Способ сварки плавлением стальных листов, плакированных титаном

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9/1 9/02; зсю В ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Чч кои составляюении компонен гкопла соотно чающийся тем, составляющей что исп отл вко я тем, яющей ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Чернышов О. Г. и др. Свойства биметаллических листов с плакирующим слоемиз титана. Технология, экономика и организация производства химического и нефтяного машиностроения. Сер. ХМ - 9, 1980,1, с. 16 - 18.2, Патент США414664,кл. В 23 К 31/02, 1979 (прототип).(54) (57) 1. СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕ.НИЕМ СТАЛЬНЫХ ЛИСТОВ, ПЛАКИРОВАННЫХ ТИТАНОМ, по которому производят разделку кромок листов под сварку,сваривают стальной слой, после чего накорень выполненного шва со стороны титана наносят разделительный слой тугоплавкого материала и сваривают титановыйслой в среде защитного газа, отличающийсятем, что, с целью повышения качества шваи удешевления процесса, в качестве разделительного слоя используют порошковыйкомпозиционный материал, состоящий из,ЯО 1127717 карбида титана и ле вщей при следующем штов, мас. %:Карбид титана 50 - 84, Легкоплавкаясоставляющая 16 - 502. Способ по п. 1, отличающийся тем,что в качестве легкоплавкой составляющейиспользуют титан,3. Способ по п. 1, отлив качестве легкоплавкойользуют кобальт.4. Способ по п. 1, ичающийся тем,что в качестве легкопла й составляющейиспользуют никель.5. Способ по п. 1, отличающийсчто в качестве легкоплавкой составлиспользуют смесь титана с никелем.6. Способ по п. 1, отличающийся тем,что в качестве легкоплавкой составляющейиспользуют смесь титана с кобальтом.7. Способ по п, 1, отличающийся тем,что в качестве легкоплавкой составляющейиспользуют смесь никеля с кобальтом.8. Способ по п. 1, отличающийся тем, чтов качестве легкоплавкой составляющей используют смесь никеля, кобальта и титана.Изобретение относится к области электродуговой сварки плавлением металлов, вчастности стали, плакированной титаном,и может быть использовано в машиностроении.Известен способ сварки биметаллических листов с плакирующим слоем из титана, по которому перед сваркой удаляютчасть титановой плакировки на ширину 12 -25 мм, сваривают встык основной металл,на место удаленной плакировки помещаюттитановую вставку и сваривают ее с плакирующим слоем с проплавлением примерно на 50 й толщины титана 111.Недостатком известного способа является высокая трудоемкость и низкое качество сварочного соединения, так как плакирующий слой проваривается не полностью.Установка дополнительных усиливающихнакладок поверх титановых вставок неустраняет отмеченных недостатков и приводит к дополнительному расходу титана,сварочных материалов и повышению трудоемкости процесса. Примение разделитель ной прокладки из ниобия толщиной 0,1 ммтакже связано с дополнительным расходомдефицитных материалов и высокой трудоемкостью, так как требует точного соответствия размеров вставки и разделки плакирующего слоя.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ сварки плавлением стальных листов, плакированных титаном, при котором производят разделку кромок листовпод сварку, стальной слой сваривают плавлением, на сваренные поверхности, обращен.ные в сторону разделки титанового слоя,наносят тонкий разделительный слой тугоплавкого материала и свариваЮт титановый слой неплавящимся электродом в среде защитного газа. В известном способе разделительный слой наносят плазменным напылением молибдена, вольфрага или тантала, Такой слой, благодаря высокой температуре, плавления, предотвращает перемешивание стали с титаном во .время сварки татанового слоя 2,Однако применяемые в известном способе металлы для нанесения разделительного слоя дефицитны, имеют высокую стоимость и требуют режимов напыления с повышенной мощностью плазменной дуги,вследствие высокой температуры их плавления, Последнее ухудшает условия труда(высокие уровни шума, увеличенное тепловое и ультрафиолетовое излучение), умень.шает срок службы оборудования для напыления и значительно увеличивает расходэлектроэнергии,Целью изобретения является повышениекачества шва и удешевление процесса.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу сварки плавлением сталь ных листов, плакированных титаном, по которому производят разделку кромок листов под сваркусваривают стальной слой,после чего на корень выполненного шва со стороны титайа наносят разделительный слой тугоплавкого материала и сваривают титановый слой в среде защитного газа, в димости обратную сторону шва 5 зачищают или разглаживают неплавящимся электродом в среде защитного газа без присадки. На поверхности стальных слоев 1 и 2, свободные от титанового слоя, на участке а, с помощью плазменной струи наносят раз 50 55 делительный слой 7 порошкового композиционного материала, состоящего из карбида титана и одного или нескольких металлов из группы: кобальт, никель, титан,качестве разделительного слоя используютпорошковый композиционный материал, состоящий из карбида титана и легкоплавкойсоставляющей при следующем соотношениикомпонентов, мас. О/О,Карбид титана 50 - 84Легкоплавкаясоставляющая16 - 50причем в качестве легкоплавкой составляющей используют титан, кобальт илиникель, или смеси никель - кобальт, титан - кобальт, титан - никель, титан -никель - кобальт.Применение порошкового композиционного материала указанного состава обеспечивает создание между стальным и титановым швами тонкого тугоплавого слоя,вместе с тем оно позволяет снизить мощность плазменной дуги, так как при напылении необходимо лишь подплавление частиц легкоплавкой металлической связки, приэтом не происходит оплавления титана, входящего в состав композиционного материаласо стальным слоем биметалла. Компонентыприменяемого порошкового материала приЗ 0 взаимодействии с расплавленным титаномсварного шва не образуют зоны с повышенной микротвердостью, прилегающей кразделительному тугоплавкому слою.На чертеже представлено сварное соединение, разрез.Способ осуществляется следующим образом.Перед сваркой производят разделку кромок свариваемых листов в зависимости отих толщины и типа сварного соединения.40 Показанная на чертеже 0-образная разделка с углом с 6 при вершине может применяться для листов со стальным слоем толшиной до 40 мм. В соответствии с изобретением стальные слои 1 и 2 свариваемыхлистов обрабатывают под углом ю /2, титановые слои 3 и 4 свариваемьгх листовудаляются на участке а/2. Стальные слои 1и 2 вначале сваривают швом 5 в среде аргона, а затем швом б любым высокопроизводительным способом сварки. При необхо+ 2 230 16 23 50+5 4 60 + 4 84+1 230 30 50 + 50 2 6 и.С+Со 3Толщина слоя принимается в пределах 0,30,5 мм в зависимости от процентного соотношения компонентов в порошковом материеле. Минимальную толщину слоя принимают при максимальном содержании кар.- бида титана. Затем сваривают титановые слои 3 и 4 швом 8 неплавящимся электродом в среде аргона с присадочным материалом в два прохода. При наложении первого прохода применяют пониженные режимы сварки, 10Проводилась сварка опытных пластин из стали ВСтЗсп толщиной 16 мм, плакированной.титаном ВТ 1 - 0 толщиной 8 мм, имеющих ширину 125 мм и длину 450 мм. Разделка кромок проводилась под углом фт 60, титановый слой удалялся на участке а = 10 мм. Шов 5 заваривался неплавящимся электродом из вольфрама лантанированного диаметром 4 мм в среде аргона с присадкой проволоки из стали марки 08 Г 2 С диаметром 2 мм, на токе 120 А, свар ка шва 6 производилась плавящимся электродом марки АНОдиаметром 5,мм на силе тока 250 А, в несколько проходов.Шов 8 титанового слоя заваривался в среде аргона неплавящимся электродом из вольфрама лантанированного с присадкой проволоки марки ВТ 1 - 00 с диаметром 6 мм, в два прохода, первый проход сваривался при силе тока 180 - 200 А, второй - 290- 310 А.Перед сваркой шва 8 на поверхности З 0 стальных слоев 1 и 2, обращенные к тита- новому слою, наносили разделительный слой 7 порошкового композиционного материала на установке для плазменного напыления типа УМП-68.Толщинаслоя (0,30,5 мм) измерялась с помощью микрометра,Порошковый композиционный материал содержал карбид титана и один или несколь ко металлов из,группы: кобальт, никель, титан. Процетное соотношение компонентов порошкового материала приведено в таблице.Как показал анализ результагов, приведенных в таблице, применение порошкового композиционного материала предложенного состава во всех случаях приводит к снижению потребляемой мощности в 1,752,25 раза, а также к отсутствию зон повышенной микротвердости.Снижение потребляемой мощности увеличивает срок службы оборудования для напыления и улучшает условия труда за счет уменьшения теплового и ультрафиолетового излучения, а также снижения уровня шума. Кроме того, применяемые материалы дешевле. Все это приводит к уменьшению издержек производства.Поскольку температура плавления карбида титана выше температуры плавления вольфрама, молибдена, тантала, то разделительный тугоплавкий слой, напыленный порошковым композиционным материалом, обеспечивает более надежную защиту стального слоя биметалла от сплавления с титаном при сварке плакирующего слоя. Это преимущество, а также отсутствие зоны с повышенной твердостью, прилегающей к разделительному тугоплавкому слою, обеспечивайт значительное повышение качества сварного соединения.1127727 Продолжение таблицы 80 + 2084+ 1650 + 25 + 2570 + 26,4 + 3,684+10+6 230 240 230 240 10 230 230 Т 1.С+Тд+И 11 230 240 12 220 230 ТХС+Т 1+Со 13 50 + 20 + 3075 + 12 + 1384 + 12 + 4 230 250 14 230 240 220 240 ТС+Мд+Со 16 50 + 25 + 25 230 230 64 + 20 + 16 17 230 240 84 + 10 + 6 18 220 230 ТС+И+Со+Т 50 + 20 + 20 т 1070 + 10 + 10 + 1084 + 10 + 3 + 3 19 230 240 20 230 240 21 230 230 Составитель А. Гаврилов Редактор Л, Лосева Техред И. Верес Корректор В. Гирняк Заказ 8811/10 Тираж036 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4