Способ получения сварных соединений с заданными механическими свойствами

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соеетскик Социалистическик Республик/25-27 явк ственный комитетСССРизобретенийткрытий осу 3) Приорите по делам и о(72) Авторы изобретен кимов, Т. В. Яшунская, рыгаев, М.С. Скудицки ублик и Л.М. Бронштей рудового Красного Энамениеской и газовой промышленностиИ,М. Губкина Московский ордена институт нефтехими им(71 Заявитель 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ЭАДАННЫМИ МЕХАНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ хрупкомуост ат очныИз вестсоединеними свойстсварки осохлажденищий отпус Недостатком данного способа явля-. ется ограниченная воэможность его применения. Данный метод применим для сварки сталей с низкой критической скоростью закалки. Например, при сварке сталей бейнитомартенситную структуру обеспечивают при скорости охлаждения 17-18,С/сек. Значеония критических скоростей закалки для большинства сталей перлитного класса колеблются в тределах 80- 100 С/сек и более, что значительно превышает возможности данного способа. Кроме того, свариваемые стали должны обладать хорошей прокаливаемостью, что особенно важно при сварке сталей больших толщин. Недостатком способа является отсутствие взаимосвязи между режимами последующего отпуска и парамет термического цикла процесса св рами ар ки Изобретение относится к областисварки, в частности к способам получения сварных соединений с заданными механическими свойствами, и можетбыть использовано при изготовлении 5толстостенных сварных конструкций,например сосудов, работающих под давлением, из низколегированных, нормализованных и термически упроченныхсталей, предназначенных для работыпри отрицательных температурах в различных отраслях машиностроительнойи химической промышленности,Известен способ изготовления конструкций большой толщины путем автоматической сварки под слоем флюсаили электрошлаковой сварки 11Данный способ сварки, особенноэлектрошлаковой, характеризуетсязначительным выделением тепла, Тепло 20расходуется на плавление сварочногоэлектрода, кроме свариваемого изделияи флюса, при этом значительная частьтепла (например, при злектрошлаковой сварке около 50) отводится в 25массу свариваемого иэделия. Это способствует развитию значительнойструктурой неоднородности сварных соединений и снижению механическихсвойств (в особенности сопротивления .30 разрушению), возникновениюх сварочных напряжений.ен способ получения сварныхй с заданными механическивами, при котором в процессеуществляют принудительноее зоны сварки и последуюк (23 .Целью изобретения является обеспечение возможности получения заданных механических свойств при различных режимах термической обработки.Цель достигается тем, что дляданного материала до сварки устанавливают зависимости между скоростью5охлаждения в процессе сварки, температурой отпуска и механическимисвойствами зоны термического влияния,и температуру отпуска выбирают в зависимости от заданной скорости охлаждения и требуемых механических свойствзоны термического влияния,На фиг. 1 представлен термическийцикл сварки; на фиг. 2 - зависимостьизменения величины ударной вязкости 15околошовного участка зоны термического влияния стали 1 от скоростиохлаждения при сварке и температурынагрева при отпуске; на фиг, 3то же, стали 11 от скорости охлажде Ония при сварке и температуры нагревапри отпуске; на фиг. 4 - диаграммаструктурных превращений околошовногоучастка зоны термического влияниястали 1125 Те хноло ги я с по со ба э аключ ает с яв следующем.Применительно к стали данного химического состава предварительно изучается влияние параметров термическоОго цикла сварки и последующего отпус. ка на механические свойства зонытермического влияния. Например, Устанавливается зависимость между скоростью охлаждения Х н интервалетемператур наименьшей устойчивостиаустенита при сварке, температуройотпуска Ти одним из важнейшихпоказателей механических свойств -ударной вязкостью Ан околошов Оного участка зоны термического влияния (Тс, = 1300 С). Для этой целимогут быть использованы иметационныеметоды исследования. Температуру отпуска выбирают. в зависимости от скорости охлаждения, обеспечиваемой впроцессе сварки. Причем чем выше скорость охлаждения при сварке, тем нижемаксимальная температура нагрева приотпуске в интервале, обеспечивающемнеобходимое снижение значений сварочных нАпряжений.Регулирование параметров термических циклов при сварке осуществляетсяэа счеМ интенсивнрго теплоотнода отметалла сварного шва и зоны термического влияния сварных соединений,Отпуск сварных соединений производят с помощью одного из способов нагрева, например индукционного или газопламенного, которому соответствует 50определенная конструкция нагревательного устройства,П р и м е р. Берутся сталь 1нормализованная и сталь 11 - термически упрочненная. 65 Эначения параметров термическихциклов сварки изменяют в пределах,характерных для значительного диапазона режимов автоматической под слоемФлюса и электрошлаковой сварки.Время пребывания металла околошовного участка выше температуры АС принагреве ( ) изменяется от 5 до 45 сек./Скорость охлаждения в интервале температур наименьшей устойчивости аустенита (Хр 600-508) от 1 до 40 С/сек.Максимальная температура нагревапри отпуске изменяется в пределахот 550 до 700 С. Длительность выдержки при отпуске составляла 3 минна 1 мм толщины металла. Из графикавидно, что с увеличением скоростиохлаждения при сварке заданные значения ударной вязкости можно получить при более низкой максимальнойтемпературе нагрева при отпуске.Например, значения АИ = 5 кгсм/секмогут быть обеспечены при Х =12 С/се к;Т т = 665 С или при Х = 28 С/секТ(ут = 590 СПоказ анный хар актер измене ни я величины ударной вязкости от скоростинагрева и охлаждения при сварке имаксимальной температуры нагрева приотпуске подтверждается результатамиисследований стали 11 (фиг. 3), Причем, сопоставление данных фигуры 3с диаграммой структурных превращений околошовного участка (фиг.4)покаэынает, что заданная (нормативная) величина ударной вязкости обеспечивается не только для бейнитной имартенситной, но и для феррито-перлитной структуры, При этом, с увеличением н структуре мартенситной составляющей (т,е. с возрастанием скорости охлаждения) максимальная температура отпуска снижается,Таким образом, показана возможность обеспечения нысокого сопротивления хрупкому разрушению за счетоптимального сочетания режимов нагрева и охлаждения при сварке и максимальной температуры при отпуске.Формула изобретенияСпособ получения сварных соединений с заданными механическими свойствами, при котором в процессе сварки осуществляют принудительное охлаждение эоны сварки и последующий отпуск, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности получения заданных механических свойств при различных режимах термической обработки, для данного материала цо сварки устанавливают зависимость между скоростью охлаждения в процессе снарки, температурой отпуска и механическими свойствами зоны термического влияния, и температуру отпуска выбирают в зависимос7 33926 7 л Фив,2 ти от заданной скорости охлаждения итребуемых механических свойств зонытермического влияния,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патон Б.Е. фТехнология электрической сварки металлов и сплавовплавлением, М., 1974.2. Патент Англии 9 1283491,кл. В 3 В, 1972 (прототип),Составитель Л. Назароваедактор О. Торгашева Техред Э,Чужик- Корректор Ю. МакаренкоФ За П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,л 1964/20 Тираж 1 цНИИПИ Государс по делам из 113035, Москва, Ж60 Подпи сноевенного комитета СССРобретений и открытийРаушская наб., д, 4(