Способ лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6%


 


Владельцы патента RU 2510627:

Общество с ограниченной ответственностью "Технологии энергетического машиностроения" (ООО "ТЭМ") (RU)

Изобретение относится к способу лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6%, в частности листов из борсодержащей стали 04Х143Р1Ф-Ш, и может найти применение для изготовления сварных изделий и труб с повышенными требованиями к поглощению нейтронного излучения для объектов атомной энергетики. Задачей и техническим результатом изобретения является создание экономичного способа лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6%, обеспечивающего идентичность химического состава свариваемого металла и металла шва и повышение устойчивости металла шва к межкристаллитной коррозии. Производят фиксацию свариваемых листов, их сжатие по линии сварки и сварку путем перемещения лазерной головки вдоль свариваемого стыка. Причем сжатие по линии сварки ведут с усилием сжатия 0,01-1 кг/мм2. Лазерную сварку листов стали толщиной 5-10 мм ведут со скоростью перемещения лазерной головки 1000-2000 мм/мин при мощности лазерного излучения не менее 8 КВт и обдувом свариваемого стыка со стороны лазерной головки гелием, а с противоположной стороны свариваемого стыка - аргоном. После этого сваренные листы отжигают при температуре 1040-1110°С в течение 50-80 мин.

 

Изобретение относится к области сварки листов стали встык лазерным лучом, в частности листов из борсодержащей стали 04Х14ТЗР1Ф-Ш, и может найти применение для изготовления сварных изделий и труб с повышенными требованиями к поглощению нейтронного излучения для объектов атомной энергетики.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ лазерной сварки встык металлических листов, включающий фиксацию свариваемых листов, их сжатие по линии сварки, предварительный подогрев и лазерную сварку путем перемещения лазерной головки вдоль свариваемого стыка (RU 2010115672, В23К 11/00, опубликовано 27.10.2011).

Недостатком известного способа является невозможность его использования для сварки встык листов из борсодержащей стали с содержанием бора до 3,6 мас. %, например стали 04Х14ТЗР1Ф-Ш, толщиной 5-10 мм из-за неэкономичности и сложности осуществления предварительного подогрева свариваемого стыка, а также невозможности избежать склонности металла зоны шва из указанной стали к межкристаллитной коррозии.

Задачей и техническим результатом изобретения является создание экономичного способа лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6 %, обеспечивающего идентичность химического состава свариваемого металла и металла шва и повышение устойчивости металла шва к межкристаллитной коррозии.

Технический результат достигается тем, что способ лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6 %, включающей фиксацию свариваемых листов, их сжатие по линии сварки и сварку путем перемещения лазерной головки вдоль свариваемого стыка, отличающийся тем, что сжатие по линии сварки ведут с усилием сжатия 0,01-1 кг/мм2, лазерную сварку листов стали толщиной 5-10 мм ведут со скоростью перемещения лазерной головки 1000-2000 мм/мин при мощности лазерного излучения не менее 8 КВт и обдувом свариваемого стыка со стороны лазерной головки гелием, а с противоположной стороны свариваемого стыка - аргоном, после чего сваренные листы отжигают при температуре 1040-1110°C в течение 50-80 мин.

Способ по изобретению можно проиллюстрировать следующим примером. Свариванию подвергали сталь 04Х14ТЗР1Ф-Ш (ЧС82-Ш), содержащую следующие компоненты, мас. %: углерод 0,043; кремний 0,38; хром 14,2; бор 1,4; титан 3,3; ванадий 0,18; марганец 0,37; алюминий 0,41; никель 0,015; фосфор менее 0,02; железо - остальное, и 04Х14Т5Р2Ф-Ш (ЧС82М), содержащую следующие компоненты, мас. %: углерод 0,038; кремний 0,32; хром 15; бор 3,0; титан 6,4; ванадий 0,28; марганец 0,41; алюминий 0,43; никель 0,28; сера менее 0,015; фосфор менее 0,015; железо - остальное. Листы стали толщиной 6±0,2 мм и 9,5±0,2 мм размером 80∙750 мм без разделки шва горизонтально фиксировали в кондукторе с сжатием по линии сварки с усилием 0,5 кг/мм, которое контролировали динамометром. Со стороны размещения лазерной головки свариваемые листы с зоне сварного шва обдували гелием, а с противоположной стороны свариваемого стыка - аргоном с расходом 15-20 л/мин.

Сваривание листов вели без дополнительного нагрева за один проход в режиме сквозного проплавления волоконным лазером мощностью 8-10 КВт при мощности лазерного излучения 8,4-8,6 КВт и скорости перемещения лазерной головки вдоль свариваемого стыка листов 1500-1600 мм/мин.

Заданные режимы сваривания обеспечивают полное проплавление стыка свариваемых листов, отсутствие их коробления, минимальные значения внутренних напряжений в металле шва и околошовной зоне и идентичность химического состава свариваемого металла и металла шва. Обдув инертными газами в условиях высокой мощности лазерного излучения обеспечил отсутствие изменения химического состава свариваемого металла в сварной зоне.

Для полного снятия напряжений в металле и для протекания диффузионных процессов сваренные листы дополнительно подвергали термообработке по режиму 1100°С в течение 60 мин с последующим охлаждением на воздухе. В результате осуществления способа по изобретению были получены сваренные листы стали с высоким содержанием бора в сварном шве, которые показали устойчивость к межкристаллитной коррозии, что допускает их использование для объектов атомной энергетики, к которым предъявляются повышенные требования по поглощению нейтронного излучения.

Способ лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6%, включающий фиксацию свариваемых листов, их сжатие по линии сварки и сварку путем перемещения лазерной головки вдоль свариваемого стыка, отличающийся тем, что осуществляют лазерную сварку листов стали толщиной 5-10 мм, которую ведут со скоростью перемещения лазерной головки 1000-2000 мм/мин при мощности лазерного излучения не менее 8 КВт и обдувом свариваемого стыка со стороны лазерной головки гелием, а с противоположной стороны свариваемого стыка - аргоном, после чего сваренные листы отжигают при температуре 1040-1110°С в течение 50-80 мин, при этом сжатие по линии сварки ведут с усилием сжатия 0,01-1 кг/мм2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сварки, а именно к способам снятия остаточных напряжений, возникающих в сварных соединениях, в том числе и при сварке трубопроводов.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к охлаждению зоны сварного соединения рельса непосредственно после сварки. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении сварных труб различного назначения. .

Изобретение относится к области технологии сварки, а именно к способам снятия остаточных напряжений, возникающих в сварных соединениях в процессе сварки и, как следствие, снижению геометрических погрешностей формы корпусов.

Изобретение относится к области технологии сварки и служит для снятия остаточных напряжений, возникающих в сварных соединениях в процессе автоматической сварки. .

Изобретение относится к области технологии сварки. .

Изобретение относится к способу изготовления лент из листовой стали, в частности стальных лент, при котором, по меньшей мере, две ленты из листовой стали разного сорта и/или разной толщины листа по продольным сторонам свариваются друг с другом.
Изобретение относится к способам сварки соединений из алюминия и алюминиевых сплавов и может быть использовано при производстве легких металлоконструкций в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению стальных листов и листовых заготовок с покрытием для последующей сварки и получения деталей с высокими механическими свойствами и коррозионной стойкостью.

Изобретение относится к технологии лазерной наплавки коррозионностойких покрытий и может быть использовано в машиностроении при обработке рабочих поверхностей деталей из алюминиевых бронз в том числе деталей судовой арматуры.

Изобретение относится к способу изготовления направляющего аппарата газотурбинного двигателя, представляющего собой кольцевые наборы неподвижных или поворотных профилированных лопаток, образующих расширяющиеся каналы, и может быть использовано в авиастроении, машиностроении и других областях для крепления лопаток к кольцам.

Изобретение относится к способу многолучевой лазерной сварки конструкционных сталей и может найти применение в различных отраслях машиностроения. .

Изобретение относится к мосту (1) транспортного средства, содержащему промежуточный элемент (10) с шейкой (30) вала на каждом из двух концов промежуточного элемента. .

Изобретение относится к способу изготовления стальной трубы путем сварки продольных краев открытой трубы с помощью лазерного луча (далее называемой сваренной лазером стальной трубой), в частности трубы, подходящей для земляных работ и для транспортировки нефти и природного газа для нефтегазопромысловых и магистральных трубопроводов.
Наверх