Способ отделения шлаковой корки

БРЕТЕН Д ВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И зоб ретени и может быт преимуществен таллоконструк сокопрочных с Целью изоб качества свари тельности проц Способ осу зом.асти сварки при сварке, оволоки меованных вык закалке. повышение производиПеред началом свамешают высокочастотнциальных ползунах вции металла шва, ползулинии сплавления оснного металлов. Однов рки на изделии разый индуктор на спеобласти кристаллизаны устанавливают по овного и наплавленременно со сваркой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Украинский заочный политехнический институт им. И. 3. Соколова(54) СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ШЛАКОВОЙ КОРКИ(57) Изобретение относится к сварке и может быть использовано при сварке преимущественно порошковой проволокой металлоконструкций из низколегированных высокопрочных сталей, склонных к закалке. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения и производительности процесса. е относится к обль использованоно порошковой прций из низколегирталей, склонныхретения являетсяого соединения иесса.ществляют следующим обраНа сва риваемое изделие уста на вливают высокочастотный нагревательный индуктор, размещенный на ползунах, перемещаемых по линии сплавления основного и наплавляемого металла. Нагрев до температуры вторичной кристаллизации металла (730 - 910 С) выполняют в области кристаллизации металла шва одновременно со сваркой.При указанной температуре происходит выравнивание по величине зерен металла зоны термического влияния (ЗТВ) как на поверхности, так и в глубинных слоях, что способствует снижению сил сцепления шлаковой корки на поверхности металла, ее само- отделимости, снижению шлаковых включений, в особенности в слоях, близких к ЗТВ, повышению механических свойств сварного соединения и сокращению времени сварки ф за счет исключения операций механического или химико-механического удаления шлаковой корки.табл.С: осуществляют дополнительныи нагрев поверхности изделия по зоне сплавления основного и электродного металла. Интенсивность нагрева выбирают в зависимости от режимов сварки и толщины свариваемого металла, При этом обеспечивают нагрев поверхности изделия по линии сплавления основного и наплавленного металла до температуры вторичной кристаллизации основного металла. В результате процессов поверхностной рекристаллизации происходит устранение структурной неоднородности и значительное уменьшение пластической деформации металла в поверхностном слое у линии сплавления, что обеспечивает условия самоотделимости шлаковой корки.Дополнительное термическое воздействиена области с максимальной локализациейдеформации, усиливающей сцепление шлаковой корки, с поверхностью металла шва,создает благоприятные рекристаллизационные условия для расплавления кромок основного металла, обеспечивающие устранение сил сцепления на границе основнойметалл - шлак. Это облегчает отделениешлаковой корки по границе сплавления основного и наплавленного металла. Улучшение отделимости шлака при дополнительномнагреве поверхности зоны сплавления связано со структурными изменениями в метале, происходящими на участках повышеннойсцепляемости шлака с основным металлом 15в районе линии сцепления шлак - основной металл.На участках металла с неудовлетворительно отделяемой шлаковой коркой зерноосновного металла у линии сплавления значительно измельчается. Соотношение величины зерна у поверхности зоны термического влияния (ЗТВ) и в глубинных слояхЗТВ составит 1:3, т. е. с(1:д;3 (фиг. 1),где д 1 - размер зерна у поверхности ЗТВ,сЬ - размер зерна в глубинных слояхЗТВ.Повышение сцепления шлака с наплавленным металлом на линии сплавления вуказанном районе зависит от размера зернаосновного металла у линии сйлавления исоотношения величин зерна в ЗТВ на поверхности и в глубинных слоях,Способ отделения шлаковой корки с дополнительным нагревом обеспечивает созда.ние физических условий самоотделимостишлаковой корки за счет устранения структурной неоднородности в ЗТВ основного 35металла и получение примерно одинаковыхпо величине зерен как в поверхностномслое у линии сплавления основной металл -шлак так и в глубинных слоях ЗТВ основного металла. Самоотделимость шлака врайоне линии сплавления основной металл - наплавленный металл - шлакдолжна отвечать следующему условию:д.А(фиг. 2), где А - диаметр зерна уповерхности ЗТВ, д - диаметр зерна вглубинных слоях ЗТВ. 45Анизотропию зерна на участке наплавленный металл - основной металл устраняют путем изменения термического воздействия, позволяющего избежать возникновения неблагоприятных напряжений в по-.верхностных слоях. Это состояние металла 50обеспечивает самоотделимость шлаковой корки.Дополнительный нагрев выполняют притемпературе вторичной кристаллизации,равной 730 - 910 С, достаточной для нротекания рекристаллизационных процессов в поверхностных слоях основного металла При этом дополнительный нагрев производят путем наложения теплового поля дополнительного источника нагрева на тепловое поле, образованное сварочной дугой, не допуская снижения температуры сварного шва ниже температуры вторичной кристаллизации основного металла, Это позволяет изменить характер сцепления шлака с наплавленным металлом и создает термическое воздействие для улучшения механических свойств металла ЗТВ. Сварку осуществляли порошковой проволокой марки ПП - АН 54 на сварочном транкторе Т 17, при следующем режиме: , =350 - 400 А, (/,=28 - 30 В, скорость сварки ,=7 м/ч. Сваривали две пластины с У-образной разделкой кромок из низко- легированной высокопрочной стали марки 14 Х 2 ГМР толщиной 40 мм. Стыковое соединение сваривали за 13 проходов. Температуру поверхности околошовной зоны при нагреве контролировали контактным термометром. Температура металла в результате дополнительного нагрева высокочастотным индуктором до температуры вторичной кристаллизации составляла примерно 900 С, что достаточно для протекания рекристаллизационных процессов в поверхностных слоях зоны сплавления (фиг. 2) . После окончания процесса сварки шлаковая корка самопроизвольно растрескивалась и ее удаляли металлической щеткой без дополнительного механического воздействия на сварной шов после каждого прохода.Сравнительные данные процесса сварки с нанесением специальных материалов для улучшения отделимости шлака с поверхности металла и с дополнительными нагревами зоны вторичной кристаллизации приведены в таблице.Из таблицы видно, что предлагаемый способ с дополнительным нагревом обеспечивает повышение качества шва и производительности процесса примерно в 2 раза.Формула изобретенияСпособ отделения шлаковой корки со сварного соединения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения преимущественно при многопроходной сварке высокопрочных низколегированных сталей, склонных к закалке, и производительности процесса, одновременно со сваркой выполняют дополнительный нагрев околошовной зоны в области кристаллизации металла шва до температуры вторичной кристаллизации стали.1523279 Маркаэл.проВОЛОКИ Марка стали Время Вариантсварки Микрос трук -тура сварного шва иОНЗ Удельнаявязкость,Дж/м Наличиенеметалливыполнения 4 ческихвключений проходногосварного размеромболее0,3 мм шва1=-1 м,мин й: с 1:1:3соотношение раз 34 Есть ем орто -фосфорнойкислоты 14 Х 2 ГМР ПП-АН 54 1,0Ф=4 мм 1,2 17 Нет Способ сдополни -тельным нагревомЗТВ Составитель Т. АрестРедактор В. Бугренкова Техред И. Верее Корректор М. СамборскаяЗаказ 6934/ 2 Тираж 894 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Способ с 14 Х 2 ГМР ПП-АН 54 0,55нанесени- Ф 4 мм меров зерен уповерхности ЗТВ ив глубинных сло -ях ЗТВРазмеры зернаприблизительноодинаковы по всейглубине ЗТВа:а, =