Способ электродуговой сварки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 1967719(51 М. Кл. В 23 К 9/16 с присоединением заявки М 9 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53 УДК621.791. .754 (088.8) Дата опубликования описания 231082 И.Н. Ворновицкий, Л.Б. Сабун, Г;М. Якушина. . . ромченко, А,Е, Анохов, А.В, Бирюков и О.ф. Гайд р Я,ОСОК)ЗЙРЯ(71) Заявитель Проектно-технологический институт фЭнерг монтЗЮ 4 НЙВсЮ Министерства энергетики и электрификации Ь 4) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ Изобретение относится к электро- дуговой сварке преимущественно дисперсионнотвердеющих и закаливающихся сталей и может быть использовано при сварке трубопроводов и ремонте литых деталей без последующей термической обработки.Известен способ сварки, согласно которому при сварке разнородных сталей без последующей термообработки облицовку одной иэ свариваемых кромок, например закаливающейся низколегированной стали, производят материалом,аустенитногокласса.Этот способ сварки широко приме,няется при сварке сталей различногоструктурного класса. Например, присварке неэакалнвающихся сталей перлитного класса,со сталями аустенитного класса на кромку перлитной стали.наплавляют аустенитный облицовочный слой толщиной 5-6 мм. В случаесварки закаливающихся перлитных ста-лей с аустенитньми.толщина облицовоч"ного слоя должна составлять 9-10 мм .Этот способ сварки хотя и позволяет отказаться от проведения термообработки сварных соединений изразнородных сталей, однако он не обеспечивает получение равнопрочногосварного соединения, При этом способе сварки образуются участки метал 5ла в зоне термического влияния с пониженными пластическими свойствами,химической и структурной неоднородностью (хрупкие диффузионные прослойки), не устраняются также и остаточные сварочные напряжения, что всовокупности понижает эксплуатационную надежность сварных соединений.Известен способ сварки, согласнокоторому на свариваемые кромки наплавляют менее легированный по отношению к основному сварному швуметалл, Например, сварка хромомолибденованадиевых сталей хромомолибденовыми электродами 2).Этот способ позволяет отказатьсяот последующей термообработки, нооколошовная эона тем не менее имеетповышенную твердость, химическую иструктурную неоднородность,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кпредложенному является способ дуговой сварки, заключающийся в предварительной на пониженных режимахнаплавке на сварнваемые кромки облицовочного слоя с минимальньм содер967719 5 10 Формула изобретения бО жан."ем углерода, после чего осуществляется заполнение разделки, При этомпроисходит некоторое уменьшение химической и структурной неоднородности в околошовной зоне 3,Однако этот способ сварки не позволяет отказаться от проведения термообработки после сварки из"за неравномерного состояния участков металла окслошовной зоны.Целью изобретения является улучшение структуры и механическихсвойств околошовной зоны, а такжерасширение диапазона химическогосостава облицовочного слоя и уровнятепловложевия при заполнении разделки,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу электродуговой сварки легированнных,.преимущественно закаливающихся и дисперсионвотвердеющих сталей и разнородныхсоединений, при котором на кромкулегированной стали наплавляют обли.цовочный слой, а при сварке частично переплавляют этот слой, .толщинуоблицовочйого слоя выбирают из соот-Гюношения - ., где д - толщина2 Р-.свариваемого металла, а переплавление облицовочного слоя производятна 60-80 его толщиныСоотношение выведено наг.р-:. основе статистической обработкиэкспериментальных данных,При последующем заполнении разделки облицовочный слой переплавляется на 60-80 толщины, а температура в зоне термического влияния,образовавшегося после наплавки облицовочного слоя, находится в интервале 1000-АС; (критическая точка диаграммы состояния фжелезо - углерод),Одновременно со сваркой в околошовной зоне протекают процессы, характерные для высокотемпературногоотпуска: уменьшение химической вструктурной неоднородности, понижение твердости, снижение уровня остаточных напряжений, Установлено, чтовозникающие при сварке облицовочного слоя напряжения в зоне термического влияния релаксируют до уровня 0,36, где 5 - предел текучести. В результате после сварки попредлагаемому способу околошбвнаязона находится в термообработанномсостоянии, и ее свойства гарантируютвысокую эксплуатационную надежностьсварного соединения. Таким образом,термическая обработка исключается,Экспериментально установлено, чтозначения коэффициента в знаменателе(2,5-:3) формулы выбираются следующимобразом: для д =.20-50 выбирают 2,5 Ф 27; а для д = 50-90 выбирают2,8-:3, т.е. чем больше СГ, тем боль"ше значение коэффициента в знаменателе в пределах, указанных в данномспособе сварки.П р и м е р, Производится сваркатрубопроводов ф 273 х 32 мм из стали15 ХМ. Предварительно на кромки разделки аргонодуговой уаркой наплавляке.слой йолйййой д йййй- и 2 ьаю,Режим сварки: 1 э = 80."90 А О =22 25 В; ЧЕ = 2 Ф 3 м/ч, Наплавкупроизводят по периметру от внутреннейк наружной стенке,Следующим этапом является переплаэление 60-80 облицовочного слояэлектродами марки ТМЛВ, диаметром4 мм, Режим сварки: 1 се = 170-190 А,0 = 25 В; Чсэ = 3-;4 м/ч,Полное заполнение разделки производится теми же электродами маркиТМЛРежим сварки: 1 = 130-150 В,Б щ 25 В Чсэ = 5-;6 м/ч.После сварки сварное соединениеохлаждают под слоем асбеста. Контроль стыков трубопроводов подтверждает соответствие структуры в свойствтребованиям РТМск термообработаннна сварньм соединениям.Определена твердость зоны терми 30 ческого влияния после ваплавки облицовочного слоя, составляющая 325363 НЧ, После заполнения разделкисварного соединения и переплавленияоблицовочного слоя на 60-80, твер 35 дость зоны термического влияния,определенная на поперечных микрошлифах, составляет 227-245 НЧ, т.е.ее значение в полной мере удовлетворяет требованиям руков 6 дящих ма 40 териалов,Металлографические исследованиязоны термического влияния показываютвыравнивание микроструктурной неод"нородности после переплавления обли 45 цовочного слояйИспользование предлагаемого способа электродуговой сварки позволитисключить операцию термической обработки для сварных соединений из закалввающихся сталей с толщиной свариваемых элементов до 90 мк с гарантией эксплуатационной надежноститрубопроводов в течение расчетногосрока службы. Способ электродуговой сварки легированных, преимущественно закаливающихся и дисперсионнотвердеющих сталей и разнородных соединений,при котором на кромку легированнойстали наплавляют облицовочный слой,а при сварке частично переплавляют этот слой, о т л и ч а ю щ и й с я9677 19 Источники информации,принятые во внимание при экспертизетем, что, с целью улучшения структу- ры и механических свойств околошовной зоны, расширения диапазона химического состава облицовочного слоя и исключения операции термической обработки, толщину З.облицовочного слоя Выбирают иэ соотношения В =где д - толщина сваривае 2,5 тЗмого металла, а переплавление облицовочного слоя производят на 60-80 его толщины,1, Земзин В.Н,. Сварные соедин разнородных сталей. М., фМащиностроение, 1968, с. 165,2. Авторское свидетельство СССРР 515609, кл, В 23 К 9/16, 1971.3. Патент Японии В 51-15498,кл, 12 В 102, 1976 (прототип) . О Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель А. Гаврилов Редактор Н. Пушненкова Техред М.Гергель Корректор А. ГриценкоШ ею еж щ,. Заказ 7978/22 Тираж 1153 -Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб д. 4/5