Способ сварки и наплавки корпусных конструкций

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 688 511 4 В 23 К 9/04 ГОСУДАРСТВЕННЫИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ТЕТЫТИЯМ с ппгпи ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Р. м1 г,.г:;Ь." СЭ 1 д М,/ СВИДЕТЕЛЬСТ А ВТО Цель сварн ла шв вами. но с гоил плаво ла Т уч н инвыбир В кач ванно прочн тельно ваясь метал обеспе ного механ НАПЛАВКЙ ВАРКИ НСТРУК относится шихся и й перлитн овано в(54) СПОСОБ С КОРПУСНЫХ КО (57) Изобретение плавке закаливаю твердеющих стале жет бы гь использ к сварке идисперсно го класса и еплоэнергет(71) Всесоюзный теплотехнический наисследовательский институт им, Ф. Э. Джинского и Проектно-технологическийститут Энергомонтажпроект(53) 62 .791.754 (088.8) Изобретение относится к сварке закаливаюшихся и дисперсионно-твердеющих сталей перлитного класса и может быть использовано в теплоэнергетике и других отраслях народного хозяйства.Цель изобретения - повышение качества сварных соединений путем получения металла шва с заданными механическими свойствами.Способ осуществляют путем послойной наплавки в разделку кромок с чередованием слоев из углеродистого и легированного металла и с полным переплавом каждого углеродистого слоя металла. В качестве металла для наплавки легированного металла выбирают металл, длительная прочность которого составляет от 60 до 90 О длительной прочности основного металла. Это обеспечивает длительную прочность сварных соединений при высоких температурах.Толщину легированного слоя металла выбирают из соотношения изобретения - повышение качества ых соединений путем получения метала с заданными механическими свойстСварку или наплавку ведут послойчередованием слоев из углеродистоегированного металла с полным перем каждого углеродистого слоя металолшину слоя легированного металла ают из соответствующего соотношения. естве металла для наплавки легирого слоя выбирают металл, длительная ость которого составляет 60 - 90 О длий прочности основного металла. Задаопределенной долей углеродистого ла, при полном его переплавлении, .чивакгт получение металла шва задан- химического состава с заданными и чески м и свой ства м и. 1 з.п.ф-лы. 2где бг, - толщина углеродистого слоя, мм; с,т,п - опытные коэффициенты для хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей, с=238,48 кгс/мм-, ггг=60,58 кгсгмхг- и и=5, 3 кгс/мм-;К -- скорость охлаждения легированного металла ниже точки перекристаллизации, С/мин;НЧ - заданная твердость металла шва,)кгс/м м-.Прилгер 1. В корпусе трсины из стали 20 ХМЛ обнаружена трсггги на глубиной 45 мм и длиной 480 мм. После удаления дефекта выборка имела размеры 500 х 65 х 50 мм. Толщина стенки корпуса в месте повреждения составила 80 мм. Из условий эксплуатации известно, что оптимальная трешиностойкость ремонтной заварки обеспечивается при твердости металла шва Н= =240 кгс/мм.Перед сваркой выборку и прилегающую к ней зону нагревают до 200 С. На поверхность выборки наплавляют первый облицовочный слой углеродистыми электродамиТМУ, О 3 мм. Толщина облицовочного слоя 2 мм. Сварку выполняют на следующих режимах, 1, =80 - 90 А, (/=25 - 27 В,=34 м/ч. В качестве легированных электродов используют электроды марки ТМЛЯ 4 мм, длительная прочность(6) о) которых при рабочей тем нера ту ре (/=540 С) составляет 0,68 б;ф") основного металла. Сварку легированного слоя производят таким образом, чтобы обеспечить полное переплавление предыдущего (углеродистого) слоя. Режим сварки легированного слоя следующий: 7 а = 160 - 180 А, (/=- = - 25 - 30 В; П =4 - 5 м/ч. Толщину легированного слоя определяют из указанного соотношения, принимая К==5 С/мин, а НГ=- =240 кгс/мм. Расчетная толщина легированного слоя составляет 5,64 мм.Заполнение выборки после облицовки ее поверхности осуществляют также последовательным чередованием углеродистого слоя,толщиной 2 мм и легированного слоя толщиной 5 - 6 мм с полным переплавлением углеродистого слоя.Пример 2. В корпусе стопорного клапана из стали 5 ХМ 1 ФЛ обнаружена трещина глубиной 55 мм и длиной 380 мм. После удаления дефекта выборка имела размеры 400 х 58 х 65 мм. Толщина стенки корпуса в месте повреждения составила 120 мм. Из услоьий эксплуатации установлено, что оптимальной твердостью металла шва с позиции хрупкого разрушения НИ= в 2.Ремонтную сварку производят с предварительным и сопутствующим подогревом при 250 С, Г 1 ервый облицовочный слой выполняют электродами марки ТМУ, и 3 мм (углеродистый слой) с толщиной наплавляемого слоя 2,5 мм. Второй облицовочный слой наплавляют электродами марки ТМЛ-З, Я 4 мм, длительная прочность наплавленного металла которых при температуре эксплуатации 560 ОС составляет 0,82 от длительной прочности основного металла. Сварку вьп)олняют на следующих режимах: для углеродистого слоя /=90 - 100 А, (/=25 - -ЗОВ, У =34 м/ч; для легированного слоя 1 =170 - 190 А, (/=25 - ЗОВ, Це =3 - 3,5 м/ч с таким расчетом, чтобы каждый последующий легированный слой полностью переплавил предыдущий углеродистый слой.Расчетная толщина легированного слоя составляет 10 мм. Заполнение разделки выборки осуществляют аналогично нанесению облицовочных слоев последовательным чередованием углеродистого слоя толщиной 2,5 мм и легированного слоя толщиной 10 мм. Исследования химического состава наплавленного металла показали, что задаваясь определенной долей углеродистого металла, при полном его переплавлении, обеспечивается получение металла шва заданного химического состава с заданными механическими свойствами. Так, расчетно-экс Формула изобретения 20 1. Способ сварки и наплавки корпусныхконструкций преимущественно из закалива)ощихся и дисперсионно-тверде)ощих сталей перлитного класса, при котором производят 25 наплавку чередующимися слоями с использованием углеродистого и легированного присадочного металла, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем получения металла шва с заданными механическими свойствами, на плавку легированного слоя ведут с полнымпереплавлением углеродистого слоя, а толщину слоя легированного наплавленного металла б, выбирают из соотношения с+ т/ц - Н)/6, =,/и 35где 6 - толщина углеродистого слоя, мм; с,т,п - опытные коэффициенты для хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей, с= 40= 238,48 кгс/мм-, т=60,58 кгс/мм и п=5,13 кгс/мм-;К - скорость охлаждения легированногометалла ниже точки перекристаллизации, С/мин;НГ -- заданная твердость металла шва, 45 кгс/мм .2. Способ по и. 1, отличающийся тем,что с целью обеспечения длительной прочности сварных соединений при высокой температуре, металл для наплавки легированного слоя выбирают в зависимости от дли тельной прочности основного металла по со- отношению с 0,9 1(Р(о.и6 ) о) О,бб) ) о(о и), где 6)о -о 95560(о и) --длительная прочность легированного металла шва при рабочей температуре на базе 10 часов; длительная прочность основного металла при рабочей температуре на базе 10 часов. периментальным путем установлено, что выполнение ремонтной сварки корпуса цилиндра среднего давления (пример 1) с применением углеродистых электродов марки ТМУ, Я 3 мм и легированных электродов ТМЛ, О 4 мм (Ст=0,96%, Мо= =0,65%) обеспечивает получение металла шва твердостью Н 1=240 и содержанием легирующих элементов промежуточного состава: Ст=0,77%, Мо=0,52%,Технико-экономический эффект достигается за счет исключения необходимости в разработке новых марок электродов для каждого конкретного случая ремонта корпусного оборудования с учетом условий его 15 эксплуатации и напряженного состояния,а также за счет повышения надежности эксплуатации восстановленного оборудования.