Способы и технологии электрошлаковой сварки с регулируемым термическим циклом

Введение. Повышение качества и эксплуатационной надежности конструкций энергетического оборудования является актуальной задачей сварочного производства. Её решение возможно на основе разработки или выбора прогрессивных способов и технологий электрошлаковой сварки (ЭШС), устраняющих причины образования трещин отпуска (ТО) в толстолистовых сварных соединениях. Настоящая работа посвящена сравнительной оценке рекомендаций по выбору подобных прогрессивных способов ЭШС. Целями работы являлись решение проблем формирования мелкозернистой, однородной, устойчивой против образования трещин, структуры металла сварного соединения с высокими механическими характеристиками и снижения негативного влияния термического цикла ЭШС на основной металл. Решение этих проблем возможно на основе обоснованного выбора способов и технологий ЭШС с регулируемым (управляемым) термическим циклом.

Материалы и методы. Проведён обзор прогрессивных способов и технологий ЭШС с управляемым термическим циклом; выполнено сравнение их достоинств и недостатков; предложены практические рекомендации по выбору прогрессивных методов управления параметрами термического цикла.

Результаты исследования. Показано, что умеренное тепловложение при скоростной ЭШС в узкую разделку позволяет за один проход сформировать сварное соединение с более мелкозернистой структурой и высокими механическими свойствами по сравнению со штатными технологиями ЭШС и автоматической сварки под флюсом. Даны рекомендации по практическому использованию способа в сварочном производстве.

Обсуждение и заключение. Полученные результаты рекомендуется использовать при разработке технологии ЭШС толстолистовых сварных конструкций атомного и теплоэнергетического оборудования, позволяющей отказаться от послесварочной термической обработки в виде нормализации и высокого отпуска.

1. Полетаев, Ю. В. Сварка теплоустойчивых сталей большой толщины / Ю. В. Полетаев, В. Ю. Полетаев. ― Ростов-на-Дону : Изд-во Дон. гос. тех. ун-та, 2017. — 167 с.

2. Макаров, Э. Л. Теория свариваемости сталей и сплавов / Э. Л. Макаров, Б. Ф. Якушин. — Москва : Изд-во Мос. гос. тех. ун-та. им. Н. Э. Баумана, 2014. — 487 с.

3. Полетаев, Ю. В. Влияние способа выплавки стали Cr-Ni-Mo-V на склонность к межзеренному разрушению при электрошлаковом переплаве / Ю. В. Полетаев, В. Ю. Полетаев // Технология машиностроения. — 2016. — № 8. — С. 5–10.

4. Полетаев, Ю. В. Влияние термического цикла сварки и повторного нагрева на структурнофазовые изменения низколегированной стали Cr-Ni-Mo-V / Ю. В. Полетаев, В. Ю. Полетаев // Вестник Донского государственного технического университета. — 2016. — Т. 16, № 4 — С. 96–103.

5. Зубченко, А. С. Исследование влияния повторного нагрева на упрочнение и растрескивание сварных соединений перлитных сталей / А. С. Зубченко, А. В. Федоров, Е. А. Суслова // Сварка и диагностика. — 2009. — № 4. — С. 2–5.

6. Зубченко, А. С. Исследование причин растрескивания сварных соединений толстостенных сосудов давления при последующей термической обработке / А. С. Зубченко, А. В. Федоров, Ю. В. Нечаев // Сварка и диагностика. — 2009. — № 2. — С. 21–25.

7. Krishna, K. Narrow-gap improved electroslag welding for bridges / K. Krishna // Welding in the World. — 1996 — Vol. 38, no. 11. — P. 325−335. FHWA Memorandum: Narrow-gap electroslag welding for bridges. — March 20, 2000. — Р. 76−83.

8. Земзин, В. Н. Термическая обработка и свойства сварных соединений / В. Н. Земзин, Р. З. Шрон. — Ленинград : Машиностроение, 1978. — 367 с.

9. Потапов, Н. Н. Особенности металлургических процессов при ЭШС конструкционных сталей с использованием флюсов пониженной основности / Н. Н. Потапов, А. И. Рымкевич, М. Б. Рощин // Сварочное производство. — 2011. — № 1. — С. 27–32.

10. Рымкевич, А. И. Влияние химической активности флюса на свойства наплавленного металла при электрошлаковой сварке и электрошлаковом переплаве / А. И. Рымкевич, Н. Н. Потапов, М. Б. Рощин // Сварочное производство. — 2011. — № 3. — С. 3–8.