Способ получения сварных соединений

 

Изо6рете1гае относится к сварке и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения - обеспечение высокой пластичности и благоприятной геометрической формы сварного соединения ферритных нержавеющих сталей. Для этого под последующую холодную прокатку стыкуемые кромки полос перед сваркой деформируют, например, роликами с двух сторон. Степень обжатия выбирают 10 ... 201, После сварки усиление шва укатывают заподлицо с исходной недеформированной поверхностью полос. Данная обработка предотвращает разрушение сварного шва при прокатке, позволяет прокатывать сварное соединение, не снижая скорости и давлениявалков на металл. 2 табл. / г (Л

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

ЮСПжлин

ÄÄSUÄÄ 449248 Д1 (51)4 Б 23 К 28/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОЮЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4195498/25-27 (22) )6.0?.87 (46) 07.01,89, Бвпл. Р 1 (71) Институт электросварки им. E.О.Патона (72) К,А.Ющенко, N.Ã.Âíñîöêèé, А.А,Наконечный и Н.В.Nemxos (53) 621.791,75 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1052357, кл. В 23 К 28/00, 14.06.82.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1191236, кл. В 23 С 28/00, 07.05.84. (54) СПОСОБ ПОПУЧКНИЯ СВАРН11Х СОВДИНКНИЙ (57) Изобретение относится к сварке и может найти применение в различных отраслях машиностроения, Цель изобретения — обеспечение высокой пластичности и благоприятной геометрической формы сварного соединения Ферритных нержавеющих сталей, Дпя этого под последующую колодную прокатку стыкуемые кромки полос перед сваркой деформируют, например, роликами с двух сторон. Степень обкатия выбирают 10 ... 20X, После сварки усиление шва укатывают эаподлицо с исходной недеформированной поверхностью попос. Данная обработка пре- дотвращает раэрущение сварного щва при прокатке, позволяет прокатывать сварное соединение, не сникая ф скорости и давления валков на металл, 2 табл, Изобретение относится к г)благ ти. сварки в прокатном произв дстне и может быть использовано .,; сварке горячекатаных полос из раз. «чных

5 металлов и спланон, поднергаю«)«««кгн холодной. прокатке.

Цель изобретения — обеспечение высокой пластичности и благоприят,ной геометрической формы снарнык соединений ферритных нсржанеющ::«х сталей.

Способ осуществляют спсцующ II) г разом.

Предварительно до сн;;рки кро«и,и полос деформируют двумя про Гиноположно расположенными роликами, при =,.Г .м степень преднарительнои å)1)îðìë«);, .t определена н пределах 10 — 2О7,, pHBRF)T поло сы и IIpc èçI«))д)«Г ц1) о к » r I сварного шва заподли«,о с. исх )дпрй „ недеформиронанной поверхность г,) )c с, Наличие н зоне снарнг)гг) щна вы. соких остаточных напряжений, янлчг

Шихся результатом термг)деформг)циг нн« -- 75 го цикла сварки, служит одной из ионных причин разрушения c««àðí«-.Iõ соединений но время их последи щгч, нагружения. Создание преднаритсль ных напряжений сжатия н кромках с: )- ЗЦ риваемых листов уравновещинают нап-ряжения растяжения, образующиес. н околошовной зоне сварного сс.eäèí:н-«ч

B процессе сварки, что значител«)«:,) снижает рбщий уровень остаточных н:

35 ряжений. Снижение уровня остатг-)))ых напряжений повышает загас плагтичног ти сварного соединения, что ««с знс)л,) ет производить его деформиронание беэ разрушения.

Кроме того, горячекатаные полосы, хоть и подвергаются рекристаллиэационному отжигу, нсе же имеют н,"-которую степень пластической дейорн)»вЂ” ции эа счет прохождения через т-ранг4 портные валки и т,д., которая составляет 3-5Х. При такой степени дефор««ации создается сравнительно не()ог«ь)«а плотность дислокаций н оснонном л ) границам зерен, обеспечинаюша)« мущественное развитие п«)оцесс, ).)...та . 3 зерна во время последующего н,«-ãð =и —; по механизму слияния, что при завеj)шении процесса приводит к очень бо..н ному размеру з ерна. При сварке ме стом, подвергающимся нагреву, являет э1 ся околошовная зона сварного соедин е ния. Наличие крупного зерна н этой зоне вызывает сильное охрупчинани снар; го сг)(ци««ения, Однако существует крити«pскл)«степень пластической

ЛеАо1) ;зцн»«, при которой плотность

IIcit FI«Г и такова, что рост зерна по

«ехл««««зн)у глияния затруднен, Pc c.T зерна происходит н результаTF )и«грации границ, что при прочих. рнрнгых условиях дает более мелкое зерцг, причем чем степень деформации ны««ц«ригической, тем меньше зерно

II< г - . с.«едуняцего нагрева. Соответцоныщает: я плас Г« чность свар

IE))r o .. единения. Это втс)рая причина, по к торой кромки стыкуемых полос и две;))-ают предварительной деформа":«Л (",ц сo() деформирования кромок по «уму противоположно расположен"

-)) и роликами позволяет полностью ,г=трннить неоднородность пластнчносГи и . Лщи«EB полосы и тем самым эна-IptI л).h. повысить общую пластичность н, р ног г):. оединения. Исследование

Н«Н«КРг «ГГИфОН ПОКаэаЛО, ЧтО,ПРИ таКОй

c.)cFrEc. деформиронания все зерна металпа по толщине полосы испытывают пластr«-Ес«< гю деформацию и, соответственно, ццастичность околошовной зоны

««римерно ранна по толщине, что xopomc) r,г)дтнерждается измерением твердоаI!«. Практически одинаковая твердость, а ";- к-же высокие значения пластичности н)етацла н околошовной зоне, получ «) ч) ые н р е эультате механических испытаний (табл, 1), свидетельствуI)r о том, что способ деформирования кро«ок полос двумя противоположно расположенными роликами позволяет г«г««н«остью реализовать принципы повышения пластичности сварного соедййе„I«H,з «г«оженные в методе предвари-,ег(нного деформирования кромок сварного соединения перед сваркой. (тепень предварительной деформации строго определена и выбирается н пределах 10 — 207, в зависимости от харакгера снариваемого материала.

Это -буг.)«онлено следующими факторами. лн нгех металлов существует не;: т .()ая критическая степень деформа««иц," при которой меняется механизм роста зерна при последующем нагреве

5 еталла,. Она находится в пределах

3 — 8%. Исходя из этого, степень .и)".IIâÿðI«òåëüíoé деформации должна бьг«ь не менее 8Х, Кроме того, деформаи)«я должна привести к утонению

«(ол< ы, достаточному для укатки шва

1449248 заподлицо с металлом полосы, а это, по экспериментальным данн.;и, составляет 0,9 /, где д — толщина полосы, что соответствует степени деформации 10Х. Поэтому, учитывая изложен5 ные факторы, нижний предел степени предварительной деформации выбирают не менее 10, Чем больше степень пластической деформации, тем меньше зерно металла в околошовной зоне.при последующем нагреве и, соответственно, выше пластичность сварного соединения, Однако бесконечно увеличивать степень деформации нельзя, так как это приводит к растрескиванию кромок, которое по экспериментальным данным начинается при степени деформации

22 — 28X, и к э начи тельному утонению полосы, т. е. снижению площади поперечного сечения. По условиям прокатки площадь поперечного сечения в месте утонения должна быть не менее 807, площади сечения полосы. Учи- 25 тывая изложенное, верхний предел степени предварительной деформации устанавливают не более 20Х, При холодной прокатке сварных соединений шов и околошовная зона ис- ЗО пытывают значительное давление со стороны валков. Отношение давлений на участке шва и основного металла может достигать двукратного превышения, что является нежелательным вви35 ду быстрого износа прокатных валков из-за ударного воздействия на них утолщения шва. При этом значительно возрастает опасность разрушения сварного соединения при прокатке. 4

Чтобы избежать ударов усиления шва о валки и предупредить обрыв полосы в месте сварного соединения, при прохождении шва через валки снижают скорость прокатки и уменьшают давление 45 валков на полосу . Это приводит к тому, что толщина полосы в зоне шва (при прокатке на 20-валковом реверсивном стане это составляет по 5 м с каждой стороны шва) больше, чем толщина остальной части полосы,После завершения прокатки, по условиям техпроцесса, толстый металл выруба- ется и списывается в брак. Кроме того снижение скорости приводит к

55 снижению производительности прокатки.

Таким образом, укатка усиления шва заподлицо с поверхностью полос предотвращает разрушение сварного соединения при прокатке, позволяет прокатывать сварное соединение не снижая скорости и давления валков на металл, что повышает производительность и качество прокатки, увеличивает выход годного металла.

Пример. Сварке подвергаются полосы нержавеющей ферритной стали

0RXlRTl толщиной 4 мм и шириной

1000 мм. Сварка осуществляется плазменной дугой с применением присадочной проволоки типа Св-08Х19Н9Т диаметром 1,6 мм. Режим сварки следующий: Тсв l30 Аю Пв = 28 В. Vcs

16 м/ч, V подачи проволоки

= 30 м/ч, Предварительная укатка стьгкуеьых кромок и послесварочная укатка шва осуществляется стальными роликами. Выполнено три серии экспериментов: сварка без укатки кромок и шва; сварка с укаткой кромок и msa с одной стороны; сварка с укаткой кромок и шва с двух сторон.

Механические свойства сварных соединений ферритных нержавеющих сталей, выполненных различными способами сварки, представлены в табл.1.

Зависимость результатов механических испытаний сварных соединений стали 08Х18Т! от степени предварительного обжатия кромок сварного соединения представлена в табл.2.

Предлагаемый способ сварки позволяет получить высокую пластичность и благоприятную геометрическую форму сварного соединения, необходимые для холодной прокатки.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ получения сварных соединений, при котором кромки полос до сварки и шов после сварки подвергают пластическому деформированию, о т " л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения высокой пластичности и благоприятной геометрической формы сварных соединений ферритных нержавеющих сталей, под последующую прокатку стыкуемые кромки полос перед сваркой деформируют с двух сторон со степенью обжатия 10...20Õ, а после сварки усиление шва укатывают заподлицо с исходной недеформированной поверхностью полбс.

1449248

Таблица l

Способ сварки d ; 7

Количество

Марка стали сварных соединений вьщержанпппс хо

52

55

l 4 122

20 145

95 (ППДУ) 38

13 68

ПП

16 130 65

23 150

lO 35

15 90

18 120

14 68

113

ППДУ

27

82

ППДУ

15

08Xl8Tl

128 66

22 150

115 97

12Х17Т Плазменная с присадкой (ПП) Плазменная с присадкой и односторонней укаткой кромок (ППОУ) Плазменная с присадкой и двухсторонней укаткой

05Х18ЦРФ ППОУ

15Х25Т ППОУ

Плазменная сварка с одно сторонней укаткой стыкуемых кромок и усиления шва

Плазменная сварка с двухсторонней укаткой стыкуемых кромок и усиления шва

Ударная вязкость

KCU Дж/см

Шов З.т,в. лодную прокатку, Х

1449248

Таблица 2 в» °

МПа

Ударная вязкость

KCU, Дж/см 1

Степень обжатня, Е

Шов Зона

110

9 540 20 147

112

148

Составитель Л. На s аров а

Техред М.Дндьйс

Редактор Н.Тупица

КорректоР Э.Лончакова

Заказ 6905/11 Тнрае 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уагород, ул. Проектная 4 в

10 547 22

15 550 22

20 550 23

21 554 20

150 114

150 1 15

152 137