Способ защиты обратной стороны шва при дуговой многопроходной сварке тугоплавких металлов и сплавов

 

Изобретение относится к сварке и может быть использовано в химическом машиностроении для дуговой многопроходной сварки тугоплавких металлов с принудительным охлаждением зоны соединения при создании химических аппаратов из циркония и других тугоплавких металлов. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений путем предотвращения предварительного подогрева кромок заготовок разогретым алюминием. Первым проходом выполняют сварку притупления. Напыляют на кромки соединяемых заготовок со стороны корня шва слой алюминия, в котором образуют пазы шириной, равной толщине напыленного слоя алюминия и шагом, равным (1-2)δ, где δ - толщина соединяемых заготовок. Пазы ориентируют поперек свариваемых кромок. После этого производят заполнение разделки присадочным материалом. Поперечные пазы в алюминиевом покрытии позволяют сократить вдвое ширину участка рекристаллизованных зерен в зоне термического влияния. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!9) . (И) Ai (5!) 4 В 23 К 9/02,, + j1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4327303/31-27 (22) 16.11.87 (46) 30,06.89. Бюл, Р 24 (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона (72) А,Б.Гончаров, M.M.Íåðoäåíêî, К.А.рщенко, В.Ф.Кирилюк, В.П.Гаврилов и П.Б.Шендерович (53) 621 ° 791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 336321, кл, В 23 К 9/02, 1970. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОБРАТНОЙ СТОРОНЫ

ШВА ПРИ ДУГОВОЙ МНОГОПРОХОДНОЙ СВАРКЕ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к сварке и.может быть использовано в химическом машиностроении для дуговой много-. проходной сварки тугоплавких метал/ лов с принудительным охлаждением зо ны соединения при создании химичесИзобретение относится к сварке и может быть использовано для дуговой многопроходной сварки нержавеющих сталей и тугоплавких металлов и сплавов с принудительным охлаждением зоны соединения.

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений путем предотвращения подогрева кромок заготовок разогретым алюминием перед сварочной ванной.

На чертеже представлена схема сварки по предлагаемому способу.

Способ реализуется следующим обр азом. ких аппаратов из циркония и других тугоплавких металлов. Цель изобретения — повышение качества сварных соединений путем предотвращения предварительного подогрева кромок заготовок разогретым алюминием. Первым проходом выполняют сварку притупления.

Напыляют на кромки соединяемых заготовок со стороны корня шва слой алюминия, в котором образуют пазы шириной, равной толщине напыленного слоя алюминия и maroM, равным (1...2)8, где 0 — толщина соединяемых заготовок. Пазы ориентируют поперек свариваемых кромок. После этого производят заполнение разделки присадочным материалом. Поперечные пазы в алюминиевом покрытии позволяют сократить вдвое ширину участка рекристаллизованных зерен в зоне термического влияния. 1 ил., 1 табл.

Сварку заготовок 1 производят в аргоне неплавящимся вольфрамовым электродом с разделкой кромок. Первым выполняют сварку притупления подварочным швбм 2. Затем поверхность заготовок и подварочного шва со стороны корня обрабатывают шабером или дробеструят. После зачистки на поверхность металла напыляют газовым металлизатором слой 3 алюминия толщиной 0,6-,1 мм. Покрытие из алюминия указанной толщины имеет достаточное прочное сцепление с поверхностью свариваемых заготовок. Затем поперек кромок заготовок с шагом, равным

148993 (1 ° ..2)S, где f - толщина соединяемых заготовок, в слое алюминия образуют известным способом,.например фрезеруют, поперечные пазы 4 шириной, равной толщине напыленного слоя алюминия. После этого производят заполнение разделки кромок присадочным материалом, образуя шов 5 ° Сварку производят на режимах, при которых алюминий нагревается до температуры о плавления, но не более 1000 С для предотвращения образования интерметаллидов. В процессе сварки дополнительную защиту корня шва аргоном не производят. Расплавленный алюминий надежно защищает металл от взаимодействия с активными газами. Поперечные пазы не снижают качества защиты сварных соединений, так как алюминий рас- 20 плавляется задолго до пересечения пазов сварочной ванной. Это приводит к заплавлению пазов алюминием в процессе сварки.

После сварки алюминиевый слой при 25 необходимости удаляется известным способом, например стравливается или снимается при механической обработке резанием.

Пример. Производили аргоно- 30 дуговую сварку пластин толщиной — 7 мм из сплава Zr — 2,5% Nb c V-образной разделкой кромок. Первым проходом производили сварку притупления без подачи присадочной проволоки на режиме. V = 0,84 см/с; I = 200 А;

1! = 11 В. После этого шов и кромки заготовок обрабатывали шабером и напыляли газовым металлиэатором ÌÏ13-57 слой алюминий толщиной 0,8 мм с использованием алюминиевой проволоки

АК диаметром 2 мм. Затем в алюминиевом покрытии с шагом 0,5...3 выполняли резцом пазы шириной 0,8 мм. После этого производили заполнение разделки присадочной проволокой из сплава Zr-1% Nb диаметром 2 мм на режиме

Vсв 0,28 см/с; Тсь = 320 A; Uq = — 14 В; V„ä = 1,5 см/с, Качество сварных соединений определяли при механических испытаниях сварных соединений на статический и ударный загиб, микротвердость металла в корне шва на глубине 8 мкм в области пазов и по ширине рекристаллизованного участка зерен в ЗТВ (см. таблицу) .

В процессе сварки защиту корня шва аргоном не производили.

4

В процессе сварки алюминий расправляется и пазы в покрытии заплавляются, что обеспечивает надежную защиту корня шва от взаимодействия с активными газами.

Иэ приведенных в таблице данных следует, что поперечные пазы в алюминиевом покрытии позволяют сократить практически вдвое ширину участка рекристаллизованных зерен в ЗТВ, значительно повысить угол загиба и ударную вязкость сварных соединений. Оптимальный шаг разрывов (1...2)8.

Уменьшение шага поперечных пазов до

0,5 3 приводйт к ухудшению качества защиты корня шва, снижению пластичности и вязкости сварных соединений и увеличивает ширину ЗТВ за счет предварительного подогрева кромок заготовок алюминием, Ширину поперечных разрывов, равную толщине покрытия из алюминия, выбирают иэ условия обеспечения качественной защиты корня шва от взаимодействия с активными газами, Увеличение ширины разрывов приводит к утончению пленки расплавленного алюминия и ухудшению качества защиты, при этом наблюдаетСя отсутствие заплавления пазов алюминием.

Таким образом, положительный эффект достигается эа счет образования в слое алюминия поперечных пазов.

Экономический эффект ожидается получить от замены сплава Zr-1%Nb более высокопрочным сплавом Zr-2,5%Nb для создания сварных химических аппаратов. Это позволит на 25% сократить расход циркония,и снизить себестоимость химических аппаратов. Изобретение может быть использовано в хи" мическом машиностроении для создания сварных химических аппаратов из циркония и др. тугоплавких металлов, .нержавеющих сталей, а также в других отраслях народного хозяйства, Формула изобретения

Способ защиты обратной стороны шва при дуговой многопроходной сварке туголлавких металлов и сплавов с разделкой кромок, при котором первым проходом выполняют сварку притупления, напыляют на кромки соединяемых заготовок со стороны корня шва слой алюминия, а затем производят заполнение разделки присадочным материалом, о т л и ч а ю щ и й.с.я.. тем, 5 1489935 6 что, с целью повышения качества свар- от 1S до 26 где 8 — толщина соеди-., ных соединений, в слое алюминия вы-. няемых заготовок, мм, причем пазы полняют пазы шириной, равной толщине располагают поперек свариваемых кронапыпенного слоя алюминия, и шагом г; град а„,Дж/см, Н „,ИПа

Шаг разрывов ных зерен

ЗТВ, мм

Составитель Г.Тютченкова

Техред Л.Сердюкова : Корректор М.Васильева

Тираж 894

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина 101

0,53

13

2 б

Редактор Н. Киштулинец, Заказ 3621/18

100

1800

Ширина участка рекристаллизован3

3,1

3,2

5,8