Способ сварки плавлением высокопрочных и разнородных сталей

(22) Заявлено 06.12.76 (21) 243150725-27с присоединением заявки Ме -(45) Дата опубликования описания 30.04.79(51) М. Кл,-В 23 К 9/16 Государственный комитет по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ ВЫСОКОПРОЧНЫХ И РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙПредложенный способ отличается от известного тем, что сварку выполняют составной проволокой, отрезки которой имеют разнчный химический состав, при этом сварку осуществляют с колебаниями проволоки и в процессе каждого колебания расплавляют один из отрезков проволоки,Такое выполнение способа позволяет повысить качество сварки за счет обеспечения композиционных прослоек вдоль и по перек шва. Предлагаемое изобретение относится к способам сварки плавлением высокопрочных и разнородных сталей и может быть использовано при изготовлении различных конструкций в химической, энергетической и других отраслях промышленности,Известен способ резки н сварки секционным электродом 11, когда электрод выполнен секционным с целью экономии расходования электродного материала. Секционный составной электрод обычно вставляют в держатель и подают к обрабатываемому изделию ручным или автоматическим способом. Секции электрода выполняют из однородного материала, например угля, и соединяют между собой с помощью конического выступа и впадины. Для более лучшего контакта соединение имеет покрытие из любых проводящих металлов, таких как медь, серебро, никель и других.Способ сварки составным электродом нс позволяет осуществить сварку соединения, так как электроды имеют одинаковый химический состав.Известен также способ сварки высоко- прочных сталей комбинированными швами, когда отдельные слои сварного шва сваривают высокопрочным металлом, а другие выполняют заведомо высокопластичным металлом, хотя и с более низкими прочностными характеристиками по сравнению с остальными слоями. Применение такого способа позволяет повысить как технологическую, так и эксплуатационную прочность за счет контактного самоупрочнения мягких прослоек сварных соединений пз высоко- прочных сталей 21.Недостатком этого способа является то,что швы выполняют разнородным металлом 10 послойно, а по длине и ширине каждогослоя - однородным по химическому составу металлом. Это, в свою очередь, не обеспечивает получения в швах композиционных прослоек вдоль и поперек слоев. Вслед ствие этого не достигается гарантированнойравнопрочности сварного соединения и основного металла в продольном и поперечном направлениях.45 50 55 б 0 Предложенный способ позволяет сваривать высокопрочные и разнородные стали и сплавы с обеспечением равнопрочности сварного соединения и основного металла за счет получения тонких композиционных прослоек и увеличения их количества по толщине шва, вдоль и поперек сечения шва,На фиг. 1 приведена схема, поясняющая предлагаемый способ сварки; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на чертежах обозначены: 1, 2 - кромки свариваемых деталей, 3 - подкладка, 4 - составная проволока, 5 - 8 - отрезки составной проволоки различного химсостава, 9 - слои металла шва, 10 - сварочная дуга, 11 - разнородные участки наплавленного металла.Стрелками указано направление колебаний электрода и направление сварки и подачи электрода.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом,При сварке плавящимся электродом дугу 10 возбуждают между кромкой 1 электродной проволокой 4.Сварку ведут с колебаниями электродной проволоки 4 поперек разделки по заданной траектории колебаний.В зоне воздействия дуги 10 на кромку 2 начинают расплавлять отрезок 5 электродной проволоки 4, образуя следующий валик поперек шва. По мере продвижения дуги 10 вдоль направления сварки отрезки 5 - 8 электродной проволоки 4 чередуют, образуя сварной шов, состоящий из тонких композиционных прослоек, что обеспечивает равнопрочность сварного соединения и основного металла.Длину отрезков 5 - 8 выбирают равной скорости подачи проволоки 4, умноженной на время перемещения дуги 10 от кромки 1 к кромке 2.При сварке колеблющимся неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки дуга горит между неплавящимся электродом и свариваемой кромкой. Сварку осуществляют с колебаниями проволоки совместно с неплавящимся электродом или с колебаниями только одного электрода. Присадочную проволоку подают обычными способами под углом от 5 до 60 к изделию. Проволока в этом случае также состоит из отрезков различного химического состава. Каждый отрезок расплавляют во время прохождения дуги от одной кромки к другой. Их длина также должна быть равна скорости подачи проволоки, умноженной на время перемещения дуги от одной кромки к другой.Электродная проволока может состоять из чередуемых отрезков двух или более химических составов. Изготовление проволоки осуществляют путем сварки отрезков между собой дуговым, контактным, диффу 5 10 15 20 25 30 35 40 зионным способом, холодной сваркой, пайкой либо механическим способом.Для сварки стали ЗОХГСА, например, может быть изготовлена проволока, состоящая из отрезков марок св-ЗОХГСА, свХ 16 Н 25 М 6, свГ 2 С,Для сварки стали 12 Х 18 Н 10 Т со сталью ст. 20 - из отрезков проволок свХ 16 Н 25 АМ 6, свХ 15 Н 60 М 15, свХ 19 Н 11 МЗ, свС.Пример осуществления способа.Предлагаемым способом сваривали стыки труб размерами: диаметр 219 мм, толщина стенки 20 мм. Свариваемые материалы - сталь 12 Х 18 Х 10 Т со сталью ст, 20 на остающейся подкладке. Угол раскрытия разделки кромок - 30. Расстояние между кромками 15 мм. Была изготовлена проволока диаметром 1,0 мм из чередующихся отрезков различного химического состава, а именно: свХ 15 Н 60 М 15 и свГ 2 С. Отрезки длиной по 75 мм. Отрезки сваривали между собой аргоно-дуговым способом импульсной дугой,Сварку стыка осуществляли автоматической головкой плавящимся электродом в среде гелия. Режимы сварки: сварочный ток 150 - 160 А, напряжение дуги - 26 В, скорость подачи проволоки 530 м/ч, частота колебаний электрода - 120 кол/мин, количество проходов - 10, амплитуда колебаний 15 мм, расход гелия 17 - 20 л/мин,Полученные швы не имели дефектов типа пор, трещин, несплавлений и других.Чередующиеся композиционные прослойки были получены как вдоль, так и поперек шва. Таким образом, предложенный способ позволяет получить равнопрочное соединение и тем самым повысить качество сварки. Формула изобретенияСпособ сварки плавлением высокопрочных и разнородных сталей, при котором отдельные слои сварного шва сваривают металлом разного химического состава, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварки за счет обеспечения композиционных прослоек вдоль и поперек шва, сварку выполняют составной проволокой, отрезки которой имеют различный химический состав, при этом сварку осуществляют с колебаниями проволоки и в процессе каждого колебания расплавляют один из отрезков проволоки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США3621187, кл. 219 в 1, 1972.2. Бакши О. А. Прочность и деформационная способность сварных соединений с композиционной мягкой прослойкой, Сварочное производство10, 1974, с. 3 - 5.пография, пр, Сапунова, 2 Заказ 832/1 Изд.318НПО Государственного комитет113035, Москва, Ж Тираж 1221СР по делам изобретений