Способ термической обработкисвариваемых алюминиевых сплавов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 300 7,81, Бюллетень М 28Дата опубликования описания ЗцО 281(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРИВАЕ%3 Х АЛЮИИНИЕВЫХ СПЛАВОВ Изобретение относится к цветной металлургии и может быть применено в различных отраслях машиностроения при изготовлении сварных конструкций из сваривавьых алюминиевых сплавов.В настоящее время в СССР и за рубежом разработан ряд свариваеьых термически упрочняемых сплавов на основе алюминия различных систем легирования . Сплавы обладют высокой прочностью, достаточными пластичностью и коррозионной стойкостью, однако сварные соединения из таких сплавов в ряде случаев проявляют склонность к коррозионному растрескиванию, хруп о кому в замедленному разрушению.Наиболее близким к предлагаемому является способ термической обработки алюминиевых сплавов, использувьых для сварных конструкций, закпючакщий ся в полной термической обработки сплава до н. после сварки 1. Однако полная термическая обработка сварного соединения имеет ограни ченные воэможностии может быть применена только для малогабаритных прос-. тых конструкций, выполненных из свариваемзх алюминиевых сплавов высокой пластичности, к товару же рабо тоспособность таких сварочных соединений недостаточна.Цель изобретения - повышение работоспособности сварных соединений из самозакаливакщихся и термически упрочняемых алюминиевых сплавов. Цель достигается тем, что термической обработке после сварки подвергают сварной шов путем импульсного нагрева на расстоянии не менее 1 мм от зоны оплавления шва с основным металлом до 390-590 ОС с общим вре" менем 5-60 мин, после импульсного нагрева проводят старение. Предлагаемый способ заключается в том, что до сварки сплавы подвергают рбработкв на твердый раствор, закалке и старению с последующей обработкой на твердый раствор сварного шва путем импульсного нагрева до 390-590 ОС на расстоянии не менее 1 мм от зоны оплавления шва с основным металлом с общим врвмейем 5-60 мин. Скорость охлаждения после этой обработки не лимитируется и определяется используеьвами источниками .нагрева, оснасткой, температурой окружающей среды.Импульсный способ нагрева приместной термообработке позволяетвоспроизвести профиль температурногополя в пределах зоны термического влияния при сварке без установки холодильников. для этого время нагревав течение одного импульса ограничивают временем распространения теплового поля на определенное заданноерасстояние от сварного шва. Суммарное время обработки определяется приЭтом сложением времени нагрева свышезаданной температуры в течение отдельных импульсов.Старение при 60-200 оС в течение1-48 ч может производиться и послеимпульсного нагрева, обеспечивая стабилизацию структуры и свойств сварного соединения.Предлагаемый способ позволяет повысить работоспособность сварных соединений за счет повышения сопротивле Ониях корроэионному растрескиванию ипластичности,1. Термообработка листов сплава 0196 3толщиной 3 мм, используемых для сварных конструкций:. обработка на твердый раствор полуфабриката по схемезакалка в воде - искусственное старение - аргонодуговая сварка - обработка на твердый раствор посредством импульсного нагрева сварногошва и частично оплавленного участка, Зо1-я ступень обработки на твердыйраствор: закалка в воде - аргонодуговая сварка - 2-я ступень обработкина твердый раствор (местный нагревшва и частично оплавленного участ- З 5ка) - отпуск.Обработку на твердый раствор проводят по режиму: 460 оС, 60 мин, искусственное старение - при 180 оС, 4 ч.Автоматическую аргонно-дуговую свар ОКу проводят с применением присадочной проволоки Св 1557.Импульсынй нагрев осуществляютимпульсным способом с помощью электрической дуги по одному из 3-х режимов:45а) 10 импульсов с максимальнойтемпературой 550 ОС, время нагревасвьзае 390 до 550 ОС в течение 1 импульса - 60 с, суммарное 10 мин,б) 30 импульсов с максимальнойтемпературой 480 оС; время нагревасвыше. 390-480 ОС в течение 1 импульса - 20 с, , суммарное 10 мин,в) 300 импульсов с максимальной,температурой 580 оС, время нагрева 55свьыФ 390-580 оС в течение, 1 импульзса - 2 с-, суммарное - ГО мин. В результате обработки достигается растворение сегрегаций и выделение фаз на границах зерен шва и участка частичного оплавления.2, Термообработка применительно к изготовлению сварных конструкций иэ листов сплава 01420 толщиной 2 мм по схеме; обработка на твердый раствор в полуфабрикате (450 С, 30 мин 1 - закалка на воздухе - искусственное старение (120 оС, 12 ч) аргонодуговая сварка с присадкой Св АМг 6 - обработка на твердый раствор посредством импульсного на-грева сварного шва и частично оплавленного участка по режиму б примера 1. Как и на соединениях сплава 01963термообработка по предлагаемому способу позволяет сформировать в сварном соединении структуру, не содержащую сегрегаций и грубых выделенийфаэ на границах зерен шва и участка частично оплавленных зерен, примыкакщего к шву.3. Термообработка применительнок изготовлению сварных конструкцийиэ листов сплава 1911 толщиной 3 ммпо схеме: обработка на твердыйраствор в полуфабрикате (450 оС 45 мин)закалка на воздухе - аргонно-дуговая сварка с присадкой Св 1557 - обработка на твердый раствор посредством импульсного нагрева сварногошва и частично оплавленного участкапо режимам а-в примера 1 - искусственное старение по режимам 100 оС,20 ч + 160 ОС, 10 ч илн 100 О С, 20 ч+ 175 оС, 8 ч.Как и в предыдущих случаях, обработка позволяет достичь растворениясегрегаций и грубых выделений награницах зерен шва и зоны частичногорасплавления и исключить воэможностьэлектрохимической коррозиии по этимграницам, являющейся 1 м - этапомпроцесса корроэионного растрескивания. Отсутствие склонности к коррозионному растрескиванию (табл. 1)при напряжениях до 25 кгс/мм и повышение уровня безопасных длительнодействующих напряжений в сварных соединениях позволяет снизить металлоемкость конструкций из сплава 1911,несмотря на некоторое снижение коэффициента прочности сварных соединений.Исследование механических свойств соединений в соответствии с примерами представлены в табл. 1 и 2,850729 Табли 460 о С 60 мнн- о дение в воде - 18 4 ч, - -сварка - . по режиму "б" (пр мер 1) О ю 11 Оу 41 20 85 1 хл аж- ар- аг(при 460 ден ка - - рев мер 35 2 40,3 и" В сос мером 90 18 О,6 Р 152 1,соответствии сером 3 р 5 22 003 054 25 1, Испытани ях одно в 3-ный2. Образцы на коррозионное растрескивание в уного растяжения при полном погружераствор Иаб по ГОСТ 9.019-74.е разрушалнсь,Примеча Табл Характеристика работоспосдиаметро еости мод0 мм т х е, Спл Раэрушакще давление, ати Коэффициентиспользованияпрочности Допус- Беобхотивый аяуро- тсцщинавень кр амок хема и режи ермообработ Кон струк-тивнаяпрочность сварныхсоединений .в ионсзрукцк сти,В 18,0 60 мнн-во в воде - .с импульсный о режиму "б ) - в 180 сС, 4 тветствии с 01963 460 О С,60 мин - охлаждение в воде -сварка в импульсная термообр аботка по режиму "б" пример 180 оС 4 ч. Расчетное разруЬ 330щее напряжениекгс/ммф тельнодействуацинапряженийкгс/ обеспечени равно" прочности сварно го сое динени Ъ отосновного металл Снижениевесаемкости наусловнуюединицу850 729 Продолжение табл. 2 46 1,0 1,0 22 140 450 о С, 4445 мин -охлаждение в воде - тсварка -импульснаятермообр аботка по примеру 3- 100 ос20 ч + 175 оС8 ч. 1911 43 1,0 1,0 135 25 Формула изобретения 1. Способ термической обработки свариваемых алюминиевых сплавов, за . ключающийся в закалке и старении до сварки и термической обработке после сварки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения работоспособности сварных соединений за З 5 счет повышения пластичности и, сопротивления к коррозионному растрескиванию сплавов, термической обработке после сварки подвергают сварной шов Составитель л. олуоеваРедактор Е.Лушникова Техред Ж. Кастелевнч Корректор М.Пожо Заказ 6254/35 Тираж 681 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 01420 450 сС30 мин- охлаждение на воздухе - ч 120 оС 12 ч-.сварка в импульсная термообработка по примеру 2 путем импульсного нагрева на расстоянии не менее 1 мм от зоны сплавления шва с основным металлом до 390590 С с общим временем 5-60 мин.2. Способ по П.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью стабилизации структуры и свойств сварного соединения, после импульсногонагрева проводят старение,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сб. "Алюминиевые сплавы",1964, Вып. 3, с. 36-45.