Применение разнородных сталей и сварных соединений

Применение разнородных сталей и сварных соединений [c.133]

Сварка разнородных сталей. Комбинированные сварные конструкции из разнородных сталей являются перспективными, так как в них достигается наиболее рациональное распределение материала в соответствии с условиями работы каждого из участков изделия. В энергетических установках находят применение сварные узлы, в которых требуется как соединение сталей одного структурного класса, но разного легирования, так и соединение сталей разных структурных классов. [c.210]

Важной задачей является правильный выбор способа сварки в соответствии с назначением, формой и размерами конструкций. Назначение способа сварки в значительной степени определяется свариваемостью, особенно при соединении разнородных материалов, конструктивным оформлением сварных соединений, степенью их ответственности и производительностью процесса. Необходимо также учитывать тип соединений, присадочный материал, приемы и обеспечение удобства выполнения сборочно-сварочных соединений. Эти условия предопределяют механические свойства соединений и допускаемые напряжения, необходимые для прочностных расчетов конструкций. Так, для сварки длинных швов встык более технологично применение дуговой автоматической сварки. Толстостенные элементы соединяют электрошлаковой сваркой. Для сварки внахлест тонколистовых материалов рационально применение контактной сварки. Некоторые виды свариваемых материалов (алюминиевые и титановые сплавы, нержавеющие стали и т. п.) требуют надежной защиты зоны сварки от окисления, т. е. применения аргонно-дуговой, электронно-лучевой и диффузионной сварки. Необходимо также учитывать возможности механизации и автоматизации процесса выбранного способа сварки. [c.164]

При изготовлении из перлитных сталей плакированных сварных трубопроводов с малым внутренним диаметром (300—350 мм) возникают трудности из-за невозможности сварки плакирующего слоя с внутренней стороны. Вариант сварки с применением соответствующих перлитных присадочных материалов для выполнения швов на основной части трубы с последующей подваркой плакировки аустенитными электродами в данном случае неприемлем. Поэтому для сварки плакированных труб относительно малых диаметров применяется трудоемкая технология, которую используют при сварке разнородных соединений из сталей перлитного и аустенитного классов [1]. [c.409]

Применение разнородных соединений способствует не только уменьшению расхода легированных сталей, но и позволяет повысить прочность конструкции. При использовании сварных соединений разнородных сталей необходимо правильно выбирать сварочные материалы, изучать структуру и свойства зоны сплавления, оценивать напряженное состояние конструкции и ее поведение в эксплуатации. [c.147]

В практике сварных конструкций могут встречаться также разнородные сварные соединения аустенитных сталей первой и второй групп между собой. В этих случаях целесообразно для большинства сочетаний свариваемых сталей использовать электроды, предназначенные для сварки сталей второй группы. Применение наиболее распространенных аустенитно-ферритных электродов для сварки между собой аустенитных сталей первой и второй групп нежелательно из-за опасности образования трещин в первых слоях, примыкающих к более легированной стали. [c.39]

В табл. 7 приведены возможные сочетания сталей, нашедшие использование или намеченные к применению в сварных узлах паровых и газовых турбин. Наиболее распространенными являются сварные соединения перлитных сталей с 12-процентными хромистыми и перлитных или хромистых с аустенитными. Основные сведения по сварным соединениям разнородных сталей одного класса приведены в пп. 2, 3 и 4. [c.44]

В настоящее время в эксплуатации находится большое количество диафрагм, лопатки и бандажные ленты которых изготовлены из хромистых сталей, а тела и ободья — из дешевых перлитных сталей (глава VHI). В паровых турбинах на сверхкритические параметры пара неизбежным является переход от аустенитного паропровода и паровпуска к перлитным наружному и внутреннему цилиндрам. Подобное соединение в конструктивном отношении наиболее удачно выполнять сварным. Большие преимущества имеет применение, в первую очередь в газотурбостроении, сварных дисков и роторов из разнородных сталей, условно называемых композитными . Примеры указанных комбинированных сварных соединений из разнородных сталей даны в главах VI, VH, VHI и IX. [c.82]

Перспективность применения композитных дисков и роторов, как и других узлов турбин из разнородных сталей, обусловлена в первую очередь неравномерностью температуры в них. Сварные соединения разнородных сталей могут использоваться в некоторых из типов сварных роторов и дисков, показанных на фиг. 66. В настояш,ее время известны примеры изготовления и успешной работы композитных дисков (фиг. 66, е), дисков из аустенитной стали с приварными полувалами из стали перлитного класса и соединений, заменяющих собой муфты и фланцевые соединения для связи консольных дисков с роторами (фиг. 66, д). Ниже рассмотрены основные особенности этих конструкций. [c.126]

Свариваемость, т.е. пригодность сталей к формированию качественных сварных соединений, является комплексной характеристикой, включающей показатели технологической прочности (стойкость против образования горячих и холодных трещин) и показатели эксплутационной прочности. Неоднородность различного типа, присущая сварным соединениям рассматриваемого вида, а также ее изменение во времени, обусловливает зависимость их эксплуатационной прочности от времени и температуры. Поэтому свариваемость сочетания разнородных сталей неадекватна ее составляющим и требует решения ряда дополнительных самостоятельных проблем путем применения специальной технологии сварки. [c.382]

Особенности образования соединения при сварке, связанные с неравномерным нагревом и воздействием деформационного цикла, неизбежно приводят к неоднородности структуры и свойств отдельных его зон. С повышением уровня легирования стали или сплава и особенно с применением термически упрочняемых материалов неоднородность заметно возрастает. Она неизбежна в сварных соединениях разнородных сталей, находящих широкое применение в конструкциях, работающих при высоких температурах. [c.56]

В комбинированных сварных конструкциях из разнородных сталей высокотемпературных установок находят применение стали разного уровня жаропрочности. По сочетанию свариваемых сталей они могут быть разделены на конструкции из сталей одного структурного класса, но разного легирования (конструкционные с теплоустойчивыми сталями, аустенитные стали разного уровня жаропрочности) и конструкции из сталей разного структурного класса, среди которых наиболее распространены соединения перлитных сталей с аустенитными и мартенситными или ферритными высокохромистыми сталями. Основные типы подобных конструкций, условия их сварки и требования к их работоспособности изложены в монографии автора [29]. [c.251]

Конструктивная сложность оборудования, обилие сварных соединений, значительные механические нагрузки (рабочая, ветровая и др.), обычно циклического низкочастотного характера, высокие, с периодическим варьированием, температуры, применение разнородных металлов (биметаллов) создают в этом оборудовании значительные внутренние напряжения. Это в сочетании с применением сталей повышенной прочности вызывает склонность к коррозии под напряжением. [c.27]

Изготовление переходных элементов сварных соединений из разнородных сталей. Сварные соединения из разнородных, например перлитных и аустенитных, сталей широко применяют в различных областях техники. Как правило, эксплуатационная надежность и технологичность изготовления многих деталей, а следовательно, и машин в целом в большой степени зависят от этих соединений. При изготовлении трубопроводов из разнородных сталей считается целесообразным применять специальные сварные биметаллические переходники, сваренные заранее по оптимальной технологии в заводских условиях из двух отрезков труб разнородных сталей [49]. Такие переходники ввариваются в трубопроводы в монтажных условиях с выполнением двух сварных соединений из однородных сталей. В ИЭС им. Е. О. Патона было предложено выполнять соединения из перлитных и аустенитных сталей с помощью специальных переходных элементов, изготовляемых из стали ПС путем последовательного электрошлакового переплава электродов различного состава [29]. Применение таких переходных элементов позволяет существенно повысить работоспособность сварных соединений. [c.51]

Таким образом, пр(и сварке легированных сталей целесообразно использование специальных сварочных материалов, введение в некоторых случаях подогрева перед сваркой, замедленного охлаждения шва после сварки, а также применение термической обработки сварных соединений. Рассмотрим, чем отличается технология и организация производства узлов трубопроводов при применении легированных (и разнородных) сталей. [c.152]

Все неразъемные соединения в конструкции грейфера должны быть свар ными. Применение заклепочных соединений допускается только для элементов, изготовленных из разнородных материалов, например стали и алюминиевого сплава, причем места контактов этих материалов должны иметь защитные по> крытия, предотвращающие их электрохимическую коррозию. Сварные соедине ния должны удовлетворять требованиям норм Госгортехнадзора для ответствен" ных элементов крановых металлоконструкций. [c.86]

В сварных узлах энергетических установок и различного химического оборудования довольно часто можно встретить сочетание нержавеющих высокохромистых сталей с углеродистыми или низколегированными. При этом высоколегированная сталь используется лишь на участках конструкции, непосредственно контактирующих с агрессивной средой. Основная же, несущая часть конструкции изготовляется из недорогих сталей перлитного класса. Применение сварных соединений из разнородных сталей позволяет значительно снизить расход высоколегированных сталей, а также повысить несущую способность и работоспособность изделия. [c.396]

Применение сварных соединений разнородных сталей позволяет, прежде всего, резко снизить расход в конструкции высоколегированных сталей. В ряде случаев переход к разнородным соединениям дает также возможность повысить несущую способность и работоспособность изделия [46]. [c.137]

При использовании аустенитной стали с низким пределом текучести и высоким коэффициентом линейного расширения можно в отдельных случаях при нагреве до рабочих температур ожидать появления в изделии остаточных напряжений обратного знака тем, которые образовались при охлаждении. Наиболее опасным при этом является возникновение знакопеременных пластических деформаций при наличии большого количества пусков и остановок и исчерпание вследствие этого запаса пластичности материала. Поэтому для конструкций из разнородных сталей, работающих в условиях температур выше 500 550° С, желательно использовать аустенитные стали высокой прочности при относительно умеренных величинах коэффициентов линейного расширения. Перспективным в этом отношении является применение в сварных разнородных соединениях, работающих при температурах выше 550 -580°С, сплавов на никелевой основе. [c.179]

В сварном соединении двухслойной стали участвуют два разнородных металла, отличающихся не только по химическому составу, но и по физическим и механическим свойствам. В связи с этим для основного и облицовочного слоя требуется применение различной технологии и техники сварки. В этом заключается главная особенность сварки двухслойного металла. [c.162]

Некоторые пары разнородных металлов, не поддающиеся непосредственной сварке, оказывается возможным сваривать при помощи промежуточных прослоек. Такую сварку можно осуществлять для различных пар. Однако наибольший интерес для авиационного конструктора представляет сварка деталей из алюминиевых сплавов с деталями из высокопрочных сплавов, воспринимающими большие сосредоточенные силы. Исследования показали, что применение промежуточных прослоек при сварке, равно как и способ их применения, в значительной степени влияет на качество соединения. Так, например, сварные соединения стали, покрытой оловом методом погружения, с технически чистым алюминием обладают низкой коррозионной стойкостью при эксплуатации на море. Если же сталь до сварки покрыть оловом гальваническим способом, то коррозионная стойкость сварного соединения повышается. Сварные соединения стали, покрытой алюминием, и технического алюминия обладают хорошей коррозионной стой- [c.170]

Современная техника неразрывно связана с созданием конструкций из тугоплавких металлов, высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов, цветных металлов и сплавов, сварные соединения которых имеют повышенную прочность, пластичность, коррозионную стойкость. Для сварки тугоплавких, активных, разнородных металлов и сплавов, а также металлов и неметаллов необходимо применение диффузионных сварочных установок. [c.61]

СКЛЕИВАНИЕ МЕТАЛЛОВ. Применение клеевых соединений в металлич. конструкциях позволяет надежно, достаточно прочно и просто соединять разнородные металлы различных толщин при этом исключается сверление отверстий, устраняется опасность концентрации напряжений вокруг заклепок, болтов или сварныХ точек, т. к. клеевой шов распределяет нагрузку равномерно по всей площади соединения не возникает выпучивания отдельных участков конструкции (что характерно для заклепочных соединений) клеевое соединение не ослабляет металл (что характерно для сварных соединений в результате изменения св-в металла в области сварного шва). Клеевые соединения препятствуют возникновению коррозионных явлений, создают герметичное соединение, не требующее дополнит, уплотнения, облегчают вес конструкции, допуская применение довольно тонких металлов. Склеивание эффективно в случае необходимости создать тепловую, а иногда и электрич. изоляцию. По сравнению с заклепочными и сварными соединениями клеевое соединение обладает высокой прочностью при эксплуатации в условиях умеренных темп-р, при вибрационных нагрузках и тонких сечениях металлов. Недостатки метода склеивания сравнительно невысокая теплостойкость клеевых соединений па органич. клеях, склонность к старению с течением времени, отсутствие простого и надежного контроля качества клеевых соединений, необходимость в большинстве случаев нагревания соединяемых склеиванием деталей кроме того, клеевые соединения отличаются низкой прочностью при перав-номерном отрыве. Перед нанесением клея поверхность металлов очищают от различных загрязнений, особенно от масла и жира. Прочность склеивания повышают путем создания на поверхности металла оксидной пленки. Поверхность деталей можно также анодировать. Детали из нержавеющей стали рекомендуется подвергать химич. травлению. [c.172]

Перспективность применения сварных соединений из сталей разных классов, условно иногда называемых композитными , определяется также и тем, что в большинстве деталей турбин распределение рабочих температур является неравномерным, причем, как правило, до температур, требующих использования аустенитных сталей, нагрета лишь относительно небольшая часть детали, непосредственно соприкасающаяся с рабочей средой. В настоящее время, в связи с широким использованием охлаждения основных элементов турбин, неравномерность распределения температур, а следовательно, и возможность применения сварных конструкций из разнородных сталей еще более возрастают. Необходимо также учитывать, что жаропрочные аусте-нитные стали обладают пониженной длительной пластичностью при температурах 500—600 (в завцсимости от марки стали), а при более низких температурах менее прочны, чем наиболее распространенные перлитные теплоустойчивые стали. Поэтому применение сварных конструкций из разнородных сталей приводит к более рациональному распределению материала в изделии и в ряде случаев — к повышению работоспособности последнего. [c.44]

В условиях работы при постоянной температуре композиция аустенитнога металла шва (на железной или никелевой основе) не оказывает влияния на характер разрушения разнородных сварных соединений. В то же время испытания последних при циклически изменяющихся температурах показывают преимущества электродов на никелевой основе с точки зрения уменьшения вероятности хрупких разрушений в зоне сплавления. Поэтому для сварных соединений из разнородных сталей, имеющих в процессе эксплуатации большое количество пусков и остановок и работающих при температуре выше 400—550°, наиболее целесообразным является применение аустенитных электродов на никелевой основе. [c.50]

Применением газовой защиты или флюсов. Удается при нагреве до Т = == 12004-1250° С получить качественное сварное соединение и удовлетворительную микроструктуру околошов-ной зоны. Защитная среда должна быть восстановительной. Жесткие пределы температурного режима сварки и необходимость применения защитной среды ограничивают применение этого способа. Сварка плавлением. Изделия, подлежащие сварке, плотно прилегают друг к другу отбортованными кромками 2, которые разогреваются и оплавляются с помощью индуктора /. выполненного по контуру свариваемых кромок (рис. 22). По всему периметру изделия создается ванна расплавленного металла, кристаллизация которой происходит без приложения давления Этот процесс применим для сварки изделий с толщиной стенки от 0,3 до 1,5 мм из малоуглеродистых сталей, сталей аустенитного класса, сплавов титана, а также комбинаций из разнородных металлов и сплавов. Частота тока источника питания выбрана 70 и 440 кГц. Скорость нагрева 250—8000 °С/с Во всех случаях рекомендуется применение защитных сред. Возможна сварка изделий цилиндрической, овальной и прямоугольной форм с максимальной длиной сварного шва 500 мм. Наиболее целесообразно применение процесса в случаях, когда в непосредственной близости от шва находятся элементы из нетеплостойких материалов, а также для массового, автоматизированного производства однотипных деталей. [c.38]

Одним из путей экономии дорогостоящих высоколегированных сталей является применение комбинированных конструкций, изготовленных из нескольких сталей. Сварка высоколегированных сталей со средне- или низколегированными и обычными углеродистыми сталями явилась настолько трудной задачей, что составила целую проблему, известную как проблема сварки разнородных сталей. При сварке разнородных сталей в шве часто появляются трещины, в зоне сплавления может происходить изменение структуры с образованием прослоек, существенно отличающихся от структуры свариваемых металлов. Сварка разнородных сталей затруднена еще тем, что в подавляющем большинстве случаев они отличаются друг от друга коэффициентом линейного расширения. Основным путем решения вопроса сварки разнородных сталей является использование сварочных материалов, способствующих. получению аустенитного металла шва с высоким содержанием никеля, который обеспечивает стабильную зону сплавления. Содержание никеля в металле шва зависит от температуры его эксплуатации. Для экономии никеля сварные соединения разнородных сталей делят на четыре группы I — работающие пои температурах до 350 °С, П — 350 —450 °С, И1 —450 —550°С и IV —выше 550 °С. Ручную сварку разнородных сталей первой группы можно производить существующими электродами. Не следует пользоваться электродами типа ЭА-1. Для соединений П—IV групп рекомендуются электроды АНЖР-1, АНЖР-2 и АНЖР-3. В остальном технология сварки разнородных сталей такая же, как и сварки других сталей. [c.113]

В большинстве случаев сварное соединение должно иметь структуру и свойства, аналогичные основному металлу. Методы электродуговой сварки чугуна с применением электродов из стали или пежелез." ых сплавов используют в тех случаях, когда до. 1и ны быть обеспечены обрабатываемость св рного соединения и плотность наплаики, а условия эксплуатации допускают разнородность [c.677]

Известны примеры большого числа подобных разнородных соединений в узлах энергетических установок и химического оборудования. Так, в паровых и газовых турбинах сварные соединения аустенитной или 12-процентной хромистой стали с перлитной используются в стыках трубопроводов, узлах паровпуска, диафрагмах, композитных дисках с аустенитным ободом и перлитным иентро.м и в ряде других узлов [52]. В химических аппаратах сварными из разнородных сталей изготовляются стыки трубопроводов, сис лы, работающие под давление.м, и др. [30]. Широкое применение в этих аппаратах находит биметаллический прокат с отно-136 [c.136]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...