Сварочные электроды ЦТ-15: состав, свойства и применение
Электроды ЦТ-15 — специализированный тип плавящихся покрытых электродов для ручной дуговой сварки (MMA) жаропрочных сталей аустенитного класса. Основное назначение — формирование корневых и заполняющих швов при монтаже трубопроводов и оборудования, работающих при температурах до 600 C. Стержень изготовлен из проволоки марки Св-08Х19Н10Г2Б, что обеспечивает металлу шва аустенитно-ферритную структуру с содержанием ферритной фазы в пределах 2–6 %.
Технологические характеристики
Покрытие электродов ЦТ-15 относится к основному виду (рудно-основное), что гарантирует низкое содержание диффузионного водорода в наплавленном металле — не более 3 мл/100 г. Это критически важно для предотвращения холодных трещин при сварке высоколегированных сталей. Коэффициент наплавки составляет 9–10 г/Ач, расход электродов на 1 кг наплавленного металла — около 1,7 кг.
Сварка выполняется на постоянном токе обратной полярности (DC+). Рекомендуемый диапазон сварочного тока для электродов диаметром 3 мм — 80–110 А, для диаметра 4 мм — 110–160 А. Производительность процесса достигает 1,2–1,6 кг/ч наплавленного металла в зависимости от пространственного положения.
| Диаметр, мм | Сила тока, А | Напряжение холостого хода, В | Производительность, кг/ч | Расход на 1 кг шва, кг |
|---|---|---|---|---|
| 2,5 | 60–90 | 65–70 | 0,6–0,8 | 1,65 |
| 3,0 | 80–110 | 65–70 | 0,9–1,2 | 1,7 |
| 4,0 | 110–160 | 65–70 | 1,4–1,8 | 1,75 |
Химический состав наплавленного металла
Легирование шва обеспечивает комплекс жаропрочных свойств. Содержание углерода ограничено 0,08 %, что предотвращает выделение карбидов по границам зерен при длительной эксплуатации. Ниобий в количестве 0,6–1,0 % стабилизирует структуру, связывая углерод в тугоплавкие карбиды NbC и препятствуя межкристаллитной коррозии.
- Углерод (C) — не более 0,08 %
- Хром (Cr) — 18,0–20,0 %
- Никель (Ni) — 9,0–11,0 %
- Марганец (Mn) — 1,0–2,0 %
- Кремний (Si) — 0,3–0,8 %
- Ниобий (Nb) — 0,6–1,0 %
Механические свойства и стойкость
Предел текучести наплавленного металла составляет не менее 350 МПа, временное сопротивление разрыву — 550–650 МПа, относительное удлинение — не менее 30 %. Ударная вязкость KCU при +20 C достигает 120 Дж/см, при –40 C — не менее 50 Дж/см. Длительная прочность при 600 C: напряжение 100 МПа выдерживается не менее 1000 часов.
Электроды ЦТ-15 применяются для сварки сталей марок 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 15Х5М, а также разнородных соединений аустенитных сталей с перлитными. Типичные области использования — паропроводы ТЭС и АЭС, теплообменное оборудование, печные трубы, реакторы нефтехимических производств.
Режимы термообработки и эксплуатации
Перед сваркой электроды прокаливают при температуре 350–400 C в течение 1 часа. Допускается многократная прокалка, но не более трех раз. Сварка выполняется с предварительным подогревом до 150–200 C при толщине металла свыше 20 мм. После сварки рекомендуется аустенитизация при 1050–1100 C с охлаждением на воздухе для снятия остаточных напряжений.
Рабочая температура эксплуатации сварных соединений — от –70 C до 600 C. При температуре выше 550 C необходимо учитывать склонность к сигма-фазному охрупчиванию при длительной выдержке, поэтому для ответственных узлов с ресурсом более 100 000 часов требуется контроль содержания ферритной фазы.
Вопросы и ответы
Для сварки каких сталей предназначены электроды ЦТ-15?
Электроды ЦТ-15 применяются для сварки жаропрочных аустенитных сталей типа 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, а также для соединения разнородных сталей — аустенитных с перлитными (15Х5М, 12Х1МФ).
Какой ток используется при сварке электродами ЦТ-15?
Сварка выполняется только на постоянном токе обратной полярности (DC+). Для диаметра 3 мм рекомендуется ток 80–110 А, для 4 мм — 110–160 А.
Требуется ли прокалка электродов ЦТ-15 перед сваркой?
Да, обязательна прокалка при 350–400 C в течение 1 часа. Это снижает содержание водорода в наплавленном металле и предотвращает образование холодных трещин.
При каких температурах можно эксплуатировать сварные соединения?
Рабочий диапазон температур — от –70 C до 600 C. При длительной работе выше 550 C необходим контроль ферритной фазы для предотвращения сигма-фазного охрупчивания.
