Способ изготовления биметаллических труб диффузионной сваркой

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ даФФУзионной СВАРКОЙ , при котором коаксиапьно со ранные слои трубной заготовки нагревают , сдавливают и механически обрабатывают до требуемых размеров, о т личающийс , я тем, что, с целью повышения производительности процесса изготовления биметаллических труб из не сваривакйдихся в окислительной атмосфере металлов и сплавов , наружную поверхность внутреннего слоя предварительно оплавляют, подвергают механической обработке, запрессовывают в наружный слой трубной заготовки с последующим оплавлением наружной поверхности трубной заготовки.

СОЮЗ СООЕТСИИХ

ОЗОМЛЮ

РЕСПУБЛИК

31щ В 23 К 20/14

/ »

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3560855/25-27 (22) 05. 03. 83. (46) 30 ° 04.84. Бюл. 11 16 (72) И.Н. Потапов, К.Е. Пономарев, Г.E.Ëîsååâ, H.Ì;Âàâéëêaa, С.H.Àðóòâнов и В.П.Дулисов (53) 621.791.66(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 437591, кл. В 23 К 19/00, 1972.

2, Корнеев Н.И. и др; Обработка давлением тугоплавких металлов и сплавов. М,, "Металлургия", 1975, с.347 (прототип).. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАР„,ЯО„„1088901

КОЙ, при котором коаксиально собранные слои трубной заготовки нагревают, сдавливают и механически обрабатывают до требуемых размеров, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности процесса изготовления биметаллических труб из не сваривающихся в окислительной атмосФере металлов и сплавов, наружную поверхность внутреннего слоя предварительно оплавляют, подвергают механической обработке, запрессовывают в наружный слой трубной заготовки с последующим оплавлением наружной поверхности трубной заготовки. ной заготовки с последующим оплавл ен ием наружной пав ерхно с ти трубной заготовки.

Способ осуществляют следующим образом.

Наружную поверхность внутреннего слоя трубной заготовки предварительно оплавляют электрической дугой, для чего заготовки вращают, а дугу перемещают вдоль заготовки. Под сварочной дугой в месте оплавления образуется ванна жидкого металла, который после перемещения дуги застывает с образованием остаточных сварочных напряжений растяжения, на внутренней же нерасплавленной поверхности обра— зуются напряжения сжатия. Таким образом последовательно оплавляют всю поверхность. После остывания оплавленная наружная поверхность внутреннего слоя трубной заготовки получается неровной, волнообразной, в связи с чем ее обрабатывают с таким расчетом, чтобы наружный диаметр внутреннего слоя трубной заготовки получился больше внутреннего диаметра наружного слоя трубной заготовки, и запрессовывают в наружный слой трубной заготовки без нагрева. При такой холодной запрессовке контактные поверхности слоев трубной заготовки сминаются, окисные и нитридные пленки разрываются и удаляются, обнажаются ювенильные поверхности, обеспечивается отсутствие воздуха и адсорбированных газов между наружным и внутренним слоями трубной заготовки, а также натяжение между ними и полное заполнение микрошероховатости контактной поверхности более прочного металла менее прочным. Полученную таким образом двухслойную трубную заготовку оплавляют дугой по наружной поверхности. Глубину оплавления как в первом, так и во втором случае регулируют мощностью дуги и выбирают исходя иэ конкретных металлов слоев.

1 t08890l 2

Изобретение относится к способам диффузионной сварки, в частности к производству биметаллических труб, и может быть использовано при разработке технологических режимов производства биметаллических труб из не сваривающихся в окислительной атмосфере металлов и сплавов.

Известен способ соединения трубнья заготовок из разнородных метал- 1О лов, при котором трубные заготовки из материалов с разными коэффициентами линейного расширения соединяют по резьбе и внутреннюю трубную заготовку иэ материала с меньшим коэффициентом линейного расширения запрес совывают в резьбу наружной трубной заготовки при помощи конусного дорна, перемещаемого по внутреннему слою при температуре образования между свариваемыми трубными заготовками звтектической прослойки, причем осуществляют непосредственный нагрев дорна индуктором f 1 ), Однако данное ус тройс тв о хар акт еризуется низким качеством соединения и недостаточной производительностью.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту способ изготовления биметаллических труб диффузионной сваркой, при котором коаксиально собранные слои трубной заготовки нагревают, сдавливают и механически обрабатывают до требуемых размеров Р2 1.

Недостатком известного способа является низкая производительность процесса изготовления биметаллических труб иэ не сваривающихся в окис1 лительной атмосфере металлов и спла— нов.

Цель изобретения — повышением производительности процесса изготовления биметаллических труб иэ несваривающихся в окислительной атмосфере металлов и сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления биметаллических труб диффузионной сваркой, при котором коаксиально собранные слои трубной заготовки нагревают, сдавливают и механически обрабатывают до требуемых размеров, наружную поверхность внутреннего слоя предварительно оплавляют,подвергают механической обработке и запрессовывают в наружный слой трубr

5 .

Под действием проникающего внутрь тепла дуги остаточные растягивающие напряжения на наружной поверхности внутреннего слоя трубной заготовки релаксируют,а сжимающие напряжения внутреннего еще не прогретого слоя раздают внутренний слой трубной заготовки, в результате чего его диаметр увеличивается. В то же время наружный слой трубной заготовки

1088

Составитель В.Петросян

Редактор Л.Пчелинская Техред И.Метелева Корректор А.Дзятко

Заказ 2784/12 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

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

j остывает, что приводит к возникновению остаточных сжимающих напря-. жений по ее контактной поверхности и радиальной усадке, Натяжение между наружным и внутренним слоями трубной заготовки значительно увеличивается и под действием тепла в приконтактной зоне происходит сварка контактных поверхностей слоев трубной заготовки. Затем наружный диаметр биметаллической трубной заготовки обрабатывают до размера готовой трубы.

Благодаря предварительному оплавлению наружной поверхности внутреннего слоя, запрессовке его в наружный слой трубной заготовки и оплавлению наружного слоя трубной заготовки отпадает необходимость в специальном оборудовании для создания давления, что позволяет значительно снизить число и время подготовительных операций, а следовательно, повысить производительность процесса.

Пример . Изготавливают две партии трубных заготовок длиной по 700 мм: одна партия — из сплава

Х12К60В14Н11 с наружным диаметром

55 мм и внутренним диаметром 40 мм, другая — иэ стали ЗОХН2МФА с наружным диаметром 70 мм и внутренним диаметром 50 мм. Наружную поверхность внутреннего слоя из сплава

Х12К60В14Н11 оплавляют на глубину

4 мм по винтовой линии с шагом 3 мй

901 . 4в аргоне вольфрамовым электродом со скоростью расплавления 36 м/ч.

После остывания заготовки обтачивают на токарном станке до наружного диаметра 50,5 мм и запрессовывают без нагрева в наружный слой иэ стали ЗОХН2МФА. Полученные дву-слойные трубные заготовки оплавляют по наружной поверхности на глубину

7 мм по винтовой линии с шагом 3 мм в аргоне вольфрамовым электродом со скоростью расплавления 36 м/ч, и после охлаждения обтачивают на токарном станке до наружного диаметра

67 мм. Несколько полученных биметаллических труб разрезают вдоль осевого сечения.

Визуальный осмотр показал, что несплошностей и зазоров между слоями нет, т.е. сварка наружных и внутренних слоев трубных заготовок имела место по всей контактной поверхности.

Режим оплавления наружных поверхностей как внутреннего слоя, так и двухслойной трубной заготовки оптимальные. Как показали исследования, максимальное качество сварки наружного и внутреннего слоев трубных заготовок для данной пары металлов имело место при глубине оплавления

0,5-0,8 толщины оплавляемого слоя.

Изобретение повышает производи" тельность процесса.