Способ получения сварных соединений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 04 В 23 К 28Р 950 б ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ из алюминиевых сплавов, при котором осуществляют одновременно со сваркой стыкуемых кромок пластическое деформирование сварного шва, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества сварных соединений путем дробления второй фазы и получения мелкозернистой равномерно ориентированной кристаллографической структуры, пластическое деформирование сварного шва осуществляют при 370+ ОС и степени деформации 16 - 18%.Изобретение относится к сварке и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при производстве изделий преимущественно из А 8 -сплавов с повышенными требованиями к механическим свойствам и герметичности сварных соединений,Цель изобретения - улучшение качества сварных соединений алюминиевых сплавов путем дробления второй фазы и получения мелкозернистой ориентированнойкристаллографически структуры,Согласно предлагаемому способу деформированию подвергают металл швапри 370. 10 С и степени деформацииЕ 16 18 О/ОПри этом последовательно осуществляются два зависимых друг от друга процесса.1. Сварка стыкуемых кромок. В соответствии с известным механизмом нагрева,плавления и кристаллизации металла в твердо-жидкой фазе происходит формированиегрубых выделений второй фазы, причем включения небольших размеров имеются также и внутри зерен. Особо крупные скопления второй фазы образуются в межзеренных промежутках. Такие скопления резкоснижают технологическую прочность сварных соединений и конструкции в целом.11. Деформирование прокаткой роликомпри температуре свыше 360 С. Формирование основных структур металла шва практически заканчивается, Однако металл нагрет и имеет высокую пластичность. Придеформ и рова ни и протекает сдвиговая деформация металла как в продольном, таки в поперечном направлениях. При этомпроисходит разрушение скопления второйфазы. Экспериментально установлено, что винтервале температур 360 - 380 С и степени деформации 16 - 18/, происходит практически полное дробление второй фазы.За счет этого наблюдается существенноеулучшение качества сварного соединения.На чертеже представлена схема осуществления способа.Способ осуществляется следующим образом.Перед сваркой устанавливают роликпрокаты ваю щего устройства относительносварочной горелки на соответствующемрасстоянии А, так, что в зоне контакта ролика 1 температура равна 370+ 10 С. После этого включают устройство для обеспечения статического усилия с таким расчетом, чтобы при прокатке роликом цилиндробеспечивал деформацию в пределах16 - 18 О/, Затем возбуждают сварочнуюдугу 2, приводят в движение привод перемещения сварочного и деформирующегоустройств и начинают подачу присадочнойпроволоки. При этом ролик 1, обкатываясь50 55 лений к-фазы (АМгб), которые расположены в виде прожилок значительных размеров между зернами, Пластическое деформирование при 350 и 390 С и степенидеформации 15 и 19% практически не изменяет микроструктуры шва по сравнению со сваркой в исходном состоянии.Прокатка шва при 370+10 С приводит к существенному изменению микроструктуры по сравнению со структурой как после сварки в исходном состоянии, так и после прокатки шва при 350 и 390 С. При этом по поверхности металла шва, производитдеформирование усилия шва при указанной выше степени деформации. Такое деформирование позволяет практически полностью раздробить вторую фазу, располагающуюся между отдельными зернами.Таким образом деформирование металлашва в определенных интервалах температури степени деформации позволяет улучшитькачество сварных соединений и конструкциив целом,Пример. Сварка плоских элементов изсплава АМгб толщиной 4,0 мм (сварочныйток 230 А, скорость сварки 18 м/ч).Расстояние между осью ролика 1 и осью сварочной15 горелки 2 равно 50 мм, что соответствуеттемпературе 370+ 10 С. С учетом степенидеформации в пределах 16 - 18/, при диаметре ролика 40 мм усилие на ролике должно быть не более 18000 Н.20Структурные изменения, вызванные,пластическим деформированием прокаткой металла шва в процессе сварки определяются рентгеноструктурными и электронно-микроскопическими исследованиями.При этом структуры, полученные после25 различных вариантов ТМО, сравнивалисьсо структурой сварных соединений в исходном состоянии после сварки и со структурой основного металла,Результаты исследований основного металла АМгб показали, что линии на рентгенограмме сплошные, структура швамелкозернистая, ориентированная, Послесварки линии отсутствуют, видны отдельные пятна, являющиеся отражением отдельных крупных зерен. Эти отражения разбросаны по всему полю рентгенограмм.В процессе деформирования при 350 и390 С и степени деформации 15 и 19/О соответственно имеет место вторичная перекристаллизация, линии отсутствуют, видныезерна еще крупнее, чем после сварки в ис 40 ходном состоянии.Пластическое деформирование при370 + 1 ОС приводит к интенсивному дроблению зерен матрицы, в результате структура - мелкозернистая, ориентированная,45 линии по окружности равномерные.Микроструктура после сварки состоитиз зерен твердого раствора и крупных выде191236 Составитель 3. Хаустова Редактор Л. Пчелинская Техред И. Верес Корректор В. Бутяга Заказ 7163/12 Тираж 1085 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП сПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4выделения сс-фазы разбиваются на отдельные зерна очень малых размеров (до 1 мкм). Субструктура металла шва имеет при этом мелкоблочное строение с большой плотностью дислокаций как по границам, так и по телу субзерен.При понижении оптимальных значений температуры и степени деформации к превышении их качество сварного соединения ухудшается, протекают процессы вторичной перекристаллизации. Внедрение способа при изготовлении изделий из алюминиевых сплавов позволяет полностью исключить разрушение сварных оболочковых конструкций, изготавливаемых методом штамповки из плоских карт; повысить технологическую прочность сварных конструкций, а также герметичность сварных соединений алюминиевых сплавов, которая, как правило, снижается в местах скоплений вторых фаз,