Способ наплавки

 

Изобретение относится к сварке и может быть использовано на предприятиях машиностроения, производящих особоответственное химическое и энергетическое оборудование. Цель изобретения - исключение холодных трещин в зоне сплавления и наплавленном слое путем снижения в них напряжений. При наплавке высоколегированных аустенитных коррозионно-стойких материалов на малоуглеродистые стали с подогревом, температуру подогрева T<SB POS="POST">под</SB> определяют из соотношения T<SB POS="POST">под</SB>=(80...100)<SP POS="POST">.</SP>(C<SB POS="POST">1</SB>-C<SB POS="POST">2</SB>), где C<SB POS="POST">1</SB> и C<SB POS="POST">2</SB> - усредненные значения коэффициентов линейного расширения наплавочного и основного металлов соответственно. T<SB POS="POST">под</SB> обеспечивает формирование в основном металле предварительных растягивающих температурных напряжений, обусловленных разностью коэффициентов линейного расширения, значительно снижающих напряжения, возникающие в зоне сплавления при наплавке и предотвращающих трещины или трещиноподобные надрывы. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К .А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4285940/25-27 (22) 17.07.87 (46) 07.09.89. Бюл. № 33 (72) А. А. Коляда, П. И. 3авидчук, Л. И. Елпатова и Э. М. Логинова (53) 621.791.92 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1063557, кл. В 23 К 9/16, 1981. (54) СПОСОБ НАПЛАВКИ (57) Изобретение относится к сварке и может быть использовано на предприятиях ма шиностроен ия, прои зводя ших особоответственное химическое и энергетическое оборудование. Цель изобретения — исключение холодных трещин в зоне сплавления и направленном слое путем снижения в

Изобретение относится к сварочному производству, конкретно к области изыскания оптимальных тепловых условий при электродуговой наплавке высоколегированных аустенитных материалов на малоуглеродистые стали.

Цель изобретения — исключение образования холодных трещин в участках сплавления и наплавленном металле за счет устранения напряженного состояния при наплавке высоколегированных аустенитных коррозионностойких материалов на малоуглеродистые стали.

Физическая сущность способа выбора температуры предварительного подогрева при наплавке высоколегированных коррозионностойких материалов на малоуглеродистые стали состоит в формировании у основного металла предварительных растягивающих температурных напряжений, уст„„Я0„„1505702 A 1 @y В 23 К 9/04

2 них напряжений. При наплавке высоколегированных аустенитных коррозионно-стойких материалов на малоуглеродистые стали с подогревом температуру подогрева Т-.. определяют из соотношения T o = (80...100)x х(ф— С,), где С, и С, — усредненные зна чения коэффициентов линейного расширения наплавочного и основного металлов соответственно. Т- обеспечивает формирование в основном металле предварительных растягивающих температурных напряжений, обусловленных разностью коэффициентов линейного расширения, значительно снижающих напряжения, возникающие в зоне сплавления при на плавке и предотвращающих трещины или трещиноподобные надрывы.

1 табл. раняющих обусловленное разницей значений коэффициентов линейного расширения напряженное состояние в участках сплавления и, как следствие, предотвращающих возникновение в них трещин или трешиноподобных надрывов. При этом величина температуры предварительного подогрева

Тпод рассчитывается на основании экспериментально выявленной зависимости, учитывающей величину разницы коэффициентов линейного расширения наплавочного и основного материалов:

Т-д= (80 — 100) (С1 — С ), (1) где Сь C2 — средние значения коэффициентов линейного расширения наплавляемого и основного металлов соответственно (1/OC).

В случае применения для на плавки предварительного подогрева, назначенного

1505702

3 в соответствии с зависимостью (1) охлаждение наплавочного и основного материала происходит без выраженного различия послойных температурных деформаций, что, в свою очередь, исключает напря женное состояние в участках сплавления.

При. температуре предварительного подо,грева меньше расчетного (т.е. при значе ниях поправочного коэффициента менее 80) наплавка сопровождается возникновением повышенных растягивающих напряже- 10

,ний в участках сплавления, инициирующих возникновение в них трещин либо надрывов.

При наплавке с температурой подогрева выше расчетной (т.е. при значениях поправочного коэффициента выше 100) исходные растя- 15 ,гивающие температурные деформации в ос новном металле оказываются выше оптим альных, и в условиях последующего охлажения уже они являются ответственным и а формирование напряженного состояния в участках сплавления. Вместе с тем превышение температуры предварительного подогрева выше расчетной отрицательно сказывается также и на микроструктурном сос1 таве металла зон сплавления — в них отмечается образование видманштеттовой

Структуры, сообщающей металлу пониЖенную трещиноустойчивость.

Испытаниям подвергают ряд партий образцов, при наплавке которых значения температуры предварительного подогрева назначают в соответствии с зависимостью 3р (1 j (т.е. с учетом усредненных справочНых значений коэффициентов теплового расширения наплавочного и наплавляемого

Материалов). При этом реальная темпера) ура предварительного подогрева не отлича1тся от расчетной на величину более 500 3g

Н контролируется с помощью тонких термо1 ар и потенциометра.

B процессе проведения опытов исходНые данные для расчетов величины нагрева задают в пределах 40 — 140 С. Предвари- 4

).ельный подогрев образцов осуществляют

В стандартной муфельной электропечи, осна1ценной необходимыми контрольными приборами. Наплавку осуществляют проволоами одного диаметра на постоянной погонной энергии. Образцами служат плас- 45 гины размером 150Х300Х (10 — 50) мм из ."тали, что имитирует наиболее характерные соотношения толщин реальных узлов я деталей. В качестве наплавочных мате4 риалов используют высоколегированные проволоки аустенитного класса (типа

12Х18Н10Т, Х17Н13М3Т, Х14Г14НЗТ и

X25H20C2), имеющие наибольшее распространение в практике наплавки рассматриваемых деталей, а также типа Х21Н5Т с аустенитно-ферритной структурой наплавленного металла (для сопоставления). Одновременно наплавку выполняют по известному способу. В этом случае температуру предварительного подогрева устанавливают путем испытания наиболее ослабленных участков сплавляемых материалов (в зоне их перемешивания) на критическое раскрытие трещины. Наличие напряженного состояния при наплавке оценивают косвенно — по результатам металлографического контроля тамплетов образцов на присутствие в металле трещин или надрывов. При этом за надрывы принимают трещиноподобные дефекты в наплавленном слое протяженностью более 0,2 мм; за трещины— указанные дефекты протяженностью более

3,0 мм.

Результаты исследований приведены в таблице.

Опыты 1 — 5 выполнены по известному способу при Т-,=200 С.

Способ гарантирует исключение образования трещин при наплавке высоколегированных аустенитных коррозионностойких материалов на малоуглеродистые стал и, прост в реализации.

Формула изобретения

Способ наплавки, включающий электродуговую наплавку присадочной проволокой и предварительный подогрев, отличаюи1ийся тем, что, с целью исключения образования холодных трещин в участках сплавления и наплавленном металле за счет устранения напряженного состояния при наплавке высоколегированных аустенитных коррозионностойких материалов на малоуглеродистые стали, температуру предварительного подогрева Т . устанавливают из соотношения

Т . = (80...100) X (С i — С2), где CI и С2 — усредненные значения коэффициентов линейного расширения наплавочного и основного материалов соответственно.!

505702

Расчетная темНаличи Наличие трещин надрывов

ЗначеТип наплавленного Средние значения Разница ния ко эффициента

К значений

С, -С металла

С„ Cg пература предварительного подогрева, С

Есть

It

tI и и

11

Есть

t1 и

11 и

Нет

Нет

Есть

II

1l и

Есть и

Нет и

Есть

If

Нет

Есть и и

Нет и

Есть

Нет

1Ю

If и

Есть

II и

Нет

Нет

Есть

Есть

ff

Нет

Нет

Есть и

Есть и

Составитель Е. Сомова

Редактор О. Головая Техред И. Верес Корректор Н. Король

За каз 5360/13 Тн раж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москв а, юК вЂ” 35. Раушска я наб., д. 4, 5

Г1ронзводственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, IOI

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17

18

19

21

22

23

24

26

27

28

29

31

32

33

34

Х18Н10Т

Х17Н13МЗТ

Х25Н20С2

Х14Г14Н4Т

ОХ21Н5Т

Х18Н10Т и

ll

II и и

Х1 7 H13M3T юю и и и

ll

Z25H20C2 и

fl

II

II и

Х14Г14Н4Т и

Il и и и

ОХ21Н5Т

fl

ОХ21Н5Т

II

ll ю!

18, 15

18,15

18,15

18, 15

18,15

18,15

18,72

18,72

18, 72

18,72

18,72

18,72

19,14

19, 14

19,14

19,14

19,14

19,14

18,86

18,86

18,86

18,86

18,86

18,86

16,63

16,63

16,63

16,63

16,63

16,63

13,57

13,57

13,57

13,57

13,57

13,57

13,57

13,57

13,57

13,57

13,57

13,57

13,57

19, 14

19,14

19, 14

19,14

19, 14

13,57

13,57

13,57

13,57

i3,57

13,57

13,57

13,57

13,57

13,57

13,57

13,57

4,58

4,58

4,58

4,58

4,58

4,58

5,15

5,15

5,15

5,15

5,15

5,15

5,67

5,67

5,67

5,67

5,67

5,67

5,29

5,29

5,29

5,29

5,29

5,29

3,06

3,06

3,06

5,06

3,06

3,06

140

183

366

458

549

641

206

309

412

618

721

226

453

576

793

211

317

423

529

634

122

183

306

367

428