Способ сварки плавлением хромомарганцевых аустенитных сталей

о , кате з 1.Ь с ОП ИСИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалнстическнк Республик(51)М. Кл.В 23 К 9/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ ХРОМОМАРГАНЦЕВЫХ АУСТЕНИТННХ СТАЛЕЙ 0 Изобретение относится к способам сварки плавлением и может быть использовано для сварки хромомарганцевых аустенитных сталей типа 10 Х 17 АГ 14, 06 Х 17 Г 17 ДАМБ и др., легированных с целью получения аустенитной структуры азотом (вместо никеля) в количестве до 0,5 вес. и применяемых взамен хромоникелевых коррозионностойких сталей в химической, энергетической и других от" раслях промышленности.Известен способ сварки плавлением хромомарганцевых сталей аустенитными проволоками типа СвХ 20 Н 9 Г 7 Т (1).В этом случае при сварке на различных режимах при многослойной сварке хромоникельмарганцевыми проволоками типа СвХ 20 Н 9 Г 7 Т, особенно соединений с разделкой кромок, металл шва по поперечному сечению имеет химическую неоднородность, вызывающую неравномерное распределение высокотемпературного феррита по сечению шва. Его количество может изменяться от 0 до 20 и более. Это связаноразличными долями в образо" ванни,галла шва в корне и его вершине. Количество феррита свыше 5является недопустимым, так как приработе конструкции в диапазоне температур болев 350 С происходит охрупчивание металла шва, вызывающее снижение ударной вязкости и пластичности.Известен способ сварки плавлениемс подачей электродной проволоки,химический состав которой аналогиченосновному металлу 2),Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает необходимого содержания феррита по всему сечению шва, а именно менее 5,и, следовательно, нв предотвращаетохрупчиванив металла шва при температуре свыше 350 С,Это является следствием того, чтов процессе сварки хромомарганцевыхлегированных азотом сталей при первплавлении основного и присадочногометалла из расплава в процессе кристаллизации происходитдесорбрция азота, что вызывает уменьшение содержания азота и, как следствие повышение содержания 8 -феррита в металле шва.Например, содержание азота в металле шва стали 10 Х 17 АГ 14, сварен 5 ЯЗ 23ной под фласомсоставляет О, 22": при его содержакии и в Основном ме" Т ар 1 р Е О 3 5 с 2 ОДЕрЖа 1 ИЕ су -ФЕр)ЭИ В НЭЕ: В с) ТО)(РУЧае 1)Ожа т=ЛР-" ть(Г От 0 ДР 107 и бо, (-ез весте Гакже способ по. чея стойких против корроз 1 и Ферритноаустенитных сварчых швов 3))еталл шва легируют через прсзолоку или Флюс элементами (аустенизатора.)ч, Ферритизаторами), взятыми в количестве, Обеспсчивающем соотношение ГЛ.)К, а,)э /С.ГЭЭ В сс О, 3-;.0,4 И содержание углерода не боле= 0 07.Это способ также не Гтозволяет получать сварные швы по всел)сечению с содержанием йеррита мене( 5 что В Ы З Ы В а Р " О Х РП сп т Г) а и И Р М Е Т Р тРт а " 1 ь при работе их свыде 350"( и скижение эксплуатационной надежности.Целью изобретения является повышение зк(.Гл 1"атационкых сБОиств вар - ных соединений путем получения аустени г)ой "с )ук - ,отс ватэттых ш 1 ов 1:,ри СТРУКТУ)ЭЫ С ОЕГ.п.аМРНТИРОВа)н(.-. СОДРГР- жанием Гр -Феррита- Фазы до 5 .)ТО дс)стигается те)л ст г; в спог г)ба сварки и" 1 авлением х 1)ОмОмарганцевых аУСТЕНИТНЫХ СтаЛЕй СОДЕРжа)1 ЯХ аэот с при которО) МРталл в 1 ва лРГируюг 3(- МЕНта 1 ли аУС).Е 111 заТОРапл -. СВЗ)ЭОЧУЮ ВаНку ПОДНЮТ ЧИСТЫЙ) НИКРЛЪ В КОЛ 1 Л - честве 2,0% от веса переплавленкогс; металла ка каждые 0,1 десорбирозанно ГО ИЗ "ВарОЧОй Вачиы В .тртсс Гтагэ ки 3 эот а при этом КО)11 чествО де(,Оэ бированнсго =зета определ .ют преда" рительно ка образцах.-Сао,УРлт ")тт. НГ)С-,."ОВ ,ЕНР что в процессе сварки плавтение:,1 1(р(эМОМаРГаНЦЕВс-( аУСТЕКИтНЫХ ТатсйСО- держащих азот, происходит песорбпия азОТа КОТОРЫЙ ЯВЛЯЕТСЯ О(НОВэт(М ЗПЕ- ментом) обеспечивающим аустениткую структуру г ) ОПри сварке неплавящимся злект 1:Одом в аргоне хромсмарганцевой сталя,. содержащей 0,5"б азота, в зависимости от времени пребывания ванны в рас:плав- леннОМ состоянии, котичество азОта из-, меняется в шве От 0.5 до ООЪ при времени пребывания сварочной ванны в расплавленном состоянии соответствен но 0-30 с. При этом содержание .=Фер. рита изменяется от 0 до 20 и болееИэ полученных данных следует, что при сварке хромомаргантг(евь:х сталей,. содержащий азот, в зависимости от режимов сварки содержание " -феррита в шве может колебаться от 0 до 20 и более, что вызывает, как указанс бг) выше, охрупчивание металла швов при работе их свыше 350С и снижение эксплуатационной надежности.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом 65 1(;РЕД .:НЧ ЯЛОМ (. -=.С) 1;Рс: Яа-,И. Е.ГВ - НО 011 РРД(л ЮТ ПЭОЦ ЭтЕ О)Эб): ЗОЧ с НЗС Г О а;О Га ИЗ ИЕ".а)та Ь, ЯТИ Из КажДС)- го валика при многослойной свар(е, ДЛЯ Э ТОГС (Е Галп СэсриэдЮТ БЫ(браННЮсГособом: в аэгссз неНлаэ Яг;.Имс Я зге), тродом с присадочной проволокой сос. Тава аНаЛОГИ)НОГО ОСЕСВНОМ;/ или бР э нее Гравящимс я зтек ттэс ком В СРЕДЕ ЗаИ" НЬ)л ГЭЗС,Вл,п,л ГОз, ПСЕ Флюса на ре)си)ахО тиаГ.-,р дг . дсННОй МЕЭ)сл Стали, ", СЛ),с,; . -ОДГ - ." ТОВ 1(и КРОМОК Г 1 ОД С В ат)К "/а" Е ЗОВЫМ акаяЗОл" тгС)РЭ 1-( .".. Ой МЕТОДИКР ОПРЭДЕЛЯКТ КОЛЧЕСТВО аЗОТс г. Мегалр;с, ва ).я.и Р ОСНОВНОМ МЕ аЛЛР. Ра" НсаИ В МЕт)ЛЛЕ ШВ-.: ОГ) ЭЕ-.Е. ЯЕт КЛкс)Е(в О Дв с О б иО " "- )Швс л ЗОт.а)вет ач(тесттлтко"(етэГ)итч)тп сттэт,ктурусэдержанием феррита более а - 1 Осто ВЫЗЬВаЕ Э ОХРУПЧИВаНИЕ МЕтаЛЛа ШВ аПт 1 З(ПГ а Ци Ос УИ В д350 (.При введ. ,: и ( варочную ван)у3,0: чистого никеля на О 1 ь десорбирОВНННОГО аЭОта С(1 ЛЛИ КОМПЕНСацня 2,3 сс 11( ТОГО саорт(Э 1 Л л " В р Пл, Об)ЭОВаННОГО аЭОТа МЕНЬ)тР О . 1 Ъ ) тЕТаптт Ш:.имеет тлубокс аус.,ениткую структуру обладающую более низкой технологической прочностьюГЛя ОпрЕдЕЛЕНИя КОЛЧЕСТВ=. НИКЕЛЯ)подаваемого в сварочную ванку) опредтелают вес переплавленного еталла пс" извРстньтм формлам, рпределив п 1 эо"10 4 иисс и 3 и о б цент десорбированкаго азота и вес переплавленного металла, определяют количество подаваемого никеля.В случае подачи никеля в виде поро 1 вка, достаточно определить количество подаваемого никеля, если же 5 никель подают в сварочную ванну в ниде проволоки, то целесообразно пеРесчитать Вес подаваемой проволоки ка скорость ее подачи па известным Формулам,Вес подаваемой проволоки раненСМ 1 = 0,02 КР Чд где К - коэффициент, учитывающийдесорбцию азота. Нэ сварочНой Вакнк Игк Кадин- СТВОдесорбированкаго азота иРазек 0,01-;5,0,. чта озкачает кратность десорбироьаккога азата Вк 0,1Р - ПЛОщадЬ ПОПЕРЕЧКОга СЕЧЕкия шва;Ч,скорость сваОки;- Время сварки;- удельный Вес сварив:емогометалла.25П р и м е р. Предлагаем.г( способомсваривают стыковые соединения пластиниз храмомарганцевой аустениткой стали ОбХ 17 Г 17 ДАМБ толщиной 7 ИвыВыполняют аргокодугавой сварка: с30двух сторон неплавящимся электродамс пода 1 ей присадачной проволоки изчистого никеля.Для определения процента десорбированкого из сварочной Ванны В 35процессе сварки азота перед началомсварки на пластиках размером 300 хх 150 х 7 выполняют валики кепгавящимся электродом в аргоне без присадочной проволоки. Режим сварки: Щсварочный ток 200 А,. напряжекисдуги 14 В, расход аргана 10 т/мик,скОРОсть сварки 4,1 б м,/час, Содержа"ние азота В швах и Основном металлеопределяют газовым анализом, методомвакуумплавления, Результаты анализасодержание азота в основном металле0,4 вес,Ь; В шве 0,28%. Количестводесорбированнога азота иэ шва0,12 вес.Ъ. 50Площадь сечения сварного шва,определенная металлографическим путем Рц, -- 0,3 см.ЙДля расчета количества подаваемого в сварочную ванну никеля определяют вес расплавленного металламеталла шва) по формуле(а у 1Ъ ОнГДЕ- ПЛО:.1;.ЦЬ ПОПЕРЕЧЙОГО СЕЧВЯния шва;1 - скорость сварки;60вре; я св арки;удельный вес свариваемогометалла.Для Удобства расчвта определяютвес 1 м шва. 65 Вес никелевой проволоки опрвдвляют 11 о Формулеяр 4р пр где Л - диаметр подаваемой проволоки;Ч - скорость подачи проволоки- время сварки;- удельный вес никелевой про"ВОЛОКИ.Зная вес расплавленного металла, Вес подаваемой проволоки и процент десарбироваккого азота, определяют скорость тодачи проволоки (диаметр проволоки 1,0 мм). Жди У. Р 00 (3:О 09 .и/свк = 5,. 15 и (час Так Определяют скораст 1. Подачи нинелевой проволоки, при которсй еепоступает Б шов 2 От Веса переплавлеккого метал;1 а на (аждые 0,.1% десор.бтра О "р . тс,- гд 0 стЗатем к:.; Укаэанном Рекнме Выпала,"стчк с када ей никелевой -,доволоки.корость подач 1 под чн ывзю длякаждо. о П 1 л 1(ода.Полу е 1 ные швы ке имеют дефектов"1 еталл 1 раф 11 ческие 11 сследовакияОбраз зВ,-2 резлнк 1-е на сваоны.( сов=ДКНс 1111 11 О 1(З а 11 у1 О ВЫ 11 ОТ 1 Е рЗОВ.эрава к(е хорошеедефекть Ост ую1 еталл шва 1 Редс ав.1 не: собойа;.стенктк)ю структуру с равномернораспр(:,з 1 е 1;кым Фврритом, количествот(отОого не Ревышае2Предла: (емый спОсоб позволле,1 СКГК 11 ТЬ НЕДОПУСТИМУЮ ПО СОДОЭжан:1 ю-Феррит структурную неоднородность по сечению шва при сваркена различных режимах и при различнойдоле участия основного и присадачного металла;обеспечить получение аустенитноФерритной (до 5% д -феррит) илиаустенитной структуры шва как приоднослойной, так и при многослойнойсварке хромомарганцевых сталей плавок различного химического состава, ограниченного верхним и нижним пределами содвржания элементов по ГОСТили ТУ 1повысить эксплуатационную надежность сварных конструкций, работающих при температуре вьае 350 С эа счет отсутствия недопустимого изменения механических свойств металла шва, а следовательно и обеспечить более широкое внедрение хромомарган7 6972,3 Формула изобретения Составитель Г. Тютченкова Редактор И. Нестерова Техоед Л,Алферова Корректор Ю, Макаренко Тираж 1222 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ 113035 Иосква КРаушская наб. д. 45Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4 новых аустенитных сталей, применяемых в настоящее время взамен хромоникелевых сталей. Способ сварки плавлением хромо- марганцевых аустенитных сталей, содержащих азот, при котором металл шва легируют элементами аустенизаторами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств сварных соединений путем получения аустенитной структуры или структуры с регламентированным содержанием Феррита, в сварочную ванну подают чистый никель в количестве 2,0 от веса переплавленногометалла на каждые 0,1 десорбированного из сварочной ванны в процессе сварки азота, причем количество5 десорбированного азота определяютпредварительно на образцах.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Каховский Н.И. Сварка высоко 10 легированных сталей. Техника,1975 г, с, 283-284,2, Каховский Н.И. Сварка высоколегированных сталей. Техника,1975, с. 285.3. Авторское свидетельство СССРУ 228174, кл. В 23 К 35/24, 1964 г,