Способ обработки сварных соединений

 

СПОСОБ ОБРАБ- КИ. СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ преимущественно труб, включающий нагрев сварного шва и пластическую деформацию усадкой торцов труб навстречу одна другой, о тличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного шва путем повышения пластичности и ударной вязкости, нагрев проводят до температуры А,. металла труб, а пластическую деформацию ведут в интервале температур А. -А со скоростями , обеспечивающими ci верхпластичность металла труб. со

СО)ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕС

РЕСПУБЛИН (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтореиом СвиДкткльСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ". СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3367536/02 (22) 23.12,81 (46) 23.02.84. Бюл, Р 7 (72) Т.В. Иолочная и A.Í. Терехов (71) Горьковский институт инженеров водного транспорта (53) 621.785.79(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 829698, кл. С 21 D 9/50, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 565944, кл. С 21 D 9/50, 1975.

3(5)) C 21 D 9/50 ) С 21 Р 8 00 (5 4 ) (5 7 ) СПОСОБ ОБ РАБ . КИ . СВАРНЫХ

СОЕДИНЕНИЙ преимущественно труб, включающий нагрев сварного шва и пластическую деформацию усадкой торцов труб навстречу одна другой, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварного шва путем повышения пластичности и ударной вязкости, нагрев проводят до температуры А металла труб, а

С1 пластическую деформацию ведут в интервале температур А -А„ со скоростями, обеспечивающйми сверхпластичность металла труб.

1074911

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки сварных соединений, преимущественно труб, включающему нагрев сварного шва и пластическую деформацию усадкой торцов труб навстречу одна другой, нагрев проводят до температуры А металла труб, а пластическую де< ормацию ведут в интервале температур

Ас -А со скоростями, обеспечиваюс, щйми сверхпластичность металла труб.

На фиг. 1 изображен сварной шов; 60 на фиг. 2 и 3 †. две последовательные стадии обработки сварного шва по предлагаемому способу.

Способ осуществляют следующим образом. 65

Изобретение относится к способам обработки сварных соединений, выполненных аргоно-дуговым или микроплазменным способами, и предназначено для использования, преимущественно, в машиностроении.

Известен способ термической обработки сварных стальных изделий, который осуществляется путем повышения мощности источника нагрева до значения, обеспечивающего получение 10 сварного соединения конструкции, а затем охлаждения соединения до ниж— него порога температуры, при которой проявляется эффект сверхпластичности. 15

Кроме того, в процессе охлаждения производят термоциклирование в интервале сверхпластичности стали ItpH напряжениях от 2-3 кг/мм 2 до предела текучести стали.

Известный способ термической обработки устраняет неблагоприятные структурные изменения при сварке, проплавы, повышает коррозионную стойкость, снижает остаточные напряжения, 2 что, в свою очередь, значительно повышает качество и эксплуатационную надежность сварных соединений (1).

Однако этот способ неэкономичен, он требует больших энергетических затрат производства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату- является способ обработки сварных соединений, преимущественно труб, включающий нагрев сварного шва до пластичного состояния металла и пластическую деформацию, которую осуществляют осадкой торцов труб навстречу одна другой(2).

Однако обработка сварных швов по 40 известному способу вызывает появление остаточных напряжений, значительно снижающих качество и эксплуатационную надежность сварных соединений.

Целью изобретения являются повы- 4 шение качества сварного шва путем повышения пластичности и ударной вязкости, Проводят нагрев сварного шва до температуры начала фазовых превращсний (А ) металла трубы. Затем с., в обжимном устройстве осуществляют пластическую деформацию усадкой торцов трубЫ навстречу одна другой, в температурной области начала и конца фазовых превращений при интервале скоростей сверхпластичности материала трубы.

В результате действия этих факторов в зоне соединения реализуется явление сверхпластичности, позволяющее у"транить дефекты сварного соединения типа подрезов пор и трещин, исправить структуру перегретой околошовной зоны, улучшить пластичность, ударную вязкость, уменьшить остаточные напряжения и деформирующие усилия обработки, и тем самым, повысить качество сварных соединений.

В ряде случаев предлагаемый способ позволяет исключить последующую

I eðìê÷eскую обработку сварных соеди—

HeH HA .

Пример. Обрабатывают по предлагае лому способу трубу из стали ферритно-мартенситного класса 14Х17Н2 с толщиной стенки 12 мтл, выполненную аргонно-дуговым способом с применением неплавящегося вольфрамового электрода, Изделие 1 помещают под нагревательный элемент (например, высокочастотный индуктор) с таким расчетом, чтобы основной разогрев металла происходил в зоне 2 сварно;-о шва и в районе околошовной зоны 3, можно также использовать нагрев под сварку.

Разогрев указанных зон 2 и 3 производят до температуры Ас, начала фазовых превращений металла трубы, т.е. до 4 = 790 С для стали 14Х17Н2.

Затем изделие 1 подают в обжимное устройство 4, например в обжимные валки или обжимное кольцо, где разогретое место осаживают в интервале температурной области А -ii,,, т.е. о ч при (790-650) С, соответствующих йачалу и концу фазовых превращений сталей ферритно-мартенситного класса, в том числе стали 2X17H2 с истинными скоростями дефорглации 10 2 — 10 C

Сочетание нагрева сварно — î шва до те лпературы А и пластической ч дефор лации, осуществляемой в температурнс>й области А,- — А,, т. е. (790о =1 11 -2

650) (и в интервале скоростей 10

10 с вызывает эфоект сверхпластич— ности, протекающий для сталей ферритно мартенситного класса.

Механические свойства стали

14х17Н2 приведены в таблице.

1074911

ТеМпература нагрева до температуры, 1

Истинная средняя скорость деформации, Е с1

Предел текучести,МПа

Относительное сужение, характеризующее пластичность, Ъ

10-2 10 Э

-1

10 2-10 3

10-4

10 — 10

10 3

10 2 — 10-3

1 0-4

800

800

200

250

800

800

800

800

180

790

790

275

790

7 90

330

790

790

300

720

790

380

720

790

420

720

790

400

650

790

260

650

790

480

650

790

450

600

790

500

600

790

520

600

790

Эффект сверхпластичности обеспечивает нагрев до температуры А с 40 последующей пластической деформацией в температурной области А до А,, при истинных скоростях деформаций

10-2 10 -З

Наличие эффекта сверхпластичности 45 способствует резкому увеличению показателей пластичности и снижению сопротивления деформации. Наличие обжимного устройства обеспечивает плавный переход металла сварного шва к основному металлу изделия.

В результате обработки сварного соединения по предлагаемому способу значения ударной вязкости и пластич ности составляют

55 а„(1, 2 — 1, 4); 4 = (54-56) %, M 2 в результате обработки по известному способу а (О, 6-0, 8) =; V (46-48) %.60

МПж

Таким образом, пластичность сварТемпература, при которой осуществляется пластическая деформация, А -А,,С 1 1 ного соединения возросла на 20%, а ударная вязкость — вдвое по сравнению со сварным швом, сработанным по известному способу.

Кроме того, в процессе обработки уменьшается сопротивление пластической деформации в 2-3 раза, что способствует уменьшению энергозатрат и позволяет проводить обработку предлагаемым способом труднодеформируемых сплавов.

Предлагаемый способ обработки сварных соединений по сравнению с известным способом значительно снижает сопротивление пластической деформации в процессе обработки1 повышает пластичность сварного,шва на

20%, а ударную вязкость — вдвое, и устраняет дефекты сварного шва типа пор и трещин, Годовой экономический эффект от предлагаемого способа обработки сварных соединений составляет 1350 руб. на 1100 кг обрабатываемого металла.

1074911

Составитель И. Липгарт

Редактор Н. Рогулич Техред Т.Дубинчак КорректоР M. Шароши

Заказ 708 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4