Способ сварки давлением

 

Изобретение относится к сварке давлением и может быть использовано в авиационной промышленности, энергетике и химическом машиностроении при изготовлении ответственных узлов конструкций. Цель изобретения - повышение качества сварки за счет предотвращения межзеренного трещинообразования в зоне сварного шва при одновременном обеспечении производительности процесса. Способ сварки давлением с подогревом дисперсно-упрочненных интерметаллидных сплавов на основе никеля включает деформирование соединяемых материалов, их изометрический отжиг и охлаждение. Изотермический отжиг осуществляют при температуре 0,85 - 0,9 T<SB POS="POST">пл</SB>, где T<SB POS="POST">пл</SB> - температура плавления. После изотермического отжига, при охлаждении, температуру снижают до 0,6 - 0,7 T<SB POS="POST">пл</SB> с регулируемой скоростью 400-600 град/ч. Снижение скорости осуществляют с постоянной или переменной контролируемой скоростью. 2 з.п. ф-лы. 1 ил. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ I 523284 (5ц 4 В 23 20 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4377330/31-27 (22) 11.02.88 (46) 23.11.89. Бюл. № 43 (71) Московский вечерний металлургический институт (72) В. П. Образцов и Э. Я. Вельможный (53) 621.791.12 (088.8) (56) Каракозов Э. С. Сварка металлов давлением.— М.: Машиностроение, 1986, с. 205. (54) СПОСОБ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к сварке давлением и может быть использовано в авиационной промышленности, энергетике и химическом машиностроении при изготовлении ответственных узлов конструкций. Цель изобретения — повышение качества сварки

Изобретение относится к области сварки давлением и может быть использовано в авиационной промышленности, энергетике, химическом машиностроении при изготовлении ответственных узлов конструкций.

Целью изобретения является повышение качества за счет предотвращения межзеренного трещинообразования в зоне сварного шва при одновременном обеспечении производительности процесса.

На чертеже приведена схема реализации способа (а, в — температуру на начальной стадии охлаждения понижают с постоянной скоростью а, в — с переменной скоростью) .

Суь способа заключается в том, что после изотермического отжига при Т=0,85—

0,9 Т.. температуру снижают до уровня 0,6—

0,7 Т. с регулируемой скоростью, не превышающей 400 — 600 град/ч, причем эта скорость может быть постоянной или переменной.

Цикл сварки включает в себя четыре стадии: за счет предотвращения межзеренного трещинообразования в зоне сварного шва при одновременном обеспечении производительности процесса. Способ сварки давлением с подогревом дисперсно-упрочненных интерметаллидных сплавов на основе никеля включает деформирование соединяемых материалов, их изотермический отжиг и охлаждение.

Изотермический отжиг осуществляют при температуре 0,85 — 0,9 T„„, где T„„температура плавления. После изотермического отжига, при охлаждении, температуру снижают до 0,6 — 0,7 Т„„с регулируемой скоростью 400 — 600 град/ч. Снижение скорости осуществляют с постоянной или переменной контролируемой скоростью. 2 з. п. ф-лы, 1 ил. 2 табл.

1 — нагружение свариваемых деталей до необходимой степени деформации;

11 — снятие нагрузки и изотермический отжиг при 0,85 — 0,9 Т..;

III — охлаждение до 0,6 — 0,7 Т. с регулируемой скоростью, не превышающей 400—

600 град/ч;

IV — окончательное охлаждение.

Температурный интервал контролируемого охлаждения и скорость охлаждения можно объяснить следующим образом. Охлаждение на стадии III (б, в) с регулируемой скоростью осуществляют до уровня 0,6 — 0,7 Т ., так как в температурной области ниже этой границы высокая скорость охлаждения уже не приводит к трещинообразованию. При повышении этой температурной границы регулируемого охлаждения сильно возрастает вероятность появления трещин, при понижении — неоправданно возрастает общее время цикла сварки. Для дисперсноупрочненных интерметаллидных сплавов на основе никеля в указанном температурном диапа1523284

f5

Формула изобретения

50 зоне 0,6 — 0,9 Т. скорость охлаждения 400—

600 град/ч является оптимальной, так как увеличение скорости охлаждения приводит к трещи нообразованию, а уменьшение к снижению производительности процесса.

Постоянство скорости охлаждения в заданном интервале 400 — 600 град/ч можно поддерживать с помощью регулирования этой скорости, которое заключается в следующем. Установки, в которых осуществляется подогрев образцов, оборудованы наряду с другими приборами высокоточными задатчиками температуры и приборами ее регистрации. Для поддержания необходимой скорости охлаждения заранее определяются температурно-временные интервалы снижения температуры образца на первой стадии охлаждения. По истечении каждого временного интервала термозадатчик устанавливается на последующее более низкое значение температурного интервала и т. д. до достижения нижнего температурного предела регулируемого охлаждения.

Регулирование скорости охлаждения заключается также в контролируемом изменении ее величины в течение первой стадии охлаждения от минимального значения в начале этой стадии до максимального — в конце, но не превышающего 600 град/ч, Например, начальная скорость охлаждения может быть равной 360 град/ч, затем она может быть увеличена до 480 град/ч, а в конце первой стадии охлаждения она может составлять 600 град/ч.

Такие переменные скорости охлаждения целесообразно использовать в тех случаях, когда температура отжига высока (порядка

0,9 Т.. ) и значительно увеличивается вероятность трещинообразования на начальной стадии охлаждения.

Пример. Способ был опробован при сварке в вакууме 3,3 10 Па образцов из дисперсноупрочненного интерметаллидного сплава ВКНА на основе никеля. Режим:

Тсб1000 С; е=1 ° 10 с; е=4,;О. Использовались цилиндрические образцы размеров

H=l7 мм, О=12 мм. Нагружение по схеме принудительного деформирования. После достижения деформации в=4 Я нагрузка снималась и образцы подвергались отжигу при Т=!200 С в течение четырех часов. Снижение температуры после отжига осуществлялось со скоростью 400 — 600 град/ч до

800 — 1000 С, далее образцы охлаждались печью или на воздухе.

В табл. 1 и 2 приведены данные, характеризующие технологический процесс получения соединения в соответствии с предлагаемым способом.

Знак «+» означает наличие трещин в сварном соединении, знак « — » их отсутствие

В экспериментах (табл. 2), когда детали охлаждали до температуры 0,55 Т- и использовали скорость охлаждения Рз)605 град/ч, наличие или отсутствие трещин в сварных соединениях зависело от температурной области применения этой скорости. Если скорость охл а ждени я V3) )605 град/ч и с пол ьзовали в интервале 0,55 Т..(Т(0,6Т.. трещины отсутствовали в сварных соединениях, если скорость охлаждения V3)605 град/ч начинали использовать при температурах

Т)0,6Т.. в сварных соединениях наблюдали трещины.

Анализ полученных данных позволяет утверждать, что при сварке давлением дисперсноупрочненных интерметаллидных сплавов на основе Ni после высокотемпературного отжига (0,85 — 0,9) Т . для предотвращения трещинообразования целесообразно на первой стадии снятия температуры ограничить скорость охлаждения (400

600 град/ч).

Способ сварки позволяет управлять процессом формирования структуры и перераспределением налряжений между границей и телом зерна в околошовной зоне, что оказывает существенное влияние на свойства и качество сварных соединений дисперсноупрочненных интерметаллидных сплавов.

1. Способ сварки давлением с подогревом дисперсно-упрочненных интерметаллидных сплавов на основе никеля, при котором после процесса деформирования осуществляют изотермический отжиг при температуре

0,85 — 0,9 Т.-, а затем охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения за счет предотвращения межзеренного трещинообразования в зоне сварного соединения при одновременном обеспечении производительности процесса, в процессе охлаждения температуру снижают до

0,6 — 0,7 Т л с регулируемой скоростью 400—

600 град/ч.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что снижение температуры осуществляют с постоянной скоростью.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что снижение температуры осуществляют с переменной контролируемой скоростью.

1523284

Таблица 1

Скорость охлажде- Наличие трещин в ния, (постоянная) сварном соедине— град/ч нии мического отжига, Т пл

Та блица 2

Скорости охлаждения V V,,Ч согласно фиг.1 град/ч мического отжига, Т„„

Температура, до ко торой охлаждали де тали после изотер0,55

0,60

0,70

0,75

0,55

0,60

0,70

0,75

0,55

0,60

0,70

0,75

0,55

0,60

0,70

0,75

0,55

0,60

О, 70

О, 75

Температура, до кот ор ой охлаждали д етали после изотер0,55

0,60

0,70

0,75

0,55

0,60

0,70

0,75

0,55

0,60

0,70

0,75

0,55

0,60

0,70

0,75

610

360, 480, 595

360, 480, 595

360, 480, 595

360, 480, 595

360, 480, 600

360, 480, 600

36 О, 480, 600

360, 480, 600

360, 480, 605

360, 480, 605

360, 480, 605

360, 480, 605

360, 480, 610

360, 480, 610

360, 480, 610

360, 480, 610

Наличие трещин в сварном соединении

1523284

Состав итель В. Зот ин

Реда кто р В. Бу гре нко в а Техред И. Верес Корректор Т. Палий

3 а ка з 6934/1 2 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на 6., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101