Способ изготовления неразъемного соединения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9) (11)Н В 2 3 К 9 / 1 1 Ыйййй НфЯ 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН сширения которонту линейного ра х деталей, при ерийных участков уле циент линейного ра го равен коэффицие ширения свариваемы этом толщину периф определяют по форм Е(ц 0 1 -н -м оц олгде толщина периферийногоучастка; линейн ентрал ийного нол. цио 0,08 щ и й лей, ты ли ные у риала ширен ту ли имеющ ного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АВТОРСКОМУ СРИДЕТЕЛЬСТВУ(54).(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕРАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ ДВУХ ДЕТАЛЕЙпутем сварки и последующей тер мообработки, и и котором центральный участок шва выполняют из материала с коэффициентом линейного ра ширения на 30-60 больше коэффициентов линейного расширения матерна ла деталей, о.т л и ч а ю щ и й с тем, что, с целью повышения качест ва соединения деталей из однослойных сталей перлитного, Феррито-мар тенситного и аустенитно-мартенситного класса, периферийные участки шва выполняют из материала, коэффи- толщина свар соединения;(0 - коэффициент огорасширения ц ьго и периферучастков;пределы текучести центрального и периферийногучастковкоэффициент пропорнальности, равный0,16.Способ по п.1, о т л и ч а юс я тем, что при сварке дета меющих различные коэффициенейного расширения, периферийастки шва выполняют из матекоэффициент линейного рася которого равен коэффициенейного расширения детали, й меньший коэффициент линейасширения.10 5 20 25 что при меньших значениях в поверхностных слоях не будут возникать необходимые остаточные напряжения сжатия, а при больших значениях возникает опасность появления в центральных слоях напряжений, превышающих предел текучести металла.Толщину периферийной эоны выбирают из соотношения, в соответствии с которым она прямо пропорциональна толщине сварного соединения (Н) и отношению значений пределов текучести материалов периферийного и центрального участков ( бра /бог ), так как чем выше относительная прочность металла периферийного участка, тем больше должна быть ее толщина для обеспечения конструктивной прочности соединения. Кроме того, толщина периферийного участка обратно пропорциональна отношению значений коэффициентов линейного . расширения периферийного и центрального участков, так как с увеличением разницы коэффициентов линейного расширения (или отношения фс/ к ) поверхностные напряжения сжатия могут быть получены при большей толщине периферийного участка.Пределы изменения коэффициента пропорциональности (К). установлены иэ условия обеспечения положительного эффекта при изменении соотношения толщин периферийного и центрального участков. При этом значение К равное 0,08 следует брать при больших различиях коэфФициентовлинейного расширения и пределов текучести материалов центральной и периферийной частей (соответственно +60 и +100), а значение К 1 равное 0,16 при относительно малых различиях (30-40) .На фиг.1 показано неразъемное стыковое соединение двух деталей сталей 06 Х 12 НЗД+06 Х 12 НЗД; на фиг.2 - тавровое соединение двух деталей сталей 06 Х 12 НЗД+10 ГН 2 МФА. В качестве конкретного выполнения предлагаемого соединения рассмотрены стцковые и тавровые соединения рабочих колес гидротурбин: нераэъемное соединение двух деталей, материалом которых является нержавеющая сталь мартенситного класса марки 06 Х 12 НЗД (фиг.1), а также нераэъемное соединение двух деталей,.причем материалом одной детали является нержавеющая сталь мартенситного класса марки 06 Х 12 НЗД, а другой - сталь перлитного класса марки 10 ГН 2 МФА (фиг.2). 30 35 40 45 50 55 60 После сборки рабочего колеса производят заполнение участков разделок. Центральный участок 1 разделки выполняют электродами аустенитного класса (марки ЦЛ 25).Формирование периферийных участков 2 выполняют электродами марки ЦЛ 51, обеспечивающими получение коэффициента линейного расширения наплавленного металла, равного коэф" ,Фициенту линейного расширения стали марки 06 Х 12 НЗД.При использовании укаэанных материалов коэффициент линейного расширения центрального ччастка шва18 10 1/К, коэффициент линейного расширения периферийного участка шва 4= 12106 1/К; бо,г60 г , б36дгог ммгПри толщине сварного соединения равного 100 мм толщина. периферийных участков при К = 0,12 составитО - 0,12 ф 100- 30 мм18 6012 36В зависимости от принятого коэффициента пропорциональности толщина периферийного участка можетбыть установлена в пределах 2040 мм.После заполнения периФерийныхучастков шва производят термообработку рабочего колеса (высокийотпуск).Способ проверен при изготовлениистыкового соединения двух плит толщиной 100 мм, Центральная зона соединения В=40 мм) была выполненааустенитными электродами марки ЦЛ 25, а периферийные участки высотой по 30 мм электродами марки ЦЛ 51. Далее соединение подвергали отпуску 620-640 оС с выдержкой 5 ч и охлаждением с печью, Из получен" ного соединения изготавливали образцы для усталостных испытаний(сечением 40 Х 60 мм). Полученный при испытании предел усталости этого соединения был равен 14,5 кгс/мм Соответствующее значение предела усталости для соединений, выполненных электродом ЦЛ 51, равно 13,8 кгс/мм, а для соединения, выполненного электродом ЦЛ 2512,5 кгс/мм.Преимущества предлагаемого способа в сравнении с базовым объектом, который принят эа прототип, обусловлены повышением технологической и эксплуатационной прочности сварного соединения, что позволит снизить вероятность образования дефектов в сварных соединениях при их эксплуатации1082579 вИ 1 фСоставитель В.КуликРедактор Е.Папи ТехредМ.ГергельКорректор Г.Ога акаэ пиа 34/12 БНИИП по 113015, Тираж 1037 Государственного елам изобретений осква, Ж, Рауш Подписнкомитета СССРи открытийскан наб д, 4/ П Патентфф, г. Ужгород, ул. Проектная,