Электроды для теплоустойчивых сталей Э46А: покрытые электроды для сварки паропроводов и элементов энергооборудования
Электроды для теплоустойчивых сталей Э46А — покрытые плавящиеся электроды с рутил-основным или основным покрытием, обеспечивающие гарантированный предел прочности наплавленного металла не ниже 460 МПа при повышенных температурах эксплуатации. Тип Э46А регламентирует минимальный предел прочности 460 МПа и относительное удлинение не менее 20 %, что подтверждается испытаниями по ГОСТ 9467-75. Классификация Э46А применяется к электродам марок ТМЛ-1У, ТМЛ-3У, ЦУ-2ХМ, ОЗС-11 и аналогичным, предназначенным для сварки конструкций из сталей 12МХ, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМЛ, работающих при температуре до 540–560 C.
Технические характеристики и металлургические особенности
Наплавленный металл электродов типа Э46А легирован молибденом (0,4–0,7 %) и хромом (0,8–1,2 %), что обеспечивает стойкость против ползучести при длительном воздействии рабочих температур. Содержание углерода в наплавке — не более 0,12 %, что снижает склонность к образованию холодных трещин в зоне термического влияния. Водород в наплавленном металле — не более 5 мл на 100 г при прокалке электродов при 350–400 C в течение 1–1,5 ч.
Основное покрытие обеспечивает защиту сварочной ванны от азота и кислорода воздуха, стабильное горение дуги на переменном и постоянном токе обратной полярности. Коэффициент наплавки — 8,5–9,5 г/(Ач), расход электродов на 1 кг наплавленного металла — 1,6–1,7 кг. Пространственное положение сварки — нижнее, вертикальное, горизонтальное на вертикальной плоскости.
Типовые марки и области применения
- ТМЛ-1У — сварка паропроводов высокого давления из стали 12Х1МФ, работающих при 560 C
- ТМЛ-3У — корневые и заполняющие швы трубных систем котлоагрегатов, барабанов, коллекторов
- ЦУ-2ХМ — сварка корпусов арматуры, фланцев, штуцеров из стали 20ХМЛ
- ОЗС-11 — ремонтная сварка элементов печных змеевиков, трубопроводов горячего дутья
- АНЖЭ-1 — сварка технологических трубопроводов нефтепереработки при температуре до 540 C
Параметры режима сварки и термообработки
| Диаметр электрода, мм | Род тока | Сварочный ток, А | Прокалка, C | Термообработка шва |
|---|---|---|---|---|
| 3,0 | Постоянный, обратная полярность | 80–110 | 350–400 | Отпуск 710–750 C |
| 4,0 | Постоянный, обратная полярность | 120–160 | 350–400 | Отпуск 710–750 C |
| 5,0 | Постоянный, обратная полярность | 170–220 | 350–400 | Отпуск 710–750 C |
Сварные соединения, выполненные электродами типа Э46А, подвергают высокому отпуску при 710–750 C с выдержкой 1 ч на каждые 25 мм толщины стенки. Без термообработки допускается эксплуатация только при температуре стенки не выше 450 C и номинальном напряжении не более 0,7 от предела текучести основного металла.
Контроль качества и нормативная база
Механические свойства наплавленного металла контролируют по ГОСТ 6996-66: предел прочности при 20 C — не менее 460 МПа, при 560 C — не менее 310 МПа, ударная вязкость при 20 C — не менее 78 Дж/см, твёрдость — 160–200 HB. Стойкость против образования горячих трещин оценивают по методике МВТУ. Сварные соединения подлежат радиографическому контролю по ГОСТ 7512-82 и ультразвуковой дефектоскопии по ГОСТ 14782-86.
Вопросы и ответы
Для каких сталей применимы электроды типа Э46А?
Электроды типа Э46А предназначены для сварки низколегированных теплоустойчивых сталей марок 12МХ, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМЛ, 12Х1МФ, работающих при температуре до 540–560 C в паропроводах, коллекторах, барабанах котлов и корпусах арматуры.
Требуется ли термообработка сварных швов после сварки электродами Э46А?
Да, для конструкций с толщиной стенки более 10 мм и рабочей температурой выше 450 C обязателен высокий отпуск при 710–750 C. Без термообработки допускается эксплуатация при температуре стенки не выше 450 C.
При каком токе и полярности ведут сварку электродами типа Э46А?
Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности. Для электродов диаметром 3,0 мм ток составляет 80–110 А, диаметром 4,0 мм — 120–160 А, диаметром 5,0 мм — 170–220 А. Допускается сварка на переменном токе при наличии стабилизирующих добавок в покрытии.
Какой предел прочности обеспечивает наплавленный металл при рабочей температуре?
При 20 C предел прочности — не менее 460 МПа, при 560 C — не менее 310 МПа. Относительное удлинение при 20 C — не менее 20 %, ударная вязкость — не менее 78 Дж/см.
