Способ электродуговой сварки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

iii>967719 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 120581 (21) 3286050/25-27

Р11М К, з

В 23 К 9/16 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 23,1082- Бюллетень № 39 (53) УДК 621.791. .754 (J88.8) Дата опубликования описания 231082

И.Н. Ворновицкий, Л.Б. Сабун, Г;М. Якушина. . . ромченко, А.Е. Анохов, А.В. Бирюков и О.Ф. Гайд р ЯХСОК)ЗЙР1й, (72) Авторы изобретения

13 gg pxras 13 (71) Заявитель

Проектно-технологический институт Энерг монтИЮ4ЙМЭИМ

Министерства энергетики и электрификации

Ь4) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к электродуговой сварке преимущественно дисперсионнотвердеющих и закаливающихся сталей и может быть использовано при сварке трубопроводов и ремонте литых деталей без последующей термической обработки.

Известен способ сварки, согласно которому при сварке разнородных сталей без последующей термообработки облицовку одной иэ свариваемых кро мок, например закаливающейся низколегированной стали, производят материалом.аустенитного"класса.

Этот способ сварки широко приме,няется при сварке. сталей различного структурного класса. Например, при сварке неэакалнвающихся сталей перлитного класса .со сталями аустенитного класса на кромку перлитной стали.наплавляют аустенитный облицовочный слой толщиной 5-6 мм. В случае сварки закаливающихся перлитных ста- лей с аустенитныии.толщина облицовоч" ного слоя должна .составлять 9-10 мм . (1).

Этот способ сварки хотя и позволяет отказаться or проведения термообработки сварных соединений из разнородных сталей, однако он не обеспечивает получение равнопрочного сварного соединения. При этом способе сварки образуются участки метал5 ла в зоне термического влияния с пониженными пластическими свойствами, химической и структурной неоднородностью (хрупкие диффузионные прослойки), не устраняются также и остаточные сварочные напряжения, что в совокупности понижает эксплуатационную надежность сварных соединений.

Известен способ сварки, согласно которому на свариваемые кромки наплавляют менее легированный по отношению к основному сварному шву металл. Например, сварка хромомолибде. нованадневых сталей хромомолибденовыми электродами (2).

Этот способ позволяет отказаться от последующей термообработки, но околошовная эона тем не менее имеет повышенную твердость, химическую и структурную неоднородность, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенному является способ дуговой сварки, заключающийся в предварительной на пониженных режимах наплавке на сварнваемые кромки обли- 1 цовочного слоя с минимальньм содер967719

10

Формула изобретения бО жан. .ем углерода, после чего осуществляется заполнение разделки. При этом происходит некоторое уменьшение химической и структурной неоднородности в околошовной зоне (3).

Однако этот способ сварки не позволяет отказаться от проведения термообработки после сварки из-за неравномерного состояния участков металла окслошовной зоны.

Целью изобретения является улуч шение структуры и механических свойств околошовной зоны, а также расширение диапазона химического состава облицовочного слоя и уровня тепловложения при заполнении разделки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу электродуговой сварки легированнных,преимущественно закаливающихся и дисперсионнотвердеющих сталей и разнородных соединений, при котором на кромку легированной стали наплавляют обли.цовочный слой, а при сварке частично переплавляют этот слой, -толщину облицовочйого слоя выбирают из соот-г ношения —., где д - толщина

2,5 -. свариваемого металла, а переплавление облицовочного слоя производят на 60-803 его толщины

Соотношение выведено на г.р-: . основе статистической обработки экспериментальных данных.

При последующем заполнении разделки облЖовочный слой переплавляется на 60-80% толщины, а температура в зоне термического влияния, образовавшегося после наплавки облицовочного слоя, находится s интервале 1000-АС„; (критическая точка диаграммы состояния железо - углерод ) .

Одновременно со сваркой в околошовной зоне протекают процессы, характерные для высокотемпературного отпуска: уменьшение химической и структурной неоднородности, понижение твердости, снижение уровня остаточных напряжений. Установлено, что возникающие при сварке облицовочного слоя напряжения в зоне термического влияния релаксируют до уровня О,ЗО, где (> - предел текучести.

В результате после сварки по предлагаемому способу околошбвная зона находится в термообработанном состоянии, и ее свойства гарантируют высокую эксплуатационную надежность сварного соединения. Таким образом, термическая обработка исключается.

Экспериментально установлено, что значения коэффициента в знаменателе (2,5-:3) формулы выбираются следующим образом: для д =.20-50 выбирают

2,5Ф2„7; а для д = 50-90 выбирают

2,8-:3, т.е..чем больше d, тем больше значение коэффициента в знаменателе в пределах, указанных в данном способе сварки.

Пример. Производится сварка трубопроводов ф 273х32 мм из стали

15ХМ. Предварительно на кромки разделки аргонодуговой сваркой наплавляке. слой йолйййой cf = йййй- - 2 йм.

Режим сварки: I э = 80.- 90 A> U =

22 25 В; V<@ = 2т3 м/ч. Наплавку . производят по периметру от внутренней к наружной стенке.

Следующим этапом является переплаэление 60-80% облицовочного слоя электродами марки ТМЛ-4В, диаметром

4 мм. Режим сварки: I = 170-190 А, U = 25 By Чсв = 3-;4 м/ч.

Полное заполнение разделки производится теми же электродами марки

ТМЛ-46.. Режим сваркиг I = 130-150 В, U = 25 Bg VСЭ = 5-;6 м/ч.

После сварки сварное соединение охлаждают под слоем асбеста. Контроль„ стыков трубопроводов подтверждает соответствие структуры и свойств требованиям РТМ-1с-73 к термообработаннна сварными соединениям.

Определена твердость зоны терми30 ческого влияния после наплавки облицовочного слоя, составляющая 325363 HV. После заполнения разделки сварного соединения и переплавления облицовочного слоя на 60-80%, твер35 дость зоны термического влияния, определенная на поперечных микрошлифах, составляет 227-245 HV т.е. ее значение в полной мере удовлетворяет требованиям руководящих ма40 териалов.

Металлографические исследования зоны термического влияния показывают выравнивание микроструктурной неоднородности после переплавления облиЦОВОЧНОГО СЛОЯй

Использование предлагаемого способа электродуговой .сварки позволит исключить операцию термической обработки для сварных соединений из закаливающихся сталей с толщиной свариваемых элементов до 90 мк с гарантией эксплуатационной надежности трубопроводов в течение расчетного срока службы.

Способ электродуговой сварки легированных, преимущественно закаливающихся и дисперсионнотвердеющих сталей и разнородных соединений, при котором на кромку легированной стали наплавляют облицовочный слой, а при сварке частично переплавляют этот слой, отличающийся

967719

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе тем, что, с целью улучшения структу" ры и механических свойств околошовной зоны, расширения диапазона химического состава облицовочного слоя и исключения операции термической обработки, толщину $.облицовочного слоя Выбирают иэ соотношения В = где d - толщина сваривае2,5т3. мого металла, а переплавление облицовочного слоя производят на 60-80%

его толщины.

1, Земзин В.Н.. Сварные соедин разнородных сталей. М., иащиностроение, 1968, с. 165.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 515609, кл. В 23 K 9/16, 1971.

3. Патент Японии 9 51-15498 кл, 12 В 102, 1976 (прототип) .

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель A. Гаврилов

Редактор Н. Пушненкова Техред М.Гергель Корректор А. Гриценко

« » « ».

Заказ 7978/22 Тираж 1153 -Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

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