Способ обработки сварных соединений

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 150 А 23 К 28/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ оССР983.СОЕДИтносится кконкретноарных саедтановых спльэовано пронструкцийшиностроененности. вароч- спаений,ниествуки сно т 7) Изобрет му произво бам обрабо еимуществе может быть влении сва аво из по раэи то х отраслях ма ационной промышлтемпературе и скоро ответствующих режи ости материала этойИзобретение отн ится к сварочному тно к способам единений, преимусплавов, и может и изготовлении ву, конкр сварных с титановых роизводстбработки ществен быть ис ов ано в различных отя и авиационной трукц остро сварных консраслях машинпромышленностЦелью иэобние качестватем повышенияСпособ осущ етения является повышсварного соединения ппластичности.ся следующим ествляет азам,Сначал сварного со температура ния, Сварно ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГННТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт проблем сверхпланости металлов АН СССР(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХНЕНИЙ(5 е о бработке подвергают зонудинения с более высокой полиморфного превращесоединение нагревают и изобретения - повышение качествасварных соединений путем повышенияпластичности, После сварки сначалапроводят деформацию в режиме сверхпластичности металла зоны сварногосоединенйя, температура налиморфнго превращения которой выше. Далеепроводят деформирование в режимесверхпластичности эоны сварного соединения, температура полиморфногопревращения которой ниже. Общаястепень деформации составляет 40 -507, В результате обработки сварныхсоединений из титановых сплавов удается устранить дефекты типа пор иподрезав, уменьшить остаточные напряжения и измельчить структурусварного шва и зоны термического влияния. 1 э.п, Ф-лы, 1 табл. деформируют при сти деформации, сому сверхпластичнзоны.Далее обрабатывают зону сварного соединения с меньшей температурой полиморфного превращения. Сварное соединение охлаждают и деформируют при температуре и скорости деформации, соответствующих режиму сверхпластичности материала этой зоны. Общая степень деФормации сварного соединения па двум режимам составляет 40-50 Е.Предварительный нагрев сварного соединения осуществляют в электропечи, а деформирование проводят в штамповом блоке, установленном на гидравличес 3 1509208ком прессе. Температуру в процессе деформации поддерживают автоматическииндукционным блоком совместно с преобразователем промьппленной частоты и ре гулятором температуры,После обработки сварные соединенияподвергают металлографическим исследованиям на оптических микроскопах и механическим испытаниям. В результате 1 Ообработки сварных соединений титановых сплавов удалось устранить дефектытипа подрезов, пор, уменьшить остаточные напряжения и измельчить грубуюструктуру сварного шва и зоны терми" 15ческого влияния до 4-8 мкм, что обеспечивает повышение пластических ипрочностных свойств и, соответственно,качества сварных соединений.Две партии образцов из титанового 20сплава ВТразмером 40 х 60 мм, толщиной 20 мм с выполненной Х-образнойразделкой кромок сваривали аргонодуговой сваркой неплавящимся электродомс использованием присадочных проволок 25ВТ 1-0 и ВТ 20-1, Сварные образцы обоих типов подвергали горячей деформации осадкой на прессе в изотермических условиях на плоских бойках изсплава ЖСУ. Температуру в процессе 30деформации поддерживали индукционнымблоком, напряжение на который подавалось с преобразователя ПСТ. На грев образцов перед обработкой проводили в лабораторной печи до температуры деформации в течение 30 мин.Первую партию сварных образцов,изготовленных. с использованием приса"дачной проволоки ВТ 1-0, обрабатывалась в следующей последовательности. 40Сначала деформировали сварное соединение в режиме сверхпластичности основного металла, с целью обработкиЗТВ при температуре Т=900 С, скорости деФормации 6 =10 с , что соответствует режиму сверхпластичностидля сплава ВТ, температура полиморфного превращения для этого сплава Т= 990 С. Степень деформации .при обработке ЗТВ составила с, =257Далее сварное соединение подстуживали до температуры Т 850 С и деформировали,в режиме сверхпластичностисварного шва при Я =10 ф с", что соответствует режиму сверхпластичности 55для сплава ВТ 1-0, использованного вкачестве присадочной проволоки, температура полиморфного превращения дляоэтого сплава Т=910 С. Степень де 4формации при обработке сварного швасоставила Я =257 Металлографическиеисследования обработанных сварных образцов позволили установить, что всварном шве и ЗТВ сформировалась мел"козернистая структура с размером зерна 4 - 6 мкм.Механические испытания образцов,обработанных по предлагаемомуспособу, и в исходном состоянии позволили установить, что пластичность 3металла ЗТВ повысилась с 7 до 10/,а в сварном шве с 18 до 257.Обработка в обратной последовательности по тем же режимам деформациипозволила установить, что в ЗТВ наблюдается мелкозернистая структура сразмером зерна 4 - 5 мкм, а в сварном шве наблюдается рост зерна до20 мкм.Вторую партию сварных образцов,изготовленных с использованием присадочной проволоки ВТ 20-1 св, обрабатывали в следующей последовательности. Сначала деформировали сварноесоединение в режиме сверхпластичнос"ти сварного шва при температуре Т == 950 С, скорости деформации 1: = 510с , что соответствует режимусверхпластичности для ВТ, температура полиморфного превращения дляоэтого сплава составляет Т = 1010 С.Степень деформации составила Е =207Затем сварное соединение подстуживаоли до Т=900 С для обработки ЗТВ врежиме сверхпластичности основногометалла (для ВТЕ =10 с 1, Е =207),Металлографические исследованияобработанных сварных образцов выявили, что в сварном шве и ЗТВ сформировалась мелкозернистая структура сразмером зерна 6-8 мкм, Механическиеиспытания образцов второй партии позволили установить, что пластичность3 металла сварного шва возросла с8 до 113, а ЗТВ с 7 до 127,Таким образом, в результате обработки сварных соединений титановогосплава ВТнаблюдается значительноеизмельчение грубой исходной структурыдо 4-8 мкм и повьппение пластичности всреднем на 407,Режим и результаты обработки сварных соединений титановых сплавов, относящихся к различным группам, приведены в таблице,Способ позволяет повысить качествосварного соединения путем повьппения5 . 15092086 пластичности эа счет полной проработ- пластичности, сначала пластически де" ки металла сварного шва и зоны терми- формируют зоны сварного соединения с ческого влияния, наиболее высокой температурой поли 5морфного превращения, а затем зоны Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я сварного соединения с более низкойтемпературой полиморфного превраще 1, Способ обработки сварных соеди- ния, причем пластическое деформиронений преимущественно из титановых ванне ведут в режиме сверхпластичсплавов, включающий нагрев зоны свар ности для металла обрабатываемой эоного соединения и пластическую де- ны.формацию, о т л и ч а ю щ и й с я 2. Способ по п.1, от л и ч а ю - тем, что, с целью повышения качества щ и й с я тем, что деформацию ведут сварного соединения путем повышения с общей степенью 4050%,Марка и группа Присадочсплава ный матеТемпература полиморфного превращения Х , С Последовательность обработки о об- После абот- обраи ботки риал ВТ 20-псевЮ.-сплав ЗТВ Т = 950 С,Я=20%, Е, =5 "10 сСварной шовТ=900 С,Й =25%,Я=10 сЗТВ Т=900 С,Е=20%, Е =10 сСварной шовТ=850 С, с =30%,Заказ 5751/12 Тираж 894 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 при ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101