Зварювання різнорідних сталей
Стик нержавійки з чорною сталлю трапляється постійно: патрубок до корпусу, кронштейн до труби, перехід у трубопроводі. Помилка в присадці дає тріщину не одразу, а під навантаженням або після першого нагріву.
Що відбувається у шві
Під час зварювання аустенітної нержавійки з вуглецевою сталлю метал шва виходить сумішшю обох. Якщо легування не вистачає, частина шва після охолодження перетворюється на мартенсит — тверду й крихку структуру. Саме цією вузькою зоною вздовж лінії сплавлення й іде тріщина.
Рішення: узяти присадку із запасом за хромом і нікелем, щоб навіть після розбавлення основним металом шов лишився аустенітним.
Це головне практичне правило розділу. Звичайна 308L розрахована на зварювання нержавійки з нержавійкою; на стику з чорною сталлю її легування не вистачає, і шов іде в мартенсит. 309L містить більше хрому й нікелю саме заради запасу на розбавлення.
Підбір присадки
| З’єднання | Присадка | Зауваження |
|---|---|---|
| 304 / 316 + вуглецева сталь | 309L | Основний робочий варіант |
| 304 / 316 + низьколегована | 309L або 309MoL | Mo — якщо є в одній зі сторін |
| Нержавійка + чавун | нікелева (Ni, NiFe) | Працює як для чавуну |
| Різні аустенітні | за більш легованою стороною | 316L для стику 304 і 316 |
Загальний принцип: присадка обирається під більш леговану сторону, із запасом. Помилка у зворотний бік — брати матеріал під простішу сталь — не пробачається.
Режим
- Менше розбавлення. Що менше основного металу потрапить у шов, то надійніше збережеться аустенітна структура. Звідси — помірний струм і мінімальне проплавлення вуглецевого боку.
- Дуга ближче до нержавіючого боку під час зварювання кутового шва: так менше розплавляється чорна сталь.
- Тепловкладення обмежене так само, як на звичайній нержавійці: рахуйте погонну енергію.
- Підігрів призначається за вуглецевим боком: порахуйте його вуглецевий еквівалент.
Що врахувати на майбутнє
В аустенітної нержавійки коефіцієнт теплового розширення приблизно в півтора рази більший, ніж у вуглецевої сталі. З’єднання, яке працює за змінної температури, накопичує напруження на межі — тому для циклічних нагрівів таких стиків або уникають, або ставлять перехідну вставку.
І окремо: нержавіючий бік лишається нержавіючим, а вуглецевий — ні. Шов захищає себе, але чорна сталь поряд із ним іржавіє як зазвичай, і покриття для неї треба передбачити заздалегідь.
Часті питання
Чи можна взяти 308L замість 309L?
Ні. 308L розрахована на зварювання нержавійки з нержавійкою. На стику з чорною сталлю метал шва розбавляється вуглецевим боком, легування не вистачає, і з’являється мартенситний прошарок. Тріщина по ньому виникає не одразу, а під навантаженням або після нагріву.
Як варити нержавійку з чавуном?
Нікелевими електродами, як чавун: вони дають пластичний шов і терплять обидва боки. Аустенітна присадка на чавуні працює гірше, бо вуглець із чавуну її окрихчує.
Стик 304 і 316 — це теж різнорідне зварювання?
Формально так, але проблема зовсім інша: обидві сталі аустенітні, мартенсит не загрожує. Беруть присадку під більш леговану сторону, тобто 316L, і варять як звичайну нержавійку.
Оновлено: