая форма сварки разнородных соединений. Крупногабаритные сосуды, работающие под давлением, из углеродистых или низколегированных сталей часто наплавляют нержавеющими сталями для обеспечения коррозионной стойкости при низких затратах. В трубопроводах также наплавляют внутренние поверхности для обеспечения коррозионной защиты. Основная масса соединений из разнородных материалов с участием элементов из нержавеющих сталей осуществляется применительно к углеродистым и низколегированным сталям. В электроэнергетике широко используют разнородные сварные соединения для снижения затрат на материалы и повышения работоспособности конструкций при повышенных температурах.

Одна нержавеющая сталь может быть соединена с другой, при этом возможна разная степень разнородности металлов. Например, могут свариваться стали с различным содержанием легирующих элементов, но подобной микроструктурой либо с различным химическим составом и микроструктурой. Поскольку нержавеющие стали могут иметь мартенситную, ферритную, аустенитную и дуплексную микроструктуры, то имеется возможность многочисленных сочетаний микроструктуры. Причинами для выполнения таких соединений могут быть экономические соображения и/или требуемое сочетание свойств, а иногда просто удобство. Простое удобство — это, например, возможность использовать присадочные материалы одной марки, подходящие для сварки, предусматривающей более одной комбинации основного металла, снизить риск спутать присадочные материалы или снизить стоимость сварочных материалов за счет уменьшения числа их типов.

Нержавеющие стали могут также свариваться со сплавами на никелевой основе для ответственных соединений, в которых переход от одного материала к другому требуется для обеспечения большей коррозионной стойкости или прочности при повышенных температурах. Контролирующим фактором, где возможно, часто является экономический аспект (сплавы на никелевой основе в 3—10 и более раз дороже). Нержавеющие стали иногда соединяют со сплавами на не железной основе, такими как алюминий или медь. Такие сварные соединения выполняют твердофазными сварочными процессами (по ГОСТ 2601 — сваркой давлением) вследствие проблемы растрескивания либо возможности образования интерметаллидных фаз при кристаллизации или в твердой фазе, что приводит к охрупчиванию сварного соединения. В данной главе рассматривается только сварка плавлением.

Необходимо рассматривать большое количество производственных аспектов и вопросов работоспособности вследствие наличия большого количества переходных зон с точки зрения химического состава и свойств в поперечном сечении соединения из разнородных металлов. Неудивительно, что с разрушением таких сварных соединений связан ряд механизмов.





Яндекс.Метрика