3.

ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ

 

3.1. Сварные конструкции должны проектироваться с учетом рационального применения сочетаний разнородных сталей и выполнения максимального объема сварочных работ на заводе – изготовителе.

3.2. При проектировании ответственных (нагруженных) конструкций из разнородных сталей разных структурных классов рекомендуется:

а) предпочитать стыковые соединения другим видам угловым, тавровым, нахлесточным (черт.1,2).

Расположение швов должно обеспечивать удобство сварки, надежность ее выполнения;

б) располагать разнородные соединения в наименее нагруженных областях конструкций и в зонах пониженных температур;

в) максимально возможно исключить в области разнородных швов концентраторы напряжений;

г) предусмотреть эффективный контроль внешних и внутренних недопустимых дефектов;

д) принимать конструктивные и другие решения, исключающие необходимость термической обработки;

 

 

 

D – диаметр трубы;

S – толщина стенки трубы;

1 – сталь аустенитного класса (12Х18Н10Т);

2 – сталь перлитного класса (ВСт3сп)

 

Черт.1.

 

L – по черт.1;

1 – сталь перлитного класса;

2 – сталь аустенитного класса (12Х18Н10Т).

 

Черт.2.

 

е) для повышенных температур и сложных условий эксплуатации вводить в соединение промежуточные конструктивные элементы (черт.3) из более стабильных сталей или наплавок (черт.4-5) с целью ограничения развития хрупких прослоек;

ж) в случае неизбежности проведения термообработки предусматривать сварочные материалы, наплавку кромок или вставки, обеспечивающие ступенчатое изменение коэффициента линейного расширения.

 

 

1 – углеродистая или низколегированная перлитная сталь;

2 – вставка из стабильной перлитной стали;

3 – сталь аустенитного класса.

Черт.3.

 

 

 

 

 

 

 

Подготовка кромок                                        Выполненный шов

 

 

мм

 

^х) Наплавка выполняется только при S ≥ 10 мм

 

Черт.4.

 

Подготовка кромок                                                                 Выполненный шов

 

 

 

мм

 

Черт.5.

 

3.3. В случае если термическая обработка (необходимая для закаливающихся сталей, для низкоуглеродистых и низколегированных сталей толщиной более 36 мм или по другим причинам) вызывает снижение коррозионной стойкости высоколегированной стали, конструкцией должна быть предусмотрена возможность термической обработки части изделия с приварной переходной частью из коррозионностойкой стали.

3.4. При разработке технологического процесса сварки разнородных сталей необходимо учитывать:

а) технологические особенности (свариваемость) сталей, специальные требования (к подогреву, термообработке и т.п.), которые принимаются для разнородного соединения по действующей нормативно-технической документации на сварку обеих сталей, составляющих разнородное соединение;

б) возможность образования дефектов, особенно холодных и горячих трещин, специфических для каждой из свариваемых сталей;

в) возможность развития структурной неоднородности;

г) необходимость и достаточность обеспечения механических свойств соединения и коррозионной стойкости в соединениях сталей равной (примерно равной) толщины не ниже, чем у стали, обеспечивающей меньшими показателями указанные свойства.

3.5. Максимальная температура эксплуатации разнородных сварных соединений не должна быть выше, чем меньшая из допускаемых для обеих сталей, но не выше 550⁰С, предельная минимальная температура не должна быть ниже, чем большая из допустимых для каждой стали, но не ниже – 40 ⁰С. Рекомендуется при проектировании расчет изделий на прочность производить с учетом наличия разнородных соединений.

3.6. При определении конструктивных элементов подготовки кромок следует руководствоваться ГОСТ 5264-69, ГОСТ 8713-70, СП 1513-72, а также настоящей или другой нормативно-технической документацией, обеспечивающей служебные свойства сварных соединений, требуемые для данной конструкции.

3.7. Подготовка кромок под сварку выполняется механической обработкой, плазменной, воздушно-дуговой или кислородно-флюсовой резкой.

На деталях из легированных и высоколегированных сталей после плазменной, воздушно-дуговой или кислородно-флюсовой резки необходимо оставлять припуск на механическую обработку не менее 1 мм, а на деталях из теплоустойчивых хромомолибденовых сталей типа 12ХМ – не менее 4-5 мм.

3.8. Перед сборкой кромки и прилегающие к ним поверхности должны быть зачищены до металлического блеска с двух сторон на ширину не менее 20 мм и обезжирены ацетоном, уайт-спиритом и другими растворителями с применением протирочных материалов из хлопчатобумажной ткани.

3.9. Фиксацию деталей при сборке конструкций производить прихватками, электродами соответствующих марок (см. табл.2), предназначенными для сварки данных сочетаний сталей.

3.10. Размеры прихваток и расстояния между ними устанавливаются технологическим процессом или другой нормативно-технической документацией завода-изготовителя.

3.11. Прихватки рекомендуется располагать со стороны, противоположной выполнению первого прохода. Постановка прихваток на пересечении швов не допускается.

3.12. Прихватки перед сваркой должны быть тщательно зачищены, имеющиеся недопустимые дефекты (трещины, газовые поры и др.) должны быть исправлены.

3.13. Сварку деталей и узлов разрешается производить только после приемки качества сборки отделом технического контроля.

3.14. Сварка должна производиться согласно технологическим процессам, разработанным на основании чертежей и настоящего РТМ.

3.15. При выполнении сварочных работ на открытых площадках должны быть приняты меры защиты места сварки от воздействия атмосферных осадков и ветра.

3.16. Минимально допустимая температура окружающего воздуха и подогрева устанавливается с учетом свариваемости менее технологичной стали, входящей в данное сварное соединение.

3.17. Температура подогрева контролируется приварными термопарами (термощупами), термокарандашами и термокрасками.

Замеры температуры производятся в пределах зоны равномерного нагрева на расстоянии не менее 100 мм от свариваемых кромок (по обе стороны) в точках, указанных в технологическом процессе.

 

 

 

4. СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

 

4.1. Для выполнения сварочных работ может применяться оборудование любого типа, обеспечивающее заданные настоящим РТМ режимы сварки и надежность работы.

4.2. Для автоматической сварки применяются сварочные автоматы типа ТС-17МУ, ТС-32, ТС-35 и другие серийно выпускаемые промышленностью.

4.3. В качестве источников питания применяются выпрямители и преобразователи постоянного тока, параметры которых позволяют обеспечить режимы сварки.

4.4. Установки и аппараты для автоматической сварки должны быть снабжены исправными контрольно-измерительными приборами для измерения силы сварочного тока и напряжения.

4.5. Посты ручной сварки следует оборудовать амперметрами или другими устройствами (приборами), обеспечивающими надежный контроль величины сварочного тока.

4.6. Колебания напряжения питающей сети, к которой подключено сварочное оборудование, допускаются в пределах ±5% от номинального значения.

4.7. Электродержатели для ручной сварки должны удовлетворять требованиям ГОСТ 14651-69.

4.8. Электросварщик должен быть снабжен комплектом вспомогательного инструмента, в который входят: молоток с заостренным концом, стальная щетка, набор шаблонов для промера размеров швов, личное клеймо для клеймения швов, слесарный молоток и зубило.

4.9. Электросварщики при выполнении автоматической сварки под флюсом также должны быть снабжены комплектом вспомогательного инструмента, в который входят: набор гаечных ключей, отвертка, напильник, плоскогубцы, молоток, зубило, стальная щетка, личное клеймо для клеймения швов и т.д.

 

 

 

5. СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

 

5.1. При выборе сварочных материалов для сварки разнородных сталей необходимо учитывать вероятность развития в сварных соединениях структурной, химической и механической неоднородности, которая может снизить работоспособность изделия. Выбор сварочных материалов следует производить по табл.2 и 3 с учетом требований и рекомендаций настоящего раздела.

5.2. При сварке между собой сталей одного структурного класса разных марок следует применять один из сварочных материалов, рекомендуемых действующей нормативно-технической документацией для сварки каждой из этих марок сталей.

5.3. При сварке разнородных малоуглеродистых и низколегированных сталей перлитного класса (разных марок) следует отдавать предпочтение более технологичным сварочным материалам, которыми, как правило, являются менее легированные, обеспечивающие более низкий предел прочности и более высокую пластичность.

Например, если для сварки стали ВСт3сп рекомендуются электроды типа Э42А, а для стали 09Г2С-Э50А, то для сварки этих сталей между собой следует предпочитать электроды Э42А.

5.4. Режимы предварительного и сопутствующего подогрева при сварке, режимы сварки, а также термической обработки должны применяться с учетом свариваемости менее технологичной стали, входящей в данное соединение, и выполняться в соответствии с РТМ 26-44-71 [24].

Например:

а) при сварке стали ВСт3сп со сталью 12ХМ особые условия сварки (режим подогрева, термообработка и т.п.) должны быть приняты по рекомендациям для стали 12ХМ. При этом сварочные материалы принимаются, как указано в п.5.2, 5.3;

б) при сварке стали 12Х18Н10Т со сталью 03Х21Н21М4ГБ (ЗИ-35) должны быть приняты режимы и приемы сварки, рекомендуемые для стали 03Х21Н21М4ГБ, склонной к горячим трещинам.

5.5. При сварке разнородных высоколегированных коррозионностойких сталей аустенитно-ферритного и ферритного классов следует предпочитать менее легированные сварочные материалы (п.5.2), но обеспечивающие аустенитную структуру металла шва с некоторым количеством ферритной фазы. Исключение могут составлять случаи сварки сталей разной толщины (п.5.5).

 

 

Таблица 2. Электроды для ручной электродуговой сварки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сочетание марок стали в сварном соединении (А+Б)		Электроды			Примечания, допускаемая рабочая температура, условия сварки
А	Б	ГОСТ или ТУ	тип*	марка
12МХ 12ХМ 15ХМ 12Х1МФ 15Х5 15Х5М 15Х5МУ 12Х8ВФ	08Х13 08Х17Т 15Х25Т	ГОСТ 9466-75 10052-75 ГОСТ 9466-75 ТУ 14-4-598-75 с изм.1 ТУ 14-4-568-74	Э-10Х25Н13Г2	ОЗЛ-6 и им равноценные	п.3.3, 3.5, 5.4, 5.7, подогрев сталей 12ХМ, 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ до 200-300 0С; 15Х5, 15Х5М, 15Х5МУ, 12Х8ВФ до 300-350 0С, термообработка 08Х13, 08Х17Т, 15Х25Т – для ненагруженных конструкций
	08Х22Н6Т 12Х18Н9Т 08Х18Н1ОТ 12Х18Н10Т 08Х18Н1О 08Х18Н12Б 08Х18Г8Н2Т 03Х18Н11 08Х17Н13М2Т 10Х17Н1ЗМ2Т 10Х17Н1ЗМ3Т 08Х17Н15М3Т 08Х21Н6М2Т 03Х17Н14М3		08Х24Н40М7Г2   08Х24Н60М10Г2	АНЖР-2   АНЖР-1
	03Х21Н21М4ГБ 06ХН28МДТ 03ХН28МДТ 03ХН26МДБ				То же и приемы против горячих трещин
08Х13 08Х17Т 15Х25Т	08Х22Н6Т 12Х18Н9Т 08Х18Н1ОТ 12Х18Н10Т 08Х18Н1О 08Х18Н12Б 08Х18Г8Н2Т 03Х18Н11 08Х17Н13М2Т 10Х17Н1ЗМ2Т 10Х17Н1ЗМ3Т 08Х17Н15М3Т 08Х21Н6М2Т	ГОСТ 9466-75 10052-75	Э-11Х15Н25М6АГ2   Э-10Х25Н13Г2   Э-10Х25Н13Г2Б	НИАТ-5 ОЗЛ-6 ЦЛ-9 и им равноценные	п.3.3, 3.5, 5.4, возможен подогрев до 150-250 0С – для ненагруженных конструкций; при наличии требований по МКК – только Э-10Х25Н13Г2Б, до 350 0С
Сочетание марок стали в сварном соединении (А+Б)		Электроды			Примечания, допускаемая рабочая температура, условия сварки
А	Б	ГОСТ или ТУ	тип*	марка
08Х13 08Х17Т 15Х25Т	03Х17Н14М3 03Х21Н21М4ГБ 06ХН28МДТ 03ХН28МДТ 03ХН26МДБ	ГОСТ 9466-75 10052-75
12Х18Н9Т 08Х18Н1ОТ 08Х18Н1О 08Х18Н12Б 08Х22Н6Т 08Х18Г8Н2Т 03Х18Н11	08Х17Н13М2Т 10Х17Н1ЗМ2Т 10Х17Н1ЗМ3Т 08Х17Н15М3Т 08Х21Н6М2Т 03Х17Н14М3	ГОСТ 9466-75 10052-75	Э-07Х20Н9   Э-04Х20Н9   Э-08Х20Н9Г2Б	ОЗЛ-8   ОЗЛ-14А   ЦЛ-11	Без требований по МКК   То же до 550 0С   При требовании по МКК до 350 0С
	08Х22Н6Т 08Х18Г8Н2Т 03Х18Н11		Э-08Х20Н9Г2Б	ЦЛ-11	До 300 0С 03Х18Н11 – до 350 0С, без требований по МКК – до 450 0С
	03Х21Н21М4ГБ 06ХН28МДТ 03ХН28МДТ 03ХН26МДБ	ГОСТ 9466-75 ТУ14-4-715-75	03Х23Н27М3Д3Г2Б	ОЗЛ-17У и им равноценные	Приемы против горячих трещин
08Х17Н13М2Т 10Х17Н1ЗМ2Т 10Х17Н1ЗМ3Т 08Х17Н15М3Т 08Х21Н6М2Т 03Х17Н14М3		ГОСТ 9466-75 10052-75	Э-02Х19Н18Г5АМ3	АНВ-17 и им равноценные	Без требований по МКК, приемы против горячих трещин

 

^* Без индекса “Э” дано условное обозначение типа, не предусмотренное ГОСТ 10052 -75.

 

 

 

Таблица 3. Сварочные материалы для автоматической сварки под флюсом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^* Приведены сварочные флюсы, которые изготавливаются по ГОСТ 9087-69 марки АН-26С, АН-348-А, ОСЦ-45, АН-22, флюс 48-ОЗФ-6 по ОСТ 5.9206-75, флюс АН-18 по ТУ 14-1-509-73.

 

 

5.6. При сварке разнородных коррозионностойких сталей, существенно отличающихся по толщине, исключая стыковые соединения (например, соединение труб с трубной решеткой), необходимо применять сварочные материалы, рекомендуемые для сварки более тонкой стали. При этом достаточность коррозионной стойкости сварного шва должна быть оценена при разработке технического проекта изделия.

5.7. Сварку сталей перлитного и мартенситного классов аустенитными сварочными материалами, в т.ч. со сталями других структурных классов, следует проводить с учетом допускаемой степени проплавления, приведенной в табл.4.

Примечание. Степень проплавления определяется в лабораторных условиях при подборе режима сварки, в процессе изготовления сварных конструкций контролируется по твердости шва (которая не должна превышать 220 НВ) или металлографически (в металле шва, за исключением узких кристаллизационных прослоек в области сплавления, не должно быть мартенсита). Допускается измерение твердости проводить после термообработки если она предусмотрена.

5.8. Поступающие на предприятие сварочные материалы до запуска в производство должны быть приняты отделом технического контроля.

5.8.1. При приемке электродов проверяются:

а) наличие сертификата на поставленную партию электродов;

б) наличие ярлыка на упаковке и соответствие их данных данным сертификата;

в) соответствие качества электродов требованиям ГОСТ 9466-75;

г) сварочно-технологические свойства электродов путем проведения технологических испытаний тавровых соединений по ГОСТ 9466-75.

5.8.2.      При приемке сварочной проволоки проверяются:

а) наличие сертификата на поставленную проволоку;

б) наличие бирок на мотках и соответствие их данных данным сертификатов;

в) состояние поверхности проволоки.

 

Таблица 4.

Допускаемое максимальное содержание низкоуглеродистой или низколегированной конструкционной стали (степень проплавления) в металле шва

 

Примечания: 1. Контролируется при отработке технологического режима.

2. Без индекса “Э” даны условные обозначения типов электродов, не предусмотренных ГОСТ 10052-75.

 

5.8.3.      При приемке флюса проверяются:

а) наличие сертификата на поставленный флюс;

б) наличие ярлыков и соответствие их данных данным сертификатов;

в) сохранность упаковки.

5.8.4. В случае несоответствия данных сертификата данным бирки или ярлыка необходимо произвести контрольную проверку сварочных материалов на соответствие их качества требованиям стандартов или технических условий.

5.9. Перед использованием сварочной проволоки с ее поверхности должны быть удалены следы коррозии, масел, окалина и другие загрязнения, а электроды и сварочный флюс прокалены по режимам табл.5.

5.10. Сварочные материалы (электроды, флюс) должны храниться в сухих помещениях с температурой воздуха не ниже 18 ⁰С и с относительной влажностью не более 50%.

5.11. При хранении сварочных материалов в сушильных шкафах с температурой 60-100 ⁰С или в герметической таре срок годности материалов после их прокалки не ограничивается.