Сварка высоколегированных сталей

На создание этой темы меня подвигло вот такое воззвание нашего коллеги:

Мэд Огурец написал : Срочно!!! Срочно!!! Срочно!!!! SOS!!!SOS!!!SOS!!!! Вся инфа по сварке стали p91! Все рекомендации и тп!!! Плиз!!!! Сварка аргоном. Завтра варить, а она какая то... Сложная. Легированая.

Я не великий спец в этом вопросе, но он меня также интересовал и интересует. По конкретно этой стали (9%Cr-1%MoV сталь P91) удалось накопать чуток полезной информации, похожие вопросы изредка возникают на форуме и по иным легированным сталям. Посему, полагаю, будет полезно иметь отдельную ветку по этим вопросам, где будут накапливаться опыт, информация и мнения. Начнем с этой P91 в качестве некоего типового примера.

Насколько знаю, легированные и высоколегированные стали могут быть и аустенитными - сравнительно мягкая незакаливающаяся структура, не дающая особых проблем при сварке (08Х18Н10, например - так называемая "пищевая нержавейка"), а также мартенситными - твердыми после термообработки и весьма чувствительными к ней. А поскольку сварка всегда связана с большими локальными и и весьма неравномерными нагревами, эта твердость мартенситов начинает играть злую шутку - приводит к сильнейшим и неравномерным внутренним напряжениям, что резко повышает хрупкость в местах воздействия температур, дает микрорастрескивания, посему снижает их прочность, особенно связанную с усталостными механизмами (т.е. при переменных нагрузках).

Насколько удалось выяснить, P91 это жаропрочная сталь для химической промышленности и атомных энергоблоков, попалась вот такая обзорная статья по подобным сталям от ОАО НПО «ЦНИИТМАШ».

По ее сварке нашлась вот такая инфа. Если кратко - см. у BÖHLER здесь, 12 стр.:

Пруток для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом и проволока сплошного сечения для сварки теплоустойчивых, жаропрочных мартенситных сталей, легированных 9 % хрома. Специально разработаны для сварки сталей типа ASTM T/P91. Сварные соединения предназначены для долгосрочной работы при температуре до +650 °C. Температура предварительного подогрева и промежуточного прохода 200-300 °C. После сварки шов необходимо охладить до температуры ниже 80 °C для завершения мартенситного превращения. В случае большой толщины свариваемых компонентов, необходимо учитывать возможность наличия остаточных напряжений. Рекомендуется следующая термообработка шва после сварки: отжиг при 760 °C не менее 2 часов и не более 10 часов. Скорость нагрева и охлаждения: до 550 °C, но не более 150 °C/ч; свыше 550 °C - не более 80 °C/ч. Для получения оптимальных значений ударной вязкости, должна применяться технология сварки, которая позволяет формировать тонкие сварочные слои (около 2 мм).

Присадка - ER90S-B9. Это по АДС, там же есть и по РДС и по проволоке (если вдруг понадобится), см. поиском по "P91".

Если подлиннее - тот здесь, но на аглицком, но и с обзором прочих технологий сварки, в т.ч. в сравнении их по результирующей твердости и т.п. Фаренгейты переводятся в Цельсии как C = (F-32)*5/9, PWHT это Post Welding Heat Treatment - термообработка после сварки, HAZ Heat Affected Zone - зона воздействия нагрева.

А по РДС, кстати, электроды для P91 есть и у Линкольна, у нас тут Сварби заключили матримонию с ним, будет попроще с доступом к их продукции.

Мэд Огурец написал : она какая то... Сложная. Легированая.

Да еще как ;)! Удачи! :)

*ps. да, еще из той аглицкой статьи - шов лучше плоский и широкий, посему подразумевается небольшой weave (это или та "плетенка", по которой мы тут охали пару месяцев назад, или чешуйчатость вообще, я с этим термином до конца пока не разобрался), и высокая скорость прохода. Высокие и узкие швы имеют тенденцию к растрескиванию. Вогнутых швов тоже следует избегать (известно, что в них напряжения выше). Толщина одного прохода - 3мм и менее. Где-то попадалось про поддув аргоном изнутри - затерялось, но полезность этого, полагаю, и так очевидна. Еще вроде было про отжиг именно в аргоне - тоже надо разбираться, есть ли такая необходимость. Диапазоны температур отжига и нормализации - довольно невелики, поаккуратнее с этим. Возможен и локальный отжиг, есть рекомендации AWS, есть и просто неплохая статья (но тож на аглицком). Короче - гимор, но дело благородное :)...

pps. вот еще нашлась обширная статья от украинских коллег по сварке высоколегированных сталей.*

Спасибо!) я так понимаю, что и заполнегие лучше проводить двумя узкими валиками? Накрывка там будет так, это сто проц...

Тут вроде что-то было

Мэд Огурец написал : я так понимаю, что и заполнегие лучше проводить двумя узкими валиками? Накрывка там будет так, это сто проц...

Ну, наверное, не двумя, а как обычно - столькими, сколько потребует ситуация (хоть 15-ю, как здесь: или аж 18-ю, как здесь внизу страницы :)), только не думаю, что даже в заполнеии допустимы валики узкие. Так для себя полагаю, что накрывка накрывкой, но черт его знает - если высокий валик окажется пронизан микротрещинами до его какой-то глубины, а последующий проход переплавит его не всю ее - вот вам и скрытый дефект... Вряд ли хоть одному наставнику понравится :confused:...

Еще забыл подчеркнуть из той "аглицкой статьи" про важность не только предсварочного подогрева, но и перед каждым последующим проходом, до 200-300 гр.Ц. (400-550F).

Теперь практика.
Сталь немного... Густая. Восковатая, что ли. Не сильно, но есть. Присадка похожа на нержу. Я в шоке, поэтому забыл маркировку. Уточню. Труба 38,стенка6мм Ток прим 90а. Корень, наполнение до кромок, но не сплавляя их. Накрывка- два -три валика. Не косичка. Особое внимание нужно уделить закрытию замка.ток плюс 10. Так пшеки хотят. Но в других местах, вероятно, другие требования будут.
Поляки ооочень требуют валик по корню.
Такое....

Мэд Огурец написал : Теперь практика. Сталь немного... Густая. Восковатая, что ли.

Наверное, расплавление идет не полностью до жидкого состояния, а до смеси фаз - жидкой и твердой, она и должна, наверное, быть какой-то такой сметанообразной... Аналогично как в углеродистой стали - в верхней части той же фазовой диаграммы сплава железо-углерод при каких-то содержаниях углерода при нагреве прежде чем полностью расплавить сплав мы попадаем в подобную смесь, например - γ+L, Fe3C+L (L - Liquid - жидкость): Не попадались пока диаграммы железо-хром, тем паче +ванадий+молибден, но наверняка и там есть подобные "острова", а то и целые "континеты" :)...

Как это выглядит и чувствуется при "обычной" сварке - наверное, из нас "смертных" :) мало кто скажет, т.к. обычно мы варим сталь очень низкоуглеродистую, ей соответствует самая левая часть диаграммы (до ~0,8%). Там вобщем-то есть, конечно, островок δ+L, но очень маленький, посему там практически сразу попадаешь из δ в жидкую "L" после 1536C.

Хотя вот на 08Х18Н10 в аргоне что-то подобное "вязковатое" мне вроде как тоже чувстовалось... правда, варить мне ее доводилось пока не так уж много... Ну а так - это же, наверное, хорошо - проще варить потолок и вертикаль?

И еще - как у P91 с "кипением"-искрением?

Не кипит. И не искрит.

Да... Предварительный прогрев до 200 град. И поддув не убираем до финиша.просто после корня ставин по минмуму. Я поставл 1-5 лм.

Мэд Огурец написал : Теперь практика.
Сталь немного... Густая. Восковатая, что ли. Не сильно, но есть. Присадка похожа на нержу. Я в шоке, поэтому забыл маркировку. Уточню. Труба 38,стенка6мм Ток прим 90а. Корень, наполнение до кромок, но не сплавляя их. Накрывка- два -три валика. Не косичка. Особое внимание нужно уделить закрытию замка.ток плюс 10. Так пшеки хотят. Но в других местах, вероятно, другие требования будут.
Поляки ооочень требуют валик по корню.
Такое....

Саш, я вижу, что ты реально подсел на аргон... Ты на Польшу собираешься что-то делать, или на евросертификат сдавать там собираешься? Я тоже закончил курсы сварщиков, хотел было подучиться варить аргоном, но у нас даже спецов-то нету, которые могут научить, а те, кто есть не захотели учить...