Способ исправления внутренних дефектов сварных швов

(54) СПОСОБ ИСПРАВЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ДЕФЕКТОВ СВАРНЫХ ШВОВИзобретение относится сплавов плавлением олистовых сплавов ч Мания, н касается ре ния сварных ооеднсварке метаялой преимущественно основе титана н щения проблемы пений, имеющих е единичных га. рых выходят заисправлевнутзовыхпределы ренине дефекты в внд пор, размеры ко допустимьк,Известен способ устранев швах, заключающийсяческнм путем дефектногоего подварке 111,ния газовых пор выборке механиеста и повторной Однако приходится применять трудоемкую операцию механнообработки, прн недварке3 Ф дефектного места использовать присгдочный материал. Подварка выбранного участка с заполнением присадкой приводит к значнтель. ным местным трудноисправимым деформа дням конструкции.Известен также способ исправления внутренйнх дефектов сварных швов, при котором повторно расплавляют металл шва, содержа.щий дефект 2). Недостатком известного способа является увеличение деформации конструкции, а повторный переплав создает опасность гаэонасы. щения металла шва компонентамн воздуха.Кроме того, повторный переплав не всегда позволяет сразу устранить дефект. Ненэбеж. ны случаи, когда повторный переплав приходится проводить неоднократно.Цель изобретения - повышение эффективности н качества при снижении трудоемкости способа.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу исправления внутренних де. фектов сварных швов, преимущественно в виде единифюаых пар в тонколнстовых соеди. пениях сплавов на основе титана и алюми ння, при котором. повторно расплавляют ме. таллы шва, содержащий дефект, прн этом расплавление металла, окружающего пору, производят внутри сварного соединения с приложением, внешнего давления, причем ве. личину удельного давления, воздействующего на жидкий металл, выбирают иэ соотношения,8) Югде Р - удельное давление, кг/ему;6 - поверхностное натяжение жидкогометалла, дин/см;оф - толщина сварного соединения, мм;8 площадь контакта электрод-деталь,см,а величину проплавлеиия обеспечивают раиной(0,82 - 0,86) о а давление снимают послекристаллизации металла, когда р 4 бтгде б г - предел текучести металла призаданной температуре, кгс/ем.Расплавление металла внутри сварного соединения с приложением внешнего давленияосуществляют с помощью контактных точечных электродов.Известно, что поры являются опасным де.фектом сварных соединений и могут в зави.снмостн от размера, расположения и коли.чества в несколько раз снизить работоспо.собность конструкций, особенно подвергающихся действию повторных нагрузок,При изготовлении сварных узлов техническими условиями в соответствии.с назначением этих узлов (их категории) оговарива.ются нормы недопустимых без исправлениядефектов, оговаривается их максималъныйразмер, количество и др, В частности, взависимости от ответственности конструкциин, толщины свариваемого стыка оговариваетсямаксимально допустимый размер единичныхпор. Если диаметр единичных пор в металлешва превышает этот размер, то необходимопроизводить исправление дефекта одним изизвестных способов.Физическая сущность изобретения заключается в уменьшении недопустимых размеровединичных пор, образовавшихся при сваркеплавлением, до размеров неопасных (допустимых для данного сечения сварного соедине.ния и категории конструкции) за счет воздействия через жидкий металл на газовыйпузырек давлением, способствующим смещению механического условия (равновесия)существования пузырька в жидкости в сторону уменьшения радиуса",этого пузырька.При этом, если пузырек заполнен растворамн в жидком Металле газом (например, во.дородом), то определенной величиной давления на жидкость его можно уменьшить дотаких размеров, что он дальше:спонтанноисчезнет (газ пузырька растворится в метал.яе).В соответствии с предлагаемым способомрасплавляют металл, окружающий пору, засчет электросопротивления, а давление нажидкий металл создают электродами контактной электросварочной машины,условие механического равновесия газового пузырька в жидкости, контактируницей899307 аоткрытой поверхностью с атмосферой, выглядит так 5 30 15 20 30 35 40 45 50 55 ИР= Р 0, 1где Р - давление газа в пузырьке;Рр - бараметрическое давление на пузырек;-- капиллярное давление иа пузырек( 6 - поверхностное натяжениежидкого металла; Г - радиуспузырька) .Это уравнение непригодно для рассматриваемого случая, когда жидкий металл находится внутри жесткого каркаса йз нерасплав. ленного металла (что мы обычно имеем при контактной электросварке).В связи с этим была экспериментально определена зависимость между основными параметрами, определяющими эффективность уменьшения радиуса пузырька, т.е. давлением, которое нужно передать электродами на жидкость, поверхностным натяжением жидкости, толщиной сварного соединения н площадью контакта электрод-деталь.Полученная зависимость Р:(Ь-В).10 6 -Ввключает в себя оптимальный коэффициент,равный (6 - 8) 10,Величину мощности импульса сварочноготока, пропускаемого через металл шва, имевший дефект и подвергаемый расплавлениюэлектросопротивлением, выбирают такой, чтобы проплавить металл шва на величину0,82 - 0,86 о" от толщины сварного соединения, Если металл проплавлять,на меньшуювеличину, чем 0,82 - 0,86 б, то пора можетне оказаться в жидком металле, кроме тогозатрудняется передача давления необходимойвеличие на жидкость из-за жесткости металлического каркаса окружающего металл (ждкий металл). При увеличении проплава .верх0,82 - 0,86 о" появляется вероятность вывтесков из зон контакта деталь-электрод, чрез.мерное окисление (подгорание) металла швав этих зонах (что особенно недопустимо длятитана и его сплавов), а также появляютсявмятины от электродов.Экспериментально полученные соотношенияпараметров в предложенном способе гарантируют уменьшение. газовых пузырьков доразмеров, когда они в ряде случаев могутспонтанно раствориться в жидком металле(если были заполнены растворимым газом,например, водородом), либо до ничтожномалых размеров, соответствующих нормамдяя данной категории конструкции к толщинеметалла (в случае, если в газовом пузырьке присутствует часть нерастворимых в жидком металле газов, например, СО).0На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа (где 1 сечение участка сварного шва детали, имеющего дефекты в виде пор; 2 - электроды сварочной контактной машины; 3 - образуемая электросопротивлеиием ванночка жид. кого металла; 4 - газовый пузырек относительно твердого металла. пора).Способ осуществляют следующим образом.В металле сварных швов по рентгенограммам отмечают участок с дефектом (порой), размер которой выходит за пределы, огово. рениые техническими условиями (инструкциями). Поверхность сварного шва в месте рас. положения дефекта зачищают с двух сторон до чистоты Ч 2,5 - Ч 10, Затем подбирают диаметр электрода для контактного нагрева (по существующим инструкциям на контакт 899307 Световой Длительность Р, кгс/смф Результатыток, кА: импульсов, реитгено.с контроля 0 15 Поры необнаружен 151 0,2 То же 10 0 0,0 1510,78 мула изобретени 1. Способ исправления внутренних дефектов сварных швов, преимущественно в виде единичных пор в тонколистовых соединениях сплавов на основе титана и алюминия, прн котором повторно расплавляют металлы шва, содержащий дефект, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения зффективкости и качества при снижении трудоемкости,46 расплавление металла, окружающего пору, производят внутри сварного соединения с приложением внешнего давления, причем ве.личину удельного давления, воздействующего на жидкий металл, выбирают из соотношения 40Толщина Диаметр б, дин/см 8, см О",мм пор, мм Примечание: Тнтановыйсплав ОТ удельное давление, кгс/см;2.поверхностное натяжение жидкметалла, дин/см; Ьную сварку в зависимости от толщины дета.ли), по которому определяют площадь 0.По приведен яму соотношению устанавливаютвелнщиту удельного давления Р (таблица). Затем на образце при установленном диаметреэлектрода и удельном давлении подбираютвеличину сварочного. тока и длительность егоим-ульса нри условии обеспечения проплававеличиной 0,02 - 0,86 Ф; Удельное давлениеО снимают но истечении некоторого времени смомента пропускаиия импульса тока (поряд.ка нескольких секунд), когда РВгВ противном случае давление газа в умень.,щенном пузырысе (поре) может деформиро 10 вать нагретый металл и увеличивать пору вразмерах,В таблице приведены примеры выполнения;предлагаемого способа,сб - толщина сварного соединения, мм;8 - площадь контакта электрод-деталь;2см , при этом величину проплавле.ния обеспечивают равной 0,82-0,8 баф,Ф жа давление снимают после кристаллизации металла при р сбг, гдет - предел текучести металлапри заданной температуре кг/см .2, Способ по и, 1, о гл н ч а ю щ и й.с я тем, что расплавление металла внутрисварного соединения с приложением внешне.го давления осуществляют с помощью кон.тактных точечных электродов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Дуговая сварка титана в среде защитных газов, ПИ 126 - 67 НИАТ, 1968, с. 63.2. Никифоров Г, Д., Редчиц В. В. О механизме образования иор прн сварке титано 00 вых сплавовРСварочное производство", Мф 3,1971, с. 49 (прототи%).899307 Составитель . СорокинаТехред Л, Пекарь Корректор М, Юароца Редактор Г; Волкова Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектна, 4,Ззказ 1209/18 тираж 1150 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий 113035 Москва, З - 35, Рауникай иабй, 4/5