Способ получения сварно-паяного телескопического соединения конструкций из легированных сталей

 

Получение сварно-паяного телескопического соединения конструкций из легированных сталей. Изобретение может найти применение в энергетическом машиностроении. Осуществляют предварительную наплавку материала на основе железо-хром на свариваемые кромки секций наружной оболочки. Затем после сборки оболочек друг с другом осуществляют их пайку. Механически обрабатывают свариваемые кромки, полностью удаляя наплавленный металл. Выполняют сварку наружной оболочки. Термически обрабатывают полученное телескопическое соединение путем медленного нагрева до 750 ± 10^oС с вытяжкой в течение 50 - 70 мин. В результате получают герметичную конструкцию с высокими прочностными характеристиками без трещин в сварных швах.

Изобретение относится к сварке и пайке, в частности к способам получения сварно-паяного телескопического соединения конструкций из легированных сталей, и может найти применение в энергетическом машиностроении.

Известен способ изготовления телескопического соединения толстостенных конструкций из легированных сталей, включающий сборку под пайку наружной и внутренней оболочек с образованием между ними внутренней герметизированной полости, сварку оболочек, вакуумирование полости, нагрев, пайку и охлаждение.

Однако ряд конструкций требует изготовление наружной оболочки из нескольких частей, что требует сварку этих частей друг с другом. При этом в сварных швах изделий из сталей, содержащих бор, возникают трещины за счет большой его локальной концентрации в зоне шва. Кроме того, часто нетехнологичным является сначала сварить наружную оболочку из секций, а затем выполнить сборку ее с внутренней, поскольку после сварки в сварном соединении возникают внутренние напряжения и остаточные деформации, требующие дополнительной правки перед сборкой. Если же сварку осуществлять после пайки, то в результате возникших сварочных напряжений может возникнуть разрушение паяного соединения.

Задачей изобретения является устранение трещин в сварных швах, снижение остаточных сварочных напряжений, получение в паяном соединении высокой степени герметичности и предотвращение разрушения паяного шва.

Для этого в способе сварно-паяного телескопического соединения конструкций из легированных сталей, включающем сборку наружной и внутренней оболочек, сварку и пайку, сначала на свариваемые кромки наружной оболочки наплавляют материал на основе железо-хром, осуществляют сборку наружной оболочки с внутренней и пайку их между собой, затем механически обрабатывают свариваемые кромки наружной оболочки, полностью удаляя наплавленный слой, сваривают кромки и производят термическую обработку полученного телескопического соединения путем медленного нагрева до 750 ± 10^oC с выдержкой в течение 50 - 70 мин.

Пример. Проводили пайку и сварку двухслойной телескопической конструкции из высоколегированной стали ВНС-25, химический состав которой, кроме железа и хрома, включает молибден, кремний и бор.

На поверхность свариваемых кромок наружной оболочки, состоящей из нескольких секций, наплавляли материал на основе железо-хром толщиной 2 - 2,5 мм. Режим наплавки I_св = 190 - 200 А, U_д = 29 - 32 В, V_св = 18 м/ч. При наплавке материала, основа которого железо - хром, локально понижается концентрация бора в основном материале в зоне термического влияния за счет его перераспределения. Затем на внутреннюю оболочку помещают секцию наружной оболочки с наплавленными кромками, закрепляют в приспособлении, нагревают до температуры пайки, затем охлаждают. Температура пайки 1170 ± 10^oC, выдержка 3 - 5 мин. Припой Г70НХ (никель, марганец, хром) - в виде ленты толщиной 0,1 ^oC 0,12 мм. Выполняют механическую обработку наплавленных кромок наружной оболочки с полным удалением наплавленного металла. После чего подготовленные под сварку поверхности сваривали автоматической сваркой плавящимся электродом в среде инертного газа. После сварки осуществляли медленный нагрев до 750 ± 10^oC с выдержкой в течение 50 - 70 мин и охлаждение. В результате проведенного микрорентгеноспектрального анализа шлифов, вырезанных из мест сварного и паяного соединений, установлено отсутствие трещин, количество бора в зоне термического влияния не превышает допустимое содержание для качественной сварки, паяный шов обладает необходимыми прочностными характеристиками и герметичен.

Формула изобретения

Способ получения сварно-паяного телескопического соединения конструкций из легированных сталей, включающий сборку наружной и внутренней оболочек, сварку и пайку, отличающийся тем, что сначала на свариваемые кромки наружной оболочки наплавляют материал на основе железо-хром, осуществляют сборку наружной и внутренней оболочек и пайку их между собой, затем механически обрабатывают свариваемые кромки наружной оболочки, полностью удаляя наплавленный слой, сваривают кромки и производят термическую обработку полученного телескопического соединения путем медленного нагрева до (750±10)^oС с выдержкой в течение 50-70 мин.