Разработка технологии сварки стали 08Х22Н6Т

Введение

Основной целью курсовой работы является приобретение студентами навыков по практическому применению теоретических знаний, полученных при изучении курса «Технология сварки плавлением». При выполнении курсовой работы студенты должны осуществить выбор экономически целесообразного способа сварки, типа соединения, сварочных материалов, рассчитать технологические параметры режима и нормы времени, подобрать сварочное оборудование и оснастку, при необходимости дать рекомендации по термической обработке изделий, разработать операционную карту.

Технологические особенности сварки стали заданного структурного класса

Аустенитно-ферритные стали содержат меньшее количество никеля, чем аустенитные стали, поэтому они дешевле. Имеют достаточно высокую коррозинную стойкость. В связи с тем что жаропрочность А+Ф сталей ниже, чем А, они применяются для конструкций, эксплуатирующихся при температурах не выше 300 С. Прочность сталей на уровне 600700Мпа.

Сталь 08Х22Н6Т стойкая в азотной кислоте: при 65% концентрации – до температуры 50 С, при 56% до 70 С, при 30% до температуры кипения

Основная сложность при сварке – склонность к охрупчиванию при повышенных температурах. Механизм охрупчивания несколько иной, чем для ферритных сталей, так как двухфазная А+Ф структура меньше склонна к росту зерна.

В А+Ф сталях охрупчивание может быть вызвано несколькими причинами.

1.Образование так называемой σфазы, которое происходит при длительной выдержке при повышенных температурах. Фаза σ является промежуточной структурой составляющей в превращении γα, поэтому она наиболее характерна для двухфазных структур А+Ф. Она обладает пониженной ударной вязкстью, что снижает эксплуатационные характеристики сварного соединения.

Легирующие элементы оказывают разное влияние на интенсивность образования σфазы, смещая область её образования в сторону более низкого содержания хрома. Хром, никель и марганец влияют аналогично. Углерод замедляет образование σфазы, смещая границу её области в сторону более высокого содержания Cr. Возникновение σ-фазы не связано с наличием карбидов, так как она образуется в весьма чистых безуглеродистых железохромоникелевых сплавах.

В сварных швах σ-фаза выпадает преимущественно по границам столбчатых кристаллов или по плоскостям деформации. Как правило, вокруг σ-фазы фаза отсутствует , поскольку в её образовании участвует хром, а она сама хорошо растворяет углерод.

Образование σ-фазы происходит в интервале температур 650850 С, поэтому при охлаждении сварного шва необходимо проходить этот интервал с максимальной скоростью, сокращая время, в течении которого происходит сигматизация. Если конструкция длительно эксплуатируется при высоких температурах, избежать образования σ-фазы очень сложно.

Устранить σ-фазу можно кратковременным переодическим подогревом до 1000 С. Возможна также закалка с температур 10501100 С, при которой достигается полная аустенизация швов.

Предотвратить сигматизацию можно в определеной степени ограничением содержания в швах молибдена, ванадия, хрома и кремния.

2.Второй причиной снижения ударной вязкости в околошовной зоне при сварке А+Ф сталей является 475градусная хрупкость.

Она вызывается процессами хромом α-железе безе выделения избыточных фаз. Кинетика процессов заключается в концентрации атомов хрома в определенных узлах кристаллической решетки. В результате перераспределения образуется микрообъемы, обогащенные и обедненные хромом. Перераспределение хрома вызывает искажение кристаллической решетки, повышение твердости феррита и резкое падение ударной вязкости. Наиболее вероятно проявление 475градусной хрупкости в сталях, содержащих более 20% феррита.

Устранить 475градусную хрупкость можно за счет повторного нагрева до нескольких больших температур ( Т=500550 с) с последующим быстрым охлаждением.

При сварке А+Ф сталей целесообразно использовать способы сварки с небольшими погонными энергиями. Техника и режимы сварки не отличаются от общепринятых для всего класса нержавеющих сталей. Подготовка кромок под все способы сварки производится механическим способом без термического нагрева.

Выбор сварочных материалов

Для сварки изделия выбираем проволоку Св08Х19Н10 ФБС ГОСТ 224670, имеющую аустенитную структуру. Использование данной проволоки позволяет получить шов с аустенитноферритной структурой, имеющий высокую пластичность и ударную вязкость.

Перед сваркой необходимо тщательно подготовить свариваемые поверхности (обезжирить). Сварку необходимо производить в среде СО2.

Заключение

В результате выполнения курсовой работы была разработана технология сварки изделия из стали 08Х22Н6Т, определены параметры режима сварки, подобраны сварочное оборудование, а именно сварочная проволока Св08Х19Н10ФБС, выбран сварочный полуавтомат Origo Mig 4004i фирмы Esab.

Термическая обработка для данного случая не требуется.