Способ получения сварных соединений

(54) СПОСОБ ПОПУЧКНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ(57) Изобретение относит к сви может найти применени различных ос ся арке е в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССРАТС 1 РСН 0 МУ СИ ЯО 449248 А 1(51)4 В 23 К 28/00 отраслях машиностроения. Цель изобретения - обеспечение высокой пластичности и благоприятной геометрической Формы сварного соединения Ферритных нержавеющих сталей, Дпя этогопод последуиицую колодную прокаткустыкуемые кромки полос перед сваркойдеформируют, например, роликами сдвух сторон. Степень обкатия выбирают 10203, После сварки усиление шва укатывают эаподлицо с исходной недеформированной поверхностью полос. Данная обработка пре-дотвращает раэруюение сварного щвапри прокатке, позволяет прокатывать сварное соединение, не сникаяскорости и давлениявалков на металл,2 табл, Изобретение относится к обллс гп сварки в прокатном произв дстн. и может быть использовано .;,; сварке горячекатаных полос из рлз.тчных металлов и спланон, поднерглнттттк.т холодной, прокатке.Цель изобретения - обеспечение высокой пластичности и бллгоприят,ной геометрической формы снлрныкб соединений ферритных нсржлвеющтх сталей.Способ осуществляют спсцунттт(ттт г г разом.Предварительно до сварки крг.тт,тт полос деформируют двумя противоположно расположенными роликлми, при ,г и степень преднлрительной теЪормлт; .т определена н пределах 10 - 2 О%, (,нл риВяют полосы и Гтризнтдл Г пркл гк т сварного щнл злподлит;о с цсхтдттл недеформиронанной понерхностьн т-ттг, -,Наличие н зоне снлрнгггт шнл высоких остаточных нлпртжентттт, ян.;т тгт шихся результатом термгтдеформлтптгтннт го цикла сварки, служит одной из о ионных причин разрушения сварных соединений но время их последттщет . нагружения, Создание преднлритспь ных напряжений сжатия н кромках сн т- ЗЦ риваемых листов уравновешивают напряжения растяжения, обрлзующиес,т тз околощовной зоне сварного соедин:тт;тВ ПРОЦЕССЕ СВарКИ, ЧтО ЗиаЧИтЕЛЬтт снижает 9 бщий уровень остлточных н:35 ряжений. Снижение уровня остатстых напряжений повышает заглс пластично ти сварного соединения, что ттзнсл;т ет производить его деформиронлние беэ раэрущення.40Кроме того, горячекатаные полосы, хоть и подвергаются рекристаллизлционному отжигу, нсе же имеют н,"-к - торую степень пластической детторнлции эа счет прохождения через трлнгпортные валки и т,д., которая составляет 3-53, При такой степени дефорнтации создается сравнительно не 6 огтттл плотность дислокаций н оснонном по границам зерен, обеспечинлющат;Р. .". мущественное развитие процесс . т, та. 3 зерна во время последуюшет о нлгр -.н - ; по механизму слияния,что при завершении процесса приводит к очень бот ь щому размеру зерна, При сварке местом, подвергающимся нагреву, являетЭ ся околошовная зона сварного соедипе ния, Наличие крупного зерна н этой зоне вызывает сильное охрупчинаниснлр; го сопинения, Однако существует крцтическля степень пластическойде 1 орл ции, при которой плотностьлеЬет г н тлконл, что рост зерна потехлттттзнту глияния затруднен,Рг ст зсрнл происходит н результате .игрлпии границ, что при прочихРллных условиях дает более мелкоезерно, причем чем степень деформацииньтгтеРигической, тем меньше зерноттгт. тстедующего нагрева. Соответпонышает я пллс гт чность сваргоединения. Это вторая причина,по х торой кромки стыкуемых полостт,дне,;глют предварительной деформа(", т соб деформирования кромок по,;тттт противоположно расположен"ти Рлнтклми позволяет полностьюу:трлнить неоднородность пластнчносги н глттщитте полосы и тем самым энатит с,нл повысить общую пластичность .н, Рнгго ;.оединения. Исследование тетхргтттгихон показало, что,при такой схетте деформиронания все зерна металпл по толщине полосы испытывают пластин гкую деформацию и, соответствентт, и;лг гпчность околощовной зоныпримерно равна по толщине, что хоро- щО гтодтНЕржДаЕтСЯ ИЗМЕРЕНИЕМ тВЕРДОати, Практически одинаковая твердость, л лт;к;е высокие значения пластичности тетлптлл н околошовной зоне, полую ктвд н результате механических и .пытанийтабл, 1), свидетельстВуют о том, что способ деформирования кро ток полос двумя противоположно рлсположенными роликами позволяетгт ттнгстью реализовать принципы повышения пластичности сварного соединения,злгтоженные в методе предваритегтт.ного деформирования кромок сварного соединения перед сваркой.(тепень предварительной деформации строго определена и выбирается н пределах 10 - 207, в зависимостиот хлрлкгера снариваемого материала.Это лбуг.ттонлено следующими факторами.ттпн нгех металлов существует Вект.рля критическая степень деформатти," при которой меняется механизм ростл зерна при последующем нагревенетаттла. Она находится в пределах3 - 8%, Исходя из этого, степеньттртпвлрительной деформации должнаьтт, не менее 8 Я, Кроме того, дефорттлттия должна привести к утонениюпол ы, достаточному для укатки швазаподлицо с металлом полосы, а это,по экспериментальным данна;и, составляет 0,9 .Ф, где д - толщина полосы,что соответствует степени деформации 103. Поэтому, учитывая изложен.5ные факторы, нижний предел степенипредварительной деформации выбираютне менее 1 О ,Чем больше степень пластическойдеформации, тем меньше зерно металла в околошовной зоне.при последующем нагреве и, соответственно, выше пластичность сварного соединения,Однако бесконечно увеличивать степень деформации нельзя, так как этоприводит к растрескиванию кромок,которое по экспериментальным даннымначинается при степени деформации22 - 28 , и к значительному утонению полосы, т.е. снижению площадипоперечного сечения. По условиямпрокатки площадь поперечного сеченияв месте утонения должна быть не менее 80% площади сечения полосы. Учитывая изложенное, верхний пределстепени предварительной деформацииустанавливают не более 20%,При холодной прокатке сварныхсоединений шов и околошовная зона ис- ЗОпытывают значительное давление состороны валков. Отношение давленийна участке шва и основного металламожет достигать двукратного превышения, что является нежелательным вви 35ду быстрого износа прокатных валковиз-за ударного воздействия на нихутолщения шва. При этом значительно возрастает опасность разрушениясварного соединения при прокатке. 40Чтобы избежать ударов усиления швао валки и предупредить обрыв полосыв месте сварного соединения, при прохождении шва через валки снижают скорость прокатки и уменьшают давление 45валков на полосу. Это приводит ктому, что толщина полосы в зоне шва(при прокатке на 20-валковом реверсивном стане это составляет по 5 мс каждой стороны шва) больше, чемтолщина остальной части полосы,После завершения прокатки, по условиямтехпроцесса, толстый металл выруба-ется и списывается в брак. Кроме того, снижение скорости приводит к55снижению производительности прокатки.Таким образом, укатка усиленияшва заподлицо с поверхностью полос предотвращает разрушение сварного соединения при прокатке, позволяет прокатывать сварное соединение не снижая скорости и давления валков на металл, что повышает производительность и качество прокатки, увеличивает выход годного металлаП р и м е р. Сварке подвергаются полосы нержавеющей ферритной стали ОЯХ 1 ЯТ 1 толщиной 4 мм и шириной 1000 мм, Сварка осуществляется плазменной дугой с применением присадочной проволоки типа СвХ 19 Н 9 Т диаметром 1,6 мм, Режим сварки следующий: Т- 130 А, И, = 28 В, Ч:16 м/ч, Ч подачи проволоки= 30 м/ч, Предварительная укатка стыкуемюх кромок и послесварочная укатка шва осуществляется стальными роликами. Выполнено три серии экспериментов: сварка без укатки кромок и шва; сварка с укаткой кромок и шва с одной стороны; сварка с укаткой кромок и шва с двух сторон.Механические свойства сварных соединений ферритных нержавеющих сталей, выполненных различными способами сварки, представлены в табл,1.Зависимость результатов механических испытаний сварных соединений стали 08 Х 18 Т от степени предварительного обжатия кромок сварного соединения представлена в табл.2.Предлагаемый способ сварки позволяет получить высокую пластичность и благоприятную геометрическую форму сварного соединения, необходимые для холодной прокатки.Ф о р м у л а изобретенияСпособ получения сварных соединений, при котором кромки полос до сварки и шов после сварки подвергают пластическому деформированию, о т " л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения высокой пластичности и благоприятной геометрической формы сварных соединений Ферритных нержавеющих сталей, под последующую прокатку стыкуемые кромки полос перед сваркой деформируют с двух сторон со степенью обжатия 1020 , а после сварки усиление шва укатывают заподлицо с исходной недеформированной поверхностью полбс.1449248 Таблица 1 Способ сварки д; 7 Количество Марка стали сварныхсоединений выдержавших хо 18 52 12 46 14 122 20 145 95(ППДУ) 38 13 68 19 ПП 16 130 65 23 15010 3515 9018 12014 68 113 ППДУ 13 27 82 80 ППДУ 15 08 Х 18 Т 1 Плазменнаясварка с одно сторонней укаткой стыкуемых кромок и усиления шваПлазменная 62 128 66 22 150 115 97 12 Х 11 Т Плазменная сприсадкой(ПП) Плазменная сприсадкойи односторонней укаткойкромок (ППОУ) Плазменная с присадкой и двухсторонней укаткой 05 Х 18 ЦОФ ППОУ 15 Х 25 Т ППОУ сварка с двухсторонней укаткой стцкуемых кромок и усиления шва Ударная вязкостьКС 17, Дж/см Шов З.т.в. лодную прокатку, Х1449248 Таблица 2 вМПа 3 Ударная вязкостьКС 33, Дж/см Степеньотжатия,3 331 ов Зона 110 9 540 20 147 12 148 Составитель Л.НазароваТехред М,дидьйс Редактор Н.Тупица Корректор Э,Лончакова Заказ 6905/11 Тиравк 922 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уагород, ул. Проектная 4 10 547 22 15 550 22 20 550 23 21 554 20 150 114 150 3 15 152 137