Способ сварки давлением металлических изделий

 

Использование: сооружение объектов транспорта и хранения нефти, нефтепродуктов и газа. Сущность изобретения: концы свариваемых деталей изделий подвергают обработке давлением, например прокатывают между роликами до размеров зерен структуры металла, не превышающих 0,5 мкм. Изделия нагревают до температуры 0,5-0.6 Т.пл. и сдавливают со скоростью деформации е 1 -1, .... После изотермической выдержки соединение охлаждают в камере. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s В 23 К 20/.14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4907730/08 (22) 17.12.90 (46) 30.08.92. Бюл. М 32 (71) Уфимский нефтяной институт (72) M.Ã. Каравайченко, Г,Г. Садыков и Н.К, Ценев (56) Авторское свидетельство СССР

%,1391837, кл. В 23 K 20 /14, 1986, (54) СПОСОБ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: сооружение объектов транспорта и хранения нефти, нефтепродукИзобретение относится к сварке давлением. в частности к диффузионной сварке, и может быть использовано при сооружении объектов транспорта и хранения нефти, нефтепродуктов и газа.

Известен способ диффузионной сварки металлов, при котором материал свариваемых деталей подвергают предварительной обработке, детали сдавливают сварочйим усилием, нагревают до температуры свафки и осуществляют изометрическую выдержку, причем материал свариваемых деталей предварительно подвергают ударно-волновому воздействию в многослойном контейнере.

Недостатком известного способа является трудоемкость выполнения многослбйного контейнера и сложность сварки крупногабаритных. конструкций.

Известен также способ диффузионной сварки сплавов на основе хрома, при котором процесс ведут с изменением темпера„„ Ы,„, 1757824 А1 тов и газа, Сущность изобретения; концы свариваемых деталей иэделий подвергают обработке давлением, например прокатывают между роликами до размеров зерен структуры металла, не превышающих 0,5 мкм. Изделия нагревают до температуры

0,5-0,6 Т,пл. и сдавливают со скоростью деформации я=1 1, ...10 с; Послеизотермической выдержки соединение охлаждают в камере, 2 ил. туры и деформации, причем детали нагревают до температуры (0„5-0,55) т.пл. деформируют со скоростью (0,8-1,2) 10 . с до степени деформации 1,5 — 2,5 . затем тем- д пературу снижают до (0,34-0,4) т.пл, и деформируют с той же скоростью до степени деформации 4,5-3,5$.

Недостатком данного способа, принятого за прототип, является то, что при сварке в зоне шва происходит значительный рост размеров зерен металла, превышаю- ф щих размеры зерен в основном металле, что приводит к снижению качества сварного соединения, Целью изобретения является повышение качества сварного соединения путем уменьшейия размеров зерен в зоне сварного соединения перед сваркой.

Поставленная цель достигается тем, что соединяемые детали подвергают предва рительной обработке давлением, в результате

1757824 чего формируется микроструктурэ с размером зерен менее 0,5 мкм.

Сопоставительный анализ заявляемого решения показывает, что предлагаемый способ от прототипа отличается тем, что материал соединяемых деталей подвергается предварительной обработке, в результате которой формируется микроструктура с размером зерен менее 0,5 мкм, Таким образом, заявляемйй способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Известны технические решения (1,2), в которых свариваемые детали подвергают предварительной обработке. Однако они не обеспечивают повышение качества сварного соединения — равную прочность и пластичность соединения и основного металла.

Это позволяет сделать вывод о его соответ- ствии критерию "существенное отличие".

На фиг, 1 представлен один из возможных вариантов обработки деталей давлением; на фиг. 2 — показана схема осуществления способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Концы свариваемых деталей 1 и 2 подвергают обработке давлением, например, прокатывают между роликами 3 и 4 до размеров зерен структуры металла, не превышающих 0,5 мкм. Сваривэемые детали 1 и

2 устанавливают в приспособлении (на чертеже не показано), имеющем вакуумную камеру 5. Концы свариваемых деталей 1 и 2 размещают в камере 5, снабженной индуктором 6. В камере 5 создают вакуум или заполняют ее инертным газом. Детали нагревают до температуры 0,5-0,6 т, пл. и сдавливают до относительной деформации е< 10 со скоростью деформации

e= 1 .10 ...10 с . После. изотермической выдержки соединение охлаждают в камере, Благодаря обработке свариваемых концов деталей давлением, зерна структуры ме5 талла уменьшаются в размерах, а в процессе диффузионной сварки растут до размеров зерен, не превышающих размеров зерен в основном металле, что обеспечивает прочность и пластичность сварного

10 соединения не ниже основного металла.

Пример. Сваривали куски труб диаметром 159 мм, длиной 500 мм из стали 20.

Концы свариваемых деталей предварительно прокатали роликами до размера зерен структуры металла 0,4-0,5 мкм. В камере

15 обеспечили вакуум Р -1 10 мм рт.ст. Концы деталей посредством индуктора нагрели до 620 С и сдавливали до относительной деформации 87;. После сварки и изометрической выдержки на образцах были исследованы механические характеристики и

20 структура металла в сварном соединении.

Установлено, что о>, о,, KCV, фсварного соединения не ниже основного металла, а размеры зерен в шве не превышают размеров зерен в основном металле.

25 Формула изобретения

Способ сварки давлением металлических изделий, при котором осуществляют очистку свариваемых поверхностей, нагрев и деформировэние в вакууме или в инерт30 ном газе при температуре 0,5 — 0,55температуры плавления, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, свэривэемые поверхности обрабатывают давлением до получения зерен

35 металла размером менее 0,5 мкм, а процесс осуществляют в режиме сверхпластичности соскоростьюдеформировэния я=10 ...10 c .

1757824

Составитель

Техред М,Моргентал

Редактор

Корректор Н.Гунько

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

Заказ 2960 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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