Способ сварки плавлением

СОЮЗ СОВЕТСНИХОаациРВНПЕИРЕСПУБЛИН 3(511 В, 23 К 9/16 ОПИС ГОСУДЮ СТЮННЫй НОМИТЕТ СОС(ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АНИЕ ИЗОБР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1,3 убченко А.С,и др, Выбор температуры предварительного подогрева хромистых сталей при котельно-сварочных операциях .- Химическое и нефтяное машиностроение , 1968, В 10.2, Авторское свидетельство СССР В 302195, кл,В 23 К 28/00, 1967 (прототип). Я 01063557 А(54) (57) СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ преимущественно особочистых по угле роду и азоту однофазных,сталей ферритного класса, при котором сварку производят при температуре выше температуры перехода стали в хрупкое состояние, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения механических свойств сварного соединения за счет повышения вязкости и трещиноустойчивости путем применения принудительного ахлаадения на ветви падения температур.термического цикла, процесс сварки ведут при скорости охлаждения металла шва и околошовной зоны не менее 200 С/с.10 Поставленная цель достигается тем,55 что согласно способу сварки плавлением преимущественно особочистых по углероду и азоту однофазных сталей ферритного класса, прикотором сварку производят при температуре 60 выше температуры перехода стали в хрупкое состояние, процесс сварки ведут при скорости охлаждения металла шва и околошовной эоны не менее 200 С/с65 Изобретение относится к сварочйо-,му производству и может быть использовано при сварке конструкцийиз высокохромистых сталей ферритного класса, применяемых в химическом машиностроении.5Известен способ сварки высоко-хромистых сталей Ферритного классас предварительным подогревом сварного соединения до температур, превышающих т мпературу переходав хрупкое состояние, с последую"щей термообработкой, проводимойнепосредственно после сварки иустраняющей напряженное состояниев металле швов и околошовной зоны Ь 3,15Недостаток способа состоит втом, что применительно к высокохромистым ферритным сталям, например,ма.рок ООХ 25 Б, ООХ 18 М 2 Б и др.,содержащимограниченные для улучшения вязких 20свойств концентраций углерода и азота, его рекомендации оказываютсясовершенно непригодны из-за развития процессов отпускной хрупкостив околошовном металле, вызываемых,предварительным .подогревом,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффектук предлагаемому является способсварки однофазных Ферритных сталей,включающий предварительный и сопутствующий подогреву (выше температуры перехода стали в хрупкое состояние) и осуществляемый непосредственно после сварки высокотемпературного кратковременного нагрева(до 800-900 С) с последующим охлаждением на воздухе 2 .Однако использование известногоспособа для сварки особочистьк поуглероду и азоту однофазньк феррит 40ных сталей например ООХ 25 Б,ООХ 18 И 2 Би им подобным) не позволяет обеспечить требуемое качество сварногосоединения вследствие наблюдаемогоохрупчивания околошовного металла . . 45Кроме того, он сложен в осуществлении,Цель изобретения - повышениемеханических свойств сварного соединения эа счет повышения вязкости 50и трещиноустойчивости путем принудительного охлаждения на ветви падениятемператур термического цикла,Сварку осуществляют следующим образомДля экспериментов используют листовые пластины.иэ сталей 00325 Б н ООХ 11 8 М 2 Б, которые сваривают аргонодуговым методом с применением известного и предлагаемого способов, Во всех случаях сварку производят на одной и той же погонной энергии с назначением в качестве присадки одних и тех же сварочных проволок, При этом во всех опытах предварительный и сопутствующий подогрев сварного соединения не производится, так как температура перехода сталей цаходится в пределах минус 10-20 С, т .е,. практически нижеокомнатной, т е, сварку производят при температуре выше температуры перехода стали в хрупкое состояние,Результаты опытов свидетельствуют (см.таблицу), что использование известного способа сварки не позволяет достичь высоких механических свойств, в первую очередь, ударной вязкости, пластичности, и, как следствие, трещиноустойчивости металла шва и околошовной зоны сварных соединейий, Причина.заключается в выраженном развитии в металле сварного соединения процессов выделения мелкодисперсных вторичных фаз и интерметаллидов (т,е, охрупчивание обусловленно дисперсионным механизмом), а дополнительный отпуск, усугубляя укаэанные процессы, приводит к выраженной хрупкости.Применение предлагаемого способасварки позволяет достичь высокиемеханические свойства сварного соединения.Для оценки воздействия скоростиохлаждения на свойства сварного соединения испытаниям подвергают рядобразцов, которые в процессе сварки (т.е. на ветви падения термоцикла в. диапазоне температур солидуса и 350 ОС) охлаждаются со скоростями 10 у 501 100 у 200 р 250 у 300 и350 С/с,Испытания показывают, что наилучшими механическими свойствами обладают образцы сварных соединений, склаждаемые со скоростями 200 и 300 С/с,Снижение скорости охлаждения до100 С/с мало способствует достижению требуемой пластичности, ударнойвязкости и трещиноустойчивости, ато время как превышение его свыше300 СС/с(например, 350 ОС/с) практически не приводит к последующемуулучшению рассматриваемых качествсварного соединения, На этом основа.нии нижний предел скорости дополнительного охлаждения принят .равным200 С/с,.Свойства сварного соединения (при 20 С) Тепловые условия сварки образцов Опыт,1Температу-. ра кратковременного нагрева, .С Температурные параметры сопутствующего и предварительного подогрева Скорость ; принудительного охлаждения, С/с Ударнаявязкость,ИДж/м Относительнаятрещиноустойчи"востьб Относительноеудлинение, 1 Сварка при температуре вышетемпературы перехода стали вхрупкое состояниеТо же 0,08 0,09 0,10 0,21 0,48 1,3 2,8 2,8 2,8 0,03 О, 05 0,06 0,08, 0,09.0,81 14.1,6 116 7 8 12 14 44 45 43 НетТо же1050100200250300350 800900 2 3 4 5 1Нет То же, 1167.НРИИЕЧАНИЕг СВарку опЫтов ВВ 1-2 производят согласно известному способу(прототипу), охлаждение сварных соединений после кратковре"менного нагрева при 806-900 С осуществляют на воздухе, Д опытах УР 3-9 принудительное дополнительное охлаждение сварйогосоединения с указанньзщ: в таблице скоростями производят. непосредственно в процессе. сварки, т; е, на ветви падения температур термического цикла . Во всех опытах сварку осуществляют при температуре цластин выше температуры перехода сталив хрупкое состояниеВНННПН . Заказ 1006/13 Тираж 1106 ПоддисноеФилиал ППП Патеит, г.ужгород, ул.Проектная,4. В случае обычного охлаждения размеров (коакуляции) карбонитрид" (на воздухе) сварные соединения, вы ных фаз и интерметаллидов наблюдаполняеиюе даже на материалах край" . ется некоторое повышение вязкости не малой толщины, имеют скоростьтемпературное поле, действующее на охлаждения, не превышающую 50- 80 С/с, ветви падения температур термичесот,е,необходимо использование допол кого цикла сварки, способствует раснительного принудительного охлажде- паду пересыщенного твердого раствония, достигаемого за счет специаль-ра и тем самым вызывает опреденых методов и средств, например, ленное охрупчивание металла шва водой, продувкой, газом или други- и околошовной зоны, а установлен" ми хладагентами, 10 ный оптимальный диапазон скоростейПри формировании сварного соеди- принудительного (дополнительного) нения (шва и околошовной зоны) в охлаждения способствует .образоваусловиях сварки плавлением у струк" нию структурного состояния металла туры отмеченных зон возможны обра- сварного соединения и, следовательзования гомогенного (пересыщенно" 5 но, его свойств (качества), При го) и гетерогенного (с выделением этом выявленньй интервал скоростей карбонитридных фаэ и интерметаллид- охлаждений является правомерным ных комплексов) твердых Растворов) для всех особочистых по углероду гомогенному твердому раствоРУ особо- и азоту сталей ферритного класса чистых сталей ферритного класса практически с любой системой легисвойственны высокая пластичность, рования, т,е . предлагаемый способ20ударная вязкость и трещинОустойчи- сварки пригоден и для вновь раэвость; сварные соединения указан". Рабатываемых: конструкционных матеных сталей со структурой гетероген риалов аналогичного структурного ного твердого раствора обладают: класса и обеспечивает высокие ме;весьма низкими механическими хаРак ханические свойства сварных соеди теристиками, хотя при увеличении . нений.Свойства сварных соединений, выголненных с применением известногои предлагаемого способов.