Способ получения сварных соединений

 

Изобретение относится к сварке, в частности к способам получения сварных соединений , и может быть использовано при производстве полосового проката. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений нержавеюш,их сталей. Одновременно со сваркой выполняют термомеханическую обработку околошовной зоны. Для этого зону подвергают одновременному воздействию нагрева и двустороннему деформированию электродными контактными роликами . Температуру нагрева выбирают в интервале 600-850°С. Степень деформирования 8-10%. В результате такой обработки происходит перераспределение внутренних напряжений и, как результат, уменьшение внутренних напряжений посыле сварки. 2 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 4186860/31-27 (22) 28.01.87 (46) 15.08.88. Бюл. № 30 (7I) Институт электросварки им. Е. О. Патона (72) К. А. Ющенко, Ю. Г. Высоцкий, А. А. Наконечный и М. В. Мешков (53) 621.791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 789258, кл. В 23 К 28/00, 1979. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНЫХ

СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к способам получения сварных соединений, и может быть использовано при про„„SU„-„1416287 А ) изводстве полосового проката. Цель изобретения — повышение качества сварных соединений нержавеющих сталей. Одновременно со сваркой выполняют термомеханическую обработку околошовной зоны. Для этого зону подвергают одновременному воздействию нагрева и двустороннему деформированию электродными контактными роликами. Температуру нагрева выбирают в интервале 600 — 850 С. Степень деформирования 8 в 10%. В результате такой обработки происходит перераспределение внутренних напряжений и, как результат, уменьшение внутренних напряжений после сварки.

2 ил. 1 табл.

1416287

Т а блица бв, Мпа

Испытания на

Ударная вязкость, Дж/см2 холодную прокатываемость

По шву По около шовной зоне

265

Выдерживает

1007

153

170

65%

Изобретение относится к сварке в металлургической промышленности и может быть использовано при сварке полос или листов,, в частности в технологических линиях производства полосового проката на предприя.:тиях Минчермета.

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений нержавеющих сталей путем уменьшения внутренних напряжений.

На фиг. 1 показано распределение остаточных напряжений в сварных соединениях стали 12Х18Н10Т после сварки; на . фиг. 2 — то же, после сварки и сопутствую; щей термомеханической обработки по дан, ному способу.

Способ осуществляют следующим образом.

Нагревательные контактные ролики, рас положенные за сварочной головкой по ходу

,сварки, охватывают сформировавшийся свар ной шов с контактами нагрева на участке, .:околошовных зон. Так как при послесвароч, ном охлаждении металл шва и околошовной ! зоны начинает испытывать высокие растягивающие напряжения, то для предотвращения полного развития этого процесса, который, в случае трудносвариваемых материалов, приводит к охрупчиванию, создаются компенсирующие напряжения сжатия путем нагрева этих участков проходящим между контактными роликами током. Околошовная зона нагревается непосредственно проходягцим током, а металл шва — за счет теплопередачи от нагретых околошовных участков.

Таким образом, процесс взаимного нагрева металла шва и околошовной зоны носит обратный характер относительно процесса нагрева этих участков при сварке.

Обычно при термической обработке регламентируют температуру и продолжительность нагрева. Однако исследования показывают, что напряжения снимаются в основном уже при выходе на температуру нагрева.

Параметры термомеханической обработки

Основной металл без термомеханической обработки 575

Сварное соедииение без термомеханической обработки 560

По шву

Если одновременно с нагревом осуществлять процесс пластического деформирования нагретого металла, то активно развиваются процессы микроползучести, способствующие полному снятию внутренних напряжений.

Опытным путем устанавливают оптимальный диапазон температур нагрева под пластическое деформирование, при котором происходит релаксация напряжений в зоне сварного соединения — 600 †8 С. При температуре ниже 600 С полностью не удается устранить отрицательное влияние наклепа металла от деформирования, а это не позволяет в нужной степени восстановить пластичность сварного соединения. Повышение температуры нагрева выше 850 С является нецелесообразным ввиду начала роста зерна обрабатываемого металла; снижения стойкости материала контактных роликов путем изменения формы рабочих поверхностей в процессе горячего деформирования метал20 ла околошовных зон.

В зависимости от степени пластической деформации значительно изменяются механические свойства сварных соединений. Опыт ным путем устанавливают, что если степень деформации обжатия менее 8%, то характеристики пластичности и вязкости металла околошовной зоны не превышают 0,75 уровня основного металла. При обжатии 8 — 100 0 металл имеет пластичность и вязкость около

0,9 от свойств основного металла.

В таблице приведены свойства сварных соединений высоколегированной стали

12Х18Н10Т в зависимости от степени деформации и температуры нагрева. Дальнейшее увеличение обжатия значительно не влияет на прирост пластичности, но вызывает опре35 деленные технические трудности, вызванные эксплуатационной стойкостью материала контактных роликов и созданием мощных (габаритных) приводов механизмов обжатия.

1416287

Продолжение таблицы

3 4 5 6 (2

190

184

По шву

74Х

215

200

550 60

По околошовной

82Х зоне

-"- при Т =570 С, обжатии 11Х

200

185

По шву

78Х

565 63

По околошовной

220

205

90Х зоне

240

570 60

По околошовной

218

98Х зоне

Таким образом, в предлагаемом способе получения сварных соединений, вслед за свар 35 кой стыкуемых кромок производят термомеханическую обработку околошовных участков путем одновременного нагрева и двустороннего деформирования электродными контактными роликами, причем температуру нагрева ограничивают в интервале 600—

850 С, а степень горячей деформации обжатия составляет 8 — 1Оо.

Пример. За сварочной головкой, например плазменной, устанавливаются депозитно расположенные электродные контактные ролики, изготовленные из бериллиевой бронзы.

Относительно шва ролики устанавливаются таким образом, чтобы ширина рабочей части контактных роликов соответствовала ширине околошовной зоны свариваемого металла.

При подаче команды на сварку, сварочная головка и ролики начинают синхронизированное движение вдоль стыка, осуществляя одновременно процесс сварки и термомеханической обработки сварного соединения.

Температура и степень обжатия при пластическом деформировании контролируются величиной подаваемого на ролики тока и давлением в приводах обжатия. При подходе сварочной головки к концу стыка и прекраФормула изобретения

Сварное соединение с термомеханической обработкой при T=570 С, обжатии 7Х

-"- при Т=860 С, обжатии 7Х

-"- при Т = 860 С, обжатии 11Х

-"- при T=750 С, обжатии 10Х щении сварки, процесс термомеханической обработки продолжается до подхода роликов к конечному участку шва.

Эффективность применения способа опробована для сварки нержавеющего полосового проката. Все сварочные соединения обладают высокими механическими свойствами, что позволяет им выдерживать максимальные обжатия при холодной прокатке.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить качество сварных соединений путем уменьшения внутренних напряжений, а также расширить номенклатуру свариваемых материалов.

Способ получения сварных соединений, при котором вслед за сваркой производят термомеханическую обработку околошовной зоны, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений нержавеющих сталей путем уменьшения внутренних напряжений, термомеханическую обработку околошовной зоны производят путем одновременного нагрева и двустороннего деформирования электродными контактными

1416287 (осгавитсав 3. Хаустова

Гскрсд 11 Всрсс Корректор В. Романенко

Тираж 921 Подписное

В11ИИ11И 1 ос1дарственно<к> комитета C(:(.Р ио дс><>>< изобретений и открь тий

113035, Москва, Ж 35. Раун>скан наб., д. 4<5

11роизводствснно-иолиграфичсско(нрс (прия> ис, <. Ужгород, хд. Г!роектная, 4 роликами, причем температуру нагрева ограничива(от в интервале 600 — 850 С, а степень горячей деформации обжатия составляет

8 — 10%.