Способ сварки плавлением

1333502 Изобретение относится к сварочному производству, в частности к способам сварки плавлением конструкций из применяемых в химическом машиностроении корроэионностойких высококремнистых хромоникелевых сталей аустенитного класса.Целью изобретения является повышение механических свойств сварных сое динений путем повышения пластичности.Способ осуществляют следующим образом.П р и м е р 1. Для количественной оценки воздействия скорости нагрева на ветви нагрева и диапазона температур термического цикла сварки (ТЦС) на механические свойства (пластичность) соединений испытывали образцы иэ стали марок ЭПи ЭИ, которые подвергали сварке со следующими регулируемыми тепловыми условиями. Одну партию образцов (партия У 1) ,сваривали без учета скорости нагрева на ветви нагрева ТЦС и дополнительного принудительного охлаждения на ветви падения температур ТЦС. Другую партию образцов (партия Р 2) сваривали с принудительным охлаждением шва и околошовной зоны соединений со скоростью не менее 200 С/с путем подачи хладагента (воды) в процессе сварки в специально подготовленные в образцах пазы, Последнюю партию образцов (партия 1 й 3) сваривали попредлагаемому способу, т.е. процесс сварки вели с учетом скорости нагрева в диапазоне температур 1000-500 С на ветви нагрева температур ТЦС и последующим принудительным охлаждением (со скоростью не менее 200 С/с) на ветви падения температур ТЦС. При этом скорость нагрева на ветви нагрева ТЦС при сварке образцов обеспечивали примерно равной 10;20; 30; 40;60; 70 и 80 С/с за счет варьирования значений погонной энергии процесса, относительной величины валиков и с помощью предварительного нагрева,В процессе испытаний определяли среднюю скорость нагрева характерных зон сварных соединений, которую находили как частное от деления интервала температур на продолжительность пребывания в нем металла.Во всех случаях температуру контролируемых зон регистрировали с помощью стандартного оборудования (тонкие чермопары, потенциометр ЭП). Продолжительность пребывания металла взаданом интервале температур устанавливали экспериментально и с помощьюизвестных аналитических зависимостей.Все сварные образцы подвергали механическим испытаниям на разрыв и уголзагиба, что позволяло оценить влияние способа сварки на пластические О ,свойства.В таблице представлены результатыиспытаний сварных образцов.При осуществлении сварки образцовпартии У 1 резко снижаются пластичес кие свойства металла сварных соединений. Так, угол их изгиба не превышает 1 О град., а относительное удлинение шва и околошовной зоны - 57,Угол загиба у сварных соединений 20 партии Р 2 не превышает 70 град., азначения относительного удлинения в. участках околошовного металла и швовсоставляют не более 15 и 1 Осоответственно, т,е. такие свойства соеди нений значительно уступают пластичности основного металла, вследствиечего требуют последующей термическойобработки.Применение контролируемых скорос тей нагрева на ветви нагрева ТЦС присварке образцов обеспечиваетвысокую(практически на уровне основного металла) исходную пластичность соедине"ний высококремнистых хромоникелевых З 5 аустенитных сталей,что связано соструктурнымн превращениями в укаэанных сталях и объясняется предотвращением выделений в структуре металлаответственных за его охрупчивание 40 силицидных фаз. Скорость нагрева наветви нагрева ТЦС,должна быть не менее 60 С/с. Более низкие скорости нагрева, увеличивая продолжительностьпребывания сварного соединения н спо собствующем выделению силицидной фазы интервале температур, равном 600900 С, предотвращают охрупчивание вменьшей степени.П р и м е р 2. При разработке бО технологического процесса сварки особо ответственных конструкций из коррозионностойких высококремнистых хромоникелевых сталей аустенитного класса анализу подвергали конструктивное б 5 оформление узла - толщину свариваемого металла, тип сварного соединения,а также теплофиэические свойства стали. С помощью известных аналитических зависимостей (а в отдельных слуго соеднн сло ерная ь шв е иоснтельндлнненне,ервалперарева агрева а ветв агрева тцс, с/ а ТЦ Околонов ая зона О, ОО-О, О 4 0;00-0,0 Соли-. 20- ус5-15 О,-0,32-10,7" 20-2 3 13 чаях экспериментально) рассчитывали (устанавливают экспериментально) термический цикл (скорость нагрева в интервале 600-900 С на ветви нагреваоТЦС), характерный для, предлагаемого способа сварки, т.е. его тепловых условий. Аналогично оценивали и скорость охлаждения на ветви падения ТЦС. Если расчетные (экспериментально установленные) скорости нагрева (и охлаждения) составляли 60 С/с, то процесс сварки вели без применения каких-либо специальных мер, учитывая, что в этом случае гарантирована заданная пластичность сварных соединений - на уровне основного металла. Если определяемая скорость нагрева 1,и охлаждения) ниже, применяли специальные методы для ее повьппения - производили сварку узкими валиками малого объема, увеличивали энергию процесса, использовали предварительный подогрев и т.д.Изобретение может быть использовано во всех отраслях машиностроения, специализирующихся в области сварки конструкций из коррозионностойких 335024высококремнистых хромоникелевых сталей аустенитного класса. Особенноперспективно его применение в химическом машиностроении при производстве ответственной реакционной аппаратуры, оно может быть использованотакже в энергетическом и атомном машиностроении при изготовлении узлови деталей из указанных сталей. Формула изобретения Способ сварки плавлением преиму щественно коррозионностойких высоко"кремнистых хромоникелевых сталей аустенитного класса, включающий принудительное охлаждение шва околошовнойзоны на ветви падения температур тер мического цикла со скоростью не менее 200 С/с, о т л и ч а ю щ и й "с я тем, что, с целью повышения механических свойств сварных соединений путем повышения пластичности, 25 сварку ведут при нагреве околошовнойозоны и шва в диапазоне 600-900 С температур нагрева термического цикласо скоростью не менее 60 С/с.1333502 Продолжение таблицыУсловия сварки Свойства сварного соединения Ударная вяэкость шваИЦк/м Относительноеудлинение, Е Угол эагиба,град. Интервалтемпературна ветвипаденияТЦС, С олошов я эона ов 30-40 14-1 б 35-4 47 800-70 0,9-1,2 1,0-1,2 0 5 7 ие е ч а н и е. Опытыи 2 анало н ЭИ-б 54 в исходи ударная вяэкость эа покаэатель 1,кр/13 Тираж 974 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ЖРаушская наб., д.Подписное Заказ 3 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Скоростьнагревана ветвинагреваТЦС, С/с Интервалтемпературнагрева наветви нагрева ТЦС,Скорость охлаждения температур ТЦС С/с 180-180 30-40 180"18030-40 120"150 20-25 40-170 20-25