Способ контактной стыковой сварки оплавлением

 

Использование: для соединения деталей из высокоуглеродистой марганцевой Стали и деталей из перлитной углеродистой стали, преимущественно при контактной стыковой сварки крестовин с рельсами. Сущность изобретения: способ контактной стыковой сварки оглавлением деталей из аустенитной высокоуглеродистой марганцовистой стали с деталью из перлитной углеродистой стали включает наплавку на одну или обе соединяемые детали проме уточного слоя из малоуглеродистой хромоникелевой стали толщиной, соизмеряемой с длиной припуска на оплавление при последующей контактной стыковой сварке. После этого контактной стыковой сваркой соединяют другую деталь. После наплавки промежуточного слоя деталь подвергают термической обработке. Рельсы из перлитной углеродистой стали могут быть закаленными и Термически не упрочненными. Контактную стыковую сварку выполняют на режимах с удельной потребляемой мощностью 15-25 ВА/мм2 и с ограниченным вылетом из электродов (губок) контактной машины детали из высокоуглерюдистой марганцовистой стали. После сварки производят ускоренное принудительное охлаждение стыка, 3 з.п.ф-лы.

СОЮЗ СОВ ЕТС КИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (1 !) (s!)s В 23 К 11/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ы (л

О 4 (21) 4873427/08 (22) 06.09.90 (46) 15.05,93. Бюл. ЬЬ 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (72) И.Ç.Гейкин, С.И.Кучук-Яценко, Е.А.Шур, В,В,Л ядов, Н.А. Синадский, H.Н.Путря, М.В. Богорский, В.М.Дусевич, Л.А.Турбина, В.С.Строев, Ю.Н.Радыгин и Н.Д.Горонков (56) Авторское свидетельство СССР

N. 666633227788, кл. В 23 К 9/00, 1979, Патент СССР

ЬЬ 1122209, кл. В 23 К 11/04, 1978. (54) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ

СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ. (57) Использование: для соединения деталей из высокоуглеродистой марганцевой стали и деталей из перлитной углеродистой стали, преимущественно при контактной . стыковой сварки крестовин с рельсами. . Сущность изобретения: способ контактной стыковой сварки оплавлением деталей из

Изобретение относится к способам соединения деталей из высокоуглеродистой марганцовистой стали деталей из перлитной высокоуглеродистой стали, преимущественно к способам контактной стыковой сварки крестовин с рельсами, и может быть использовано на железнодорожном, городском и промышленном транспорте, а также в других отраслях народного хозяйства, применяющих детали из высокоуглеродистой марганцовистой стали.

Целью изобретения является повышение качества сварных соедИнений высокоуглеродистой марганцовистой стали с перлитной высокоуглеродистой сталью. ауствнитной высокоуглеродистой марганцовистой стали с деталью из перлитной углеродистой стали включает наплавку на одну или обе соединяемые детали проме)!(уточного слоя из малоуглеродистой хромоникелевой стали толщиной, соизмеряемой с длиной припуска на оплавление при последующей контактной стыковой сварке.

После. этого контактной стыковой сваркой соединяют другую деталь. После наплавки промежуточного слоя деталь подвергают термической обработке. Рельсы из перлитной углеродистой стали могут быть закаленными и термически не упрочненными.

Контактную стыковую сварку выполняют на режимах с удельной потребляемой мощностью 15-25 BA/мм и с ограниченным выле2 том из электродов (губок) контактной машины детали из высокоуглерюдистой марганцовистой стали. После сварки производят ускоренное принудительное охлаждение стыка, 3 э.п.ф-лы.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе соединения деталей из аустенитной высокоуглеродистой марганцовистой стали с деталями из перлитной углеродистой стали применяют промежуточный слой толщиной, соизмеримой с длиной припуска на оплавление при последующей контактной стыковой сварке, Его изготавливают путем наплавки аустенитной малоуглеродистой хромоникелевой стали на деталь из перлитной высокоуглеродистой стали или на деталь из аустенитной высокоуглеродистой марганцовистой стали.

Кроме того. деталь из аустенитной высокоуглеродистой марганцовистой стали после

1815071 наплавки промежуточного слоя подвергается термической обработке по принятым для нее режимам, Деталь иэ перлитной высокоуглеродистой стали после наплавки промежуточного слоя подвергают термическому упрочнению, Контактную стыковую сварку производят на режимах, обеспечивающих удельную потребляемую мощность

15-25 ВА/мм, ограничивают вылет из г электродов (губок) контактной машины детали из аустенитной высокоуглеродистой марганцовистой стали, Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. На торец рельса типа Р65 (F=8265 мм ) иэ термически упрочненной перлитной высокоуглеродистой стали наплавляли слой аустенитной малоуглеродистой хромоникелевой стали толщиной 30 мм, Для восстановления исходной твердости, структуры и механических свойств перлитной термоупрочненной стали, после наплавки торец рельса на длине 60 мм нагревали индукционным способом до температуры 850 С, а затем производили его охлаждение водо-воздушной смесью со скоростью порядка 10 С и более .

Такая термообработка обеспечивала требуемую износостойкость поверхности катания в.пределах сварного стыка перлитной стали и высокие пластические свойства сварного соединения в шейке и подошве рельса.

Наплавленную часть торца рельса после механической обработки (шлифование) сваривали с рельсом такого же типа из аустенитной высокоуглеродистой марганцевой стали. Сварку выполняли при удельной мощности 15 — 25 ВА/ммг, Для обеспечения одинакового нагрева свариваемых рельсов из разнородных материалов (перлитная и аустенитная стали) их вылет в губках сварочной машины делали неодинаковым. На основании результатов термографирования в качестве оптимального принято соотношение вылета рельсов из перлитной высокоуглеродистой и аустенитной высокоуглеродистой марганцовистой сталей равное соответственно 1:3.

После сварки для подавления карбидообразования аустенитной высокоуглеродистой марганцовистой стали производили ускоренное охлаждение стыка водо-воздушной смесью.

Пример 2, Подготовительные операции оставались такими же. Контактную сварку выполняли приудельной мощности

10 ВА/мм и 30 BA/мм, Испытание сварных соединений выполняли на статический изгиб, При испытании

1, Способ контактной стыковой сварки оплавлением, при котором деталь из аустенитной марганцовистой стали соединяют с второй стальной деталью через промежу45 точный материал, в качестве которого используют аустенитную малоуглеродистую хромоникелевую сталь, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества соединения в случае сварки аустенитной

50 высокоуглеродистой марганцовистой стали с перлитной высокоуглеродистой сталью и уменьшения трудоемкости, перед сваркой промежуточный материал наплавляют на одну иэ деталей, при этом толщину

55 наплавляемого слоя выбирают в пределах

1,1-1,3 припуска на оплавление, а при сварке деталь иэ перлитной высокоуглеродистой стали устанавливают в зажимах с вылетом в три раза большим, «ем вылет детали из аустенитной высокоуглеродистой

35 образцов., сваренных по параметрам. принятым в первом примере, наименьшее значение временного сопротивления было 900

МПа(90 кгс/ммг) и стрелы прогибов 30, Во втором примере показатели прочности составляли 750 МПа (75 кгс/мм ) и 800 МПа (80 кгс/мм ), а пластичности 15 и 20 мм. г

Кроме того, при применении режимов, приведенных во втором примере в изломах сварных соединений наблюдались дефекты в виде непроваров и пузырей. Таким образом, при удельной потребляемой мощности

15-25 ВА/мм обеспечиваются необходиг мое качество и высокие механические свойства сварных соединений.

Пример 3. Сварку выполняли на режимах, принятых в первом примере.

Уменьшенная до 25 мм (что соответствует величине припуска на сплавление) и увеличенная до 40 мм (1,5 припуска на сплавление) толщина наплавлен ного слоя не дали положительных результатов, При уменьшенной толщине наплавленного слоя в аустенитной высокоуглеродистой марганцовистой стали появились дефекты в процессе контактной сварки. Использование увеличенной толщины наплавленного слоя приводило к повышенному износу поверхности катания рельсов в месте сварного соединения, Предлагаемый способ позволяет получать сварные соединения аустенитной высокоуглеродистой марганцовистой стали с перлитной высокоуглеродистой сталью, обладающие высокой прочностью и износостойкостью, дает возможность отказаться от дополнительной операции изготовления промежуточной детали.

Формула изобретения

1815071

Составитель И; Генкин

Техред М.Моргентал Корректор А. Мотыль

Редактор

Заказ 1608 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород; ул.Гагарина, 101 марганцовистой стали. удельную мощность при оплавлении выбирают в пределах 15-25 ВА/мм .

2. Способ по и. 1, от л и ча ю щи и с я тем, что после наплавки промежуточного материала на деталь из аустенитной высокоуглеродистой марганцовистой стали последнюю охлаждают принудительно, 3, Способ попп.1 и2,отличающийс я тем, что сварное соединение охлаждают принудительно.

4. Способ по пп. 1 и 3, о т л и чъ ю щ и йс я тем. что после наплавки промежуточного материала на деталь изтермически упрочненной перлитной высокоуглеродистой стали ее упрочняют термической обработкой.