Технология сварки двухслойных (плакированных) сталей

Двухслойные (плакированные) стали представляют собой прокатанные в горячую два листа разнородной стали различной толщины: один — основной конструкционный слой из углеродистых или низколегированных сталей толщиной до 150 мм и более, а второй — плакирующий слой (до 10… 12 мм) из высоколегированных коррозионно-стойких сталей. Обычно двухслойные стали используют для изготовления аппаратуры, работающей в коррозионной среде. Их применение позволяет без снижения работоспособности конструкций резко уменьшить потребление дефицитных высоколегированных сталей. С целью экономии никеля и хрома двухслойные стали широко применяют в химическом, нефтехимическом и энергетическом производстве (нефтеперегонные ректификационные колонны, трубопроводы, корпуса и днища сосудов).

Для плакирующего слоя, находящегося в контакте с агрессивной средой, применяют хромоникелевые аустенитные, аустенитноферритные стали марок 08Х18Н10Т, 10Х18Н10Т, 08Х18Н12Б,.

• 10Х17Н13М2Т и др. или высокохромистые ферритные и мартенситноферритные стали (08X13, 12X13 и др.). Основной конструкционный слой, воспринимающий силовые нагрузки, изготавливают из сталей марок ВСт. З, 20К, 15ХМ и др. Сварные соединения из этих сталей должны отвечать следующим требованиям:
• 1) плакированный слой должен быть однородным, при этом его коррозионная стойкость не должна быть пониженной;
• 2) в сварном шве между плакирующим и основным слоями нс должны образовываться комплексные сплавы с пониженными механическими свойствами.

Обеспечение указанных требований достигается выбором способа сварки и его режимов, соответствующих сварочных материалов, разделки кромок и последовательности выполнения сварки.

Основные типы и конструктивные элементы формы подготовки кромок в зависимости от способа сварки регламентированы ГОСТ 16 098–80. Слои сваривают раздельно, используя различные сварочные материалы.

Наибольшую трудность при сварке представляет обеспечение требуемого перехода от основного конструкционного слоя к плакирующему слою, так как разбавление последнего металлом основного конструкционного слоя резко снижает его коррозионные свойства. Поэтому при сварке по обычной схеме в первую очередь выполняют разделительный слой, обеспечивающий аустенитную или аустенитноферритную структуру, а также отсутствие закалочных структур в зоне сплавления с конструкционными сталями. Для его выполнения ручной дуговой сваркой при плакирующем слое из сталей типа 18−10 применяют покрытые электроды типа Э-10Х25Н13Г2. Для сварки под флюсом используют проволоку Св-07Х25Н12Г2Т, флюс АН-26 или АН-45.

Вторым выполняют основной конструкционный слой до полного заполнения разделки по обычной технологии, принятой для данной конструкционной марки стали. Последним выполняют плакирующий слой, что обусловлено требованиями не подвергать повторному нагреву высоколегированный металл и обеспечить его коррозионную стойкость.

При выполнении плакирующего слоя используют сварочные материалы, обеспечивающие его работоспособность, равную работоспособности плакирующего слоя. Так, например, если в качестве плакирующего слоя используются стали 08X13, 12X13, то для его сварки применяют покрытые электроды типа Э-10Х25Н13Г2Б или проволоку для сварки под флюсом марки Св-10Х16Н25АМ6, плакирующий слой из сталей 10X17H13M3T и им подобных сваривают электродами типа Э-09Х19Н10Г2М2Б или проволокой Св-06Х20Н11МЗТЮ.

Если к сварному соединению из двухслойного металла, плакированного сталью 18−8, не предъявляются требования стойкости против межкристаллитной коррозии, сварку плакированного слоя целесообразно выполнять электродами типа Э-10Х25Н13Г2 (марок ЦЛ-25,ЗИО-8), а при наличии таких требований — электродами типа Э-10Х25Н13Г2Б (марок ЗИО-7, ЦЛ-9).

Конструкции и изделия из двухслойной стали, как правило, нс подвергаются термической обработке. При необходимости термическая обработка должна выполняться с учетом обеспечения требуемой коррозионной стойкости сварного соединения.