Способ обработки сварных соединений

 

Изобретение относится к сварочному производству, конкретно к способам обработки сварных соединений, преимущественно титановых сплавов, и может быть использовано при изготовлении сварных конструкций в различных отраслях машиностроения и авиационной промышленности. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений путем повышения пластичности. После сварки сначала проводят деформацию в режиме сверхпластичности металла зоны сварного соединения, температура полиморфного превращения которой выше. Далее проводят деформирование в режиме сверхпластичности зоны сварного соединения, температура полиморфного превращения которой ниже. Общая степень деформации составляет 40-50%. В результате обработки сварных соединений из титановых сплавов удается устранить дефекты типа пор и подрезов, уменьшить остаточные напряжения и измельчить структуру сварного шва и зоны термического влияния. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 511 4 В 23 К 28/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ деформируют при температуре и скорости деформации, соответствующих режиму сверхпластичности материала этой зоны.

Далее обрабатывают зону сварного соединения с меньшей температурой полиморфного превращения, Сварное соединение охлаждают и деформируют при тем-. пературе и скорости деформации, соответствующих режиму сверхпластичности материала этой зоны. Общая степень деформации сварного соединения по двум режимам составляет 40-50Х.

Предварительный нагрев сварного соединения осуществляют в электропечи, а деформирование проводят в штамповом блоке, установленном на гидравличесГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 43686Г)0/31-27 (22) 25.01,88 (46) 23.09.89. Бюл. ¹ 35 (71) Институт проблем сверхпластичности металлов AH СССР (72) P.Â.Ñàôèóëëèí и Р.Я.Лутфуллин (53) 621.731.75.015(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- )118508, кл. В 23 К 28/00, 1983. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к сварочному производству, конкретно к способам обработки сварных соединений, преимущественно титановых сплавов, и может быть использовано при изготовлении сварных конструкций в различных отраслях машиностроения и авиационной промышленности. Цель

Изобретение относится к сварочному производству, конкретно к способам обработки сварных соединений, преимущественно титановых сплавов, и может быть использовано при изготовлении сварных конструкций в различных отраслях машиностроения и авиационной промышленности.

Целью изобретения является повьппение качества сварного соединения путем повышения пластичности.

Способ осуществляется следующим образом, Сначала обработке подвергают зону сварного соединения с более высокой температурой полиморфного превращения. Сварное соединение нагревают и

2 изобретения — повышение качества сварных соединений путем повьппения пластичности. После сварки сначала проводят деформацию в режиме сверхпластичности металла зоны сварного соединения, температура налиморфного превращения которой выше. Далее. проводят деформирование в режиме сверхпластичности эоны сварного соединения, температура полиморфного превращения которой ниже. Общая степень деформации составляет 40—

507, В результате обработки сварных соединений из титановых сплавов удается устранить дефекты типа пор и подрезов, уменьшить остаточные напряжения и измельчить структуру сварного шва и зоны термического влияния. 1 э.п. ф-лы, 1 табл.

3 1509208 ком прессе. Температуру в процессе деформации поддерживают автоматически индукционным блоком совместно с преобразователем промьппленной частоты и ре- гулятором температуры.

После обработки сварные соединения подвергают металлографическим исследованиям на оптических микроскопах и механическим испытаниям. В результате 10 обработки сварных соединений титановых сплавов удалось устранить дефекты типа подрезов, пор, уменьшить остаточные напряжения и измельчить грубую структуру сварного шва и зоны терми" 15 ческого влияния до 4-8 мкм, что обеспечивает повышение пластических и прочностных свойств и, соответственно, качества сварных соединений.

Две партии образцов из титанового 20 сплава ВТ-9 размером 40»60 мм, толщиной 20 мм с выполненной Х-образной разделкой кромок сваривали аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом с использованием присадочных проволок 25

ВТ1-0 и ВТ20-1. Сварные образцы обоих типов подвергали горячей деформации осадкой на прессе в изотермических условиях на плоских бойках из сплава ЖС-6У. Температуру в процессе З0 деформации поддерживали индукционным блоком, напряжение на который подавалось с преобразователя ПСТ-60. На rpea образцов перед обработкой проводили в лабораторной печи до темпера- З5 туры деформации в течение 30 мин.

Первую партию сварных образцов, изготовленных с использованием приса" дачной проволоки ВТ1-0, обрабатывалась в следующей последовательности. 40

Сначала деформировали сварное соединение в режиме сверхпластичности основного металла, с целью обработки

ЗТВ при температуре Т=900 С, скорости деформации f =10 с, что соот- 45 ветствует режиму сверхпластичности для сплава ВТ-9, температура полиморфного превращения для этого сплава Т „„ = 990 С. Степень деформации при обработке ЗТВ составила Е =25X.

Далее сварное соединение подстужива ли до температуры Т 850 С и деформировали,в режиме сверхпластичности сварного шва при Е, =10 4 с", что соответствует режиму сверхпластичности для сплава ВТ1-0, использованного в качестве присадочной проволоки, температура полиморфного превращения для о этого сплава T„=910 С. Степень де4 формации при обработке сварного шва составила F =25Х. Металлографические исследования обработанных сварных образцов позволили установить, что в сварном шве и ЗТВ сформировалась мел" козернистая структура с размером зерна4- 6 мкм.

Механические испытания образцов, обработанных по предлагаемому способу., и в исходном состоянии позволили установить, что пластичность S металла ЗТВ повысилась с 7 до 10/, а в сварном шве с 18 до 25Х.

Обработка в обратной последовательности по тем же режимам деформации позволила установить, что в ЗТВ наблюдается мелкозернистая структура с размером зерна 4 — 5 мкм, а в сварном шве наблюдается рост зерна до

20 мкм.

Вторую партию сварных образцов, изготовленных с использованием присадочной проволоки ВТ20-1 св, обрабатывали в следующей последовательности. Сначала деформировали сварное соединение в режиме сверхпластичнос" ти сварного шва при температуре Т =

= 950 С, скорости деформации E, = 5»

«10 с, что соответствует режиму сверхпластичности для ВТ-20, температура полиморфного превращения для о этого сплава составляет Т = 1010 С.

Степень деформации составила f =20X..

Затем сварное соединение подстуживао ли до T=900 С для обработки 3ТВ в режиме сверхпластичности îсновного металла (для ВТ-9 E. =10 с i, Е =20X), Металлографические исследования обработанных сварных образцов выявили, что в сварном шве и ЗТВ сформировалась мелкозернистая структура с размером зерна 6-8 мкм. Механические испытания образцов второй партии позволили установить, что пластичность о металла сварного шва возросла с

8 до 11Х, а ЗТВ с 7 до 12Х.

Таким образом, в результате обработки сварных соединений титанового сплава ВТ-9 наблюдается значительное измельчение грубой исходной структуры до 4-8 мкм и повьппение пластичности в среднем на 40Х.

Режим и результаты обработки сварных соединений титановых сплавов, относящихся к различным группам, приведены в таблице, Способ позволяет повысить качество сварного соединения путем повьппения

5 . 1509208 6 пластичности эа счет полной проработ- пластичности, сначала пластически де" ки металла сварного шва и зоны терми- формируют зоны сварного соединения с ческого влияния, наиболее нысокой температурой поли5 морфного превращения, а затем зоны

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я сварного соединения с более низкой температурой полиморфного превраще1, Способ обработки сварных соеди- ния, причем пластическое деформиронений преимущественно из титановых ванне ведут в режиме сверхпластичсплавов, включающий нагрев зоны снар- 10 ности для металла обрабатываемой эоного соединения и пластическую де- ны. формацию, отличающийся 2. Способ по п.l, от л и ч а ю— тем, что, с целью повышения качества шийся тем, что деформацию ведут сварного соединения путем повышения с общей степенью 40...50%. Марка и группа Присадочсплава ный матеТемпература полиморфного превращения Х„, С

Последовательность обработки

До об- После работ- обраки ботки риал

ЗТВ Т = 950 С, с.=20%, Е.=5 "10 с

Сварной шон

Т=900 С,E. =25%, 6=10 с

ЗТВ Т=900 С, Е=20%, E.==10 с

Сварной шов

Т=850 С, Г =30%, Я=10 с

Сварной шов

Т=900 С, с. =30%, 6=10 с

3ТВ T=860 С, Е =20%,Я =10 с

ВТ20-псевдо с6-сплав

ВТ 6 св 1010/950

8 ll

12 16

10 15

ВТ6С (aC+P)-сплав ВТ.1-0 950/910

ВТ22 (ot.+ P)-сплав

ВТ6 св 880/950

12 17

7 10

В числителе — Т„, сварного шва, в знаменателе — Т „ ЗТВ.

Составитель Л.Назарова

Редактор В.Петраш Техред A.Êðàâ÷óê Корректор T.Колб

Заказ 5751/12 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101