Способ сварки плавлением

 

СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ преимущественно особочистых по угле роду и азоту однофазных.сталей фер1ЖТНОГО класса, при котором сварку прсж-эводят при температуре вЁлше температуры перехода стали в хрупкое состояние, отличающийс я тем, что, с целью повьшения механических свойств сварного соединения за счет повышения вязкости и трещиноустойчивости путем применения принудительного охлаждения на ветви пгщёния температур термического цикла, процесс сварки ведут при скорости охлаждения металла шва и околошовной зоны не менее 200°С/с.

..SUÄÄ 1063557 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОШ

РЕСПУЬЛИН

3(511 В, 23 К 9/16 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВМ (Р

Cb

Cr©

С

С

ГОСУди СТЮННЫй НОМИТЕТ ССС(ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3287063/25-27 (22) 15.05. 81 (46) 30.12.. 83. Бюл . В 48 (72) A.A,Êîëÿäà, П. И Цавидчук и A .Г. Пархоменко (53) 621. 791. 753(088 8) (56) 1. Зубченко A.Ñ,è др. Выбор температуры предварительного подогрева хромистых сталей при котельно-сварочных операциях .- Химическое и нефтяное машиностроение, 1968, В 10.

2 . Авторское свидетельство СССР

9 302195, кл.В 23 К 28/00, 1967 (прототип)< (54) (57) СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ преимущественно особочистых по угле роду и азоту однофазных. сталей ферритного класса, при котором сварку пр<жзводят при температуре выше температуры перехода стали в хрупкое состояние, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения механических свойств сварного соединения за счет повышения вязкости и трещиноустойчивости путем применения принудительного ахлазкдения на ветви падения температур. термического цикла, процесс сварки ведут при скорости охлаждения металла шва и околошовной зоны не менее

200 С/с.

1063557

Поставленная цель достигается тем,55 что согласно способу сварки плавлением преимущественно особочистых по углероду и азоту однофазных сталей ферритного класса, при котором сварку производят при температуре 60 выше температуры перехода стали н хрупкое состояние, процесс сварки ведут при скорости охлаждения металла шва и околошовной эоны не менее 200 С/с ° 65

Изобретение относится к сварочно ", му производству и может быть использовано при сварке конструкций из высокохромистых сталей ферритного класса, применяемых в химическом машиностроении, 5

Известен способ сварки высоко- хромистых сталей ферритного класса с предварительным подогревом сварного соединения до температур, превынающих т мпературу перехода в хрупкое состояние, с последующей термообработкой, проводимой непосредственно после сварки и устраняющей напряженное состояние в металле шнон и околошовной зоны Ь,15

Недостаток способа состоит в том, что применительно к высокохромистым ферритным сталям, например,ма.рок ООХ258, 00X18ti28 и др.,содержащим ограниченные для улучшения вязких 20 свойств концентраций углерода и азота, его рекомендации оказываются совершенно непригодны из-за развития процессов отпускной хрупкости в околошонном металле, вызываемых ,предварительным -подогревом .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ снарки однофазных Ферритных сталей, 30 включающий предварительный и сопутствующий подогреву (выше температуры перехода стали в хрупкое состояние) и осущестнляемый непосредственно после сварки высокотемпературного кратковременного нагрева (до 800-900 С) с последующим охлаждением на воздухе (23.

Однако использование известного способа для сварки особочистых по углероду и азоту однофазных феррит 40 ных сталей например ООХ25Б,ООХ18И28 и им подобным) не позволяет обеспечить требуемое качество сварного соединения вследствие наблюдаемого охрупчивания околошовного металла - . 45

Кроме того, он сложен н осуществлении.

Цель изобретения - повышение механических св ойстн сварного соединения эа счет повышения вязкости 50 и трещиноустойчивости путем принудительного охлаждения на ветви падения температур термического цикла.

Снарку осуществляют следующим образом

Для экспериментов используют листовые пластины иэ сталей 003258 н ООХ11 8М28, которые снаривают аргонодуговым методом с применением известного и предлагаемого способов, Во всех случаях сварку производят на одной и той же погонной энергии с назначением в качестве присадки одних и тех же сварочных проволок.

При этом во всех опытах предварительный и сопутствующий подогрев сварного соединения не производится, так как температура перехода сталей находится в пределах минус

l0-2О С, т .е,. практически ниже о комнатной, T е, сварку производят при температуре выме температуры перехода стали н хрупкое состояние, Результаты опытов свидетельствуют (см.таблицу), что использование известного способа сварки не позволяет достичь высоких механических свойств, в первую очередь, ударной вязкости, пластичности, и, как следствие, трещиноустойчивости металла шва и околошовной зоны сварных соединейий . Причина.заключается в выраженном развитии в металле сварного соединения процессов выделения мелкодисперсных вторичных фаз и интерметаллидов (т.е . охрупчивание обуслонленно дисперсионным механизмом), а дополнительный отпуск, усугубляя укаэанные процессы, приводит к выраженной хрупкости.

Применение предлагаемого способа сварки позволяет достичь высокие механические свойства сварного соединения. Для оценки воздействия скорости охлаждения на свойства сварного соединения испытаниям поднергают ряд образцов, которые в процессе сварки (т.е. на ветви падения термоцикла в. диапазоне температур солидуса и 350 С) охлаждаются со скоростями 10у 501 100у 200у 250у 300 и

350 С/с, Испытания показывают, что наилучшими механическими свойствами обладают образцы сварных соединений, охлаждаемые со скоростями 200 и 300 С/с, Снижение скорости охлаждения до

100 С/с мало способствует достижению требуемой пластичности, ударной вязкости и трещиноустойчивости, в то время как превышение его свыше

300сС/с(например, 350 С/с) практически не приводит к последующему улучшению рассматриваемых качеств сварного соединения, На этом основании нижний предел скорости дополнительного охлаждения принят .равным

200 С/с.

1063557.Свойства сварного соединения (при 20 С) Тепловые условия сварки образцов

Опыт, 9

Температу-. ра кратковременного нагрева, C

Температурные пара метры сопутству@ще

ro и предварительного подогрева

Скорость, принудительного

:охлаждения, С/с

Ударная в язкость

ИДж/м

Относительная трещиноустойчи" вость б"

Относительное удлинение, Ф

Сварка при температуре выше температуры перехода стали в хрупкое состояние

То же

0,08

0,09 о,lo

0,21

0,48

1,3

2,8

2,8

2,8

0 g03

О, 05

0,06

0,08, 0,09.

0 8l

1 4.

1,6

1 6

7

12

14

44

4-3

Нет

То же

l00

350

900

3

° °

Нет

«бt

То же

«Ф °

«I В»

»l \»

«Э °

° В

7. 8

«t t»

\ Э

° °

° 1 .НРИИЕЧАНИЕг Cs àðêó опытов 99 1-2 производят согласно известному способу (прототипу), охлаждение сварных соединений после кратковре". менного нагрева при 806-900 С осуществляют на воздухе )3 опытах 99 3-9 принудительное дополнительное охлаждение. сварйого соединения с указанньжи: в таблице скоростями производят. непосредственно в процессе сварки, т. е. на ветви падения температур термического цикла . Bo всех опытах сварку осуществляют при температуре цластин выше температуры перехода стали в хрупкое состояние

ННННПН Заказ 10 06/13 Тираж 1106 Поддисное

Филиал ППП "Патент" г.Ужгород, ул.Проектная,4.

В случае обычного охлаждения размеров (коакуляции) карбонитрид(на воздухе) сварные соединения, вы. ных фаз и интерметаллидов наблюдаполняеьне даже на материалах край" . ется некоторое повышение узкости не малой толщины, имеют скорость температурное поле, действующее на охлаждения, не превышающую 50- 80 С/с, ветви падения температур термичеса т.е,необходимо использование допол- 5 кого цикла сварки, способствует раснительного принудительного охлажде- паду пересыщенного твердого раство. ния, достигаемого за счет специаль- ра и тем самым вызывает опреденых методов и средств, например, ленное охрупчивание металла шва водой, продувкой, газом или други- и околошовной зоны, а установлен" ми хладагентами. 10 ный оптимальный диапазон скоростей

При формировании сварного соеди- принудительного (дополнительного) нения (IQBcL и околошовной зоны) s охлаждения способствует .образоваусловиях сварки плавлением у струк" нию структурного состояния металла туры отмеченных зон возможны обра- сварного соединения и, следовательзования гомогенного (пересыщенно«.. 15 но, его свойств (качества) . При го) и гетерогенного (с выделением . этом выявленный интервал скоростей карбонитридных фаэ и интерметаллид- охлаждений является правомерным ных комплексов) твердых растворов) для всех особочистых по углероду гомогенному твердомУ Раствору особо и азоту сталей ферритного класса чистых сталей ферритного класса практически с любой системой легисвойственны высокая пластичность, рования, т.е . предлагаемый способ

20 ударная вязкость и трещинОустойчи- сварки пригоден и для вновь раэвостьу сварные соединения указан", рабатываемых: конструкционных матеных сталей со структурой гетероген риалов аналогичного структурного ного твердого раствора обладают: класса и обеспечивает высокие ме,весьма низкими механическими харак- 5 ханические свойства сварных соеди. теристиками, хотя при увеличении . нений.

Свойства сварных соединений, выголненных с применением известного и предлагаемого способов.