Электроды для сварки сталей ЦЛ-11 — технические характеристики и применение
Электроды ЦЛ-11 — специализированные сварочные материалы с рутилово-основным покрытием, предназначенные для ручной дуговой сварки и наплавки ответственных конструкций из низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса. Основное назначение — формирование сварных соединений, работающих при повышенных температурах до 550 C, с обеспечением стабильных показателей жаропрочности и сопротивления окислению в условиях длительных термических нагрузок.
Стержень электрода изготовлен из легированной сварочной проволоки, обеспечивающей химический состав наплавленного металла, близкий к составу основного металла. Покрытие ЦЛ-11 содержит рутил и карбонаты, что гарантирует устойчивое горение дуги на переменном и постоянном токе, минимальное разбрызгивание и лёгкое отделение шлаковой корки. Коэффициент наплавки составляет 9,5–10,5 г/Ач, что обеспечивает производительность, сопоставимую с электродами общего назначения, при существенно более высоких служебных свойствах шва.
Свариваемые стали и состав наплавленного металла
Электроды ЦЛ-11 применяются для сварки теплоустойчивых сталей марок 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, а также для ремонтной наплавки элементов энергетического оборудования, работающих под давлением. Наплавленный металл легирован хромом, молибденом и ванадием, что обеспечивает:
- предел текучести наплавленного металла — не менее 390 МПа;
- временное сопротивление разрыву — 540–640 МПа;
- относительное удлинение — не менее 18%;
- ударную вязкость KCU при 20 C — не менее 78 Дж/см;
- твёрдость наплавленного металла — 180–220 HB.
Химический состав наплавленного металла контролируется в узких пределах: содержание углерода не превышает 0,12%, хрома — 0,9–1,3%, молибдена — 0,5–0,8%, ванадия — 0,15–0,25%. Такое сочетание легирующих элементов обеспечивает ползучесть на уровне 10 %/ч при температуре 550 C и напряжении 80 МПа, что соответствует требованиям к длительной прочности для энергетического машиностроения.
Технология сварки и режимы
Сварка электродами ЦЛ-11 выполняется на постоянном токе обратной полярности или на переменном токе. Перед сваркой электроды необходимо прокалить при температуре 350–400 C в течение 1 часа для удаления влаги из покрытия. Рекомендуемый подогрев свариваемых кромок — 200–300 C для сталей типа 12Х1МФ, для более легированных сталей 15Х1М1Ф — до 350 C. После сварки требуется высокий отпуск при 710–740 C для снятия остаточных напряжений и стабилизации структуры металла шва.
| Диаметр, мм | Сила тока, А | Напряжение дуги, В | Производительность, кг/ч | Расход на 1 кг шва, кг |
|---|---|---|---|---|
| 3,0 | 90–120 | 22–26 | 0,8–1,1 | 1,6–1,7 |
| 4,0 | 140–180 | 24–28 | 1,4–1,8 | 1,5–1,6 |
| 5,0 | 190–240 | 26–30 | 2,2–2,8 | 1,5–1,6 |
Сварка выполняется короткой дугой с минимальным поперечным перемещением электрода. Для многослойных швов каждый последующий валик накладывается после тщательной зачистки предыдущего от шлака. При сварке корневых проходов рекомендуется использовать электроды диаметром 3 мм для обеспечения полного провара и предотвращения образования трещин в корне шва.
Области применения
Электроды ЦЛ-11 востребованы при монтаже и ремонте оборудования тепловых электростанций, нефтеперерабатывающих установок и химических производств, где требуется работа металла при температурах до 550 C. Основные узлы и элементы, свариваемые данными электродами:
- паропроводы высокого давления с температурой пара до 550 C;
- корпуса и днища барабанов котлов, работающих под давлением до 25 МПа;
- камеры пароперегревателей и коллекторные узлы;
- корпусные детали арматуры — задвижки, клапаны, вентили;
- элементы турбинного оборудования — корпуса, фланцы, патрубки.
Электроды ЦЛ-11 также применяются для наплавки изношенных поверхностей деталей энергетического оборудования с последующей механической обработкой. Наплавленный слой обладает достаточной пластичностью для обработки резанием и сохраняет жаропрочные свойства при длительной эксплуатации.
Упаковка и условия хранения
Электроды ЦЛ-11 поставляются в герметичных металлических банках или пачках по 3–5 кг, упакованных в транспортную тару. Гарантийный срок хранения в невскрытой упаковке — 2 года при условии хранения в сухом отапливаемом помещении с относительной влажностью не более 60%. После вскрытия упаковки электроды должны быть использованы в течение 5 дней либо подвергнуты повторной прокалке по указанному режиму.
Вопросы и ответы
Какие стали можно сваривать электродами ЦЛ-11?
Электроды ЦЛ-11 предназначены для сварки теплоустойчивых низколегированных сталей перлитного класса: 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, а также их зарубежных аналогов. Сварка углеродистых и высоколегированных сталей данными электродами не допускается.
Требуется ли подогрев при сварке электродами ЦЛ-11?
Да, для сталей типа 12Х1МФ подогрев составляет 200–300 C, для 15Х1М1Ф — до 350 C. Подогрев обязателен при толщине металла свыше 10 мм и температуре окружающей среды ниже 5 C.
Какой режим прокалки требуется для электродов ЦЛ-11?
Прокалка выполняется при температуре 350–400 C в течение 1 часа. После прокалки электроды должны быть использованы в течение рабочей смены, повторная прокалка допускается не более двух раз.
Можно ли использовать электроды ЦЛ-11 на переменном токе?
Да, покрытие ЦЛ-11 обеспечивает устойчивое горение дуги как на постоянном токе обратной полярности, так и на переменном токе. Это позволяет применять электроды с любыми сварочными трансформаторами.
