Способ дуговой сварки циркония

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 177950( 9) К 9/167//В 23 К 103:0 5)5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРои свари сварке истового ния при естен спасо в смесях и( варки циркония и его тного газа с кислоро. нако введение углеводораэ приводит к резкомуа сварных соединенийциркония. дов в инерхудшению плавов на тны каче осн(54) СПОСОБ ДУГОВОНИЯ Изобретение относится к дугов кв и может быть использовано пр неплавящимся электродом тонкол проката из нелегированного цирко изготовлении химических аппаратов.При сварке тугоплавких металлов происходит разунроцнение шва в результате значительного роста зерен и снятия деформационного упрочнения металла. Эксперименты показали, что прочность металла шва нелегированного циркония снижается с 340 - 360 до 190 220 МПа, Наиболее эффективный путь повышения прочности тонколистовых сварных соединений при дуговой сварке - легирование металла шва из газовой фазы.В настоящее время легирование тугоплавких металлов из газовой фазы производят в процессе дуговой сварки в смесях инертного газа с цетиленом.(57) Использование: при сварке неплавящимся электродом тонколистового проката из нелегированного циркония при изготовлении химических аппаратов. Сущность изобретения: дуговую сварку циркония производят в смеси аргона с содержанием азота от 1,2 до 2,6 об,0, Скорость сварки опоеделяют из выражения 8,34, гдеч - скоЧсвСМ 2)м/ч; СМ 21 - концентрация азота, об,0, Изобретение может быть использовано. в химическом машиностроении и других областях техники. 1 табл,сплавов ердом.Этот способ имеет два существенныхнедостатка: низкую стойкость вольфрамовых электродов; кратковременный эсфектповышения коррозионной стойкости сварных соединений, обусловленный постепенным разрушением защитных пленокдиоксида циркония,Наиболее близким по технической сутии достигаемому эффекту является дуговаясварка тугоплавких металлов, при которойдуговую сварку производят в смеси аргонас 0,20,7 6 азота,Основным недостатком известного способа является пониженная стойкость металла шва к питтинговой коррозии в растворахсоляной кислоты, Азот при этом повышаетпрочность металла шва, однако достаточноплотных нитридных пленок на поверхностизоны соединения не образуется, хотя известно, что нитридные пленки имеют значительно большую коррозионную стой(;ость,чем оксидные.Целью изобретения является снижениесклонности сварных соединений к питтинговой коррозии и получение равнопрочныхсоединений при сохранении достаточно высокой пластичности, 5Поставленная цель достигается тем, чтоаргонодуговую сварку циркония неплавящимся вольфрамовым электродом производят в аргоне, содержащем 1,2 - 2,6 об.0 азота, причем скорость сварки в зависимости от концентрации азота определяют изсоотношения:8,315,4;где Чс - скорость сварки, м/ч, 15СЩ - концентрация .азота в аргоне,об %Способ реализуется, например, следующим образом: в баллонах предварительносоздают смесь аргона с 1,2 - 2,6 об.% азота 20или получают указанную смесь в редукторах-смесителях известной конструкции,Концентрацию азота в смесях определяютизвестным способом (хроматографией илиспектральным анализом), 25Кромки тонколистовых заготовок устанавливают без зазора и производят аргонодуговую сварку, преимущественноавтоматическую, неплавя щимся вольфрамовым электродом на прямой полярности 30со скоростью, которую определяют из приведенного.выше выражения, в зависимостиот содержания азота в аргоне. В процессесварки происходит два процесса - абсорбция азота расплавленнь 1 м металлом с образованием твердого раствора, что приводитк повышению прочности металла шва, а также химико-термическая обработка, приводящая к образованию на поверхностисоединений коррозионно-стойких нитридных пленок,Особенно эффективно использоватьпредлагаемый способ для сварки узлов химических аппаратов больших размеров спредварительно нанесенным защитным 45нитридным покрытием.П р и м е р. По предлагаемому способупроизводили аргонодуговую сварку циркония толщиной 2 мм на режимах Ч, ==840 м/ч; сварочный ток при этом составлял соответственно 100.210 А; напряжение на дуге 11 - 12 В, Содержание азота в аргоне изменяли в пределах 0,001; 13 об,0 , Кроме того, проводили сварку циркония в аргоне высокой чистоты и в смеси аргона+2 об.кислорода (см, 2),Склонность сварных соединений к питтингообразованию определяли в 20% НС при температуре +80 С, при выдержке образца в течение 100 ч, при этом коррозионный потенциал Ек определяли через каждый час, Критерием оценки склонности к питтингообразованию является смещение Ек в анодную область, что является характерным для сплавов циркония,За критерий пластичности принимался угол изгиба образцов, более 100 град., а равнопрочность оценивали по смещению зоны разрушения со шва на ЗТВ и основной металл и показателям прочности пв.Результаты исследований приведены в таблице.Оптимальную скорость сварки при этом определяли из приведенного выражения,Положительный эффект достигнут за счет твердорастворимого упрочнения металла шва и одновременного создания на поверхности шва и ЗТВ коррозионно-стойких защитных нитридных пленок,4Изобретение может быть использовано в химическом машиностроении и других областях техники,Формула изобретения Способ. дуговой сварки циркония, преимущественно малых толщин, при котором сварку ведут вольфрамовым электродом в смеси аргона с азотом. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения склонности сварных соединений к питтиновой коррозии и повышения прочности, содержание азота в смеси берут равным 1,2 - 2,6 об,%, а скорость сварки определяют из выраженияЧсоС Мг 3где Чс, - скорость сварки, м/ч;СЯ - концентрация азота, об,0/,1779507 орректор Н. Милюкова Стенина еда аказ 4408 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г. У, ул.Гагарина, 1 Примечани2% 02, уже через 5 ч Коррозионный потенциал сварных соединений, выполненных в Аг+ставлял+0,32 В, т,е, сварные соединения были склонны к питтингу. Составитель А, ГончаТехред М,Моргентал