Способ контактной стыковой сварки оплавлением

 

Использование: при сварке деталей из стали. Свариваемые концы деталей подготавливают и зажимают в токоподводах сварочной машины. Свариваемые концы оплавляют и осаживают первый раз. Сварное соединение охлаждают до 750-850°С, Свариваемые концы осаживают во второй раз. При этом давление осадки увеличивают по сравнению с первым разом. Снимают наклеп и оптимизируют структуру соединения . 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I 9) (I I) (sI)s В 23 К 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4768843/08 (22) 14.12.89 (46) 30.09.92. Бюл. М 36 (71) Институт электросварки им. Е,О. Патона (72) С.И, Кучук-Яценко, Ю.В. Скульский, A.Э.

Грабежов и В.Г. Шкурко (56) Авторское свидетельство СССР

М 1470482, кл. В 23 K 11/04, 1986. (54) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ

СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением и может применяться в различных отраслях промышленностии.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ контактной стыковой сварки оплавлением стали, при котором сварное соединение дополнительно осаживают при охлаждении после сварки до 950 — 850 С, причем температуру соединения фиксируют по изменению цветов побежалости от светло-красного к красному. Этот способ позволяет повысить экономичность процесса при сохранении качества сварного соединения вследствие снижения расхода электроэнергии, упрощения контроля температуры и получения мелкозернистой структуры. Однако, у этого способа есть существенный недостаток, ограничивающий область его применения. Дело в том, что температурный интервал повторной осадки 950 — 850 С мало влияет на механические свойства сварного соединения. Влияет, в основном, сам факт повторной осадки, т. е. простое повышение (57) Использование: при сварке деталей из стали. Свариваемые концы деталей подготавливают и зажимают в токоподводах сварочной машины. Свариваемые концы оплавляют и осаживают первый раз. Сварное соединение охлаждают до 750-850 С, Свариваемые концы осаживают во второй раз. При этом давление осадки увеличивают по сравнению с первым разом. Снимают наклеп и оптимизируют структуру соединения, 2 табл. припуска на осадку. Приведенный в описании пример прямо свидетельствует об этом.

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений путем повышения ударной вязкости по зоне соединения, Сущность предлагаемого изобретения— повышение качества сварных соединений путем повышения ударной вязкости по зоне О соединения, Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем. Способ контактной стыковой сварки оплавлением деталей из О стали, при котором свариваемые концы де- О талей подготавливают, свариваемые детали зажимают в токоподводах сварочной машины, свариваемые детали зажимают в токоподводах сварочной машины. свариваемые концы оплавляют и осаживают первый раз, сварное соединение охлаждают до определенной температуры и свариваемые концы осаживают во второй раз, при этом давление осадки увеличивают по сравнению с первым разом, причем свариваемйе концы осаживают второй раз после охлаждения сварного соединения до 750-800 С.

1764889

25

2,— 2,5

Физическая сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Из практики обработки металлов давлением известно, что ковка или горячая штамповка деталей должны заканчиваться при определенной температуре, которая зависит только от химического состава стали. В противном случае либо происходит наклеп металла (если температура ниже оптимальной), либо растет зерно (если температура выше оптимальной). Следует также отметить, что при любом из отклонений прочностные характеристики детали практически не изменяются. Температура окончания ковки влияет, в основном, на характеристики пластичности.

При контактной стыковой сварке после осадки зона соединения имеет температуру около 1300 С. В процессе остывания с высокой температуры происходит рост зерна, и чем выше температура нагрева, тем больше рост зерна. Отсюда ясно, что ухудшение механических свойств по зоне соединения неизбежно.

Второй этап осадки, выполненный при

750-800 С, спрямляет границы исходных аустенитных зерен, способствует их более четкой ориентации, снятию наклепа и увеличению количества мелких рекристаллизационных зерен аустенита.

Проведение второго этапа осадки при температуре ниже 750 С создает наклеп— искажение кристаллической решетки — и приводит металл в неустойчивое состояние, Применение повторной осадки имеет цель несколько измельчить структуру металла по зоне соединения и повысить ее пластичность, в первую очередь ударную вязкость.

С другой стороны, применение повторной осадки увеличивает разворот волокон и, следовательно, уменьшает ударную вязкость по зоне соединения.

Исходя из изложенного, можно сделать вывод о том, что параметры процесса повторной осадки должны обеспечивать протекание преимущественно первого процесса (измельчение зерна по зоне соединения и повышение ударной вязкости).

Как было отмечено выше, основной параметр процесса повторной осадки — температура деформации. Эта температура должна обеспечивать максимальное измельчение зерна при минимальном припуске на повторную осадку (минимальном дополнительном развороте волокон).

Определение оптимального температурного интервала деформирования определяли на плоских образцах из стали 09Г2 (ГОСТ 19282-73) толщиной 12 мм и длиной

500 мм с выточкой по центральной части

Эксперименты выполняли на лабораторной стыковой машине К-749 мощностью 450 кВА с гидравлическим приводом. Нагрев осуществляли методом электросопротивление до

1250 С, охлаждение естественное. Деформация осуществлялась в условиях непре. рывного охлаждения методом растяжения-сжатия, количество циклов — 24, величина относительной деформации не более 7 . Результаты испытаний приведены в табл. 1.

Как следует из данных табл. 1, оптимальным температурным интервалом деформирования следует признать

750-800 С.

Экспериментальную проверку способа по предлагаемому изобретению и роизводили при сварке пластин из стали 09Г2 сечением 60х12 мм на машине К-749.

Параметры режима контактной стыковой сварки

Напряжение вторичного холостого хода, В 6,33.

Припуск на оплавление, мм 12.

Припуск на осадку, мм 6(4+ 2).

Плотность тока оплавления, А/мм

Время сварки, с 18 — 23.

Температуру стыка контролировали при помощи прибора КПС-4. Результаты механических испытаний приведены в табл. 2, Данные табл. 2 показывают, что предлагаемое техническое решение позволяет повысить уровень ударной вязкости стыков по зоне соединения.

Предлагаемый способ может найти широкое применение при сварке ответственных деталей и узлов различного назначения.

Формула изобретения

Способ контактной стыковой сварки оплавлением деталей из стали, при котором свариваемые концы деталей подготавливают, детали зажимают в токоподводах сварочной машины, свариваемые концы сплавляют и осаживают первый раз, сварное соединение охлаждают до определенной температуры и свариваемые концы осаживают во второй раз, при этом давление осадки увеличивают по сравнению с первым разом, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения вследствие повышения среднего уровня и стабильности значений ударной вязкости, свариваемые концы осаживают второй раз после охлаждения сварного соединения до 750-850 С.

1764889

Т а б л и ц а 1

Иеханические свойста стали 09Г2 дарная вязкость, Дж/см2 гп с

Предел текучести, ИПа

Предел прочности, ИПа

Температурный интервал деформации, С

О С

47-82

60,3

20-22

21,3

534-561

547,5

334-353

346,2

1200-1250

37-90

534-541

22-31

26,3

365-342

368,5

1050-1100

537,1

44-87

64,2

20-27

24,8

«5«27 5«32

529,3

«39«0««3«9«4

900-950

750-800

391,9

79-1 05

М,3

27-42

534-541

537,1

319-326

322,3

Та блиц а 2

Механические свойства сварных соединений

Вид обработки

Предел текучести, ИПа

Предел прочнос,,ти, МПа

374 375 513-515

374,6 513,7

Ударная вязкость, Дж/см2

ОС 20 С

26-5 О

3,7

1 2-21

Просто сварка

37-82

65,7

45-60

340-367 505-506

353,5 505,9

Сварка+норм. 880 С

Сварка+повторная осадка 900=95(f C

28-45

38,2

372-373 508-515 11-22

372,3 512,5 17, С ар а+повтор а осадка 750-800 Ñ

374,2 512,3 . 18,7 м м

«37 5»

Составитель А. Грабежов

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Л.Ливринц

Редактор Т.Горячева

Заказ 3339 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101